CN114761864A - 用于减轻近视进展的视网膜刺激装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种被配置用于进行光谱选择性视网膜刺激调制的新型镜片单元，有利的是，所述光谱选择性视网膜刺激调制是本发明的镜片的被动调制效果。更具体地，所述镜片单元包括镜片衬底，所述镜片衬底具有界定前表面和后表面的特定体积，其中所述镜片单元承载光谱译码器，当所述镜片单元在使用中时，所述光谱译码器相对于与所述镜片单元相互作用并到达眼睛的输入光的一部分用作时间光谱译码器。

Description

用于减轻近视进展的视网膜刺激装置

技术领域

本发明涉及一种用于治疗眼睛障碍，具体地用于减轻近视进展的光学装置。

背景技术

近视(Myopia)也被称为近视眼(near-sightedness)，是一种来自远处物体的光聚焦在视网膜前方而非聚焦在视网膜上的眼睛状况。这导致观察者看远处物体是模糊的，而近处物体则看起来正常。其它症状可包括头疼和眼疲劳，而严重的近视眼增大视网膜脱落、白内障和青光眼的风险。近视眼是最常见的眼睛问题并且据估计影响全世界15亿人(22％的人口)。

近视的确切内在机理仍未完全理解，然而在大多数情形下是由眼球伸长导致的，或不太常见的情况是由眼睛中的光功率过大导致的。试验性证据表明使幼童在户外花费更多时间可减小近视的风险。

童年期间在户外花费的时间与降低的近视发生率正相关。此正相关不受在户外时参加的近距离工作和身体活动水平影响。出于这一考虑，使用chick模型进行的一项先前研究核查了在正视化期间波长多短的光与视觉系统的时间敏感性相互作用。结果表明当时间调制光源没有蓝色分量时，眼睛在面对高时间频率时比面对低时间频率生长得更多。因此，蓝光的存在阻止了眼睛生长中与时间频率相关的增长。鉴于典型的室内照明体在光谱的蓝端具有的能量比在红端低，因而推断室内照明中短波长光的此缺失可增大人类童年近视发展的可能性(Rucker，Color and Temporal Frequency Sensitive Eye Growth inchicks，2018)。

青少年的眼睛通常发育到18到21岁，并且伴随着近视的进展。到眼睛完全发育好时，可能会严重近视且难以治疗。另外，已表明高度近视与视网膜脱落和其它严重病状相关联。因此，近视及其进展的有效预防对策有望到2050年改善全世界20到50亿人的视力。预防青少年近视进展的目前干预措施包括药剂和隐形镜片。然而，这些治疗不适合于预防近视的出现，原因如下：近视的开始通常发生在这些治疗的最小推荐年龄之前，所提供的治疗可减缓近视进展但无法完全消除近视，并且这些治疗可能具有极大的副作用。

通常，存在两个试图通过可佩戴装置预防近视或其进展的范例：(i)隐形镜片的角膜矫正重新建模(即使用专门设计的隐形镜片曲率来重塑眼角膜的外形)和(ii)通过在镜片的周边区中引起散焦来修改渐变增加/多焦点镜片内的光功率分布。正在开发的多种产品和技术是基于这两个范例或其组合。眼睛镜片重新建模可通过硬性隐形镜片来达成，并且使用多焦点镜片的周边散焦可通过隐形镜片或通过眼镜来达成。然而，两个范例均产生复杂的结果。

发明内容

本领域需要一种新型方式来治疗眼睛障碍，具体地预防近视的出现或进展(即减轻近视蔓延)。有鉴于此，应当理解近视发生率在全球不断增加且接近流行状态。如上文所述，所指定类型的已知技术(即使用专门设计的隐形镜片曲率和使用渐变/多焦点镜片的周边散焦)并未提供有效的解决方案。

关于周边散焦，应注意以下几点。虽然理论认为眼睛并非同时在其整个视网膜表面上聚焦，但相信周边视网膜可能是失焦的(聚焦不足或过度聚焦)，而中心视网膜(中央凹)则是锐聚焦。基于此前提，推测将聚光镜片引入到视野的周边将使得近视进展速率减小。然而，所需光功率及其在视野内的分布的确切细节仍不确定，且不同的治疗会有变化。

在临床测试中，基于周边散焦理论的眼镜和隐形镜片在预防近视方面仅表现出轻微的改善。类似地，鉴于感染性角膜炎的风险高且病人依从性相对低，因而角膜矫正术不应被视为首选策略。目前，阿托品滴眼剂似乎是减缓近视进展的最有效治疗，但治疗的确切机制和长期有效性仍不确定。

因此，十分需要提供一种新型装置来及早治疗和/或预防近视及其进展以及治疗其它眼睛/视觉障碍，诸如减轻散光蔓延和矫正视力受损。当前市场上的解决方案在解决这些需要方面不够有效。

