WO2019124000A1 - コンタクトレンズおよび通信システム - Google Patents
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Definitions
- the present disclosure relates to contact lenses and communication systems.
- a contact lens includes a lens unit attached to an eye.
- the contact lens further includes a communication electrode, a sensor element, a control unit, and a shield layer in the lens unit.
- the control unit supplies power to the communication electrode and outputs a signal corresponding to the information acquired by the sensor element to the communication electrode.
- the shield layer is provided at a position facing at least one of the sensor element, the control unit, and the communication electrode.
- a communication system includes a contact lens and a wearable device.
- the contact lens has a lens unit attached to the eye.
- the contact lens further includes a communication electrode, a sensor element, a control unit, and a shield layer in the lens unit.
- the control unit supplies power to the communication electrode and outputs a signal corresponding to the information acquired by the sensor element to the communication electrode.
- the shield layer is provided at a position facing at least one of the sensor element, the control unit, and the communication electrode.
- a shield layer is provided at a position facing at least one of the sensor element, the control unit, and the communication electrode.
- FIG. 7 is a front view showing a modified example of how the contact lens of FIG. 1 is attached to an eye.
- FIG. 7 is a front view showing a modified example of how the contact lens of FIG. 1 is attached to an eye.
- FIG. 16 is a front view showing a modified example of how the contact lens according to the second embodiment of the present disclosure is attached to an eye.
- FIG. 5 is a front view showing a modified example of how the contact lens of FIG. 4 is attached to an eye.
- FIG. 5 is a front view showing a modified example of how the contact lens of FIG. 4 is attached to an eye.
- FIG. 9 is a diagram illustrating an example of a planar configuration or a cross-sectional configuration of the communication electrode of FIGS. 1 to 7;
- FIG. 9 is a diagram illustrating an example of a planar configuration or a cross-sectional configuration of the communication electrode of FIGS. 1 to 7;
- FIG. 9 is a front view showing an example of how the contact lens of FIG. 1 or the contact lens of FIG. 1 is provided with the communication electrodes of FIG. 8 and
- FIG. 9 is a front view showing an example of how the contact lens of FIG. 2 or the contact lens of FIG. 2 is provided with the communication electrodes of FIG. 8 and FIG.
- FIG. 9 is a diagram illustrating an example of signs that a contact lens concerning a 3rd embodiment of this indication is equipped to an eye.
- FIG. 9 is a diagram illustrating an example of a planar configuration or a cross-sectional configuration of the communication electrode of FIGS. 1 to 7;
- FIG. 9 is a front view showing an example of how the contact
- FIG. 13 is a front view showing an example of how the contact lens of FIG. 3 or the contact lens of FIG. 3 is provided with the communication electrodes of FIG. 8 and FIG.
- FIG. 9 is a front view showing an example of how the contact lens of FIG. 4 or the contact lens of FIG. 4 is provided with the communication electrodes of FIG. 8 and FIG.
- FIG. 10 is a front view showing an example of how the contact lens of FIG. 5 or the contact lens of FIG. 5 is provided with the communication electrodes of FIG. 8 and FIG.
- FIG. 10 is a front view showing an example of how the contact lens of FIG. 6 or the contact lens of FIG. 6 is provided with the communication electrodes of FIG. 8 and FIG.
- FIG. 10 is a front view showing an example of how the contact lens of FIG.
- FIG. 17 is a diagram illustrating an example of a cross-sectional configuration of the contact lens of FIGS. 10 to 16;
- FIG. 9 is a front view showing an example of how the contact lens of FIG. 1 or the contact lens of FIG. 1 is provided with the communication electrodes of FIG. 8 and
- FIG. 9 is a front view showing an example of how the contact lens of FIG. 2 or the contact lens of FIG. 2 is provided with the communication electrodes of FIG. 8 and
- FIG. 13 is a front view showing an example of how the contact lens of FIG. 3 or the contact lens of FIG. 3 is provided with the communication electrodes of FIG. 8 and FIG. FIG.
- FIG. 9 is a front view showing an example of how the contact lens of FIG. 4 or the contact lens of FIG. 4 is provided with the communication electrodes of FIG. 8 and FIG.
- FIG. 10 is a front view showing an example of how the contact lens of FIG. 5 or the contact lens of FIG. 5 is provided with the communication electrodes of FIG. 8 and FIG.
- FIG. 10 is a front view showing an example of how the contact lens of FIG. 6 or the contact lens of FIG. 6 is provided with the communication electrodes of FIG. 8 and FIG.
- FIG. 10 is a front view showing an example of how the contact lens of FIG. 7 or the contact lens of FIG. 7 is provided with the communication electrodes of FIG. 8 and FIG. FIG.
- FIG. 25 is a diagram illustrating an example of a cross-sectional configuration of the contact lens of FIGS. 18 to 24.
- FIG. 26 is a diagram illustrating an example of functional blocks of the contact lens of FIGS. 10 to 25. It is a figure showing an example of the shield layer of FIG. 10-FIG. It is a figure showing an example of the functional block of the contact lens of FIGS. It is a figure showing an example of outline composition of a communication system concerning a 4th embodiment of this indication. It is a figure showing an example of schematic structure of the communication system of FIG.
- Modification common to each embodiment Modification A: Example in which a narrow portion is provided in the communication electrode (FIG. 8, FIG. 9)
- Modified example B Sensor element, an example in which a shield layer is provided on the control unit (FIGS. 10 to 17)
- Modification C Example in which a shield layer is provided on the communication electrode (FIGS. 18 to 25)
- Modification D Example of using a shield layer as a communication electrode for noise removal (FIG. 26)
- Modification E Example in which an opening is provided in the shield layer (FIG. 27)
- Modification F Example of performing noise removal without a shield layer (FIG. 28) 7. Fourth Embodiment Example of Communication Between Contact Lens and Wearable Device (FIG. 29, FIG. 30)
- FIG. 1 shows an example of how the contact lens 1 is attached to the eye 100.
- the contact lens 1 performs short distance wireless communication (specifically, electric field wireless communication or wireless communication) with an external device via a human body or a space in the vicinity of the human body.
- the electric field wireless communication refers to wireless communication using an electric field generated through an electrode.
- radio communication of the radio wave system refers to, for example, radio communication using a dipole antenna, a monopole antenna, a microstrip antenna, a patch antenna, a loop antenna, a slot antenna or the like.
- the eye 100 has, for example, a pupil 110.
- the pupil 110 contracts in a bright environment and expands in a dark environment.
- the contact lens 1 includes a lens unit 10 mounted on the eye 100 and a communication electrode 20 provided on the lens unit 10.
- the contact lens 1 further includes a sensor element 30 and a control unit 40.
- the control unit 40 supplies power to the communication electrode 20, and outputs a signal corresponding to the information acquired by the sensor element 30 to the communication electrode 20.
- the control unit 40 includes, for example, a processor, a storage unit, and a power supply.
- the power supply supplies power to the communication electrode 20.
- the storage unit is configured by, for example, a non-volatile memory, and is configured by, for example, an EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory), a flash memory, a resistance change memory, or the like.
- the storage unit stores processing programs and the like executed by the control unit 40.
- the processing program is a program for acquiring detection data from the sensor element 30 and outputting the acquired detection data to an external device via the communication electrode 20.
- the detection data is data obtained using the contact lens 1, and specifically, is information detected by the sensor element 30.
- the processor executes, for example, a processing program stored in the storage unit. The functions of the processor are implemented, for example, by the processor executing a processing program.
- the processor outputs the information (detection data) acquired by the sensor element 30 to an external device via the communication electrode 20.
- the sensor element 30 acquires, for example, biological information of the user to which the contact lens 1 is attached.
- the sensor element 30 is, for example, a device that detects a specific component (for example, salt, oxygen, a lipid, a blood sugar level, or a hormone substance) contained in tears.
- detection data obtained by being detected by the sensor element 30 is information on components of tears.
- the sensor element 30 may be, for example, a device that detects the line of sight, a device that detects the state of blood vessels in the eye, a device that detects the pulse of blood vessels in the eye, a device that detects intraocular pressure, or opening and closing the eyelids It may be a device that detects When the sensor element 30 is a device that detects a line of sight, the detection data is biological information about the line of sight. If the sensor element 30 is a device that detects the state of blood vessels in the eye, the detection data is information on the blood vessels in the eye. If the sensor element 30 is a device that detects the pulse of a blood vessel in the eye, the detection data is information on the pulse of the blood vessel in the eye.
- the detection data is biological information on the intraocular pressure.
- the detection data is biological information on the opening and closing of the eyelid.
- the sensor element 30 may be configured to acquire information other than biological information.
- the sensor element 30 may be, for example, a device that detects an external brightness, a device that detects a vibration, or a device that detects a temperature.
- the detection data is information on the brightness of the outside. If the sensor element 30 is a device that detects vibration, the detection data is information on the vibration.
- the detection data is information on the temperature.
- the lens unit 10 has a curved shape that conforms to the surface shape of the eye 100.
- the lens unit 10 is, for example, circular when viewed from the front.
- the diameter of the lens unit 10 is larger than the diameter of the pupil 110 when expanding in a dark environment.
- the lens unit 10 may be a lens having a vision correction function for correcting myopia, hyperopia, astigmatism and the like, or may be a light transmitting base material having no such vision correction function.
- the lens unit 10 is made of, for example, a light transmitting resin, and has a role as a support base for supporting the communication electrode 20.
- the communication electrode 20 is formed at the center of the lens unit 10, for example.
- the communication electrode 20 is mainly provided at least in a region facing the pupil 110 when the lens unit 10 is worn on the eye 100 at least in a bright environment. That is, the communication electrode 20 is provided, for example, at a position that substantially covers at least a region facing the pupil 110 when contracting in a bright environment.
- the communication electrode 20 is provided, for example, inside the lens unit 10.
- the communication electrode 20 is configured to include a plurality of wires adjacent to each other via a predetermined gap.
- the communication electrode 20 has, for example, a mesh shape as shown in FIG.
- the communication electrode 20 is made of, for example, a transparent conductive wiring including ITO (Indium Tin Oxide), ITiO (Indium Titanium Oxide), IZO (Indium Zinc Oxide), or a carbon nanotube.
- the communication electrode 20 may be made of conductive carbon wiring or metal wiring.
- the communication electrode 20 is preferably made of a wire including a material with a low reflectance (a material with a reflectance lower than the reflectance of a metal material) on the surface.
- the communication electrode 20 may be configured by a wire made of a material having a low reflectance (a material having a reflectance lower than the reflectance of the metal material).
- the communication electrode 20 is formed of a wire in which at least one of the upper surface, the side surface, and the lower surface of the layer made of a material having a relatively high reflectance is covered with the layer made of a material having a relatively low reflectance. It is also good.
- a material with a low reflectance which can be used for the communication electrode 20 a carbon nanotube etc. are mentioned, for example.
- the aperture ratio of the communication electrode 20 (the ratio of the non-formation region of the communication electrode 20 occupied in the region facing the pupil 110) is set such that the light transmittance of the contact lens 1 is within the allowable range.
- wireless communication When data is transmitted from a contact lens to a peripheral device, wireless communication is usually used.
- the contact lens When the contact lens is attached to the eye, the area of the contact lens is small, and since the contact lens is wet with tears, the communication sensitivity is likely to be low and the communication speed is also likely to be slow.
- the communication sensitivity is low and the communication speed is low only by forming a thin antenna (for example, a loop antenna etc.) at the outer edge of the contact lens.
- the communication sensitivity is low and the communication speed is low only by forming a thin antenna electrode (for example, a loop electrode) at the outer edge of the contact lens.
- the mesh-like communication electrode 20 is provided in a part of the lens unit 10.
- the communication electrode 20 can be provided also at the center of the lens unit 10.
- the area in which the communication electrode 20 can be formed can be widely taken, so that the capacity or the length of the communication electrode 20 can be secured.
- communication sensitivity and communication speed can be improved.
