本發(fā)明涉及生理參數(shù)監(jiān)視系統(tǒng)、特別是用于監(jiān)視眼內(nèi)壓的變化的領(lǐng)域。本發(fā)明特別地涉及用于生理參數(shù)監(jiān)視系統(tǒng)的無源感測裝置和對應(yīng)的生理參數(shù)監(jiān)視系統(tǒng)。
背景技術(shù):
眼內(nèi)壓是允許診斷和監(jiān)視諸如青光眼的眼部疾病的生理參數(shù)之一。最近,已經(jīng)開發(fā)了便攜式和非侵入式感測裝置和方法,以便測量患者眼內(nèi)壓的日變化,避免其中需要將感測裝置植入患者的眼睛中的侵入式外科手術(shù)。此外,非侵入式系統(tǒng)的便攜性具有以下優(yōu)點:患者不再需要在醫(yī)院或診所處被固定,而是現(xiàn)在可以在日常生活情況中不斷監(jiān)視生理參數(shù)。
本領(lǐng)域已知的非侵入式感測裝置通常包括可以被并入諸如接觸透鏡的載體裝置中的感測裝置,該載體裝置將由患者承載以用于監(jiān)視目的。此外,非侵入式感測裝置可以與可以接收和分析來自感測裝置的數(shù)據(jù)的外部監(jiān)視系統(tǒng)結(jié)合使用。
用于接觸透鏡的不同類型的非侵入式感測裝置是已知的,其當(dāng)中的有源傳感器使用諸如微芯片和有源應(yīng)變計等小型化的低功率電子器件并因此需要能量源。wo2011/083105a1公開了例如包括同心應(yīng)變計和被并入接觸透鏡中的相關(guān)聯(lián)的微處理器的有源傳感器。
與之對比的是,已經(jīng)開發(fā)了純無源傳感器,以避免使用例如由于與患者的眼睛緊密鄰近甚至直接接觸的輻射的生成而造成的可能引起患者不適的能量源。無源傳感器從ep2412305a1是已知的,其公開了一種便攜式生理參數(shù)監(jiān)視系統(tǒng),包括:被并入軟性接觸透鏡中的諧振lc電路,其中諧振lc電路響應(yīng)由互補(bǔ)便攜式裝置生成的外部磁場,如從ep2439580a1的實例中知道的;以及用于分析由便攜式裝置獲取的數(shù)據(jù)的基站。這種類型的無源傳感器被已知為依賴于根據(jù)眼內(nèi)壓變化的被并入接觸透鏡中的lc電路的諧振頻率的變化,這是因為眼內(nèi)壓變化應(yīng)該影響眼睛表面的形狀,并且因此也影響??吭谄渖系能浶越佑|透鏡的形狀。繼而,軟性接觸透鏡的變形會改變諧振電路的電容。
然而,傳感器(無源的或有源的)在接觸透鏡中的集成已經(jīng)被發(fā)現(xiàn)比預(yù)期更復(fù)雜和更昂貴,防止了迄今為止便攜式眼內(nèi)壓監(jiān)視系統(tǒng)的商業(yè)化。一個經(jīng)常性的問題是傳感器通常被制造成扁平的,并且隨后彎曲成采用超模壓透鏡的球帽形狀,這已經(jīng)被發(fā)現(xiàn)在最終的透鏡中產(chǎn)生變形的區(qū)域,例如波紋邊緣,并且有時也在傳感器的電氣部件之間產(chǎn)生錯位。因此,進(jìn)一步對于佩戴透鏡不舒適,這些變形防止透鏡相對于眼睛表面的適當(dāng)扁平放置。因此,不能達(dá)到系統(tǒng)對眼睛表面變形所必需的靈敏度。
wo2009/111726a2公開了一種表面變形傳感器,其包括由外部剛性層和在其邊緣處界定在一起的內(nèi)部軟層形成的接觸透鏡,在剛性層和軟層之間具有間隙。wo2009/111726a2進(jìn)一步公開了一種由電感線圈和感測電容器形成的諧振lc電路,其中電感線圈和電容器的上電極被包括在剛性層中并且被電連接到被包括在軟層中的下電極。然而,這種類型的表面變形傳感器的制造需要將電路部件集成在剛性層中和軟層中的各種復(fù)雜步驟,以及用于電連接兩層的機(jī)構(gòu)的集成。
因此,本發(fā)明的目的是提供一種可以被并入生理參數(shù)監(jiān)視系統(tǒng)的接觸透鏡中的改進(jìn)的無源傳感器和對應(yīng)的生理參數(shù)監(jiān)視系統(tǒng),而沒有上述問題。特別地,無源傳感器和對應(yīng)的監(jiān)視系統(tǒng)還應(yīng)該遵從佩戴舒適的共同要求,并且盡可能地遵從佩戴具有集成無源傳感器的透鏡的受試者的未受損的視覺。本發(fā)明的目的還在于提供一種無源傳感器,其改善接觸透鏡相對于眼睛表面的布置以及生理參數(shù)監(jiān)視系統(tǒng)對表面變形的響應(yīng)性。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
根據(jù)本發(fā)明的一個方面,使用用于檢測生理參數(shù)的變化的生理參數(shù)監(jiān)視系統(tǒng)的接觸透鏡的根據(jù)權(quán)利要求1或權(quán)利要求2的無源感測裝置來解決該目的??梢杂糜跈z測眼內(nèi)壓變化的無源感測裝置形成包括了電感器和至少一個電容器的諧振電路。根據(jù)第一方面,電感器和所述至少一個電容器在一個層中是共面的。根據(jù)第二方面,無源感測裝置、并且特別是電感器和/或所述至少一個電容器形成至少一個感測電容器的第一電極。這兩個方面可以獨立進(jìn)行或彼此組合,并且兩者都解決上述目的,如以下解釋的。
在無源感測裝置中的共面的導(dǎo)電、電感和/或電容元件的使用提供其中生成的電場線的具體和有利的幾何形狀,特別是與本領(lǐng)域已知的擁有具有基本上面對面平行電極構(gòu)造的感測電容元件或具有其電極被布置在接觸透鏡的兩個不同層或平面上的無源傳感器相比較。實際上,這是由于共面的電路元件、電場線可以突出本發(fā)明的無源感測裝置的平面之外。因此,當(dāng)在其間設(shè)置低相對介電常數(shù)的層時,寄生電容可以與具有高相對介電常數(shù)的其它周圍材料一起存在。特別地,本發(fā)明利用眼組織和/或其上的淚膜的高相對介電常數(shù)以便提供用于檢測眼睛表面變化的至少一個感測電容器,如隨著對實施例的描述將變得更加明顯。
事實上,當(dāng)無源感測裝置被附接到被放置在眼睛上的接觸透鏡時,本發(fā)明的無源感測裝置的共面元件、換句話說電感器和/或至少一個電容器使用存在于眼睛的底層表面和/或其上的淚膜的寄生電容來形成感測電容器的第一電極。換句話說,代替在朝向眼睛表面的徑向方向上具有物理內(nèi)置的第二感測電極(其將在眼睛表面的變形之后理論上變化,但實際上相比于預(yù)期較沒有效率),本發(fā)明的無源裝置僅“物理地”為第一感測電極提供,這是因為其構(gòu)造和產(chǎn)生的電場線使能眼睛的實際表面和/或其上的淚膜成為第二感測電極。因此,與本領(lǐng)域已知的無源感測裝置相比而言,優(yōu)點在于本發(fā)明不需要用于感測電容器的任何物理內(nèi)置的第二電極,這是因為眼睛的實際表面和/或其上的淚膜(其為與無源感測裝置的電感器和/或至少一個電容器相對)可以是第二感測電極。因此,本發(fā)明允許比本領(lǐng)域已知的眼內(nèi)壓傳感器更直接和有效地監(jiān)視眼睛表面的變形。
在從屬權(quán)利要求中描述了進(jìn)一步有利的可選特征,并且將在下文中進(jìn)行描述。
優(yōu)選地,電感器可以是扁平電感器,其包括相對于所述無源感測裝置的基本中心點的多個、優(yōu)選三個凹弧形段,并且其中對于多個凹弧形段的至少一個、優(yōu)選地全部,所述至少一個段在其一個點處的曲率半徑大于所述點和所述基本中心點之間的距離。這里,通過表述“弧形”,應(yīng)當(dāng)理解,每個弧形電感器段相應(yīng)地具有基本上遵循橢圓弧、特別是圓弧形狀的彎曲幾何形狀。此外,雖然每個弧形段優(yōu)選地可以是連續(xù)的弧形段,但是多個較短的背對背線性段也可以實現(xiàn)具有全局弧形幾何形狀的一個更長的段,其也將允許執(zhí)行本發(fā)明。此外,通過“相對于基本中心點是凹形的”等表述,應(yīng)當(dāng)理解,弧形段相對于無源感測裝置的相同參考點是全部凹形的,其可以圍繞其幾何中心,但不是任何弧形段的中心。因此,根據(jù)本發(fā)明,凹弧形段不在以該參考基本中心點為中心的圓上。