根据本发明的技术，提供了一种新型镜片单元，所述新型镜片单元被配置用于光谱选择性视网膜刺激调制，有利的是所述光谱选择性视网膜刺激调制是本发明的镜片的被动调制效果。更具体地，所述镜片单元包括镜片衬底，所述镜片衬底具有界定前表面和后表面的特定体积，其中所述镜片单元承载光谱译码器，当所述镜片单元在使用中时，所述光谱译码器相对于与镜片单元相互作用并到达眼睛的输入光的一部分用作时间光谱译码器。镜片配置旨在减轻眼睛障碍进展并且具体地用于减轻近视进展。因此，新型镜片单元具有用于减轻近视加重的波长选择性被动视网膜调制。所述镜片单元可在具有特殊图案的新型眼镜中使用，所述特殊图案界定眼镜的镜片的波长选择性透射率的周期性空间调制，使得自然的头和眼睛移动调制视网膜上对光的波长相关接收，并且由此开始并维持减轻近视的加重的长期过程。术语“被动”在下文中指代镜片单元的无需专门照明即可操作的特征。

在一些实施方案中，本发明的新型镜片单元被配置成减缓青少年近视患者的眼睛伸长的相对速率。

从Rucker F.、Britton S.、Spatcher M.和Hanowsky S.发表在InvestOphthalmol in Vis Sci.(2015；56：6121-6131.DOI：10.1167/iovs.15-17238)的研究“Blue light protects against temporal frequency sensitive refractive changes”大致可知，蓝光和时间敏感性在正视化响应中发挥着作用。更具体地，已表明当眼睛暴露于缓慢的亮度对比度改变时富含蓝光的照明体可防范近视眼睛生长。在此研究中，探究了在六个时间频率0、0.2、1、2、5、10Hz中的一者下以80％对比度对具有蓝色的白光或不具有蓝色的黄光的主动正弦曲线亮度时间调制。

如(Gaston，2014)所述，空间畸变可能会增大总体敏感性。如此，达成“闪烁”光的空间畸变的网格设计能够使得对有角度闪烁系统的敏感性更高。已表明如果缺乏蓝光，则眼睛伸长速率增大。因此需要应用增大到达眼睛的蓝光部分(通过增大从镜片的后(凹形)表面朝向眼睛的反射，或通过减小蓝光从镜片的前(凸形)表面的反射或增大蓝光在前(凸形)表面上的透射)的光谱编码器(例如干涉滤光器)，因此增大到达眼睛的光的总体蓝色分量并且获得更大的中性密度。

本发明的发明人发现，通过将镜片单元(通常是眼镜或夹式镜片)配置成在镜片单元中具有适当的光谱选择性图案，可提供问题的有效、被动且使用简单的解决方案。换句话说，当在自然的有角度用户头和眼睛运动以及其它类型的运动情况下使用时，本发明能够通过新型的滤光器图案/涂层设计来生成低频率闪烁信号。例如，经由通过后侧反射和前侧反射增大蓝色光谱频带的相对比率，透射光和反射光(由于太阳光谱具有相对均等的蓝光与红光比例)产生更大中性密度的日光型光谱。透射光与反射光之间的相对比率是能够控制近视的出现或进展的预防的参数。例如，较高比率可提供更多的处于蓝色光谱频带中的光。如上文所述，已表明如果缺乏蓝光，则眼睛伸长速率增大。因此受控的相对比率能够控制近视。因此可将光谱译码器配置为干涉滤光器，所述干涉滤光器应用于眼科镜片的后侧或前侧部分，从而形成涂布区和未涂布区的几何形状，所述眼科镜片在由动态的眼镜佩戴者佩戴时以被选择成减缓眼睛生长速率的闪烁时间频率将辐射透射或反射到眼睛中。有鉴于此，应注意，术语“干涉滤光器”在下文中指代在横向于镜片单元的不同区的侧向尺寸的方向上形成的干涉。如上文所述，不同区的布置相对于入射在此类干涉滤光器上的光的光谱提供非衍射图案。例如，这些时间频率可在约0.2Hz与20Hz之间的范围内。有鉴于此，应当理解，已如下选择时间频率范围：例如，已表明当时间调制光源没有蓝色分量时，眼睛在面对低时间频率时比面对高时间频率生长得更多。因此，蓝光的存在阻止了眼睛生长中与时间频率相关的增长，例如0.1Hz至5Hz的闪烁蓝光源的存在可减慢近视的进展。先前已报告，人类观察者的时间对比敏感性在65Hz附近降低到零(临界闪烁融合率)。常规计算机屏幕利用具有超出所报告的人眼敏感性48Hz与60Hz的2种设定的闪烁速率来检测调制对比度。然而，当调制光源包含空间高频率边缘时，对于居中的观察者来说，只有在超过500Hz时闪烁假影才会消失，500Hz是通常所报告的闪烁融合率的很多倍。(Lee，2015)在71Hz下，鸡的CFF(临界融合闪烁)参数略高于人类的CFF(Gaston，2014)。