- the communication electrode 20 is mainly provided in a region facing the pupil 110 when the lens unit 10 is attached to the eye 100.
- the area in which the communication electrode 20 can be formed can be widely taken, so that the capacity or the length of the communication electrode 20 can be secured.
- communication sensitivity and communication speed can be improved.
- the communication electrode 20 is formed of a transparent conductive wiring including ITO, ITiO, IZO or carbon nanotube. Thereby, even when the aperture ratio of the communication electrode 20 is not very high, the deterioration of the visibility can be suppressed. Further, since the communication electrode 20 is formed of a transparent conductive wiring, the communication electrode 20 can be provided at the center of the lens unit 10 as well. As a result, the area in which the communication electrode 20 can be formed can be widely taken, so that the capacity or the length of the communication electrode 20 can be secured. As a result, communication sensitivity and communication speed can be improved.
- the control unit 40 power is supplied from the control unit 40 to the communication electrode 20, and a signal corresponding to the information acquired by the sensor element 30 is output from the control unit 40 to the communication electrode 20.
- the information acquired by the sensor element 30 can be used by an external device.
- the communication electrode 20 may have, for example, a meandering linear shape as shown in FIG. At this time, the communication electrode 20 may be configured to include a plurality of wires adjacent to each other via a narrow gap so that, for example, the electric field strength in electric field communication is increased.
- the communication electrode 20 has a shape in which a plurality of wires meander so as to surround the center of the lens unit 10, but the wiring pattern of the communication electrode 20 is limited to the wiring pattern shown in FIG. 2. I will not.
- the communication electrode 20 has a linear shape in which the communication electrode 20 meanders.
- the communication electrode 20 can be provided also at the center of the lens unit 10.
- the area in which the communication electrode 20 can be formed can be widely taken, so that the capacity or the length of the communication electrode 20 can be secured.
- communication sensitivity and communication speed can be improved.
- the communication electrode 20 may be, for example, a mesh-like slot antenna as shown in FIG. Thereby, compared with the case where a plate-like communication electrode is provided, the deterioration of the visibility by the communication electrode 20 can be suppressed. Further, since the deterioration of the visibility due to the communication electrode 20 can be suppressed, the communication electrode 20 can be provided also at the center of the lens unit 10. As a result, the area in which the communication electrode 20 can be formed can be widely taken, so that the capacity or the length of the communication electrode 20 can be secured. As a result, communication sensitivity and communication speed can be improved.
- FIG. 4 shows an example of how the contact lens 2 is attached to the eye 100.
- the contact lens 1 performs short distance wireless communication (specifically, electric field wireless communication or wireless communication) with an external device via a human body or a space in the vicinity of the human body.
- the electric field wireless communication refers to wireless communication using an electric field generated through an electrode.
- radio communication of the radio wave system refers to, for example, radio communication using a dipole antenna, a monopole antenna, a microstrip antenna, a patch antenna, a loop antenna, a slot antenna or the like.
- the contact lens 2 includes a lens unit 10 mounted on the eye 100 and a communication electrode 50 provided on the lens unit 10.
- the contact lens 2 further includes a sensor element 30 and a control unit 40.
- the control unit 40 supplies power to the communication electrode 50 and outputs a signal corresponding to the information acquired by the sensor element 30 to the communication electrode 50.
- the control unit 40 has the same configuration as the control unit 40 according to the above-described embodiment.
- the communication electrode 50 is formed, for example, at the outer edge of the lens unit 10.
- the communication electrode 50 is mainly provided in an area other than the area facing the pupil 110 when the lens unit 10 is attached to the eye 100 at least in a bright environment. That is, the communication electrode 20 is provided, for example, at a position avoiding an area facing the pupil 110 when contracting in a bright environment.
- the communication electrode 50 may be mainly provided in an area other than the area facing the pupil 110 when the lens unit 10 is mounted on the eye 100 and is enlarged in a dark environment. At this time, the communication electrode 20 is provided, for example, to avoid an area facing the pupil 110 when expanding in a dark environment.
- the communication electrode 50 is provided, for example, inside the lens unit 10.
- the communication electrode 50 is configured to include a plurality of wires adjacent to each other via a predetermined gap.
- the communication electrode 50 has, for example, a mesh shape as shown in FIG.
- the communication electrode 50 is composed of conductive carbon wiring or metal wiring.
- the communication electrode may be made of a transparent conductive wiring including ITO, ITiO, IZO or carbon nanotube.
- the aperture ratio of the communication electrode 50 (the ratio of the non-formation area of the communication electrode 20 occupied by the area not facing the pupil 110) is not particularly limited .
- the communication electrode 50 is formed also in the area
- the mesh-like communication electrode 50 is provided in a part of the lens unit 10.
- the communication electrode 50 can be provided also in the area which may interfere with the visual field.
- the area in which the communication electrode 50 can be formed can be widely taken, so that the capacity or length of the communication electrode 50 can be secured. As a result, communication sensitivity and communication speed can be improved.
- the communication electrode 50 is mainly provided in a region not facing the pupil 110 when the lens unit 10 is attached to the eye 100.
- the area in which the communication electrode 50 can be formed can be widely taken, so that the capacity or length of the communication electrode 50 can be secured.
- communication sensitivity and communication speed can be improved.
- the communication electrode 50 when the communication electrode 50 is formed of conductive carbon wiring or metal wiring, compared to the case where the communication electrode 50 is formed of a transparent conductive material such as ITO.
- the capacity of the communication electrode 50 can be increased.
- communication sensitivity and communication speed can be improved.
- the control unit 40 power is supplied from the control unit 40 to the communication electrode 50, and a signal corresponding to the information acquired by the sensor element 30 is output from the control unit 40 to the communication electrode 50.
- the information acquired by the sensor element 30 can be used by an external device.
- the communication electrode 50 may have a meandering linear shape.
- the communication electrode 50 may be configured to include a plurality of wires adjacent to each other via a narrow gap so that, for example, the electric field strength in electric field communication is increased.
- the communication electrode 50 has a shape in which a plurality of wires meander so as to surround the center of the lens unit 10, but the wiring pattern of the communication electrode 50 is limited to the wiring pattern shown in FIG. 5. I will not.
- the communication electrode 50 has a linear shape in which the communication electrode 50 meanders.
- the communication electrode 50 can be provided also in the area which may interfere with the visual field.
- the area in which the communication electrode 50 can be formed can be widely taken, so that the capacity or length of the communication electrode 50 can be secured. As a result, communication sensitivity and communication speed can be improved.
- the communication electrode 50 may be, for example, a mesh slot antenna as shown in FIG. Thereby, compared with the case where a plate-like communication electrode is provided, the deterioration of the visibility by the communication electrode 50 can be suppressed. Moreover, since the deterioration of the visibility by the communication electrode 50 can be suppressed, the communication electrode 50 can be provided also in the area which may interfere with the visual field. As a result, the area in which the communication electrode 50 can be formed can be widely taken, so that the capacity or length of the communication electrode 50 can be secured. As a result, communication sensitivity and communication speed can be improved.
- FIG. 7 shows an example of how the contact lens 3 is attached to the eye 100.
- the contact lens 3 performs short-distance wireless communication (specifically, electric field wireless communication or wireless communication) with an external device via a human body or a space in the vicinity of the human body.
- the electric field wireless communication refers to wireless communication using an electric field generated through an electrode.
- radio communication of the radio wave system refers to, for example, radio communication using a dipole antenna, a monopole antenna, a microstrip antenna, a patch antenna, a loop antenna, a slot antenna or the like.
- the contact lens 3 includes a lens unit 10 mounted on the eye 100 and communication electrodes 20 and 50 provided on the lens unit 10.
- the contact lens 3 further includes a sensor element 30 and a control unit 40.
- the communication electrode 20 (first partial electrode) is the communication electrode 20 according to the first embodiment and the modification thereof, and is mainly located in a region facing the pupil 110 when the lens unit 10 is mounted on the eye 100.
- the communication electrode 50 (second partial electrode) is the communication electrode 50 according to the second embodiment and the modification thereof, and an area facing the pupil 110 when the lens unit 10 is attached to the eye 100. It is mainly provided in the other areas.
- the aperture ratio of the communication electrode 20 is, for example, larger than the aperture ratio of the communication electrode 50.
- the aperture ratio of the communication electrode 20 may be equal to the aperture ratio of the communication electrode 50.
- the lens section 10 is provided with the communication electrode 20 according to the first embodiment and the modification thereof, and the communication electrode 50 according to the second embodiment and the modification thereof.
- the communication electrodes 20 and 50 can be provided also in the area
- the area in which the communication electrodes 20 and 50 can be formed can be widened, so that the capacity or length of the communication electrodes 20 and 50 can be secured.
- communication sensitivity and communication speed can be improved.
- FIGS. 8 and 9 show an example of a planar configuration or a cross-sectional configuration of the communication electrodes 20 and 50 according to the above-described embodiments and their modifications.
- the communication electrodes 20 and 50 are configured to include a plurality of wires adjacent to each other with a predetermined gap.
- the plurality of wires forming the communication electrode 20 have the narrowed portion 21 in which the gap is locally narrowed.
- the plurality of wires forming the communication electrode 50 have a narrowed portion 51 in which the gap is narrowed locally.
- the wiring width is locally large.
- the wiring may be locally undulated on the side of the adjacent wiring.
- the electric field strength is locally increased in the narrowed portion 51. Therefore, the electric field generated in the narrowed portion 51 propagates further than the electric field generated in a portion other than the narrowed portion 51 in the communication electrodes 20 and 50.
- the communication electrodes 20 and 50 are provided with a narrowed portion 51.
- the electric field generated in the narrowed portion 51 propagates further than the electric field generated in a portion other than the narrowed portion 51 in the communication electrodes 20 and 50, so communication between the contact lenses 1 to 3 and the external device is possible.
- the distance can be increased.
- the intensity of the electric field generated in the narrowed portion 51 is larger than the intensity of the electric field generated in the portion other than the narrowed portion 51 in the communication electrodes 20 and 50, the communication between the contact lenses 1 to 3 and the external device is stabilized. Can be
- FIGS. 10 to 17 show one modified example of the contact lenses 1 to 3 according to each of the above-described embodiments and their modifications.
- FIG. 10 shows an example of how the contact lens 1 shown in FIG. 1 or the contact lens 1 shown in FIG. 1 is provided with the communication electrodes 20 shown in FIGS. .
- FIG. 11 shows an example of how the contact lens 1 shown in FIG. 2 or the contact lens 1 shown in FIG. 2 is provided with the communication electrodes 20 shown in FIGS. .
- FIG. 12 shows an example of how the contact lens 1 shown in FIG. 3 or the contact lens 1 shown in FIG. 3 is provided with the communication electrodes 20 shown in FIGS. .
- FIG. 13 shows an example of how the contact lens 2 of FIG. 4 or the contact lens 2 of FIG.
- FIG. 14 shows an example of how the contact lens 2 shown in FIG. 5 or the contact lens 2 shown in FIG. 5 is provided with the communication electrodes 20 shown in FIGS. .
- FIG. 15 shows an example of how the contact lens 2 shown in FIG. 6 or the contact lens 2 shown in FIG. 6 is provided with the communication electrodes 20 shown in FIGS. .
- FIG. 16 shows an example of how the contact lens 3 of FIG. 7 or the contact lens 3 of FIG. 7 is provided with the communication electrodes 20 of FIG. 8 and FIG. .
- FIG. 17 illustrates an example of the cross-sectional configuration of the contact lenses 1 to 3 in FIGS. 10 to 16.
- the contact lenses 1 to 3 may further include a shield layer 60 that prevents the entry of an electric field or a magnetic field from the outside.
- the shield layer 60 is a position facing at least one of the sensor element 30 and the control unit 40, and is opposite to the eye 100 in the positional relationship with the sensor element 30 and the control unit 40.
- the shield layer 60 is mainly provided in a region other than the region facing the pupil 110 when the lens unit 10 is mounted on the eye 100.