因此,在優(yōu)選實施例中,本發(fā)明的無源感測裝置可以具有以下電感元件,該電感元件具有包括多個、優(yōu)選地三個翼或耳狀段的結(jié)構(gòu),其可以比已知傳感器的電感器更好地適應(yīng)于接觸透鏡的凹帽形狀,這是因為它們允許控制在并入或附接到透鏡期間被彎曲、折疊和/或塑性變形的無源感測裝置的區(qū)域。鑒于接觸透鏡的尺寸以及因此的對無源感測裝置的尺寸的要求,相比更多或更少這樣的片段而言,三個凹弧形電感器段可以就靈敏度和表面覆蓋而言、以及就傳感器并入接觸透鏡中的靈活性而言提供更好的折衷。然而,在優(yōu)選實施例的變型中不應(yīng)排除具有大半徑的兩個、四個或更多個凹弧形段。此外,電感器的凹弧形段的曲率半徑可以有利地被選擇為使得一旦無源感測裝置被變形以將其并入接觸透鏡中,它們將基本上描述接觸透鏡的相同預(yù)定圓的段,這允許更容易地放置在接觸透鏡中。
在優(yōu)選實施例的變型中,電感器還可以包括被布置在凹弧形段之間的凸弧形段。這里,應(yīng)該以類似于上面解釋的“凹形”的方式來理解表述“凸弧形段”。因此,如上面解釋的,凸弧形段相對于無源感測裝置的基本中心點是凸形的。以這種方式,可以控制在對接觸透鏡的并入或附接處理期間無源感測裝置可彎曲的區(qū)域。
在進(jìn)一步的變型中,電感器還可以包括將所述凸弧形段匯接到所述凹弧形段的直段,并且所述直段和凹弧形段之間的接合部可以優(yōu)選為圓形。連接直電感器段的長度可以被用于更好地控制凹弧形段之間的材料量。連續(xù)的電感器段之間的圓形接合部提供比粗糙尖頭邊緣更平滑的形狀,并且因此更容易附接到接觸透鏡的凹帽形狀。這里,應(yīng)該注意的是,盡管在這種變型中,圓形接合部因此可以是凹形的,但是它們不是相對于中心點“凹形的”,與上面解釋的“凹弧形段”不同。
在替代實施例中,電感器可以是環(huán)形和圓形的。該變型可以有利于增加生成外部磁場的互補(bǔ)便攜式裝置的天線處的信號的幅度。
優(yōu)選地,電感器可以是螺旋電感器。因此,扁平結(jié)構(gòu)可以通過在螺旋之后在載體基板中或其上沉積導(dǎo)電材料來制造。有利地,電感器可以包括5至20個螺旋部,優(yōu)選8至15個螺旋部,更優(yōu)選10至13個螺旋部。此外,在該變型的優(yōu)選實施例中,螺旋部的寬度和/或螺旋部之間的距離可以在約30μm至約100μm的范圍內(nèi),優(yōu)選在約40μm至約80μm的范圍內(nèi)。因此,本發(fā)明允許螺旋部數(shù)量和尺寸的組合,其可以有利地允許佩戴具有本發(fā)明的無源感測裝置的接觸透鏡的受試者保持清晰的視覺。特別地,螺旋部的寬度和連續(xù)的螺旋部之間的距離相同是可能的,但是不是必須的。有利地,電感器的寬度可以為約2mm或更小,優(yōu)選約1.5mm或更小。電感器的寬度實際上可以大于該值,但是為了保持受試者的視覺清晰,保持較低的值更有利。
優(yōu)選地,所述至少一個電容器可以是共面電容器。共面電路元件對于實現(xiàn)扁平無源感測裝置是有利的,這是因為它們將提供特定的電場線幾何形狀,其允許利用眼組織和/或其上的淚膜的高相對介電常數(shù)來監(jiān)視眼睛表面的變形。
優(yōu)選地,所述至少一個電容器可以被設(shè)置在電感器的內(nèi)圓周處,特別是朝向無源感測裝置的中心區(qū)域。因此,雖然電感器可以設(shè)置在眼睛表面的圓周區(qū)域上感測電容器的第一電極,但是至少一個物理電容器可以設(shè)置覆蓋電感器的內(nèi)圓周內(nèi)的表面的感測電容器的第一電極,優(yōu)選地在角膜上方。
在優(yōu)選實施例的有利變型中,對于多個電感器凹弧形段中的至少一個、優(yōu)選全部,至少一個電容器可以在所述電感器凹弧形段的內(nèi)圓周處朝向所述無源感測裝置的中心區(qū)域被設(shè)置。鑒于其與接觸透鏡的附接,發(fā)現(xiàn)這種布置有利于彎曲無源感測裝置。盡管無源感測裝置可能僅與一個電容器一起工作,但是就靈敏度而言包括多于一個的電容器是更有利的。在一個優(yōu)選的變型中,因此可以在每個電感器凹弧形段的內(nèi)側(cè)提供至少一個電容器。具有每個電感器凹弧形段的兩個電容器的構(gòu)造就靈敏度和表面覆蓋而言甚至更有利,同時為佩戴具有本發(fā)明的無源感測裝置的接觸透鏡的受試者提供足夠的可視性。
在進(jìn)一步的變型中,所述至少一個電容器朝向電感器的內(nèi)圓周可以比朝向所述中心區(qū)域更大。在優(yōu)選實施例中,發(fā)現(xiàn)所述至少一個電容器的類似梯形幾何形狀是有利的,這是因為它可以容易地彎曲以遵循接觸透鏡的凹帽幾何形狀。發(fā)現(xiàn)后一種幾何形狀特別是與圓環(huán)形電感器組合有利。
在另一個變型中,所述至少一個電容器可以在其末端朝向中心區(qū)域是遵循凸弧形段的部分弧形的。因此,電容器、特別是共面電容器的幾何形狀可以有利地適應(yīng)于電感器的幾何形狀,以增加眼睛的表面覆蓋,同時仍然至少使中心區(qū)域空閑以允許足夠的未受損的視覺。
優(yōu)選地,所述至少一個共面電容器可以包括第一電極和第二電極,其中所述第一電極可以被電連接到所述電感器的內(nèi)圓周,并且所述第二電極可以特別地借由導(dǎo)電通孔電連接到所述電感器的外周。雖然實際的感測元件以共面方式被設(shè)置,但是仍然可以使用導(dǎo)電通孔以用于電路部件的端子之間的電連接。也可以設(shè)置每個電容器的第一電極作為電感器內(nèi)圓周上的螺旋部的延伸。換句話說,每個電容器的第一電極可以與電感器一體構(gòu)成。
優(yōu)選地,所述至少一個電容器和/或所述第一電極和第二電極可以是叉指(interdigitate)的。遵循優(yōu)選的變型,叉指電容器可以使其電極沿徑向和/或周向叉指。特別地,共面電容器的兩個電極可以彼此徑向叉指,或者第一電極本身可以互相叉指,同時與第二電極周向共面。也可以是共面的或更一般具有叉指電極的電容器的叉指電容器被發(fā)現(xiàn)有利于改善無源感測裝置的靈敏度,同時還提供電場線的有利幾何形狀。
優(yōu)選地,無源感測裝置還可以包括沒有電感器和/或電容器材料的中心區(qū)域。因此,當(dāng)佩戴具有本發(fā)明的無源感測裝置的接觸透鏡時,受試者可以保持基本上清晰的視覺。中心區(qū)域可以是大致對應(yīng)于人類瞳孔的平均尺寸的區(qū)域。
優(yōu)選地,無源感測裝置還可以包括在其中或其上設(shè)置所述電感器和所述至少一個電容器的載體基板層,特別是以共面方式。在一種變型中或除此之外,無源感測裝置還可以包括在所述電感器和所述至少一個電容器上和/或載體基板層上方的涂層材料層。涂層可以有利于保護(hù)電路部件,例如由于長時間暴露于眼淚而導(dǎo)致的腐蝕。此外,遵循無源感測裝置的優(yōu)選輪廓可以優(yōu)選地去除載體基板和/或涂層。將無源感測裝置并入或附接到接觸透鏡的問題些許類似于使用2d片材包裹3d表面。因此,有利的是去除載體基板的區(qū)域,其會產(chǎn)生不必要的材料,并且因此在使無源感測裝置變形時形成波紋以在其并入或附接到接觸透鏡之前給其施加彎曲形狀。事實上,優(yōu)選去除盡可能多的載體基板,以便在其并入接觸透鏡之前使無源感測裝置盡可能柔性,同時仍然使足夠的載體基板材料在脆弱區(qū)域中,這在當(dāng)無源感測裝置彎曲時可能受到可能的眼淚。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面,還使用根據(jù)權(quán)利要求16的生理參數(shù)監(jiān)視系統(tǒng)來解決該目的??捎糜跈z測眼內(nèi)壓變化的生理參數(shù)監(jiān)視系統(tǒng)包括具有內(nèi)表面和與內(nèi)表面相對的外表面的第一透鏡元件,其中至少外表面適于接觸眼組織,特別是眼瞼組織,并且其中優(yōu)選地,內(nèi)表面適于接觸至少角膜和/或其上的淚膜,優(yōu)選角膜和鞏膜和/或其上的淚膜。優(yōu)選地,當(dāng)周邊區(qū)域接觸鞏膜時,第一接觸透鏡元件在其內(nèi)表面和眼睛表面之間提供中間空間。生理參數(shù)監(jiān)視系統(tǒng)還包括根據(jù)前述方面或其任何變型的無源感測裝置。