应注意，通常本发明可与不旨在用于任何视力矫正的眼镜搭配使用。换句话说，光谱选择性图案设置在可具有或可不具有任何视力矫正性质(例如光功率等)的眼睛佩戴元件上/嵌入所述眼睛佩戴元件中。因此，本文中所使用的术语“镜片单元”和“镜片”应在广义上被解释为也涵盖使用户的眼睛暴露于场景的眼睛佩戴元件。

根据本发明的技术，提供了一种镜片单元，所述镜片单元包括界定后表面和前表面的具有特定体积的镜片，其中所述镜片单元承载光谱译码器，当所述镜片单元在使用中时，所述光谱译码器相对于与所述镜片单元相互作用并到达眼睛的输入光的一部分用作时间光谱译码器。

更具体地，所述光谱译码器包括由镜片衬底的镜片区的阵列形成的光谱选择性图案，所述镜片区具有一起界定预定空间过渡廓线和光谱与几何参数的不同光谱性质。所述光谱与几何参数包括具有不同波长选择性的区的数目、区的侧向形状和大小，其中所述光谱选择性图案的光谱与几何参数被配置成使得能够治疗至少一种眼睛障碍。所述光谱选择性图案被配置成引起在与镜片单元相互作用之后到达用户的眼睛的光的量和光谱性质的光谱选择性调制。光谱选择性图案被配置成引起由用户眼睛的移动所导致的光谱选择性调制的低频率时间改变。当在用户的视野中将镜片单元置于眼睛前面时，所述镜片单元经由光谱选择性调制影响到达用户眼睛的光的量和光谱性质。由于佩戴所述镜片单元的用户的头或眼睛相对于所述镜片单元承载的空间和光谱图案并且也相对于眼睛所暴露于的周围光源而自然地移动，因此光谱选择性调制是通常低频率的时间调制。

应当理解，在此类光谱选择性图案中，所述光谱选择性图案的多个区的阵列中的每个区具有与邻近区的波长选择性不同的特定波长选择性。可通过区对不同波长的入射光的光响应(反射和/或透射)之间的特定关联(例如比率)来描述波长选择性。

所述光谱选择性图案的参数被配置成能够治疗至少一种眼睛障碍。光谱选择性图案的不同区可具有不同的形状/尺寸。这些参数包括光谱分布/廓线、表面覆盖几何特征的百分比(例如具有不同波长选择性的区的数目、周期性或无周期性，及其侧向形状和大小)，这些参数全部一起界定光谱性质/图案的空间过渡廓线。空间过渡廓线可沿着镜片单元的至少一个侧向轴具有特定可变周期性。几何形状并不仅限于任何形状并且可包括网格、条形(水平、垂直)、周期性图案、不均匀图案、螺旋形状或同心圆。

应注意且下文将更具体地进一步描述，以上不同区的布置提供非衍射图案。更具体地，光谱选择性图案中具有不同光谱性质的区被配置和布置成相对于设计镜片所依据的视觉光谱具有低空间频率(所述区相对于视觉光谱的波长的侧向尺寸)。因此，光谱选择性图案是非衍射图案。

因此，根据本发明的技术，被动光谱选择性空间图案用于用户的视野中，这实现对到达用户的眼睛的光的量和光谱性质的光谱选择性调制。应当理解，由于佩戴镜片单元的用户的头或眼睛相对于空间和光谱图案(由镜片单元承载)以及眼睛所暴露于的周围光源自然地移动，因此这些光谱选择性调制是通常低频率的时间调制。头和眼睛相对于镜片单元和/或相对于周围光源(例如，在用户移动或任何其它活动期间)的自然移动生成从镜片单元的光谱选择性图案的不同区到达眼睛的不同区的光量的变化，而与光谱选择性图案相互作用的光的非均质分布引起所述变化。根据本发明的技术，空间图案引起对入射光的量和光谱性质的目标低频率时间调制，并且在特定实施方案中引起对到达眼睛的蓝光的量的低频率调制，由此能够治疗近视或其它眼睛障碍。换句话说，在一些实施方案中，光谱译码器可使视网膜更多地暴露于蓝光。