- the shield layer 60 is provided, for example, inside the lens unit 10.
- the shield layer 60 is formed of a conductive material.
- the shield layer 60 is formed of, for example, conductive carbon or metal.
- the shield layer 60 may be formed of a transparent conductive material such as ITO, ITiO, IZO, or carbon nanotube.
- a shield layer 60 is provided.
- the sensor element 30 and the control part 40 can reduce the bad influence by the electric field and magnetic field from the outside. Thereby, highly accurate measurement by the sensor element 30 can be performed.
- FIGS. 18 to 25 show one modified example of the contact lenses 1 to 3 according to each of the above-described embodiments and their modifications.
- FIG. 18 shows an example of how the contact lens 1 of FIG. 1 or the contact lens 1 of FIG. 1 is provided with the communication electrode 20 of FIGS. .
- FIG. 19 shows an example of how the contact lens 1 shown in FIG. 2 or the contact lens 1 shown in FIG. 2 is provided with the communication electrodes 20 shown in FIGS. .
- FIG. 20 shows an example of how the contact lens 1 shown in FIG. 3 or the contact lens 1 shown in FIG. 3 is provided with the communication electrodes 20 shown in FIGS. .
- FIG. 21 shows an example of how the contact lens 2 shown in FIG. 4 or the contact lens 2 shown in FIG.
- FIG. 22 shows an example of how the contact lens 2 of FIG. 5 or the contact lens 2 of FIG. 5 is provided with the communication electrode 20 of FIGS. .
- FIG. 23 shows an example of how the contact lens 2 shown in FIG. 6 or the contact lens 2 shown in FIG. 6 is provided with the communication electrodes 20 shown in FIGS. .
- FIG. 24 shows an example of how the contact lens 3 shown in FIG. 7 or the contact lens 3 shown in FIG. 7 is provided with the communication electrode 20 shown in FIGS. .
- FIG. 25 illustrates an example of the cross-sectional configuration of the contact lenses 1 to 3 in FIGS. 18 to 24.
- the contact lenses 1 to 3 may further include a shield layer 60 that prevents the entry of an electric field or a magnetic field from the outside.
- the shield layer 60 is mainly provided in a region facing the pupil 110 when the lens unit 10 is mounted on the eye 100.
- the shield layer 60 includes a region facing the pupil 110 when the lens unit 10 is mounted on the eye 100, and It is provided in a region other than the region facing the pupil 110 when worn.
- the shield layer 60 is, for example, at a position facing the sensor element 30, the control unit 40, and the communication electrodes 20, 50 as shown in FIGS.
- the shield layer 60 is provided, for example, inside the lens unit 10.
- the shield layer 60 is formed of a conductive material.
- the portion facing the communication electrode 20 is formed of, for example, conductive carbon or metal
- the portion facing the communication electrode 50 is, for example, ITO, ITiO, IZO, or carbon nanotube Is formed of a transparent conductive material.
- the entire shield layer 60 may be formed of conductive carbon or metal. Also, the entire shield layer 60 may be formed of a transparent conductive material such as ITO, ITiO, IZO, or carbon nanotubes.
- a shield layer 60 is provided.
- the sensor element 30, the control part 40, and the communication electrodes 20 and 50 can reduce the bad influence by the electric field and magnetic field from the outside. Thereby, highly accurate measurement by the sensor element 30 can be performed.
- the shield layer 60 is provided, so that flare due to reflection on the communication electrodes 20 and 50 and rainbow color due to diffraction are observed. You can prevent.
- FIG. 26 shows an example of functional blocks of the contact lenses 1 to 3 according to the above-mentioned modified examples B and C.
- the control unit 40 may include, for example, the signal generation unit 41, the noise reduction unit 42, and the calculation unit 43.
- the signal generation unit 41 generates a signal corresponding to the information (detection signal) acquired by the sensor element 30, and outputs the generated signal to an external device via the communication electrodes 20 and 50.
- the noise reduction unit 42 acquires a signal from an external device via the communication electrodes 20 and 50.
- the noise reduction unit 42 further reduces noise included in the signal acquired from the external device through the communication electrodes 20 and 50 using the noise signal acquired by the shield layer 60, thereby obtaining the signal
- the noise reduction signal is output to the calculation unit 43.
- the calculation unit 43 performs calculation based on the noise reduction signal input from the noise reduction unit 42.
- the noise included in the signal acquired from the external device through the communication electrodes 20 and 50 is reduced by using the noise signal acquired in the shield layer 60.
- the noise can be reduced by using the noise signal obtained by the shield layer 60. It can be reduced. As a result, high-speed communication can be performed.
- FIG. 27 shows an example of the shield layer 60 included in the contact lenses 1 to 3 according to the above-mentioned modified examples B, C and D.
- the communication electrodes 20 and 50 are configured to include a plurality of wirings adjacent to each other with a predetermined gap.
- the plurality of wires forming the communication electrode 20 have the narrowed portion 21 in which the gap is locally narrowed.
- the plurality of wires forming the communication electrode 50 have a narrowed portion 51 in which the gap is narrowed locally.
- the shield layer 60 has an opening 61 at a position facing the narrowed portion 51.
- FIG. 28 illustrates an example of functional blocks of the contact lenses 1 to 3 according to each of the above-described embodiments and modification example A.
- the control unit 40 may include, for example, the signal generation unit 41, the noise reduction unit 42, and the calculation unit 43.
- the signal generation unit 41 generates a signal corresponding to the information (detection signal) acquired by the sensor element 30, and outputs the generated signal to an external device via the communication electrodes 20 and 50.
- the noise reduction unit 42 acquires a signal from an external device via the communication electrodes 20 and 50.
- the noise reduction unit 42 receives a signal (noise signal A) acquired via the communication electrodes 20 and 50 during a period when communication with an external device is not performed, and via the communication electrodes 20 and 50 during a period when communication with an external device is performed. Then, based on the signal (data signal B) acquired from the external device, noise included in the data signal is reduced.
- the noise reduction unit 42 reduces noise included in the data signal B, for example, by removing the noise signal A from the data signal B.
- the noise reduction unit 42 outputs, for example, a signal (noise reduction signal) obtained by reducing noise included in the data signal B to the calculation unit 43.
- the calculation unit 43 performs calculation based on the noise reduction signal input from the noise reduction unit 42.
- the noise included in the data signal B acquired from the external device through the communication electrodes 20 and 50 is reduced by using the noise signal A obtained through the communication electrodes 20 and 50.
- noise signal A obtained through the communication electrodes 20 and 50.
- the signal generation unit 41 includes a detection signal (noise signal C) obtained from the sensor element 30 in a period not functioning as a sensor, and a detection signal (data signal D) acquired from the sensor element 30 in a period functioning as a sensor.
- the signal generation unit 41 reduces noise included in the data signal D, for example, by removing the noise signal C from the data signal D.
- the signal generation unit 41 outputs, for example, a signal obtained by reducing noise included in the data signal D to an external device via the communication electrodes 20 and 50.
- the detection signal (noise signal C) obtained from the sensor element 30 during a period not functioning as a sensor is included in the detection signal (data signal D) obtained from the sensor element 30 during a period functioning as a sensor. Noise is reduced. Thereby, even when noise due to an external electric field or magnetic field is superimposed on the detection signal obtained from the sensor element 30, noise included in the data signal D can be reduced. As a result, high-speed communication can be performed.
- FIGS. 29 and 30 show an example of a schematic configuration of the communication system 4 that performs communication between the contact lenses 1 to 3 and the wearable device 5 according to the above-described embodiments and the modification thereof.
- the communication system 4 includes the contact lenses 1 to 3 according to the above-described embodiments and the modification thereof, and the wearable device 5.
- FIG. 29 the contact lenses 1 to 3 in which the shield layer 60 is not provided are illustrated.
- FIG. 30 exemplifies contact lenses 1 to 3 in which the shield layer 60 is provided to cover the sensor element 30, the control unit 40, the communication electrode 20, the communication electrode 50, or the communication electrodes 20 and 50. There is.
- the shield layer 60 may not cover the communication electrode 20, the communication electrode 50, or the communication electrodes 20 and 50.
- the communication electrode 20, the communication electrode 50, or the communication electrodes 20, 50 correspond to one specific example of the "first communication electrode" of the present disclosure.
- the wearable device 5 is a wristband-type or watch-type wearable device.
- the wearable device 5 has, for example, a communication electrode 54 for receiving signals output from the contact lenses 1 to 3, a case 52 for storing the communication electrode 54, and a belt 53 for fixing a wrist for supporting the case 52. doing.
- the communication electrode 54 corresponds to one specific example of the “second communication electrode” of the present disclosure.
- the communication electrode 20, the communication electrode 50, or the communication electrodes 20 and 50 are provided in part of the lens unit 10. Thereby, compared with the case where a plate-like communication electrode is provided, the deterioration of the visibility by the communication electrode 20, the communication electrode 50, or the communication electrodes 20 and 50 can be suppressed. Further, since the deterioration of visibility due to the communication electrode 20, the communication electrode 50, or the communication electrodes 20, 50 can be suppressed, the communication electrode 20 is provided also in the center of the lens unit 10, or the communication electrode 50 is provided around it. Can be Thus, the communication electrode 20, the communication electrode 50, or the region in which the communication electrodes 20, 50 can be formed can be widely taken. Therefore, the capacitance or length of the communication electrode 20, the communication electrode 50, or the communication electrodes 20, 50 Can be secured. As a result, communication sensitivity and communication speed can be improved.
- the present disclosure can have the following configurations.
- a lens unit attached to the eye A communication electrode provided in the lens unit; A sensor element provided in the lens unit; A control unit which is provided in the lens unit and supplies power to the communication electrode and outputs a signal corresponding to the information acquired by the sensor element to the communication electrode;
- a contact lens comprising: a shield layer provided in the lens unit and provided at a position facing at least one of the sensor element, the control unit, and the communication electrode.
- the shield layer is mainly provided in a region facing the pupil when the lens unit is attached to the eye, and is formed of a transparent conductive material.
- the communication electrode is mainly provided in a region facing the pupil when the lens unit is attached to the eye, and is made of a transparent conductive wire, a wire made of a material having a low reflectance, or a material having a high reflectance.
- the shield layer is mainly provided in a region other than the region facing the pupil when the lens unit is attached to the eye, and is made of conductive carbon or metal. (1) contact lens.
- the communication electrode is mainly provided in an area other than the area facing the pupil when the lens unit is attached to the eye, and is configured of conductive carbon wiring or metal wiring.
- the communication electrode faces the pupil when the lens unit is attached to the eye, and the first partial electrode mainly provided in a region facing the pupil when the lens unit is attached to the eye And a second partial electrode mainly provided in a region other than the region, In the shield layer, A portion facing the first partial electrode is formed of a transparent conductive material, The contact lens according to (1), wherein a portion facing the second partial electrode is formed of conductive carbon or metal.
- the first partial electrode is formed of a transparent conductive wiring, a wiring made of a material with a low reflectance, or at least one of the upper surface, the side surface, and the bottom of a layer made of a material with a high reflectance.
- the control unit reduces noise included in a signal acquired from an external device through the communication electrode using the noise signal acquired in the shield layer.
- (1) to (7) Contact lens described.
- the communication electrode is configured to include a plurality of wires adjacent to each other via a predetermined gap, The plurality of wires have a narrowed portion in which the gap is narrowed locally;
- the contact lens is A lens unit attached to the eye, A communication electrode provided in the lens unit; A sensor element provided in the lens unit; A control unit which is provided in the lens unit and supplies power to the communication electrode and outputs a signal corresponding to the information acquired by the sensor element to the communication electrode;
- a communication system comprising: a shield layer provided in the lens unit and provided at a position facing at least one of the sensor element, the control unit, and the communication electrode.
- the shield layer reduces the adverse effect of the electric field and the magnetic field from the outside, so that highly accurate measurement by the sensor element can be performed. Become. Therefore, a noise resistant contact lens and communication system can be provided.