因此,生理參數(shù)監(jiān)視系統(tǒng)包括根據(jù)本發(fā)明的第一方面的無源感測裝置的優(yōu)點。特別地,根據(jù)本發(fā)明的第一方面的無源感測裝置設(shè)置至少一個感測電容器的第一電極,并且中間空間可以是中間電介質(zhì),使得眼睛的表面或其上的淚膜形成感測電容器的第二電極。
優(yōu)選地,無源感測裝置可以被設(shè)置在第一接觸透鏡元件的內(nèi)表面處。無論是被附接到剛性接觸透鏡的內(nèi)部光學(xué)表面、特別是剛性鞏膜接觸透鏡,還是容納在其中的凹部中,本發(fā)明不需要將無源感測裝置并入透鏡材料內(nèi)的復(fù)雜步驟,或者在無源感測裝置上覆蓋超模壓接觸透鏡層的復(fù)雜步驟。
在有利實施例的優(yōu)選變型中,生理參數(shù)監(jiān)視系統(tǒng)還可以包括第二透鏡元件,優(yōu)選為柔性材料,特別是柔性聚合物材料,更特別是親水性柔性聚合物材料,其具有內(nèi)表面和與內(nèi)表面相對的外表面,其中至少內(nèi)表面可以適于接觸眼組織、特別是至少角膜和/或其上的淚膜,并且其中第一透鏡元件和第二透鏡元件可以在周邊附接區(qū)域處彼此附接,從而圍住中間空間。因此,本發(fā)明的系統(tǒng)可以比本領(lǐng)域已知的表面變形傳感器更好地利用多層接觸透鏡。實際上,本發(fā)明的無源感測裝置僅被并入或附接到多層接觸透鏡的剛性部分,從而有利地避免了將任何電路元件并入或附接到透鏡的軟層,與本領(lǐng)域已知的系統(tǒng)相比,這改善了軟層相對于眼睛表面的扁平放置,這是由于軟層不再集成加強(qiáng)元件。因此,在軟層中也避免了波紋的形成。此外,使用本發(fā)明的無源感測裝置也避免了將軟層中的電路元件電連接到剛性層中的電路元件的機(jī)構(gòu)的集成。
因此,取決于變型,在沒有任何軟性接觸透鏡層的情況下,甚至可以僅使用剛性接觸透鏡,特別是剛性鞏膜接觸透鏡,這是因為在不使用軟性接觸透鏡層作為感測層的情況下,具有以共面方式布置的電路元件的本發(fā)明的無源感測裝置甚至可以允許檢測表面變形。在其它變型中,也取決于諧振頻率,使用如上面描述的多層接觸透鏡可能更有利。在所有變型中,一個或多個接觸透鏡可以是矯正的或不矯正的。
在一個變型中,當(dāng)生理參數(shù)監(jiān)視系統(tǒng)包括多層接觸透鏡時,中間空間可以填充有介電材料。然后還優(yōu)選地介電材料是可壓縮的,使得當(dāng)?shù)诙哥R元件是柔性的時,仍然可以檢測底層表面的變形。事實上,遵循優(yōu)選的變型,中間空間可以完全填充有可壓縮介電材料或者部分地填充有可壓縮和不可壓縮介電材料的混合物,使得可以檢測底層表面的變形。雖然本領(lǐng)域已知的多層接觸透鏡通常包圍填充有空氣的中間空間,但是總是可以使用另一介電材料填充所述空間,優(yōu)選地還具有低相對介電常數(shù)。特別地,介電材料可以具有小于環(huán)境溫度下淚膜和/或眼組織的相對介電常數(shù)的相對介電常數(shù)值εr,優(yōu)選小于環(huán)境溫度下淚膜和/或眼組織的相對介電常數(shù)的約10倍,更優(yōu)選相對介電常數(shù)值εr在約1至約5之間。有利地,降低相對介電常數(shù)可增加靈敏度。
有利地,在優(yōu)選實施例的變型中,第二接觸透鏡元件可以是軟性接觸透鏡,特別地至少在角膜上方延伸。因此,甚至可以直接使用矯正或非矯正軟性接觸透鏡并將其附接到第一接觸透鏡元件,這避免了制造專用軟層的進(jìn)一步復(fù)雜的步驟。其優(yōu)點是使用直接存在的軟性接觸透鏡還可以完全避免波紋形成和相對于至少角膜的扁平放置的問題。發(fā)現(xiàn)該變型特別適用于監(jiān)視眼睛表面的變形,并且因此也適用于眼內(nèi)壓的變化。
在有利實施例的優(yōu)選變型中,第二接觸透鏡元件可以在角膜和鞏膜的一部分上延伸,以在角膜緣處留下非接觸區(qū)域。最軟的所謂的角膜接觸透鏡實際上也是部分鞏膜,并且因此也可以被用于該變型。在眼睛的邊緣處留下非接觸區(qū)域可以提供小凹陷,其允許第二透鏡元件(在該變型中,例如軟層、特別是軟性接觸透鏡)借助于淚膜而扁平地貼在至少角膜的表面。
附圖說明
下面將基于結(jié)合以下附圖描述的有利實施例來更詳細(xì)地描述本發(fā)明:
圖1示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的一個方面的無源傳感器的示例性實施例;
圖2示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的另一方面的生理參數(shù)監(jiān)視系統(tǒng)的示例性實施例;
圖3示意性地示出了在另一示例性實施例中圖2中示出的生理參數(shù)監(jiān)視系統(tǒng)的變型;
圖4a示意性地示出了在另一示例性實施例中圖2中示出的生理參數(shù)監(jiān)視系統(tǒng)的進(jìn)一步的變型;
圖4b示意性地示出了在另一示例性實施例中圖4a中示出的生理參數(shù)監(jiān)視系統(tǒng)的變型;
圖5示意性地示出了在進(jìn)一步的示例性實施例中圖1中示出的無源傳感器的變型;
圖6示意性地示出了在進(jìn)一步的示例性實施例中圖1和圖5中示出的無源傳感器的另一變型;
圖7示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的一個方面的無源傳感器的變型的另一示例性實施例;并且
圖8示意性地示出了在另一示例性實施例中圖7中示出的無源傳感器的變型。
具體實施方式
圖1在本發(fā)明的第一方面的示例性實施例中示出了可以在生理參數(shù)監(jiān)視系統(tǒng)(例如參考圖2至圖4b的實施例中詳細(xì)描述的那些)中使用的用于接觸透鏡的無源感測裝置100。在本實施例中,無源感測裝置100是用于在接觸透鏡被佩戴時檢測生理參數(shù)的變化的接觸透鏡中使用的諧振電路。特別地,無源感測裝置100可以被用于接觸透鏡中,以監(jiān)視例如針對患有青光眼的患者的眼內(nèi)壓的變化。
如圖1中可以看出的,無源傳感器100包括電感元件(這里是電感器101),以及至少一個電容元件(這里是多個電容器121、122、123、124、125和126),其全部是共面的。換句話說,在并入接觸透鏡的隨后的步驟之前,無源傳感器100基本上是扁平的,使得其僅形成一個感測層,同樣當(dāng)其變形、特別是彎曲時,并且被附接到生理參數(shù)監(jiān)視系統(tǒng)的接觸透鏡。例如,無源傳感器100可以被設(shè)置在載體基板的層上,其上具有或不具有保護(hù)涂層,假設(shè)電感器101和電容器121、122、123、124、125、126以共面方式被設(shè)置。