在一些实施方案中，所述光谱选择性图案被配置成界定沿着跨所述镜片单元的至少一个侧向轴布置的多个空间过渡区(例如，至少三个)。

在一些实施方案中，所述光谱选择性图案包括宽度为至少5mm的图案。

在一些实施方案中，在穿过镜片单元的透射率或来自镜片的后表面的反射方面，在镜片单元的不同位置处测量的不同波长选择性之间的比率是至少2。

在一些实施方案中，镜片单元的前表面和后表面中的至少一者涂布有形成光谱选择性图案的涂层结构。所述涂层结构可包括被配置用于涂布镜片的后表面的多层涂层结构。所述多层涂层结构可包括至少一个图案化层，所述至少一个图案化层包括光谱选择性图案。

在一些实施方案中，所述多层涂层结构包括至少一个反射层，所述至少一个反射层具有被配置成反射波长在约440nm至500nm范围内的光的反射性质。所述至少一个反射层可具有在约440nm至500nm的所述范围内高于10％的反射系数。所述反射层可具有与涂层结构的上表面接合的后表面。

在一些实施方案中，所述至少一个反射层是图案化的。

在一些实施方案中，所述多层涂层结构还包括与镜片的后表面接合的抗反射层。

在一些实施方案中，所述镜片单元的前表面和后表面中的至少一者使用形成光谱选择性图案的着色法来着色。

附图说明

为了更好地理解本文公开的主题并且例示可如何在实践中执行所述主题，现在将仅通过非限制性示例示例参考附图描述实施方案，在附图中：

图1A至图1C示出示出根据本发明的某些方面的镜片单元的实施方案；

图2例示制造根据本发明的某些方面的镜片单元的工艺；

图3A至图3C是示出根据本发明的实施方案的多层涂层结构的非限制性示例的表；

图4A和图4B提供图3A至图3C的多层涂层结构的所计算的反射性质；

图5A至图5E示出空间图案的可能的不同示例；

图6示出光如何通过透射、反射以及直接穿过镜片组件与眼睛之间的间隙而通过被组装为眼睛佩戴装置的一部分的镜片单元到达眼睛；

图7A示出眼睛移动(转动)如何由于图案的波长选择性而产生光的光谱性质的时间调制；

图7B和图7C示出头移动(转动)如何由于图案的波长选择性而产生光的光谱性质的时间调制；并且

图8A和图8B示出平移移动如何由于图案的波长选择性而产生光的调制。

具体实施方式

本发明提供了一种在眼睛佩戴装置中使用以减轻近视蔓延的新型镜片单元。在某些实施方案中，镜片具有负屈光度功率以矫正现在的近视。在一些实施方案中，镜片单元被配置用于视力矫正，即被形成为矫正其它或附加视力缺陷。在其它实施方案中，镜片单元不具有光功率并且主要用于通过提供对入射光的光谱性质的低频率调制来减轻近视。

在实施方案中，眼睛佩戴装置是眼镜。在一些实施方案中，眼睛佩戴装置可以是例如可配近视眼镜或夹式镜片。

参考图1A至图1C，示出了本发明的一些实施方案的具体但非限制性示例。在图中，例示了本发明的镜片单元100，分别示出镜片单元的侧视图和俯视图以及镜片单元的光学性质分布。镜片单元的光谱选择性波长选择性图案可被配置成在可佩戴装置中使用以减小近视进展速率。

图1A绘示了穿过镜片单元100的示意性(未按比例)垂直横截面，示出镜片单元包括镜片衬底/元件，所述镜片衬底/元件在镜片单元100的后表面108与前表面112之间界定特定体积104。应当理解且上文也阐释，镜片衬底是具有或不具有任何规定光功率的大体光学透明元件。根据本发明，镜片单元100承载光谱译码器116，该光谱译码器116在本非限制性示例中被示出为位于后表面108上。当镜片单元在使用中时，光谱译码器116相对于与镜片单元100相互作用并到达眼睛的输入光的一部分用作时间光谱译码器。光谱译码器116列形可包括由镜片衬底的区的阵成的光谱选择性图案，所述区具有一起界定预定空间过渡廓线的不同光谱性质。阵列的不同区可具有不同的大小或相同的大小。光谱选择性图案可被配置成引起在与镜片单元100相互作用之后到达用户的眼睛的光的量和光谱性质的光谱选择性调制。光谱选择性图案被配置成引起由用户眼睛的移动导致的光谱选择性调制的低频率时间改变。可使用任何适合的技术将光谱选择性图案形成在镜片衬底上或嵌入镜片衬底中。更具体地，光谱选择性图案可被实现为前表面或后表面上的涂层或嵌入前表面或后表面内，或可承载在镜片的体积内(嵌入体积中)。后表面/前表面镜实现方式允许灵活地控制投射在眼睛上的波前的参数。例如，为了增大特定辐射频带(例如430nm到500nm)的总强度，镜涂层可具有增大的蓝色频带反射。