- the effects of the present disclosure are not necessarily limited to the effects described herein, but may be any of the effects described herein.
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Abstract
本開示の一実施形態に係るコンタクトレンズは、眼球に装着されるレンズ部を備えている。コンタクトレンズは、さらに、レンズ部に、通信電極、センサ素子、制御部およびシールド層を備えている。制御部は、通信電極に電力を供給するとともに、センサ素子で取得された情報に対応する信号を通信電極に出力する。シールド層は、センサ素子、制御部および通信電極のうち、少なくとも1つと対向する位置に設けられている。
Description
本開示は、コンタクトレンズおよび通信システムに関する。
近年、コンタクトレンズを用いて生体情報などを取得する方法が開発されている。
ところで、コンタクトレンズから周辺機器にデータを送信する場合、通常、無線通信が利用される。コンタクトレンズが眼球に装着されている場合には、コンタクトレンズの面積が小さく、また、コンタクトレンズが涙で濡れているので、通信感度が低くなりやすく、信号に重畳されたノイズによって通信速度も遅くなりやすい。従って、ノイズに強いコンタクトレンズおよび通信システムを提供することが望ましい。
本開示の一実施形態に係るコンタクトレンズは、眼球に装着されるレンズ部を備えている。コンタクトレンズは、さらに、レンズ部に、通信電極、センサ素子、制御部およびシールド層を備えている。制御部は、通信電極に電力を供給するとともに、センサ素子で取得された情報に対応する信号を通信電極に出力する。シールド層は、センサ素子、制御部および通信電極のうち、少なくとも1つと対向する位置に設けられている。
本開示の一実施形態に係る通信システムは、コンタクトレンズと、ウェアラブル装置とを備えている。コンタクトレンズは、眼球に装着されるレンズ部を有している。コンタクトレンズは、さらに、レンズ部に、通信電極、センサ素子、制御部およびシールド層を有している。制御部は、通信電極に電力を供給するとともに、センサ素子で取得された情報に対応する信号を通信電極に出力する。シールド層は、センサ素子、制御部および通信電極のうち、少なくとも1つと対向する位置に設けられている。
本開示の一実施形態に係るコンタクトレンズおよび通信システムでは、センサ素子、制御部および通信電極のうち、少なくとも1つと対向する位置にシールド層が設けられている。これにより、外部からの電界や磁界による悪影響を低減することができるので、センサ素子による高精度な計測を行うことが可能となる。
以下、本開示を実施するための形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、説明は以下の順序で行う。
1.第1の実施の形態
レンズ部の中央に通信電極を設けた例(図1)
2.第1の実施の形態の変形例
通信電極のバリエーション(図2、図3)
3.第2の実施の形態
レンズ部の外縁に通信電極を設けた例(図4)
4.第2の実施の形態の変形例
通信電極のバリエーション(図5、図6)
5.第3の実施の形態
レンズ部の中央および外縁のそれぞれに通信電極を設けた例(図7)
6.各実施の形態に共通の変形例
変形例A:通信電極に狭窄部を設けた例(図8、図9)
変形例B:センサ素子、制御部上にシールド層を設けた例
(図10~図17)
変形例C:通信電極上にシールド層を設けた例(図18~図25)
変形例D:シールド層をノイズ除去用の通信電極として用いた例
(図26)
変形例E:シールド層に開口部を設けた例(図27)
変形例F:シールド層なしでノイズ除去を行った例(図28)
7.第4の実施の形態
コンタクトレンズとウェアラブル装置とで通信を行う例
(図29、図30)
1.第1の実施の形態
レンズ部の中央に通信電極を設けた例(図1)
2.第1の実施の形態の変形例
通信電極のバリエーション(図2、図3)
3.第2の実施の形態
レンズ部の外縁に通信電極を設けた例(図4)
4.第2の実施の形態の変形例
通信電極のバリエーション(図5、図6)
5.第3の実施の形態
レンズ部の中央および外縁のそれぞれに通信電極を設けた例(図7)
6.各実施の形態に共通の変形例
変形例A:通信電極に狭窄部を設けた例(図8、図9)
変形例B:センサ素子、制御部上にシールド層を設けた例
(図10~図17)
変形例C:通信電極上にシールド層を設けた例(図18~図25)
変形例D:シールド層をノイズ除去用の通信電極として用いた例
(図26)
変形例E:シールド層に開口部を設けた例(図27)
変形例F:シールド層なしでノイズ除去を行った例(図28)
7.第4の実施の形態
コンタクトレンズとウェアラブル装置とで通信を行う例
(図29、図30)
<1.第1の実施の形態>
[構成]
本開示の第1の実施の形態に係るコンタクトレンズ1について説明する。図1は、コンタクトレンズ1が眼球100に装着されている様子の一例を表したものである。コンタクトレンズ1は、外部機器との間で、人体または人体のごく近傍の空間を介して、近距離の無線通信(具体的には、電界方式または電波方式の無線通信)を行う。電界方式の無線通信とは、電極を介して発生させた電界を用いた無線通信を指している。一方、電波方式の無線通信とは、例えば、ダイポールアンテナ、モノポールアンテナ、マイクロストリップアンテナ、パッチアンテナ、ループアンテナやスロットアンテナなどを用いた無線通信を指している。
[構成]
本開示の第1の実施の形態に係るコンタクトレンズ1について説明する。図1は、コンタクトレンズ1が眼球100に装着されている様子の一例を表したものである。コンタクトレンズ1は、外部機器との間で、人体または人体のごく近傍の空間を介して、近距離の無線通信(具体的には、電界方式または電波方式の無線通信)を行う。電界方式の無線通信とは、電極を介して発生させた電界を用いた無線通信を指している。一方、電波方式の無線通信とは、例えば、ダイポールアンテナ、モノポールアンテナ、マイクロストリップアンテナ、パッチアンテナ、ループアンテナやスロットアンテナなどを用いた無線通信を指している。
眼球100は、例えば、瞳孔110を有している。瞳孔110は、明るい環境下では収縮し、暗い環境では拡大する。コンタクトレンズ1は、眼球100に装着されるレンズ部10と、レンズ部10に設けられた通信電極20とを備えている。コンタクトレンズ1は、さらに、センサ素子30と、制御部40とを備えている。
制御部40は、通信電極20に電力を供給するとともに、センサ素子30で取得された情報に対応する信号を通信電極20に出力する。制御部40は、例えば、プロセッサと、記憶部と、電源とを含んで構成されている。電源は、通信電極20に電力を供給する。記憶部は、例えば、不揮発性メモリによって構成されており、例えば、EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory)、フラッシュメモリ、抵抗変化型メモリなどによって構成されている。記憶部は、制御部40によって実行される処理プログラムなどを記憶している。処理プログラムは、センサ素子30から、検出データを取得したり、取得した検出データを、通信電極20を介して外部機器に出力したりするためのプログラムである。検出データは、コンタクトレンズ1を用いて得られたデータであり、具体的には、センサ素子30によって検出された情報である。プロセッサは、例えば、記憶部に記憶された処理プログラムを実行する。プロセッサの機能は、例えば、プロセッサによって処理プログラムが実行されることによって実現される。プロセッサは、センサ素子30で取得された情報(検出データ)を、通信電極20を介して、外部機器に出力する。
センサ素子30は、例えば、コンタクトレンズ1が装着されているユーザの生体情報を取得する。センサ素子30は、例えば、涙に含まれる特定の成分(例えば、塩分、酸素、脂質、血糖値、またはホルモン物質)を検出するデバイスである。この場合、センサ素子30によって検出されることにより得られる検出データは、涙の成分についての情報である。なお、センサ素子30は、例えば、視線を検出するするデバイス、眼球内の血管の状態を検出するデバイス、眼球内の血管の脈拍を検出するデバイス、眼圧を検出するデバイス、または、瞼の開閉を検出するデバイスであってもよい。センサ素子30が視線を検出するするデバイスである場合には、検出データは、視線についての生体情報である。センサ素子30が眼球内の血管の状態を検出するデバイスである場合には、検出データは、眼球内の血管についての情報である。センサ素子30が眼球内の血管の脈拍を検出するデバイスである場合には、検出データは、眼球内の血管の脈拍についての情報である。センサ素子30が眼圧を検出するデバイスである場合には、検出データは、眼圧についての生体情報である。センサ素子30が瞼の開閉を検出するするデバイスである場合には、検出データは、瞼の開閉についての生体情報である。センサ素子30は、生体情報以外の情報を取得するようになっていてもよい。センサ素子30は、例えば、外部の明るさを検出するするデバイス、振動を検出するデバイス、または、温度を検出するデバイスであってもよい。センサ素子30が外部の明るさを検出するするデバイスである場合には、検出データは、外部の明るさについての情報である。センサ素子30が振動を検出するデバイスである場合には、検出データは、振動についての情報である。センサ素子30が温度を検出するするデバイスである場合には、検出データは、温度についての情報である。
レンズ部10は、眼球100の表面形状に倣った曲面形状となっている。レンズ部10は、正面から見たときには、例えば、円形状となっている。レンズ部10の直径は、暗い環境下で拡大しているときの瞳孔110の直径よりも大きな値となっている。レンズ部10は、近視、遠視、乱視などを補正するための視力補正機能を持ったレンズであってもよいし、そのような視力補正機能を持たない光透過性基材であってもよい。レンズ部10は、例えば、光透過性の樹脂によって構成されており、通信電極20を支持する支持基材としての役割を有している。
通信電極20は、例えば、レンズ部10の中央に形成されている。通信電極20は、レンズ部10が眼球100に装着されたときに、少なくとも明るい環境下で収縮しているときの瞳孔110と対向する領域に主に設けられている。つまり、通信電極20は、例えば、少なくとも明るい環境下で収縮しているときの瞳孔110と対向する領域を概ね覆う位置に設けられている。通信電極20は、例えば、レンズ部10の内部に設けられている。
通信電極20は、所定の間隙を介して互いに隣接する複数の配線を含んで構成されている。通信電極20は、例えば、図1に示したようなメッシュ状の形状となっている。通信電極20は、例えば、ITO(Indium Tin Oxide)、ITiO(Indium Titanium Oxide)、IZO(Indium Zinc Oxide)もしくはカーボンナノチューブを含む透明導電性配線で構成されている。なお、通信電極20は、導電性のカーボン配線、または、金属配線で構成されていてもよい。また、通信電極20は、視線を妨げるのを避けるために、表面に反射率の低い材料(金属材料の反射率よりも低い反射率の材料)を含む配線で構成されていることが好ましい。通信電極20が、反射率の低い材料(金属材料の反射率よりも低い反射率の材料)からなる配線で構成されていてもよい。通信電極20は、相対的に反射率の高い材料からなる層の上面、側面および底面のうち少なくとも1つの面を、相対的に反射率の低い材料からなる層で覆った配線で構成されていてもよい。通信電極20に用いられ得る反射率の低い材料としては、例えば、カーボンナノチューブなどが挙げられる。通信電極20の開口率(瞳孔110と対向する領域に占められる、通信電極20の非形成領域の割合)は、コンタクトレンズ1の光透過率が許容範囲内となるように設定されている。
[効果]
次に、本実施の形態に係るコンタクトレンズ1の効果について説明する。
次に、本実施の形態に係るコンタクトレンズ1の効果について説明する。
コンタクトレンズから周辺機器にデータを送信する場合、通常、無線通信が利用される。コンタクトレンズが眼球に装着されている場合には、コンタクトレンズの面積が小さく、また、コンタクトレンズが涙で濡れているので、通信感度が低くなりやすく、通信速度も遅くなりやすい。例えば、電波方式の無線通信では、コンタクトレンズの外縁に細いアンテナ(例えばループアンテナ等)を形成しただけでは、通信感度が低く、通信速度も遅い。また、例えば、電界方式の無線通信では、コンタクトレンズの外縁に細いアンテナ電極(例えばループ状電極等)を形成しただけでは、通信感度が低く、通信速度も遅い。
