摩擦起电发生器及眼用镜片的制作方法

本发明涉及一种摩擦起电发生器及眼用镜片。

背景技术：

可穿戴式设备或植入式医疗设备最大的问题需要经常更换电池或充电，这使可穿戴式设备或植入式医疗设备的应用受限且成本较高。

技术实现要素：

有鉴于此，有必要提供一种摩擦起电发生器及眼用镜片，可以通过摩擦起电，从而不需要外接电源。

一种摩擦起电发生器，包括：顶部电极，包括相叠的聚合物层及第一金属层；及底部电极，包括第二金属层，所述第二金属层与所述聚合物层正对，初始状态时，所述第二金属层与所述聚合物层相间隔。

优选地，所述聚合物层为聚二甲基硅氧烷、聚四氟乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯中的一种或几种。

优选地，所述聚合物层的厚度范围为1纳米至250纳米；所述第一金属层的厚度范围为5纳米至45纳米；所述第二金属层的厚度范围优选为5纳米至45纳米。

优选地，初始状态时，所述第二金属层与所述聚合物层的间距为0.4毫米至0.65毫米。

优选地，所述第一金属层及所述第二金属层的材质为铝或金。

一种眼用镜片，包括：基体；及如上述的摩擦起电发生器，所述摩擦起电发生器封装于所述基体内。

优选地，所述摩擦起电发生器为环状，且位于所述眼用镜片的周边区域。

优选地，所述眼用镜片的中心光学区域的厚度范围为0.03毫米至0.7毫米，所述眼用镜片的周边区域的厚度范围为0.04毫米至0.85毫米。

优选地，所述眼用镜片的直径范围为8毫米至15毫米，所述眼用镜片的中心光学区域的直径范围为5毫米至10毫米，所述摩擦起电发生器的环宽度范围为2.25毫米至5毫米。

优选地，所述眼用镜片还包括受电装置。

相比于现有技术，本技术方案的摩擦起电发生器及眼用镜片，能够直接将人眼眨动或转动的能量转化为电能，不需要外接电源，且，根据应用领域的不同，能将电能供应给传感器、led屏等。

附图说明

图1为本技术方案较佳实施例提供的眼用镜片的俯视示意图。

图2为图1的眼用镜片的剖面示意图。

图3为图1的眼用镜片中的摩擦起电发生器的工作原理示意图。

主要元件符号说明

眼用镜片1

基体10

摩擦起电发生器20

受电装置30

顶部电极21

底部电极22

聚合物层211

第一金属层212

第二金属层221

如下具体实施方式将进一步说明本发明。

具体实施方式

请参阅图1-2，本技术方案较佳实施方式提供一种眼用镜片1，所述眼用镜片1包括一基体10、一摩擦起电发生器20及受电装置30。

所述眼用镜片1可以为硬性隐形眼镜(rgp隐形眼镜)、软性隐形眼镜或硅胶隐形眼镜。其中，所述基体10的材质对应所述眼用镜片1的类型；例如，如果所述眼用镜片1为rgp隐形眼镜，所述基体10可采用聚甲基丙烯酸甲酯(pmma)制作形成，如果所述眼用镜片1为软性隐形眼镜，所述基体10可以采用水凝胶或硅水凝胶制成。

所述摩擦起电发生器20及所述受电装置30均封装在所述基体10内，所述摩擦起电发生器20用于向所述受电装置30供电。

所述摩擦起电发生器20包括一顶部电极21及一与所述顶部电极21正对的底部电极20。初始状态时，所述顶部电极21与所述底部电极20相分离设置。

所述顶部电极21至少包括相叠的聚合物层211及第一金属层212。

所述聚合物层211可以包括聚二甲基硅氧烷(polydimethylsiloxane，pdms)、聚四氟乙烯(polytetrafluoroethylene，ptee)、聚甲基丙烯酸甲酯(polymethylmethacrylate，pmma)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(polyethyleneterephthalate，pet)等高分子聚合物中的一种或几种。所述聚合物层211的厚度范围优选为约1纳米至约250纳米。