遵循優(yōu)選的變型,圖1中示出的實施例的電感器101是扁平電感元件,其可以包括相對于參考點(這里是無源傳感器100的基本中心點110)呈弧形和凹形的多個段1011、1012、1013,其中該中心點110不需要是傳感器的幾何中心,而是可以靠近它。如圖1中進(jìn)一步示出的,這些段1011、1012、1013實際上沒有以所述基本中心點110為中心。實際上,至少一個段1011、1012、1013以及優(yōu)選地所有三個段1011、1012、1013具有在其點處的大于所述點到基本中心點110的距離的曲率半徑。因此,遵循優(yōu)選的變型,凹弧形電感器段1011、1012、1013的中心實際上甚至可以在電感器101的周界之外。電感器101然后具有如下優(yōu)點,即三個段1011、1012、1013的翼狀或耳狀結(jié)構(gòu)將更容易附接或并入到接觸透鏡的凹帽形狀。事實上,將甚至可能使傳感器100彎曲,使得段1011、1012、1013可以在接觸透鏡中在相同圓上基本對準(zhǔn)。
如圖1中還示出的,為了進(jìn)一步促進(jìn)無源傳感器100在接觸透鏡中的附接或合并處理,特別是為了更好地控制在該處理期間將彎曲的區(qū)域,無源傳感器100的電感器101可以還包括向內(nèi)定向的、換句話說相對于基本中心點為凸形的、將凹形段1011、1012、1013相互連接的弧形段1021、1012、1023。取決于所需的無源傳感器100的尺寸,圖1還示出了可以經(jīng)由直電感器段1031、1032、1033、1034、1035、1036將凹形段1011、1012、1013連接到凸形段1021、1022、1023。因此,可以調(diào)節(jié)向內(nèi)指向的耳狀段1021、1022、1023的深度,從而控制在接觸透鏡中的附接或合并處理期間將被彎曲的區(qū)域。圖1還示出了一個有利的變型,其中在直段1031、1032、1033、1034、1035、1036和凹形段1011、1012、1013之間的接合部1041、1042、1043、1044、1045、1046為圓形的以便提供更平滑的形狀。
遵循又一個優(yōu)選的變型,電感器101也可以是扁平螺旋電感器。在圖1中示出的實施例中,電感器101從在其內(nèi)周(這里對應(yīng)于凹弧形段1012的內(nèi)周)上的第一端1051朝向其外周上的第二端1052成螺旋形。為了獲得基本上為弧形的段1012,兩個端1051、1052之間的區(qū)域106可以呈現(xiàn)圖1中示出的小偏轉(zhuǎn)。電感器101還可以包括一連串螺旋部(spire),例如約5至20個螺旋部,優(yōu)選地8至15個螺旋部,更優(yōu)選地10至13個螺旋部。在圖1中示出的實施例中,電感器101包括例如10個螺旋部。
此外,遵循另一個優(yōu)選的變型,由于期望電感器101在徑向上(例如相對于中心點110)的總寬度保持在約2.0mm以下,例如處于約1.5mm或甚至以下,所以在圖1中示出的實施例中,螺旋部的寬度可以是約60μm,而連續(xù)的螺旋部之間的距離可以是約75μm。然而,在其他實施例中,螺旋部的寬度和/或連續(xù)的螺旋部之間的距離可以在從約30μm至約100μm的范圍內(nèi)被選擇,優(yōu)選地在約40μm至約80μm之間。在一些實施例中,它們甚至可以是相同的。例如,將可以使15個螺旋部具有約50μm的寬度并且具有它們之間也為約50μm的距離。
如圖1中進(jìn)一步示出的,與具有面對面平行電極構(gòu)造的電容器相比,電容器121、122、123、124、125、126是共面電容器,這意味著它們相應(yīng)的電極1211和1212、1221和1222、1231和1232、1241和1242、1251和1252以及1261和1262彼此共面,至少在使傳感器100彎曲或變形以使其附接到接觸透鏡之前。如上面解釋的,共面電容器121、122、123、124、125、126因此也與螺旋電感器101共面。特別地,電極1211、1212、1221、1222、1231、1232、1241、1242、1251、1252、1261、1262被設(shè)置與電感器101共面,例如在載體基板(為了清楚起見未示出)的同一平面、特別是相同的前側(cè)上,如將在參考圖2的實施例中變得更加明顯的。因此,兩個相應(yīng)的共面電極1211和1212、1221和1222、1231和1232、1241和1242、1251和1252、1261和1262之間的電場線也可以形成從平面突出的弧。
此外,遵循有利的變型,電容器121、122、123、124、125、126也可以是叉指電容器,如圖1中示出的。因此,給定的電容器可以包括彼此面對的兩個基本上e形的電極,使得他們的分支相互叉指。例如,在圖1中,電容器121包括兩個基本上e形的共面的和叉指的電極1211和1212。類似地,其他電容器122、123、124、125和126也以這種方式被設(shè)置。
還遵循有利的變型,針對每個凹弧形電感器段1011、1012、1013在其內(nèi)周處朝向中心點110設(shè)置了至少一個電容器。在參考圖1示出的實施例中,遵循優(yōu)選的變型,針對每個凹弧形電感器段1011、1012、1013提供了兩個電容器。例如,電容器121和122被設(shè)置在段1011中,而電容器123和124被設(shè)置在段1012中,并且電容器125和126被設(shè)置在段1013中。遵循優(yōu)選的變型,給定電容器121、122、123、124、125、126的第一電極(這里為電極1211和1221、1231和1241以及1251和1261)可以被電連接到電感器101的內(nèi)側(cè)或內(nèi)圓周,這里相應(yīng)地被電連接到段1011、1012和1013的最內(nèi)螺旋部。繼而,第二電極(這里為電極1212和1222、1232和1242以及1252和1262)可以被連接到電感器101的外側(cè)或外圓周,這里相應(yīng)地被連接到段1011、1012和1013的最外螺旋部。當(dāng)?shù)谝浑姌O1211、1221、1231、1241、1251、1261可以基本上被設(shè)置為電感器101的最內(nèi)螺旋部朝向中心點110的延伸時,第二電極1212、1222、1232、1242、1252、1262可以借由相應(yīng)的導(dǎo)電通孔1213、1223、1233、1243、1253、1263被連接到電感器101的最外螺旋部。出于制造的原因,這些通孔1213、1223、1233、1243、1253、1263或電連接可以是被設(shè)置在承載共面電感器101和電容器121、122、123、124、125、126的基板的不同的平面、特別是不同側(cè)上,假設(shè)無源傳感器100是全局扁平的。如圖1中示出的,導(dǎo)電通孔1213、1223、1233、1243、1253、1263可以相應(yīng)地包括導(dǎo)電橋并且可以穿過基板,并且如果需要也可以穿過第二電極1212、1222、1232、1242、1252、1262。
在參考圖1示出的實施例中,電容器121、122、123、124、125、126朝向電感器101的最內(nèi)螺旋部可以比朝向中心點110更大,例如使得每個電容器121、122、123、124、125、126的整體形狀基本上是梯形的,其中較大的基部從中心點110朝外并且較小的基部朝向中心點110。鑒于其并入接觸透鏡中,該形狀對于無源傳感器100的隨后彎曲是有利的。然而,這種形狀不是限制性的并且可以使用其它形狀,如果它們促進(jìn)無源傳感器100附接到接觸透鏡或覆蓋眼睛的表面的話,例如類似在圖5和圖6中示出的實施例中。