一方、本実施の形態では、メッシュ状の通信電極20がレンズ部10の一部に設けられている。これにより、板状の通信電極を設けた場合と比べて、通信電極20による視認性の悪化を抑えることができる。また、通信電極20による視認性の悪化を抑えることができることから、通信電極20をレンズ部10の中央にも設けることができる。これにより、通信電極20を形成することのできる領域を広く取ることができるので、通信電極20の容量または長さを確保することができる。その結果、通信感度や通信速度を改善することができる。
また、本実施の形態では、通信電極20が、レンズ部10が眼球100に装着されたときに瞳孔110と対向する領域に主に設けられている。これにより、通信電極20を形成することのできる領域を広く取ることができるので、通信電極20の容量または長さを確保することができる。その結果、通信感度や通信速度を改善することができる。
また、本実施の形態では、通信電極20が、ITO、ITiO、IZOもしくはカーボンナノチューブを含む透明導電性配線で構成されている。これにより、通信電極20の開口率があまり高くない場合であっても、視認性の悪化を抑えることができる。また、通信電極20が透明導電性配線で構成されていることから、通信電極20をレンズ部10の中央にも設けることができる。これにより、通信電極20を形成することのできる領域を広く取ることができるので、通信電極20の容量または長さを確保することができる。その結果、通信感度や通信速度を改善することができる。
また、本実施の形態では、制御部40から通信電極20に電力が供給されるとともに、センサ素子30で取得された情報に対応する信号が制御部40から通信電極20に出力される。これにより、センサ素子30で取得された情報を外部機器で活用することが可能となる。
<2.第1の実施の形態の変形例>
次に、上記第1の実施の形態に係るコンタクトレンズ1の変形例について説明する。
次に、上記第1の実施の形態に係るコンタクトレンズ1の変形例について説明する。
[変形例1-1]
通信電極20は、例えば、図2に示したように、蛇行した線状の形状となっていてもよい。このとき、通信電極20は、例えば電界通信における電界強度が大きくなるよう、狭い間隙を介して互いに隣接する複数の配線を含んで構成されていてもよい。なお、図2では、通信電極20は、レンズ部10の中心を取り囲むように複数の配線が蛇行した形状となっているが、通信電極20の配線パターンは、図2に記載の配線パターンに限定されない。
通信電極20は、例えば、図2に示したように、蛇行した線状の形状となっていてもよい。このとき、通信電極20は、例えば電界通信における電界強度が大きくなるよう、狭い間隙を介して互いに隣接する複数の配線を含んで構成されていてもよい。なお、図2では、通信電極20は、レンズ部10の中心を取り囲むように複数の配線が蛇行した形状となっているが、通信電極20の配線パターンは、図2に記載の配線パターンに限定されない。
本変形例では、通信電極20が蛇行した線状の形状となっている。これにより、板状の通信電極を設けた場合と比べて、通信電極20による視認性の悪化を抑えることができる。また、通信電極20による視認性の悪化を抑えることができることから、通信電極20をレンズ部10の中央にも設けることができる。これにより、通信電極20を形成することのできる領域を広く取ることができるので、通信電極20の容量または長さを確保することができる。その結果、通信感度や通信速度を改善することができる。
[変形例1-2]
通信電極20は、例えば、図3に示したように、メッシュ状のスロットアンテナとなっていてもよい。これにより、板状の通信電極を設けた場合と比べて、通信電極20による視認性の悪化を抑えることができる。また、通信電極20による視認性の悪化を抑えることができることから、通信電極20をレンズ部10の中央にも設けることができる。これにより、通信電極20を形成することのできる領域を広く取ることができるので、通信電極20の容量または長さを確保することができる。その結果、通信感度や通信速度を改善することができる。
通信電極20は、例えば、図3に示したように、メッシュ状のスロットアンテナとなっていてもよい。これにより、板状の通信電極を設けた場合と比べて、通信電極20による視認性の悪化を抑えることができる。また、通信電極20による視認性の悪化を抑えることができることから、通信電極20をレンズ部10の中央にも設けることができる。これにより、通信電極20を形成することのできる領域を広く取ることができるので、通信電極20の容量または長さを確保することができる。その結果、通信感度や通信速度を改善することができる。
<3.第2の実施の形態>
[構成]
次に、本開示の第2の実施の形態に係るコンタクトレンズ2について説明する。図4は、コンタクトレンズ2が眼球100に装着されている様子の一例を表したものである。コンタクトレンズ1は、外部機器との間で、人体または人体のごく近傍の空間を介して、近距離の無線通信(具体的には、電界方式または電波方式の無線通信)を行う。電界方式の無線通信とは、電極を介して発生させた電界を用いた無線通信を指している。一方、電波方式の無線通信とは、例えば、ダイポールアンテナ、モノポールアンテナ、マイクロストリップアンテナ、パッチアンテナ、ループアンテナやスロットアンテナなどを用いた無線通信を指している。
[構成]
次に、本開示の第2の実施の形態に係るコンタクトレンズ2について説明する。図4は、コンタクトレンズ2が眼球100に装着されている様子の一例を表したものである。コンタクトレンズ1は、外部機器との間で、人体または人体のごく近傍の空間を介して、近距離の無線通信(具体的には、電界方式または電波方式の無線通信)を行う。電界方式の無線通信とは、電極を介して発生させた電界を用いた無線通信を指している。一方、電波方式の無線通信とは、例えば、ダイポールアンテナ、モノポールアンテナ、マイクロストリップアンテナ、パッチアンテナ、ループアンテナやスロットアンテナなどを用いた無線通信を指している。
コンタクトレンズ2は、眼球100に装着されるレンズ部10と、レンズ部10に設けられた通信電極50とを備えている。コンタクトレンズ2は、さらに、センサ素子30と、制御部40とを備えている。制御部40は、通信電極50に電力を供給するとともに、センサ素子30で取得された情報に対応する信号を通信電極50に出力する。制御部40は、上記実施の形態に係る制御部40と同様の構成となっている。
通信電極50は、例えば、レンズ部10の外縁に形成されている。通信電極50は、レンズ部10が眼球100に装着されたときに、少なくとも明るい環境下で収縮しているときの瞳孔110と対向する領域以外の領域に主に設けられている。つまり、通信電極20は、例えば、少なくとも明るい環境下で収縮しているときの瞳孔110と対向する領域を避けて設けられている。通信電極50は、レンズ部10が眼球100に装着されたときに、暗い環境下で拡大しているときの瞳孔110と対向する領域以外の領域に主に設けられていてもよい。このとき、通信電極20は、例えば、暗い環境下で拡大しているときの瞳孔110と対向する領域を避けて設けられている。通信電極50は、例えば、レンズ部10の内部に設けられている。
通信電極50は、所定の間隙を介して互いに隣接する複数の配線を含んで構成されている。通信電極50は、例えば、図4に示したようなメッシュ状の形状となっている。通信電極50は、導電性のカーボン配線、または、金属配線で構成されていている。なお、通信電極は、ITO、ITiO、IZOもしくはカーボンナノチューブを含む透明導電性配線で構成されていてもよい。通信電極50が視野を妨げる領域に形成されていない場合には、通信電極50の開口率(瞳孔110と非対向の領域に占められる、通信電極20の非形成領域の割合)は、特に限定されない。なお、通信電極50が視野を妨げる可能性のある領域にも形成されている場合には、コンタクトレンズ2の光透過率が許容範囲内となるように設定されている。
[効果]
次に、本実施の形態に係るコンタクトレンズ2の効果について説明する。
次に、本実施の形態に係るコンタクトレンズ2の効果について説明する。
本実施の形態では、メッシュ状の通信電極50がレンズ部10の一部に設けられている。これにより、板状の通信電極を設けた場合と比べて、通信電極50による視認性の悪化を抑えることができる。また、通信電極50による視認性の悪化を抑えることができることから、通信電極50を、視野を妨げる可能性のある領域にも設けることができる。これにより、通信電極50を形成することのできる領域を広く取ることができるので、通信電極50の容量または長さを確保することができる。その結果、通信感度や通信速度を改善することができる。
また、本実施の形態では、通信電極50が、レンズ部10が眼球100に装着されたときに瞳孔110と非対向の領域に主に設けられている。これにより、通信電極50を形成することのできる領域を広く取ることができるので、通信電極50の容量または長さを確保することができる。その結果、通信感度や通信速度を改善することができる。
また、本実施の形態において、通信電極50が、導電性のカーボン配線、または、金属配線で構成されている場合には、通信電極50がITOなどの透明導電材料で構成されている場合と比べて、通信電極50の容量を大きくすることができる。その結果、通信感度や通信速度を改善することができる。
また、本実施の形態では、制御部40から通信電極50に電力が供給されるとともに、センサ素子30で取得された情報に対応する信号が制御部40から通信電極50に出力される。これにより、センサ素子30で取得された情報を外部機器で活用することが可能となる。
<4.第2の実施の形態の変形例>
次に、上記第2の実施の形態に係るコンタクトレンズ2の変形例について説明する。
次に、上記第2の実施の形態に係るコンタクトレンズ2の変形例について説明する。
[変形例2-1]
通信電極50は、例えば、図5に示したように、蛇行した線状の形状となっていてもよい。このとき、通信電極50は、例えば電界通信における電界強度が大きくなるよう、狭い間隙を介して互いに隣接する複数の配線を含んで構成されていてもよい。なお、図5では、通信電極50は、レンズ部10の中心を取り囲むように複数の配線が蛇行した形状となっているが、通信電極50の配線パターンは、図5に記載の配線パターンに限定されない。
通信電極50は、例えば、図5に示したように、蛇行した線状の形状となっていてもよい。このとき、通信電極50は、例えば電界通信における電界強度が大きくなるよう、狭い間隙を介して互いに隣接する複数の配線を含んで構成されていてもよい。なお、図5では、通信電極50は、レンズ部10の中心を取り囲むように複数の配線が蛇行した形状となっているが、通信電極50の配線パターンは、図5に記載の配線パターンに限定されない。
本変形例では、通信電極50が蛇行した線状の形状となっている。これにより、板状の通信電極を設けた場合と比べて、通信電極50による視認性の悪化を抑えることができる。また、通信電極50による視認性の悪化を抑えることができることから、通信電極50を、視野を妨げる可能性のある領域にも設けることができる。これにより、通信電極50を形成することのできる領域を広く取ることができるので、通信電極50の容量または長さを確保することができる。その結果、通信感度や通信速度を改善することができる。
[変形例2-2]
通信電極50は、例えば、図6に示したように、メッシュ状のスロットアンテナとなっていてもよい。これにより、板状の通信電極を設けた場合と比べて、通信電極50による視認性の悪化を抑えることができる。また、通信電極50による視認性の悪化を抑えることができることから、通信電極50を、視野を妨げる可能性のある領域にも設けることができる。これにより、通信電極50を形成することのできる領域を広く取ることができるので、通信電極50の容量または長さを確保することができる。その結果、通信感度や通信速度を改善することができる。
通信電極50は、例えば、図6に示したように、メッシュ状のスロットアンテナとなっていてもよい。これにより、板状の通信電極を設けた場合と比べて、通信電極50による視認性の悪化を抑えることができる。また、通信電極50による視認性の悪化を抑えることができることから、通信電極50を、視野を妨げる可能性のある領域にも設けることができる。これにより、通信電極50を形成することのできる領域を広く取ることができるので、通信電極50の容量または長さを確保することができる。その結果、通信感度や通信速度を改善することができる。