图1B示出例如从镜片单元的后表面看的镜片单元的正视图，例示了光谱选择性图案116的特定实施方案/配置。应当理解，无论所述图案配置是通过表面涂布还是任何嵌入获得的，此例示关于图案配置更具体。通过镜片单元的图案化的后表面涂层来实现光谱选择性图案在许多应用中更切实可行。在下文的描述中，光谱选择性图案被描述/例示为表面涂层，但应当理解本发明的原理不必且不应仅限于此示例。

光谱选择性图案116具有沿着跨镜片单元的至少一个侧向轴120(即在侧向平面中)布置的具有不同光谱性质的区(图案特征)，此非限制性示例中示出具有两种不同光谱性质的区R1和R2。换句话说，光谱选择性图案的多个区的阵列中的每个区R1和R2具有与邻近区的波长选择性不同的特定波长选择性。该特定波长选择性可由区的光响应与不同波长的入射光之间的特定关联界定。光谱选择性图案的光谱与几何参数可被配置成使得能够治疗至少一种眼睛障碍。光谱与几何参数可包括具有不同波长选择性的区的数目、区的侧向形状和大小。光谱选择性图案中具有不同光谱性质的区可被配置和布置成相对于设计镜片单元100所依据的视觉光谱具有低空间频率。因此，光谱选择性图案是非衍射图案。应当理解，在一些实施方案中，此类图案呈具有至少第一光谱性质的区由具有至少不同的第二光谱性质的区间隔开(环绕)的形式。这些可以是具有不同光谱性质的离散区(如图1B中所例示)或在离散区之间平滑/连续过渡的区。因此，光谱选择性图案被配置成界定沿着镜片单元的至少一个侧向轴布置的多个空间过渡区。具有不同光谱性质的区的侧向尺寸可相同或可不相同；同样地，具有相同光学性质的多个区的侧向尺寸可相同或可不相同。

还应注意，所述图案使得具有不同光谱性质的区被布置成相对于设计镜片所依据的视觉光谱具有低空间频率(即区的侧向尺寸大于并且甚至远大于视觉光谱的波长)。换句话说，所述图案相对于设计镜片单元所依据的光谱是基本上非衍射的。

因此，在本非限制性示例中，光谱选择性图案116被实现为涂层，所述涂层是多层涂层结构。所示出的光谱选择性图案包括在镜片上被指定为灰色的涂布区R1(具有第一光谱性质)和被指定为白色的未涂布区R2(是镜片的具有第二光谱性质的区)。

可例如通过具有特定光谱性质的区(例如上面施加有涂层的区)的几何形状(侧向结构)来描述光谱选择性图案116。光谱选择性图案的区可包括具有特定几何形状的两个或更多个区，所述几何形状包括细长的基本上矩形形状和基本上环状形状中的至少一者。例如，基本上环状区可包括卵形、圆形和椭圆形中的至少一者。更具体地，根据所示出的实施方案，所述图案可包括在镜片的平面中(侧向平面)沿着垂直方向具有细长几何形状(在此种情形下，是矩形)的多个区。将宽度界定为大致正交于几何形状的伸长方向，所述细长形状可具有至少5mm或甚至更小的宽度(侧向尺寸)。在具体且非限制性示例中，涂布区的宽度可在约0.5mm至20mm的范围内。例如，涂布区的宽度可以是1mm、5mm、7mm或10mm。在图5A至图5E中示出并且下文参考图5A至图5E描述可应用的一些其它图案配置。

就图1B中所示的具体实施方案来说可注意，光谱选择性图案的几何形状具有由一个连续涂布区R1部分地环绕的四个分离的未涂布区R2。通常，图案化镜片单元确定镜片单元相对于镜片单元所暴露于的光的光学性质的特定分布。可将此类光学性质描述为镜片单元的光谱透射响应和/或光谱反射响应。

如果考虑沿着镜片平面/表面中的横截面或线的光学或光谱响应廓线，可实现由光谱选择性图案的形状所带来的光学性质的若干方面。光谱选择性图案可由其在不同的波长或波长(光谱)频带下且在光谱选择性图案的不同区处的光学响应(来自镜片单元的反射率或穿过镜片单元的透射率)来表征。反射率或透射率可以平行于镜片光轴的射线或以与镜片表面成法角的射线来表达。

镜片平面中不同的点在光学响应上的改变也可通过考虑沿着镜片单元变化的相应响应的廓线来描述。考虑例如沿着与图1B中所示的镜片交叉的侧向轴120的光学响应变化。也可考虑其它轴/线，从而提供镜片单元的光学响应的空间变化的附加信息。如图1B中所例示，侧向轴120穿过四个未涂布区R2和五个涂布区R1。