還優(yōu)選從無源傳感器100去除不必要的材料,以便促進(jìn)其并入接觸透鏡中。因此,有利的是至少部分地去除載體基板的任何不必要部分(為了清楚起見未示出),優(yōu)選地遵循無源傳感器100的內(nèi)部和外部輪廓,然而在彎曲無源傳感器100可能損壞電感器101和/或電容器121、122、123、124、125、126中的任何一個所在的區(qū)域中留下足夠的載體基板材料。還優(yōu)選地使圍繞基本中心點110的中心區(qū)域130沒有任何材料,例如對應(yīng)于瞳孔的位置,使得視覺基本上保持未受損,并且改善了無源傳感器100的靈活性。
圖2示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的一個方面的生理參數(shù)監(jiān)視系統(tǒng)200的示例性實施例的橫截面中的細(xì)節(jié),特別是使用形成了諧振電路的無源感測裝置201,用于檢測特別涉及高相對介電常數(shù)材料的層206的表面2061的變形的生理參數(shù)的變化。在該實施例的優(yōu)選變型中,無源感測裝置201可以是參考圖1示出的實施例的無源傳感器100。然而,可以代替地使用形成諧振電路的無源傳感器100的變型或其它基本上共面的無源傳感器。特別地,參考圖5至圖8示出的實施例的無源傳感器500、600、700、800中的任何一個可以被用于本實施例的變型。
在圖2中示出的示例性實施例中,無源感測裝置201被設(shè)置為多個共面導(dǎo)電元件,其可以是電感和/或電容元件,形成了具有在優(yōu)選適于醫(yī)療用途的頻率范圍內(nèi)選擇的給定諧振頻率的諧振電路。為了清楚起見,圖2中僅示出了兩個共面的這樣的元件2011、2012。在優(yōu)選的變型中,當(dāng)無源感測裝置201是圖1中示出的實施例的無源傳感器100或者圖5至圖8中示出的實施例的無源傳感器500、600、700、800中的任何一個時,兩個共面導(dǎo)電元件2011、2012可以對應(yīng)于橫截面中的兩個連續(xù)的導(dǎo)電元件,例如螺旋電感器101的兩個連續(xù)的螺旋部或叉指電容器121、122、123、124、125、126中的任一個的兩個連續(xù)分支。與圖1和圖5至圖8中示出的實施例類似,圖2中示出的示例性實施例的無源感測裝置201可以被設(shè)置在載體基板材料的層202上、特別是在其前側(cè)2021上,其中保護(hù)涂層材料的可選層203被設(shè)置在前側(cè)2021和/或?qū)щ娫?011、2012上或上方。此外,無源感測裝置201可以被附接到載體基板材料的層202的背面2022處的生理參數(shù)監(jiān)視系統(tǒng)200的載體元件(如層205示出的)。因此,可以在涂覆材料和/或粘合劑材料的背面2022上方設(shè)置可選層204。
如圖2中進(jìn)一步示出的,被附接到載體元件205的無源感測裝置201將被用于確定與第一高相對介電常數(shù)層206的表面2061的變形有關(guān)的生理參數(shù)的變化。因此,在無源感測裝置201的諧振頻率附近,與第一層206的相對介電常數(shù)相比,優(yōu)選地選擇載體205和基板層202、涂層203以及涂層和/或粘合劑層204的相對介電常數(shù)全部非常低,例如優(yōu)選地低至少十倍。
共面的導(dǎo)電、電感和/或電容元件2011、2012的使用提供了與具有面對面平行電極構(gòu)造的電容器不同的電場線幾何形狀,使得代替具有在兩個相對的平行電極之間的基本上直電場線,圖2中示出的共面構(gòu)造中的電場線也可以突出到共面導(dǎo)電元件2011、2012的平面之外,例如遵循弧。已知的是寄生電容可存在于導(dǎo)電元件2011、2012之間、以及其和其附近的任何其它高相對介電常數(shù)元件之間,這可能影響無源感測裝置201的諧振頻率。在圖2中示出的實施例中,中間層207被設(shè)置在無源感測裝置201和高相對介電常數(shù)層206之間,其中與層206的材料的相對介電常數(shù)相比而言,所述中間層207的相對介電常數(shù)也非常低,優(yōu)選地至少低十倍。因此,由于電場線可以突出到共面元件2011、2012的平面之外,寄生電容也可以被形成在無源感測裝置201的共面導(dǎo)電元件2011、2012中的每個與高相對介電常數(shù)層206的表面2061的相對區(qū)域之間,從而形成具有基本上平行電極構(gòu)造的多個感測電容器,其中一個電極是導(dǎo)電元件2011、2012中的一個,并且另一個電極是表面2061的相對區(qū)域。換句話說,無源感測裝置201的導(dǎo)電元件2011、2012(例如螺旋電感器101的螺旋部和/或叉指電容器121、122、123、124、125、126的各個分支)形成多個感測電容器的第一電極,并且在不需要在無源感測裝置201中物理地構(gòu)建任何第二感測電極的情況下,在表面2061上與其相對的區(qū)域形成這些感測電容器的相應(yīng)的第二電極。高相對介電常數(shù)層206的表面2061的變形將影響這些電極之間的距離,從而也影響諧振頻率。繼而可以使用遵循已知方法的外部磁場來檢測該變化。
如果例如在載體205上提供另一高相對介電常數(shù)材料的層208,如圖2中示意性地示出的,則在無源感測裝置201的導(dǎo)電元件2011、2012與層208的相對區(qū)域之間也可能存在進(jìn)一步的寄生電容,其可以擾亂對第一高相對介電常數(shù)層206的表面2061的變形的監(jiān)視。因此,優(yōu)選的是,載體元件205以以下方式被制造:無源感測裝置201可以被附接至其,使得從共面導(dǎo)電元件2011、2012中的任何一個到層208的表面2081的距離d大于從所述共面導(dǎo)電元件2011、2012到層206的表面2061的相對區(qū)域的距離d。以這種方式,感測電容器的寄生電容可以是根據(jù)表面2061的變形而變化的主要參數(shù),而相比之下,生理參數(shù)監(jiān)視系統(tǒng)200的任何其他電容將是固定的或可忽略的。
在參考圖2示出的實施例的優(yōu)選變型中,特別是在其中無源感測裝置201是圖1中示出的示例性實施例的無源傳感器100或圖5至圖8中示出的任何變型的無源傳感器500、600、700、800的變型中,第一高相對介電常數(shù)層206可以是諸如在其上形成的角膜和/或淚膜的眼組織,第二高相對介電常數(shù)層208可以是諸如眼瞼和/或在眼瞼和載體元件205之間形成的淚膜的眼組織,其中載體元件205可以是接觸透鏡,并且低相對介電常數(shù)中間層207可以是填充有空氣、或者在進(jìn)一步的變型中填充有生物相容的低相對介電常數(shù)介電材料的中間空間。最后,生理參數(shù)可以是眼內(nèi)壓,其因此可以遵循根據(jù)無源傳感器100與眼睛表面之間的距離變化的諧振頻率的變化而被監(jiān)視,特別是角膜和/或其上的淚膜。在該優(yōu)選變型中,可以選擇電感器101和多個電容器121、122、123、124、125、126,使得無源傳感器100的初始諧振頻率在30mhz附近。在這個頻率附近,針對不同層的相對介電常數(shù)εr則可以是:針對層208,εr(眼瞼)≈80,并且εr(角膜)≈100,并且εr(淚膜)≈80,使得可以認(rèn)為針對層206,在30mhz附近εr(角膜)≈εr(淚膜)。此外,形成接觸透鏡205的材料的相對介電常數(shù)可以是εr(硅)≈3,該材料可以是可以被用于剛性或軟性接觸透鏡元件的硅或聚合物材料,并且中間空間207中的介電材料的相對介電常數(shù)可以是εr(空氣,其他電介質(zhì))≈1-3,該介電材料可以是空氣或另一種低相對介電常數(shù)生物相容介電材料。