<5.第3の実施の形態>
[構成]
次に、本開示の第3の実施の形態に係るコンタクトレンズ3について説明する。図7は、コンタクトレンズ3が眼球100に装着されている様子の一例を表したものである。コンタクトレンズ3は、外部機器との間で、人体または人体のごく近傍の空間を介して、近距離の無線通信(具体的には、電界方式または電波方式の無線通信)を行う。電界方式の無線通信とは、電極を介して発生させた電界を用いた無線通信を指している。一方、電波方式の無線通信とは、例えば、ダイポールアンテナ、モノポールアンテナ、マイクロストリップアンテナ、パッチアンテナ、ループアンテナやスロットアンテナなどを用いた無線通信を指している。
[構成]
次に、本開示の第3の実施の形態に係るコンタクトレンズ3について説明する。図7は、コンタクトレンズ3が眼球100に装着されている様子の一例を表したものである。コンタクトレンズ3は、外部機器との間で、人体または人体のごく近傍の空間を介して、近距離の無線通信(具体的には、電界方式または電波方式の無線通信)を行う。電界方式の無線通信とは、電極を介して発生させた電界を用いた無線通信を指している。一方、電波方式の無線通信とは、例えば、ダイポールアンテナ、モノポールアンテナ、マイクロストリップアンテナ、パッチアンテナ、ループアンテナやスロットアンテナなどを用いた無線通信を指している。
コンタクトレンズ3は、眼球100に装着されるレンズ部10と、レンズ部10に設けられた通信電極20,50とを備えている。コンタクトレンズ3は、さらに、センサ素子30と、制御部40とを備えている。通信電極20(第1部分電極)は、上記第1の実施の形態およびその変形例に係る通信電極20であり、レンズ部10が眼球100に装着されたときに瞳孔110と対向する領域に主に設けられている。一方、通信電極50(第2部分電極)は、上記第2の実施の形態およびその変形例に係る通信電極50であり、レンズ部10が眼球100に装着されたときに瞳孔110と対向する領域以外の領域に主に設けられている。本実施の形態において、通信電極20の開口率は、例えば、通信電極50の開口率よりも大きくなっている。なお、通信電極20の開口率が、通信電極50の開口率と等しくなっていてもよい。
[効果]
次に、本実施の形態のコンタクトレンズ3の効果について説明する。
次に、本実施の形態のコンタクトレンズ3の効果について説明する。
本実施の形態では、上記第1の実施の形態およびその変形例に係る通信電極20と、上記第2の実施の形態およびその変形例に係る通信電極50がレンズ部10に設けられている。これにより、板状の通信電極を設けた場合と比べて、通信電極20,50による視認性の悪化を抑えることができる。また、通信電極20,50による視認性の悪化を抑えることができることから、通信電極20,50を、視野を妨げる可能性のある領域にも設けることができる。これにより、通信電極20,50を形成することのできる領域を広く取ることができるので、通信電極20,50の容量または長さを確保することができる。その結果、通信感度や通信速度を改善することができる。
<6.各実施の形態に共通の変形例>
次に、各実施の形態に共通の変形例について説明する。
次に、各実施の形態に共通の変形例について説明する。
[変形例A]
図8、図9は、上記各実施の形態およびそれらの変形例に係る通信電極20,50の平面構成もしくは断面構成の一例を表したものである。上記各実施の形態およびそれらの変形例において、通信電極20,50は、所定の間隙を介して互いに隣接する複数の配線を含んで構成されている。このとき、通信電極20を構成する複数の配線は、間隙が局所的に狭くなった狭窄部21を有している。通信電極50を構成する複数の配線は、間隙が局所的に狭くなった狭窄部51を有している。狭窄部21,51では、例えば、図8に示したように、配線幅が局所的に太くなっている。狭窄部21,51では、例えば、図9に示したように、配線が、近接する配線側に局所的にうねっていてもよい。このように、間隙が局所的に狭くなっている場合、狭窄部51において電界強度が局所的に強くなる。そのため、狭窄部51で発生した電界は、通信電極20,50のうち狭窄部51以外の箇所で発生した電界よりも遠くまで伝播する。
図8、図9は、上記各実施の形態およびそれらの変形例に係る通信電極20,50の平面構成もしくは断面構成の一例を表したものである。上記各実施の形態およびそれらの変形例において、通信電極20,50は、所定の間隙を介して互いに隣接する複数の配線を含んで構成されている。このとき、通信電極20を構成する複数の配線は、間隙が局所的に狭くなった狭窄部21を有している。通信電極50を構成する複数の配線は、間隙が局所的に狭くなった狭窄部51を有している。狭窄部21,51では、例えば、図8に示したように、配線幅が局所的に太くなっている。狭窄部21,51では、例えば、図9に示したように、配線が、近接する配線側に局所的にうねっていてもよい。このように、間隙が局所的に狭くなっている場合、狭窄部51において電界強度が局所的に強くなる。そのため、狭窄部51で発生した電界は、通信電極20,50のうち狭窄部51以外の箇所で発生した電界よりも遠くまで伝播する。
本変形例では、通信電極20,50に狭窄部51が設けられている。これにより、狭窄部51で発生した電界が、通信電極20,50のうち狭窄部51以外の箇所で発生した電界よりも遠くまで伝播するので、コンタクトレンズ1~3と外部機器とによる通信可能な距離を長くすることができる。また、狭窄部51で発生した電界の強度は、通信電極20,50のうち狭窄部51以外の箇所で発生した電界の強度よりも大きいので、コンタクトレンズ1~3と外部機器との通信を安定化させることができる。
[変形例B]
図10~図17は、上記各実施の形態およびそれらの変形例に係るコンタクトレンズ1~3の一変形例を表したものである。図10は、図1のコンタクトレンズ1、または、図1のコンタクトレンズ1に図8、図9の通信電極20が設けられたものが眼球に装着されている様子の一例を表したものである。図11は、図2のコンタクトレンズ1、または、図2のコンタクトレンズ1に図8、図9の通信電極20が設けられたものが眼球に装着されている様子の一例を表したものである。図12は、図3のコンタクトレンズ1、または、図3のコンタクトレンズ1に図8、図9の通信電極20が設けられたものが眼球に装着されている様子の一例を表したものである。図13は、図4のコンタクトレンズ2、または、図4のコンタクトレンズ2に図8、図9の通信電極20が設けられたものが眼球に装着されている様子の一例を表したものである。図14は、図5のコンタクトレンズ2、または、図5のコンタクトレンズ2に図8、図9の通信電極20が設けられたものが眼球に装着されている様子の一例を表したものである。図15は、図6のコンタクトレンズ2、または、図6のコンタクトレンズ2に図8、図9の通信電極20が設けられたものが眼球に装着されている様子の一例を表したものである。図16は、図7のコンタクトレンズ3、または、図7のコンタクトレンズ3に図8、図9の通信電極20が設けられたものが眼球に装着されている様子の一例を表したものである。図17は、図10~図16のコンタクトレンズ1~3の断面構成の一例を表したものである。
図10~図17は、上記各実施の形態およびそれらの変形例に係るコンタクトレンズ1~3の一変形例を表したものである。図10は、図1のコンタクトレンズ1、または、図1のコンタクトレンズ1に図8、図9の通信電極20が設けられたものが眼球に装着されている様子の一例を表したものである。図11は、図2のコンタクトレンズ1、または、図2のコンタクトレンズ1に図8、図9の通信電極20が設けられたものが眼球に装着されている様子の一例を表したものである。図12は、図3のコンタクトレンズ1、または、図3のコンタクトレンズ1に図8、図9の通信電極20が設けられたものが眼球に装着されている様子の一例を表したものである。図13は、図4のコンタクトレンズ2、または、図4のコンタクトレンズ2に図8、図9の通信電極20が設けられたものが眼球に装着されている様子の一例を表したものである。図14は、図5のコンタクトレンズ2、または、図5のコンタクトレンズ2に図8、図9の通信電極20が設けられたものが眼球に装着されている様子の一例を表したものである。図15は、図6のコンタクトレンズ2、または、図6のコンタクトレンズ2に図8、図9の通信電極20が設けられたものが眼球に装着されている様子の一例を表したものである。図16は、図7のコンタクトレンズ3、または、図7のコンタクトレンズ3に図8、図9の通信電極20が設けられたものが眼球に装着されている様子の一例を表したものである。図17は、図10~図16のコンタクトレンズ1~3の断面構成の一例を表したものである。
上記各実施の形態およびそれらの変形例において、コンタクトレンズ1~3は、外部からの電界や磁界の侵入を妨げるシールド層60を更に備えていてもよい。本変形例では、シールド層60は、センサ素子30および制御部40のうち、少なくとも一方と対向する位置であって、かつ、センサ素子30や制御部40との位置関係で眼球100とは反対側の位置に設けられている。シールド層60は、例えば、図10~図17に示したように、レンズ部10が眼球100に装着されたときに瞳孔110と対向する領域以外の領域に主に設けられている。シールド層60は、例えば、レンズ部10の内部に設けられている。シールド層60は、導電性の材料によって形成されている。シールド層60は、例えば、導電性のカーボン、または、金属によって形成されている。なお、シールド層60は、ITO、ITiO、IZO、または、カーボンナノチューブなどの、透明導電性材料によって形成されていてもよい。
本変形例では、シールド層60が設けられている。これにより、センサ素子30や制御部40が外部からの電界や磁界による悪影響を低減することができる。これにより、センサ素子30による高精度な計測を行うことができる。
[変形例C]
図18~図25は、上記各実施の形態およびそれらの変形例に係るコンタクトレンズ1~3の一変形例を表したものである。図18は、図1のコンタクトレンズ1、または、図1のコンタクトレンズ1に図8、図9の通信電極20が設けられたものが眼球に装着されている様子の一例を表したものである。図19は、図2のコンタクトレンズ1、または、図2のコンタクトレンズ1に図8、図9の通信電極20が設けられたものが眼球に装着されている様子の一例を表したものである。図20は、図3のコンタクトレンズ1、または、図3のコンタクトレンズ1に図8、図9の通信電極20が設けられたものが眼球に装着されている様子の一例を表したものである。図21は、図4のコンタクトレンズ2、または、図4のコンタクトレンズ2に図8、図9の通信電極20が設けられたものが眼球に装着されている様子の一例を表したものである。図22は、図5のコンタクトレンズ2、または、図5のコンタクトレンズ2に図8、図9の通信電極20が設けられたものが眼球に装着されている様子の一例を表したものである。図23は、図6のコンタクトレンズ2、または、図6のコンタクトレンズ2に図8、図9の通信電極20が設けられたものが眼球に装着されている様子の一例を表したものである。図24は、図7のコンタクトレンズ3、または、図7のコンタクトレンズ3に図8、図9の通信電極20が設けられたものが眼球に装着されている様子の一例を表したものである。図25は、図18~図24のコンタクトレンズ1~3の断面構成の一例を表したものである。
図18~図25は、上記各実施の形態およびそれらの変形例に係るコンタクトレンズ1~3の一変形例を表したものである。図18は、図1のコンタクトレンズ1、または、図1のコンタクトレンズ1に図8、図9の通信電極20が設けられたものが眼球に装着されている様子の一例を表したものである。図19は、図2のコンタクトレンズ1、または、図2のコンタクトレンズ1に図8、図9の通信電極20が設けられたものが眼球に装着されている様子の一例を表したものである。図20は、図3のコンタクトレンズ1、または、図3のコンタクトレンズ1に図8、図9の通信電極20が設けられたものが眼球に装着されている様子の一例を表したものである。図21は、図4のコンタクトレンズ2、または、図4のコンタクトレンズ2に図8、図9の通信電極20が設けられたものが眼球に装着されている様子の一例を表したものである。図22は、図5のコンタクトレンズ2、または、図5のコンタクトレンズ2に図8、図9の通信電極20が設けられたものが眼球に装着されている様子の一例を表したものである。図23は、図6のコンタクトレンズ2、または、図6のコンタクトレンズ2に図8、図9の通信電極20が設けられたものが眼球に装着されている様子の一例を表したものである。図24は、図7のコンタクトレンズ3、または、図7のコンタクトレンズ3に図8、図9の通信電極20が設けられたものが眼球に装着されている様子の一例を表したものである。図25は、図18~図24のコンタクトレンズ1~3の断面構成の一例を表したものである。