图1C定性地示出在侧向轴120的位置处沿着镜片变化的光学响应。在本示例中，所述光学响应是通过镜片对周围光的反射性质(视觉光谱)来说明。光学性质的廓线具有第一较低反射部分P2，所述第一较低反射部分P2对应于来自图案的具有约5mm的第一固定宽度(侧向尺寸)的未涂布区R2的反射；并且具有第二较高反射部分P1，所述第二较高反射部分P1对应于来自具有不同宽度(例如在镜片的边缘(周边)处宽度为约3mm并且在镜片的内部(中心)区段中为约7mm)的涂布区R1的反射。

图案在镜片上/中的形成可通常使用任何适合的技术来执行。此外，通过选择性涂层进行的图案化是此类图案形成的许多可能示例中的一者。

根据本发明的实施方案的涂布工艺和所得的光谱响应在下文参考图2、图3和图4加以描述。

图2概述根据本发明的某些实施方案的用于生成光谱译码器的可能工艺200。因此，根据某些实施方案，提供用于制造根据本发明的镜片单元的工艺，所述工艺包括形成具有不同光谱选择性响应的区的多层图案，所述区的多层图案位于镜片衬底表面中的至少一者上并且一起界定预定空间过渡廓线。工艺200可包括：任选地在202中，施加基底抗反射涂层；在204中，制备并在镜片衬底或相应的抗反射涂布表面上形成掩模；在206中，通过在掩蔽的镜片表面或相应的抗反射涂布表面上沉积多个层来相继形成多个层；在208中，执行掩模移除并清洁镜片表面。例如，可生成后表面镜图案。

更具体地，任选地在202中，将基底抗反射涂层施加到镜片(无图案)的整个表面。抗反射涂层是施加到镜片和其它光学元件的表面的一类光学涂层，其旨在减小对特定光谱(例如出于本申请的目的，视觉光谱)的反射。此类涂层通常包括具有交替的高折射率和低折射率的多个蒸镀材料层/溅镀材料层。标准眼科级涂层将法向入射反射减小到约1％至2％，而镜片的未涂布表面(通常具有高于1.5且甚至高于1.6的折射率)的法向入射反射每表面处于4％至5％的范围内。例如，涂层实质上可以是光栅。在此种情形下，需要每个功能层之间的差异是最大的。此第一步骤可增大已涂布的蓝色反射器(5％至30％的反射)与未涂布表面之间的间隙。典型的抗反射涂层适于不同的镜片材料，并且具有在1％与2％之间的范围内的低反射比。

在本发明的若干实施方案中，提供光谱选择性图案的涂布工艺可适于在上述抗反射涂层的顶部上施加多层涂层结构(如下文所描述)。

在204中，应用掩蔽工艺以通过使用图案化掩模阻挡特定区域来进一步执行材料沉积。可通过印刷、标记、粘贴、镀覆掩蔽或其它技术等执行掩蔽技术。通常，此类掩模可以是单独的物理元件(镀覆掩模)；然而，实际上，使用气相沉积(例如，CVD或PVD)的涂布利用沉积在将被进一步涂布的表面上的掩蔽图案。通常，使用专门设计的掩模来阻挡所选择区以防所选择区与在206的沉积工艺中沉积的材料相互作用。掩模几何形状(即，阻挡区和透射区的图案)是根据将在在镜片上获得的预定图案界定(返回参考图1B，例如适当的掩模可包括与镜片上的图案的未涂布区R2对应的四个单独矩形区)。

在206中，将一起形成所需的光谱选择性光学涂层的多个层相继施加/沉积到掩蔽的镜片表面，即在本示例中施加/沉积到镜片的表面上的抗反射涂层。应注意，任何基底抗反射涂层的提供通常是任选的，并且多层光谱选择性光学涂层被设计成直接施加在镜片表面上，或与基底抗反射涂层兼容且施加在基底抗反射涂层上。在某些实施方案中，多层光谱选择性涂层结构的施加增大了未掩蔽区(未被掩模阻挡的区)中的所选择光谱范围的反射率。参考图3提供了此类多层光谱选择性涂层的示例。

根据包括镜片单元的后表面将被图案化的实施方案在内的某些实施方案，基底抗反射涂层和基底抗反射涂层上的光谱选择性涂层图案的使用增大了涂布有光谱选择性反射多层涂层结构的区(图1B中的区R1)与未涂布有光谱选择性反射多层涂层结构的区R2之间的对比度。

在208中，移除掩模。根据某些实施方案，可经由选择性材料移除工艺通过使用不同工艺的组合使用湿式化学工艺、氧化工艺、等离子体工艺或机械工艺等执行掩模移除。掩模移除产生清洁的表面，从而使镜片或相应抗反射涂布表面的下伏表面完好无损。

任选地，可执行其它涂布步骤，例如通过热蒸镀或其它工艺(诸如浸渍涂布、旋涂或喷涂或毯覆式涂抹(cloth wiping)具有疏水或疏油性质的化学联接复合物)来施加抗脏污层。