圖3示出了參考圖2示出的實施例的生理參數(shù)監(jiān)視系統(tǒng)200的優(yōu)選變型,其中可以監(jiān)視眼內(nèi)壓的變化。因此,圖3中示出的實施例在所有方面都類似于圖2中示出的實施例。在該變型中,生理參數(shù)監(jiān)視系統(tǒng)300可以包括無源感測裝置301,其可以特別地是圖1中示出的實施例的無源傳感器100或圖5至圖8中示出的任何變型的無源傳感器500、600、700、800,優(yōu)選地在其背面處被附接到接觸透鏡302的內(nèi)表面303,使得共面電感101并且電容器121、122、123、124、125、126被布置成面向眼睛306的表面3061、特別是角膜3062,針對其將監(jiān)視眼內(nèi)壓變化。出于簡單的目的,無源感測裝置301被示出為單層,但是本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解,該構(gòu)造與圖2中示出的實施例的構(gòu)造類似,其被應(yīng)用于圖1的無源傳感器100或參考圖5至圖8示出的實施例的無源傳感器500、600、700、800中的任何一個。
在圖3中示出的實施例中,接觸透鏡302還包括適于接觸眼組織和/或其上的淚膜的外表面304。特別地,透鏡302的內(nèi)表面303適于接觸至少眼睛306的表面3061,并且優(yōu)選地還接觸其上的淚膜,而透鏡302的外表面304適于接觸至少眼瞼308并且優(yōu)選地還接觸淚膜。此外,接觸透鏡302優(yōu)選地可以是鞏膜型的剛性接觸透鏡,使得其周邊區(qū)域309??吭诒砻?061上,特別地在鞏膜3063上和/或其上形成的淚膜上(為了簡單起見淚膜未被示出),并且使得透鏡302還在眼睛306的表面3061和無源感測裝置301之間提供可以特別地被填充有空氣的中間空間305。遵循圖2中示出的實施例的優(yōu)選變型,無源感測裝置301和表面3061之間的距離d小于無源感測裝置301與接觸透鏡302的外表面304之間的距離d,例如,在不將本發(fā)明限制于這些值的情況下,d≈350μm和d≈500μm,使得與無源感測裝置301和表面3061之間形成的感測電容器的寄生電容相比而言,無源感測裝置301和眼瞼308之間的任何寄生電容將是可忽略的或不存在的。
當(dāng)以低諧振頻率(例如遠(yuǎn)低于30mhz)選擇無源感測裝置301時,圖3中示出的變型可以是特別有利的,在該低諧振頻率處角膜的相對介電常數(shù)變得比其上的淚膜的相對介電常數(shù)大得多,換句話說,在εr(角膜)>>εr(淚膜)的頻率處。在該情況下,眼睛306的表面3061上的淚膜可以被認(rèn)為形成低介電常數(shù)中間空間305的一部分。
圖4a示出了生理參數(shù)監(jiān)視系統(tǒng)400的另一個優(yōu)選變型,其在大多數(shù)方面類似于圖3中示出的實施例的生理參數(shù)監(jiān)視系統(tǒng)300。因此,生理參數(shù)監(jiān)視系統(tǒng)400被用于監(jiān)視眼睛406中的眼內(nèi)壓的變化,并且包括無源感測裝置401,其可以再次優(yōu)選地是參考圖1的實施例的無源傳感器100,或參考圖5至圖8描述的任何變型,再次優(yōu)選地在其背面處被附接到第一剛性接觸透鏡或接觸透鏡元件402的內(nèi)表面403,使得無源感測裝置401的共面導(dǎo)電元件(例如電感101和電容器121、122、123、124、125、126)被布置成面向眼睛406的表面4061,特別是角膜4062。
在圖4a中示出的實施例中,剛性接觸透鏡元件402還包括適于接觸眼瞼408和其上的淚膜的外表面404,并且其內(nèi)表面403還優(yōu)選地適于接觸至少眼睛406的表面4061、優(yōu)選地還接觸其上的淚膜(為了簡單起見再次未示出淚膜),并且特別地使得其周邊區(qū)域409停靠在眼睛406的鞏膜4063上,還提供了中間空間405。
然而,在圖4a中示出的變型中,以大約30mhz的諧振頻率選擇無源感測裝置401,使得εr(角膜)≈εr(淚膜)>>εr(空氣)≈εr(透鏡材料)。因此,為了有效地檢測表面4061的任何變形,或者換句話說,為了在無源感測裝置401的共面元件和表面4061的相對區(qū)域之間設(shè)置至少一個感測電容器,有必要避免空間405填充有淚膜。因此,在圖4a中示出的變型中,生理參數(shù)監(jiān)視系統(tǒng)400包括多層接觸透鏡420,其包括剛性透鏡402以及軟層410,該軟層410可以是例如軟性接觸透鏡,朝著周邊區(qū)域409在邊緣處被匯接,以圍住中間空間405。軟透鏡410還包括適于接觸表面4061和其上的淚膜的內(nèi)表面411以及與內(nèi)表面411相對的外表面412。為了改善與眼睛406的表面4061、特別是角膜4062接觸,在周邊區(qū)域409停靠在鞏膜4063上時,多層透鏡420、并且特別是軟透鏡410可以避免圍繞眼睛406的角膜緣區(qū)域4064的接觸。
因此,在圖4a中示出的變型中,眼睛406的表面4061上的淚膜可以被認(rèn)為形成角膜4062的一部分,而軟透鏡410可以被認(rèn)為是具有中間空間405的一個,其可以填充有空氣或具有相比而言低相對介電常數(shù)的任何其他可壓縮和生物相容的材料。在該實施例中,從無源感測裝置401到軟透鏡410的內(nèi)表面411(換句話說,到軟透鏡410與角膜區(qū)域4062上的淚膜之間的界面)的距離d小于無源感測裝置401和剛性接觸透鏡402的外表面404之間的距離d,使得與由無源感測裝置401和表面4061的相應(yīng)的相對區(qū)域形成的感測電容器的寄生電容相比而言,無源感測裝置401和眼瞼408之間的任何寄生電容將是可忽略的或不存在的。
圖4b示出了生理參數(shù)監(jiān)視系統(tǒng)400'的變型,其與圖4a中示出的生理參數(shù)監(jiān)視系統(tǒng)400基本相同,除了感測裝置401被容納在多層透鏡420的剛性部分402的內(nèi)表面403中設(shè)置的凹部4031中之外。就多層透鏡420內(nèi)的無源感測裝置401的附接穩(wěn)定性而言,該變型此時比先前的變型更有利。
圖5至8示出了根據(jù)本發(fā)明的無源感測裝置的進(jìn)一步的實施例。如上面提到的,這些變型都可以被用作圖1中示出的變型的替代方案,并且特別地,這些變型全部可以被用于參考圖2至圖4的實施例中描述的生理監(jiān)視系統(tǒng)200、300、400、400'。因此,讀者返回參考上面關(guān)于圖5至圖8中示出的實施例的無源傳感器500、600、700、800的任何特征的描述,其類似于圖1中示出的無源傳感器100的那些,以及關(guān)于與圖2至圖4中示出的實施例的生理參數(shù)監(jiān)視系統(tǒng)200、300、400、400'中的任何一個組合使用。
在圖5中示出的實施例中,類似于圖1中示出實施例的無源傳感器100,無源傳感器500是包括電感元件(這里為電感器501)和至少一個電容元件(這里為多個電容器521、522、523、524、525和526)的諧振電路,其在無源傳感器500的任何變形之前在一個層中全部是共面的,以將其并入生理參數(shù)監(jiān)視系統(tǒng)的接觸透鏡中。導(dǎo)電的、優(yōu)選金屬的元件501、521、522、523、524、525、526也可以被設(shè)置在載體基板的層上,其上具有或不具有保護(hù)涂層,為了清楚起見它們再次未被示出,并且可以也可如上面描述的部分地被去除。