上記各実施の形態およびそれらの変形例において、コンタクトレンズ1~3は、外部からの電界や磁界の侵入を妨げるシールド層60を更に備えていてもよい。本変形例では、シールド層60は、例えば、図18~図20に示したように、レンズ部10が眼球100に装着されたときに瞳孔110と対向する領域に主に設けられている。本変形例では、シールド層60は、例えば、図21~図25に示したように、レンズ部10が眼球100に装着されたときに瞳孔110と対向する領域と、レンズ部10が眼球100に装着されたときに瞳孔110と対向する領域以外の領域とに設けられている。シールド層60は、例えば、図21~図25に示したように、センサ素子30、制御部40および通信電極20,50と対向する位置であって、かつ、センサ素子30、制御部40および通信電極20,50との位置関係で眼球100とは反対側の位置に設けられている。シールド層60は、例えば、レンズ部10の内部に設けられている。シールド層60は、導電性の材料によって形成されている。シールド層60では、通信電極20と対向する部分が、例えば、導電性のカーボン、または、金属によって形成され、通信電極50と対向する部分が、例えば、ITO、ITiO、IZO、または、カーボンナノチューブなどの、透明導電性材料によって形成されている。なお、シールド層60全体が、導電性のカーボン、または、金属によって形成されていてもよい。また、シールド層60全体が、ITO、ITiO、IZO、または、カーボンナノチューブなどの、透明導電性材料によって形成されていてもよい。
本変形例では、シールド層60が設けられている。これにより、センサ素子30、制御部40および通信電極20,50が外部からの電界や磁界による悪影響を低減することができる。これにより、センサ素子30による高精度な計測を行うことができる。また、通信電極20,50が金属材料で構成されている場合には、シールド層60が設けられていることにより、通信電極20,50での反射によるフレアや回折による虹色が観察されるのを防ぐことができる。
[変形例D]
図26は、上記変形例B,Cに係るコンタクトレンズ1~3の機能ブロックの一例を表したものである。上記変形例B,Cに係るコンタクトレンズ1~3において、制御部40は、例えば、信号生成部41、ノイズ削減部42および演算部43を有していてもよい。信号生成部41は、センサ素子30で取得された情報(検出信号)に対応する信号を生成し、生成した信号を、通信電極20,50を介して、外部機器に出力する。ノイズ削減部42は、外部機器からの信号を、通信電極20,50を介して取得する。ノイズ削減部42は、さらに、シールド層60で取得されたノイズ信号を用いて、通信電極20,50を介して外部機器から取得した信号に含まれるノイズを削減し、それによって得られた信号(ノイズ低減信号)を演算部43に出力する。演算部43は、ノイズ削減部42から入力されたノイズ低減信号に基づいた演算を行う。
図26は、上記変形例B,Cに係るコンタクトレンズ1~3の機能ブロックの一例を表したものである。上記変形例B,Cに係るコンタクトレンズ1~3において、制御部40は、例えば、信号生成部41、ノイズ削減部42および演算部43を有していてもよい。信号生成部41は、センサ素子30で取得された情報(検出信号)に対応する信号を生成し、生成した信号を、通信電極20,50を介して、外部機器に出力する。ノイズ削減部42は、外部機器からの信号を、通信電極20,50を介して取得する。ノイズ削減部42は、さらに、シールド層60で取得されたノイズ信号を用いて、通信電極20,50を介して外部機器から取得した信号に含まれるノイズを削減し、それによって得られた信号(ノイズ低減信号)を演算部43に出力する。演算部43は、ノイズ削減部42から入力されたノイズ低減信号に基づいた演算を行う。
本変形例では、シールド層60で取得されたノイズ信号を用いて、通信電極20,50を介して外部機器から取得した信号に含まれるノイズが削減される。これにより、通信電極20,50で取得した信号に、外部からの電界や磁界によるノイズが重畳されている場合であっても、シールド層60で取得されたノイズ信号を用いることで、そのノイズを低減することができる。その結果、高速な通信を行うことができる。
[変形例E]
図27は、上記変形例B,C,Dに係るコンタクトレンズ1~3に含まれるシールド層60の一例を表したものである。上記変形例B,C,Dに係るコンタクトレンズ1~3において、通信電極20,50は、所定の間隙を介して互いに隣接する複数の配線を含んで構成されている。このとき、通信電極20を構成する複数の配線は、間隙が局所的に狭くなった狭窄部21を有している。通信電極50を構成する複数の配線は、間隙が局所的に狭くなった狭窄部51を有している。シールド層60は、例えば、図27に示したように、狭窄部51と対向する箇所に開口部61を有している。これにより、狭窄部51で発生した電界を、開口部61を介して、外部に出力することが可能である。また、外部からの電界を、開口部61を介して、狭窄部51(通信電極20)で受信することができる。その結果、人体のごく近傍の空間を介して、コンタクトレンズ1~3と外部機器との通信を行うことができる。
図27は、上記変形例B,C,Dに係るコンタクトレンズ1~3に含まれるシールド層60の一例を表したものである。上記変形例B,C,Dに係るコンタクトレンズ1~3において、通信電極20,50は、所定の間隙を介して互いに隣接する複数の配線を含んで構成されている。このとき、通信電極20を構成する複数の配線は、間隙が局所的に狭くなった狭窄部21を有している。通信電極50を構成する複数の配線は、間隙が局所的に狭くなった狭窄部51を有している。シールド層60は、例えば、図27に示したように、狭窄部51と対向する箇所に開口部61を有している。これにより、狭窄部51で発生した電界を、開口部61を介して、外部に出力することが可能である。また、外部からの電界を、開口部61を介して、狭窄部51(通信電極20)で受信することができる。その結果、人体のごく近傍の空間を介して、コンタクトレンズ1~3と外部機器との通信を行うことができる。
[変形例F]
図28は、上記各実施の形態および変形例Aに係るコンタクトレンズ1~3の機能ブロックの一例を表したものである。上記各実施の形態および変形例Aに係るコンタクトレンズ1~3において、制御部40は、例えば、信号生成部41、ノイズ削減部42および演算部43を有していてもよい。信号生成部41は、センサ素子30で取得された情報(検出信号)に対応する信号を生成し、生成した信号を、通信電極20,50を介して、外部機器に出力する。ノイズ削減部42は、外部機器からの信号を、通信電極20,50を介して取得する。ノイズ削減部42は、例えば、外部機器と通信を行わない期間に通信電極20,50を介して取得した信号(ノイズ信号A)と、外部機器と通信を行う期間に通信電極20,50を介して外部機器から取得した信号(データ信号B)とに基づいて、データ信号に含まれるノイズを削減する。ノイズ削減部42は、例えば、データ信号Bからノイズ信号Aを除去することにより、データ信号Bに含まれるノイズを削減する。ノイズ削減部42は、例えば、データ信号Bに含まれるノイズを削減することにより得られた信号(ノイズ低減信号)を演算部43に出力する。演算部43は、ノイズ削減部42から入力されたノイズ低減信号に基づいた演算を行う。
図28は、上記各実施の形態および変形例Aに係るコンタクトレンズ1~3の機能ブロックの一例を表したものである。上記各実施の形態および変形例Aに係るコンタクトレンズ1~3において、制御部40は、例えば、信号生成部41、ノイズ削減部42および演算部43を有していてもよい。信号生成部41は、センサ素子30で取得された情報(検出信号)に対応する信号を生成し、生成した信号を、通信電極20,50を介して、外部機器に出力する。ノイズ削減部42は、外部機器からの信号を、通信電極20,50を介して取得する。ノイズ削減部42は、例えば、外部機器と通信を行わない期間に通信電極20,50を介して取得した信号(ノイズ信号A)と、外部機器と通信を行う期間に通信電極20,50を介して外部機器から取得した信号(データ信号B)とに基づいて、データ信号に含まれるノイズを削減する。ノイズ削減部42は、例えば、データ信号Bからノイズ信号Aを除去することにより、データ信号Bに含まれるノイズを削減する。ノイズ削減部42は、例えば、データ信号Bに含まれるノイズを削減することにより得られた信号(ノイズ低減信号)を演算部43に出力する。演算部43は、ノイズ削減部42から入力されたノイズ低減信号に基づいた演算を行う。
本変形例では、通信電極20,50を介して得られたノイズ信号Aを用いて、通信電極20,50を介して外部機器から取得したデータ信号Bに含まれるノイズが削減される。これにより、通信電極20,50で取得した信号に、外部からの電界や磁界によるノイズが重畳されている場合であっても、データ信号Bに含まれるノイズを低減することができる。その結果、高速な通信を行うことができる。
本変形例において、センサ素子30から得られた検出信号に含まれるノイズを低減してもよい。信号生成部41は、例えば、センサとして機能しない期間にセンサ素子30から得られた検出信号(ノイズ信号C)と、センサとして機能する期間にセンサ素子30から取得した検出信号(データ信号D)とに基づいて、データ信号Dに含まれるノイズを削減する。信号生成部41は、例えば、データ信号Dからノイズ信号Cを除去することにより、データ信号Dに含まれるノイズを削減する。信号生成部41は、例えば、データ信号Dに含まれるノイズを削減することにより得られた信号を、通信電極20,50を介して外部機器に出力する。
本変形例において、センサとして機能しない期間にセンサ素子30から得られた検出信号(ノイズ信号C)を用いて、センサとして機能する期間にセンサ素子30から取得した検出信号(データ信号D)に含まれるノイズが削減される。これにより、センサ素子30から得られた検出信号に、外部からの電界や磁界によるノイズが重畳されている場合であっても、データ信号Dに含まれるノイズを低減することができる。その結果、高速な通信を行うことができる。
<7.第4の実施の形態>
[構成]
次に、本開示の第4の実施の形態に係る通信システム4について説明する。図29、図30は、上記各実施の形態およびその変形例に係るコンタクトレンズ1~3と、ウェアラブル装置5との間で通信を行う通信システム4の概略構成の一例を表したものである。通信システム4は、上記各実施の形態およびその変形例に係るコンタクトレンズ1~3と、ウェアラブル装置5とを備えている。
[構成]
次に、本開示の第4の実施の形態に係る通信システム4について説明する。図29、図30は、上記各実施の形態およびその変形例に係るコンタクトレンズ1~3と、ウェアラブル装置5との間で通信を行う通信システム4の概略構成の一例を表したものである。通信システム4は、上記各実施の形態およびその変形例に係るコンタクトレンズ1~3と、ウェアラブル装置5とを備えている。
図29には、シールド層60が設けられていないコンタクトレンズ1~3が例示されている。図30には、シールド層60がセンサ素子30と、制御部40と、通信電極20、通信電極50、または通信電極20,50とを覆うように設けられたコンタクトレンズ1~3が例示されている。なお、図30において、シールド層60が通信電極20、通信電極50、または通信電極20,50を覆っていなくてもよい。通信電極20、通信電極50、または通信電極20,50が、本開示の「第1通信電極」の一具体例に相当する。
ウェアラブル装置5は、リストバンド型もしくは腕時計型のウェアラブル装置である。ウェアラブル装置5は、例えば、コンタクトレンズ1~3から出力された信号を受信する通信電極54と、通信電極54を格納する筐体52と、筐体52支持する手首固定用のベルト53とを有している。通信電極54が、本開示の「第2通信電極」の一具体例に相当する。