图3A至图3C提供适合在本发明中使用的多层光谱选择性涂层的非限制性示例的细节。更具体地，为由二氧化硅(SiO₂)层和二氧化钛(TiO₂)层制成的相同基底提供可互换涂层(在图中被称为顶盖)的三个示例。表提供施加涂布层的可能次序、其可能材料及其物理厚度。更具体地，图3A示出在波长450nm(即峰值反射率波长)下具有16％的反射光的示例。图3B示出在波长450nm下具有23％的反射光的示例。图3C示出在波长450nm下具有32％的反射光的示例。

图4A提供镜片单元(衬底)的所得(涂布)的区的光谱响应的图表表示，在本示例中(如图3B中所示)，所述镜片单元是折射率为1.6的塑料材料。从图4A可知，所产生的涂布镜片区的反射率在波长为约450nm时是约23％并且在波长为约625nm时是约2.5％。

返回图1B且考虑沿着承载利用上述多层涂层结构的光谱选择性图案的镜片的侧向轴120的反射光谱响应，显然具有不同区的图案界定具有多个空间过渡区的廓线，其中每个区具有特定波长选择性，所述波长选择性是在不同的光谱频带下光的反射或透射之间的比率。根据图案116的所示出实施方案，对于投射在镜片单元的图案化平面(例如后表面)上的蓝光(230nm到490nm)，沿着侧向轴120在相对高的反射率与相对低的反射率之间存在九个此类空间过渡区。后表面(即镜片的面向眼睛的表面)上的涂层的优点之一是由于在磨蚀环境中的暴露减少，因此所述涂层不太可能被刮擦。

通常且根据下文的进一步分析，可在影响沿着镜片单元的特定线(例如侧向)/轴(例如经线)的空间过渡区的数目的设计约束下设计光谱选择性图案几何形状。根据若干实施方案，沿着镜片单元存在至少一条线/轴，使得在不同的光谱响应之间(即在不同光谱响应的邻近区之间)存在至少三个空间过渡区，优选地至少五个空间过渡区或更多。此外，根据其它设计约束，图案形状可被约束成使得沿着具有超过21个空间过渡区、优选地具有不超过15个空间过渡并且更优选地具有不超过9个空间过渡区的镜片单元不存在此类线/轴。

以下简要描述可如何测量镜片单元的不同区的光谱/波长选择性。

继续以上示例和法向地入射在镜片单元的后表面上的波长为约450nm和625nm的光的反射率的近似值，可描述光谱选择性。在450nm下涂布区中的反射率与未涂布区中的反射率之间的比率为约23％：1.5％或约15。然而，由于施加了光谱选择性涂层，因此其它光谱频带的反射率也变化。因此，在一些情形下，更适当的是考虑精确选择性量度，通过第二波长或光谱频带中的响应来将所述选择性量度归一化，因此例如可通过在约625nm下的反射率将上文所考虑的比率归一化。在光谱选择性图案的不同区中单独执行此归一化并计算归一化比率提供精确选择性量度。可针对响应(光学性质)来计算精确选择性量度，所述响应可以是反射率或透射，如下：

可将精确选择性量度定义为在第一区中在第一波长频带中的响应除以在第一区中在第二波长频带中的响应。另选地，也可将精确选择性量度定义为在第二区中在第一波长频带中的响应除以在第二区中在第二波长频带中的响应。

考虑上文所述的具体示例和上文提供的在440nm和625nm下的法向入射光从镜片单元的后表面的反射系数的特定近似值，光谱选择性量度为约(23％：2.5％)/(1.7％：1.5％)；即约8。如上文所述，也可相对于光谱选择性透射响应使用精确光谱选择性量度，并且也可相对于其组合使用精确光谱选择性量度。

图4B提供光谱选择性涂层的若干附加示例的图表表示，所述光谱选择性涂层由镜片单元(衬底)的所得(涂布)区的光谱响应以图表形式表示，其中所述图表表示随波长而变化的反射率。对于这些示例，光谱选择性比率(即，在镜片单元上的不同位置处测量的不同波长选择性之间的比率)与精确光谱选择性量度是类似的。在这些示例中，所述光谱选择性比率处于2与8之间的范围内。

因此，根据某些实施方案，涂层结构包括被配置用于涂布镜片的后表面的多层涂层结构，所述多层涂层结构包括至少一个图案化层，所述至少一个图案化层包括光谱选择性图案。根据一些实施方案，多层涂层结构包括具有反射性质的至少一个反射层，所述至少一个反射层被配置成反射波长在约400nm到500nm范围内的光。换句话说，本发明增大眼睛对蓝光的总暴露。例如，蓝色波长范围是