遵循優(yōu)選的變型,圖5中示出的實施例的電感器501與圖1中示出的實施例的電感器101基本上是相同的類型,并且具有相同的特性和優(yōu)點。特別地,它還可以包括相對于無源傳感器500的基本中心參考點510(而不是以其為中心)的凹弧形段5011、5012、5013以及將凹形段5011、5012、5013彼此匯接的凸弧形段5021、5022、5023。類似地,電感器501還可以包括直電感器段5031、5032、5033、5034、5035、5036以及在直段5031、5032、5033、5034、5035、5036與凹形段5011、5012、5013之間的圓形接合部5041、5042、5043、5044、5045、5046。
還類似圖1中示出的電感器101,圖5中示出的實施例的電感器501還可以是扁平螺旋電感器,其第一端5051位于凹弧形段5012的內(nèi)圓周上,并且第二端5052位于其外圓周以及小偏轉(zhuǎn)區(qū)域506上。電感器501還可以包括連續(xù)的螺旋部,例如約5至20個螺旋部、優(yōu)選8至15個螺旋部、更優(yōu)選10至13個螺旋部,并且其寬度也可優(yōu)選地保持在約2.0mm以下,例如約1.5mm或甚至更低。與圖1中示出的實施例的電感器101形成對照,圖5中示出實施例的電感器501包括13個螺旋部,其可以具有約50μm的寬度并且間隔開約50μm。
如圖5進(jìn)一步中示出的,電容器521、522、523、524、525、526也可以是共面電容器,并且實際上非常類似于圖1中示出的實施例的電容器121、122、123、124、125、126。因此,電極對5211和5212、5221和5222、5231和5232、5241和5242、5251和5252以及5261和5262也可以彼此共面并形成叉指e形。這里同樣地,電容器521、522、523、524、525、526在傳感器500彎曲之前也以與電感器501共面方式被設(shè)置,具有上面描述的對應(yīng)優(yōu)點。類似地,在段5011中設(shè)置電容器521和522,而在段5012中設(shè)置電容器523和524,并且在段5013中設(shè)置電容器525和526。此外,如上面描述的,第一電極5211和5221、5231和5241、以及5251和5261也可以被電連接到電感器501的最內(nèi)螺旋部,并且被設(shè)置為最內(nèi)螺旋部的延伸或與最內(nèi)螺旋部成一體,而第二電極5212和5222、5232和5242以及5252和5262可以借由相應(yīng)的導(dǎo)電通孔5213、5223、5233、5243、5253、5263被連接到最外螺旋部。
在圖5中示出的實施例中,并且與圖1中示出的實施例形成對照,在電容器521、522、523、524、525、526依然可以朝向電感器501的最內(nèi)螺旋部比朝向中心點510更大的同時,它們再次朝著圍繞中心點510的中心區(qū)域530(可以沒有材料)加寬,使得它們的末端是部分弧形的,特別地遵循凸弧形段5021、5022、5023的幾何形狀,具有如下超過圖1的實施例的優(yōu)點:一旦無源傳感器500被集成在生理參數(shù)監(jiān)視系統(tǒng)中(例如在生理參數(shù)監(jiān)視系統(tǒng)200、300、400、400'的任何一個中),可以覆蓋眼睛的更多底層表面,特別是角膜上方。特別地,由于所有電極5211、5212、5221、5222、5231、5232、5241、5242、5251、5252、5261、5262的最內(nèi)端變寬,所以e形第一電極5211、5221、5231、5241、5251、5261的背面部分地遵循鄰近的相應(yīng)凸形段5021、5022、5023的弧形幾何形狀。
在圖6中示出的實施例中,無源傳感器600也是以下諧振電路,其包括電感元件(這里是與圖5中示出實施例中相同的電感器501)以及至少一個電容元件(這里是三個電容器621、622、623),這些在無源傳感器600的任何變形之前全部在一個層中共面,以將其并入生理參數(shù)監(jiān)視系統(tǒng)的接觸透鏡中。讀者參考上面特別地具體關(guān)于電感器501的描述,以及與先前實施例的無源傳感器100、500共同的其它特征。
與圖1和圖5形成對照,在每個凹弧形段5011、5012、5013的內(nèi)圓周處相應(yīng)地僅設(shè)置一個電容器621、622、623。類似于圖1和圖5中示出的實施例中,圖6中示出實施例的每個電容器621、622、623也是共面的,但是每對電極6211和6212、6221和6222、6231和6232中的第一電極和第二電極彼此不叉指。然而,如圖6中示出的,每個獨立電極6211、6212、6221、6222、6231、6232本身是叉指電極。如進(jìn)一步示出的,無源傳感器600的每個獨立電極6211、6212、6221、6222、6231、6232可以大致覆蓋與圖5中示出的實施例的無源傳感器500的完全叉指電容器521、522、523、524、525、526的或者在變型中與參考圖1的實施例的無源傳感器100的完全叉指電容器121、122、123、124、125、126至少那樣多的表面。就形狀而言,特別與圖5中示出的實施例相比而言,在圖6中示出的實施例中,每個電極6211、6212、6221、6222、6231、6232大致對應(yīng)于每個電容器521、522、523、524、525、526的具有兩個叉指的e形電極5211和5212、5221和5222、5231和5232、5241和5242、5251和5252以及5261和5262,其在它們在最大的末端處朝向電感器501的最內(nèi)螺旋部被匯接,從而形成單個的整體叉指電極。以這種方式成形獨立電極6211、6212、6221、6222、6231、6232的優(yōu)點在于,其促進(jìn)無源傳感器600的模制或成形以使其附接到接觸透鏡。如圖6中示出的,以與圖5中示出的實施例類似的方式,面對電感器501的凸弧形段5021、5022、5023的電極6211、6212、6221、6222、6231、6232的背面也可以遵循凸弧形段5021、5022、5023的弧形幾何形狀并朝向中心區(qū)域530拓寬,具有與圖1的實施例相同的優(yōu)點,即一旦將無源傳感器600集成在生理參數(shù)監(jiān)測系統(tǒng)中,例如在生理參數(shù)監(jiān)測系統(tǒng)200、300、400、400'的任一個中,則可以覆蓋眼睛的更加底層表面、特別是角膜上方。
此外,類似于前述實施例,無源傳感器600的第一電極6211、6221、6231可以被電連接到電感器501的最內(nèi)螺旋部,并且可以被設(shè)置為其整體延伸,而第二電極6212、6222、6232可以借由相應(yīng)的導(dǎo)電通孔6213、6223、6233被連接到最外螺旋部,其也可以包括相應(yīng)的導(dǎo)電橋。圖6還示出了通孔6213、6223、6233可以穿過載體基板以及甚至第二電極6212、6222、6232。與圖1和圖5中示出的實施例相比而言,圖6中示出的實施例中的這種構(gòu)造的優(yōu)點在于,電連接通孔的數(shù)量減半,從而減少了材料穿過載體基板的區(qū)域的量,同時保持由共面電容器覆蓋的至少相同量的表面。
在圖7中示出的實施例中,與圖1、圖5和圖6中示出的實施例的無源傳感器100、500、600類似,無源傳感器700也是包括電感元件(這里為電感器701)以及至少一個電容元件(這里為多個電容器721、722、723、724、725、726、727、728)的諧振電路,這些在無源傳感器700的任何變形之前在一個層中全部是共面的,以將其并入生理參數(shù)監(jiān)視系統(tǒng)的接觸透鏡中。這些導(dǎo)電的、優(yōu)選金屬的元件701、721、722、723、724、725、726、727、728也可以被設(shè)置在載體基板的層上,其上具有或不具有保護(hù)涂層,其再次為了清楚起見未被示出,并且還可以如上面描述的部分地被去除。