本実施の形態では、通信電極20、通信電極50、または通信電極20,50がレンズ部10の一部に設けられている。これにより、板状の通信電極を設けた場合と比べて、通信電極20、通信電極50、または通信電極20,50による視認性の悪化を抑えることができる。また、通信電極20、通信電極50、または通信電極20,50による視認性の悪化を抑えることができることから、通信電極20をレンズ部10の中央にも設けたり、その周囲に通信電極50を設けたりすることができる。これにより、通信電極20、通信電極50、または通信電極20,50を形成することのできる領域を広く取ることができるので、通信電極20、通信電極50、または通信電極20,50の容量または長さを確保することができる。その結果、通信感度や通信速度を改善することができる。
なお、本明細書中に記載された効果は、あくまで例示である。本開示の効果は、本明細書中に記載された効果に限定されるものではない。本開示が、本明細書中に記載された効果以外の効果を持っていてもよい。
また、例えば、本開示は以下のような構成を取ることができる。
(1)
眼球に装着されるレンズ部と、
前記レンズ部に設けられた通信電極と、
前記レンズ部に設けられたセンサ素子と、
前記レンズ部に設けられ、前記通信電極に電力を供給するとともに、前記センサ素子で取得された情報に対応する信号を前記通信電極に出力する制御部と、
前記レンズ部に設けられ、かつ、前記センサ素子、前記制御部および前記通信電極のうち、少なくとも1つと対向する位置に設けられたシールド層と
を備えた
コンタクトレンズ。
(2)
前記シールド層は、前記レンズ部が前記眼球に装着されたときに瞳孔と対向する領域に主に設けられ、透明導電性材料で形成されている
(1)に記載のコンタクトレンズ。
(3)
前記通信電極は、前記レンズ部が前記眼球に装着されたときに瞳孔と対向する領域に主に設けられ、透明導電性配線、反射率の低い材料からなる配線、または、反射率の高い材料からなる層の上面、側面および底面のうち少なくとも1つの面を、反射率の低い材料からなる層で覆った配線で構成されている
(2)に記載のコンタクトレンズ。
(4)
前記シールド層は、前記レンズ部が前記眼球に装着されたときに瞳孔と対向する領域以外の領域に主に設けられ、導電性のカーボン、または、金属で形成されている
(1)に記載のコンタクトレンズ。
(5)
前記通信電極は、前記レンズ部が前記眼球に装着されたときに瞳孔と対向する領域以外の領域に主に設けられ、導電性のカーボン配線、または、金属配線で構成されている
(4)に記載のコンタクトレンズ。
(6)
前記通信電極は、前記レンズ部が前記眼球に装着されたときに瞳孔と対向する領域に主に設けられた第1部分電極と、前記レンズ部が前記眼球に装着されたときに瞳孔と対向する領域以外の領域に主に設けられた第2部分電極とを有し、
前記シールド層では、
前記第1部分電極と対向する部分が、透明導電性材料で形成され、
前記第2部分電極と対向する部分が、導電性のカーボン、または、金属で形成されている
(1)に記載のコンタクトレンズ。
(7)
前記第1部分電極は、透明導電性配線、または、反射率の低い材料からなる配線、または、反射率の高い材料からなる層の上面、側面および底面のうち少なくとも1つの面を、反射率の低い材料からなる層で覆った配線で構成されており、
前記第2部分電極は、導電性のカーボン配線、または、金属配線で構成されている
(6)に記載のコンタクトレンズ。
(8)
前記制御部は、前記シールド層で取得されたノイズ信号を用いて、前記通信電極を介して外部機器から取得した信号に含まれるノイズを削減する
(1)ないし(7)のいずれか1つに記載のコンタクトレンズ。
(9)
前記通信電極は、所定の間隙を介して互いに隣接する複数の配線を含んで構成され、
前記複数の配線は、前記間隙が局所的に狭くなった狭窄部を有し、
前記シールド層は、前記通信電極と対向する領域に設けられ、かつ、前記狭窄部と対向する位置に開口部を有する
(1)ないし(8)のいずれか1つに記載のコンタクトレンズ。
(10)
コンタクトレンズと、ウェアラブル装置とを備え、
前記コンタクトレンズは、
眼球に装着されるレンズ部と、
前記レンズ部に設けられた通信電極と、
前記レンズ部に設けられセンサ素子と、
前記レンズ部に設けられ、前記通信電極に電力を供給するとともに、前記センサ素子で取得された情報に対応する信号を前記通信電極に出力する制御部と、
前記レンズ部に設けられ、前記センサ素子、前記制御部および前記通信電極のうち、少なくとも1つと対向する位置に設けられたシールド層と
を有する
通信システム。
(1)
眼球に装着されるレンズ部と、
前記レンズ部に設けられた通信電極と、
前記レンズ部に設けられたセンサ素子と、
前記レンズ部に設けられ、前記通信電極に電力を供給するとともに、前記センサ素子で取得された情報に対応する信号を前記通信電極に出力する制御部と、
前記レンズ部に設けられ、かつ、前記センサ素子、前記制御部および前記通信電極のうち、少なくとも1つと対向する位置に設けられたシールド層と
を備えた
コンタクトレンズ。
(2)
前記シールド層は、前記レンズ部が前記眼球に装着されたときに瞳孔と対向する領域に主に設けられ、透明導電性材料で形成されている
(1)に記載のコンタクトレンズ。
(3)
前記通信電極は、前記レンズ部が前記眼球に装着されたときに瞳孔と対向する領域に主に設けられ、透明導電性配線、反射率の低い材料からなる配線、または、反射率の高い材料からなる層の上面、側面および底面のうち少なくとも1つの面を、反射率の低い材料からなる層で覆った配線で構成されている
(2)に記載のコンタクトレンズ。
(4)
前記シールド層は、前記レンズ部が前記眼球に装着されたときに瞳孔と対向する領域以外の領域に主に設けられ、導電性のカーボン、または、金属で形成されている
(1)に記載のコンタクトレンズ。
(5)
前記通信電極は、前記レンズ部が前記眼球に装着されたときに瞳孔と対向する領域以外の領域に主に設けられ、導電性のカーボン配線、または、金属配線で構成されている
(4)に記載のコンタクトレンズ。
(6)
前記通信電極は、前記レンズ部が前記眼球に装着されたときに瞳孔と対向する領域に主に設けられた第1部分電極と、前記レンズ部が前記眼球に装着されたときに瞳孔と対向する領域以外の領域に主に設けられた第2部分電極とを有し、
前記シールド層では、
前記第1部分電極と対向する部分が、透明導電性材料で形成され、
前記第2部分電極と対向する部分が、導電性のカーボン、または、金属で形成されている
(1)に記載のコンタクトレンズ。
(7)
前記第1部分電極は、透明導電性配線、または、反射率の低い材料からなる配線、または、反射率の高い材料からなる層の上面、側面および底面のうち少なくとも1つの面を、反射率の低い材料からなる層で覆った配線で構成されており、
前記第2部分電極は、導電性のカーボン配線、または、金属配線で構成されている
(6)に記載のコンタクトレンズ。
(8)
前記制御部は、前記シールド層で取得されたノイズ信号を用いて、前記通信電極を介して外部機器から取得した信号に含まれるノイズを削減する
(1)ないし(7)のいずれか1つに記載のコンタクトレンズ。
(9)
前記通信電極は、所定の間隙を介して互いに隣接する複数の配線を含んで構成され、
前記複数の配線は、前記間隙が局所的に狭くなった狭窄部を有し、
前記シールド層は、前記通信電極と対向する領域に設けられ、かつ、前記狭窄部と対向する位置に開口部を有する
(1)ないし(8)のいずれか1つに記載のコンタクトレンズ。
(10)
コンタクトレンズと、ウェアラブル装置とを備え、
前記コンタクトレンズは、
眼球に装着されるレンズ部と、
前記レンズ部に設けられた通信電極と、
前記レンズ部に設けられセンサ素子と、
前記レンズ部に設けられ、前記通信電極に電力を供給するとともに、前記センサ素子で取得された情報に対応する信号を前記通信電極に出力する制御部と、
前記レンズ部に設けられ、前記センサ素子、前記制御部および前記通信電極のうち、少なくとも1つと対向する位置に設けられたシールド層と
を有する
通信システム。
本開示の一実施形態に係るコンタクトレンズおよび通信システムによれば、シールド層によって、外部からの電界や磁界による悪影響を低減するようにしたので、センサ素子による高精度な計測を行うことが可能となる。従って、ノイズに強いコンタクトレンズおよび通信システムを提供することができる。なお、本開示の効果は、ここに記載された効果に必ずしも限定されず、本明細書中に記載されたいずれの効果であってもよい。
本出願は、日本国特許庁において2017年12月22日に出願された日本特許出願番号第2017-245990号を基礎として優先権を主張するものであり、この出願のすべての内容を参照によって本出願に援用する。
当業者であれば、設計上の要件や他の要因に応じて、種々の修正、コンビネーション、サブコンビネーション、および変更を想到し得るが、それらは添付の請求の範囲やその均等物の範囲に含まれるものであることが理解される。
Claims (10)
- 眼球に装着されるレンズ部と、
前記レンズ部に設けられた通信電極と、
前記レンズ部に設けられたセンサ素子と、
前記レンズ部に設けられ、前記通信電極に電力を供給するとともに、前記センサ素子で取得された情報に対応する信号を前記通信電極に出力する制御部と、
前記レンズ部に設けられ、かつ、前記センサ素子、前記制御部および前記通信電極のうち、少なくとも1つと対向する位置に設けられたシールド層と
を備えた
コンタクトレンズ。 - 前記シールド層は、前記レンズ部が前記眼球に装着されたときに瞳孔と対向する領域に主に設けられ、透明導電性材料で形成されている
請求項1に記載のコンタクトレンズ。 - 前記通信電極は、前記レンズ部が前記眼球に装着されたときに瞳孔と対向する領域に主に設けられ、透明導電性配線、反射率の低い材料からなる配線、または、反射率の高い材料からなる層の上面、側面および底面のうち少なくとも1つの面を、反射率の低い材料からなる層で覆った配線で構成されている
請求項2に記載のコンタクトレンズ。 - 前記シールド層は、前記レンズ部が前記眼球に装着されたときに瞳孔と対向する領域以外の領域に主に設けられ、導電性のカーボン、または、金属で形成されている
請求項1に記載のコンタクトレンズ。 - 前記通信電極は、前記レンズ部が前記眼球に装着されたときに瞳孔と対向する領域以外の領域に主に設けられ、導電性のカーボン配線、または、金属配線で構成されている
請求項4に記載のコンタクトレンズ。 - 前記通信電極は、前記レンズ部が前記眼球に装着されたときに瞳孔と対向する領域に主に設けられた第1部分電極と、前記レンズ部が前記眼球に装着されたときに瞳孔と対向する領域以外の領域に主に設けられた第2部分電極とを有し、
前記シールド層では、
前記第1部分電極と対向する部分が、透明導電性材料で形成され、
前記第2部分電極と対向する部分が、導電性のカーボン、または、金属で形成されている
請求項1に記載のコンタクトレンズ。 - 前記第1部分電極は、透明導電性配線、反射率の低い材料からなる配線、または、反射率の高い材料からなる層の上面、側面および底面のうち少なくとも1つの面を、反射率の低い材料からなる層で覆った配線で構成されており、
前記第2部分電極は、導電性のカーボン配線、または、金属配線で構成されている
請求項6に記載のコンタクトレンズ。 - 前記制御部は、前記シールド層で取得されたノイズ信号を用いて、前記通信電極を介して外部機器から取得した信号に含まれるノイズを削減する
請求項1に記載のコンタクトレンズ。 - 前記通信電極は、所定の間隙を介して互いに隣接する複数の配線を含んで構成され、
前記複数の配線は、前記間隙が局所的に狭くなった狭窄部を有し、
前記シールド層は、前記通信電極と対向する領域に設けられ、かつ、前記狭窄部と対向する位置に開口部を有する
請求項1に記載のコンタクトレンズ。 - コンタクトレンズと、ウェアラブル装置とを備え、
前記コンタクトレンズは、
眼球に装着されるレンズ部と、
前記レンズ部に設けられた通信電極と、
前記レンズ部に設けられたセンサ素子と、
前記レンズ部に設けられ、前記通信電極に電力を供給するとともに、前記センサ素子で取得された情報に対応する信号を前記通信電極に出力する制御部と、
前記レンズ部に設けられ、前記センサ素子、前記制御部および前記通信電極のうち、少なくとも1つと対向する位置に設けられたシールド層と
を有する
通信システム。
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