所述第一金属层212可以为铝、金等导电材料。所述第一金属层212的厚度范围优选为约5纳米至约45纳米。

所述底部电极22至少包括一第二金属层221。初始状态时，所述第二金属层221与所述聚合物层211正对且间隔设置，所述第二金属层221与所述聚合物层211之间的距离，也即所述顶部电极21与所述底部电极22之间的距离，优选为约0.4毫米至0.65毫米。

所述第二金属层221可以为铝、金等导电材料。所述第二金属层221的厚度范围优选为约5纳米至约45纳米。

本实施例中，所述眼用镜片1的基体10通常为圆形，以适应眼球的形状。另外，为了适应眼球向外凸起的特点，该圆形的基体1的外表面向外凸出，内表面相应地凹陷，形成曲面；所述摩擦起电发生器20为环状，且位于所述眼用镜片1的周边区域。

本实施例中，所述眼用镜片1的直径范围为约8毫米至15毫米，所述眼用镜片1的中心光学区域的厚度范围为约0.03毫米至0.7毫米，所述眼用镜片1的周边区域的厚度范围为约0.04毫米至0.85毫米，所述眼用镜片1的中心光学区域的直径范围为约5毫米至约10毫米，所述摩擦起电发生器20的环宽度范围为约2.25毫米至约5毫米。

所述受电装置30用于接收所述摩擦起电发生器20产生的电能；所述受电装置30可以是检测眼压的传感器，led屏等；常规现有眼内使用检测眼压的传感器均可应用于本发明；通常传感器中集成有射频发射组件，用于传输传感器的检测信号；另外，采用常规的无线射频技术制成至于体外的射频接收组件，用于接收传感器的检测信号，从而可以表征眼压；此种情况下，优选地，受电装置30设置于基体10内表面的中心光学区域以外的区域。

所述受电装置30还可以是常规led屏，摩擦起电发生器20给led屏供电，可以点亮led冷光灯阵列，帮助在黑暗处或弱视患者视物；或者led屏可以显示失明字样，帮助识别盲人，起到传递信息的作用；当受电装置30是led屏时，led屏的设置位置可以位于基体10的任意位置，例如封装在基体10内，位于基体10的内表面或外表面。

所述眼用镜片1还可以包括导线，用于将眼用镜片1中的所述摩擦起电发生器20产生的感应电荷输送给受电装置30；也可以通过无线电传感的方式代替本实施例中的导线。

本技术方案的所述顶部电极21及底部电极22在接触时会引起接触电化。具体地，请参阅图3，初始状态时，底部电极22的第二金属层221和顶部电极21的聚合物层211相分离；外力(如眨眼、转动等)可以使第二金属层221和聚合物层211接触，第二金属层221因摩擦电特性带正电，聚合物层211由摩擦电特性带负电；去除外力会导致第二金属层221和聚合物层211分离，第一金属层212形成与相邻的聚合物层相对应的正电荷；当第二金属层221和聚合物层211分开较大距离时，电子从第二金属层221流向聚合物层211及第一金属层212；当形成电平衡时，电子再从第一金属层212流向聚合物层211及第二金属层221；再次施加外力(眨眼、转动等)时，又重复上述过程；在此过程中，电子的流动产生电流并向所述受电装置30输送。

本技术方案的摩擦起电发生器20还可以应用于其他可穿戴式设备或植入式医疗设备，如人工晶状体、人工角膜等。

本技术方案的摩擦起电发生器20及眼用镜片1，能够直接将人眼眨动或转动的能量转化为电能，不需要外接电源，且，根据应用领域的不同，能将电能供应给传感器、led屏等。

可以理解的是，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本发明的技术构思做出其它各种相应的改变与变形，而所有这些改变与变形都应属于本发明权利要求的保护范围。