遵循優(yōu)選的變型,在圖1、圖5和圖6中示出的實施例的替代方案中,圖7中示出的實施例的電感器701是從其最內(nèi)圓周上的第一端7051朝向其最外圓周上的第二端7052螺旋的扁平圓環(huán)形電感器。雖然先前實施例的電感器101和501以及它們的變型鑒于它們附接到接觸透鏡的凹帽形狀而促進(jìn)無源傳感器100、500、600的變形而言更有利,但是圖7中示出的實施例的無源傳感器700的電感器701就生成外部磁場的互補(bǔ)便攜式裝置的天線處的信號的幅度而言繼而更有利。類似前述實施例中,電感器701還可以包括連續(xù)的螺旋部,例如約5至20個螺旋部,優(yōu)選地8至15個螺旋部,更優(yōu)選10至13個螺旋部,并且其寬度也可優(yōu)選地保持在約2.0mm以下,例如處于約1.5mm或甚至更低。與圖5和圖6中示出的實施例的電感器501類似,圖7中示出的實施例的電感器701因此可以包括13個螺旋部,其可以具有約50μm的寬度并且被隔開也約50μm。
鑒于使用無源傳感器700來檢測眼睛表面的變形,同時仍然提供足夠的柔性以附接到接觸透鏡,為了提供足夠的表面覆蓋,在圖7中示出的實施例中,多個電容器被設(shè)置,在這里八個共面叉指電容器721、722、723、724、725、726、727、728。鑒于上述描述,本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解,該數(shù)字不應(yīng)被視為限制性的,并且取決于無源感測裝置的期望構(gòu)造和靈敏度,可以使用更多或更少的電容器。
如圖7中進(jìn)一步示出的,電容器721、722、723、724、725、726、727、728具有與圖1中示出的實施例的電容器121、122、123、124、125、126相同的類型。因此,電極對7211和7212、7221和7222、7231和7232、7241和7242、7251和7252、7261和7262、7271和7272以及7281和7282也可以彼此共面,形成叉指e形狀。此外,電容器721、722、723、724、725、726、727、728朝向電感器701的最內(nèi)螺旋部也可以比朝向中心區(qū)域730更大,例如使得每個電容器721、722、723、724、725、726、727、728的總體形狀基本上是梯形的,其中較大的基部從中心區(qū)域730面向外,而較小的基部面向所述中心區(qū)域730,具有與上面描述的(例如針對如圖1中示出的實施例)相同的優(yōu)點。
此外,如還針對圖1和圖5中示出的實施例描述的,在圖7中示出的實施例的無源傳感器700中,第一電極7211、7221、7231、7241、7251、7261、7271、7281也可以被電連接到電感器701的最內(nèi)螺旋部,并且被設(shè)置為最內(nèi)螺旋部的延伸或與其構(gòu)成整體,而第二電極7212、7222、7232、7242、7252、7262、7272、7282可以借由相應(yīng)的導(dǎo)電通孔7213、7223、7233、7243、7253、7263、7273、7283被連接到最外螺旋部,還如上面針對前述實施例描述的。
在圖8中示出的實施例中,無源傳感器800也是包括電感元件(這里是與圖7中示出的實施例中相同的電感器701)以及至少一個電容元件(這里是四個電容器821、822、823、824)的諧振電路,這些在無源傳感器800的任何變形之前在一個層中全部是共面的,以將其并入生理參數(shù)監(jiān)視系統(tǒng)的接觸透鏡中。讀者參考上面特別地具體關(guān)于電感器701的描述,以及與先前實施例的無源傳感器100、500、600、700共同的其它特征。
與圖7中示出的實施例相比,但是類似于圖6中示出的實施例,在無源傳感器800中,電容器821、822、823、824的每對電極8211和8212、8221和8222、8231和8232、8241和8242中的第一電極和第二電極不互相叉指。然而,如圖8中示出的,每個獨立電極8211、8212、8221、8222、8231、8232、8241、8242可以是指向中心區(qū)域730的三叉戟的形狀,也形成如上面描述的梯形形狀,其中電容器821、822、823、824也朝向電感器701的最內(nèi)螺旋部比朝向中心區(qū)域730更大,再次具有與上面描述的(例如針對圖1中示出的實施例)相同的優(yōu)點。如圖8中進(jìn)一步示出的,無源傳感器800的每個獨立電極8211、8212、8221、8222、8231、8221、8241、8242可以大致覆蓋與圖7中示出的實施例的完全叉指電容器721、722、723、724、725、726、727、728至少那么多的表面。
此外,與前述實施例類似,無源傳感器800的第一電極8211、8221、8231、8241可以被電連接到電感器701的最內(nèi)螺旋部,并且可以被設(shè)置為其整體延伸,而第二電極8212、8222、8232、8242可以借由相應(yīng)的導(dǎo)電通孔8213、8223、8233、8243和相應(yīng)的相關(guān)聯(lián)的導(dǎo)電橋連接到最外螺旋部。類似于圖6中示出的實施例,與圖7中示出的實施例相比而言,圖8中示出的實施例中的這種構(gòu)造的優(yōu)點在于,電連接通孔的數(shù)量減半,從而減少了材料穿過載體基板的區(qū)域的量,同時保持由共面電容器覆蓋的至少相同量的表面。
如上面提到的,圖1或圖5至圖8中示出的實施例或其任何變型的任何無源傳感器100、500、600、700、800可以被用于圖2至圖4b中示出的實施例或其變型的生理參數(shù)監(jiān)視系統(tǒng)200、300、400、400'。實際上,當(dāng)無源感測裝置100、500、600、700、800響應(yīng)由互補(bǔ)便攜式裝置生成的外部磁場時,每個無源傳感器100、500、600、700、800中的電感器和/或電容器的構(gòu)造允許其中生成的電場線突出到無源傳感器100、500、600、700、800的平面之外。因此,當(dāng)被用于生理參數(shù)監(jiān)視系統(tǒng)200、300、400、400'中的任何一個時,寄生電容將與底層眼組織和/或其上的淚膜一起存在,這將形成感測電容器,其中無源傳感器100、500、600、700、800的電感器和/或物理電容器的螺旋部是所述感測電容器的第一電極,并且眼組織和/或淚膜是其第二電極。
本領(lǐng)域技術(shù)人員將明顯地發(fā)現(xiàn),可以組合上面描述的實施例以便提供本發(fā)明的各個方面的進(jìn)一步的實施例。特別地,無源感測裝置的變型全部可以被用于生理參數(shù)監(jiān)視系統(tǒng)的任一變型中。
本領(lǐng)域技術(shù)人員還將理解,本發(fā)明提供了用于監(jiān)視生理參數(shù)的變化、特別是用于監(jiān)視眼內(nèi)壓的變化的無源感測裝置的領(lǐng)域中的改進(jìn)。根據(jù)本發(fā)明的方面的優(yōu)選變型的無源感測裝置和生理參數(shù)監(jiān)視裝置可以有利地被用于患有青光眼和相關(guān)眼睛疾病的患者。與本領(lǐng)域已知的解決方案相比而言,本發(fā)明的方面提供了一種用于在接觸透鏡中集成或附接的具有改善的靈敏度和改善的靈活性的感測裝置。本發(fā)明還提供了一種新的生理參數(shù)監(jiān)視系統(tǒng),用于檢測可與生理參數(shù)變化相關(guān)的參數(shù)變化。