峰值＝465nm(半频带宽度25nm＝>440nm至490nm)。根据此类实施方案，至少一个反射层是图案化的。此外，根据此类实施方案，在约440nm到500nm的范围内，所述至少一个反射层具有高于10％、优选地高于20％并且更优选地高于25％的反射系数。根据各种实施方案，镜片单元的多层涂层结构还包括与镜片的后表面介接的抗反射层。

根据某些实施方案，可通过根据将在镜片单元中产生的图案的特定几何和光谱参数对镜片(衬底)进行着色来执行光谱图案的产生。根据所述实施方案，可对工艺200进行修改并重新排序如下：

在步骤1中，应用掩蔽工艺以通过印刷/模板图案化掩模来进一步执行着色。可如上文所论述地执行掩蔽技术。根据预界定图案界定掩模几何形状以获得特定图案几何形状。

在步骤2中，施加着色剂，而例如可通过通常在高温下部分浸入在着色剂池中达受控且不同的时间段来相继施加着色剂。可使用浸入工艺，并且将镜片的不同区部分地浸入达不同的时间段可允许形成着色剂梯度图案。由于不同的着色层次，可形成具有不同光谱性质的区，并且界定镜片平面中的相应点/方位/位点中的反射率或透射响应的光谱性质可生成光谱梯度图案，所述光谱梯度图案是通过逐渐变化光谱性质且因此逐渐变化光谱响应(作为离散光谱选择性图案的替代)来形成。通常，梯度图案的应用可使镜片的不同区之间的光学响应的过渡平滑并且减小引导到眼睛的光的所生成光谱选择性调制的较高频率分量含量，在下文对此加以进一步论述。

在步骤3中，移除掩模。根据某些实施方案，可经由选择性材料移除工艺使用湿式化学工艺、氧化工艺、等离子体工艺或机械工艺等来执行掩模移除。掩模移除形成清洁的表面，而使镜片表面的下伏表面完好无损，其中着色图案嵌入镜片体积内。

在步骤4(在一些实施方案中，是任选的)中，将抗反射涂层施加到镜片的整个表面。抗反射涂层可类似于上文所述的抗反射涂层。可使用用于反射光谱选择性响应的反射着色剂或使用用于生成透射光谱选择性响应的光谱选择性吸收着色剂来执行着色剂施加。可根据着色剂的化学和物理特性在着色过程之前或之后执行抗反射涂层的施加。例如，可通过将着色层印刷在抗反射涂层的顶部表面上来对抗反射涂层进行着色。

转向图5A至图5E，以不言自明的方式示出光谱选择性图案的不同几何形状的若干示例。所述图示出不同的图案配置。所有示例的共同之处是，可将不同的可能涂层或着色图案施加在镜片的前表面和/或后表面上和/或施加在镜片的体积中。图案的侧向分辨率(图案特征的形状和大小)受掩蔽工艺的分辨率限制，所述掩蔽工艺通常可提供最小特征小于1mm的图案。然而，如上文指出的，图案的光谱选择性区的侧向几何特征大于或远大于(多个量级)相应的视觉波长，因此与光谱选择性图案的光相互作用可被界定为通常非衍射的。

在图5A至图5C和图5E中，所示出的光谱选择性图案包括在镜片上的具有第一光谱性质的离散间隔开区R1的阵列，所述离散间隔开区R1由区R2间隔开，所述区R2是镜片的具有第二光谱性质的区。仅为示出起见，图5A中提及区R1(指定为灰色)和R2(指定为白色)，然而相同的原理适用于不同的图。此外，在这些示例中，空间过渡廓线沿着至少一个侧向轴具有特定可变周期性，例如相同波长选择性的区具有不同的几何形状，并且因此所述图案具有可变的周期性。图5A示出图案，所述图案的特征相对于镜片单元的主侧向轴倾斜。图5B和图5C示出具有细长特征的大致“笔直”图案，所述细长特征分别沿着水平轴和垂直轴延伸。在两个示例中，图案安置在镜片内，使得镜片衬底的不同侧边区/部分相对于面部中心(鼻子)分别是镜片的‘鼻部’和‘颞部’，并且具有由光谱图案的特征的不同配置和布置界定的不同子图案。与更均质地布置在镜片表面上的图案相比，此类几何图案如果施加在镜片单元的后表面上作为根据上文参考图3、图4A和图4B所述的示例的多层涂层结构，则提供与镜片单元的后表面的‘远端’部分相互作用的蓝光的更高反射功率。

图5D例示略微不同的光谱图案配置，所述光谱图案配置类似于图5A的光谱图案配置，相对于镜片单元的主轴倾斜，但具有跨镜片逐渐变化的光谱廓线，因此提供平滑的空间过渡廓线。

在图中，通过所示出的镜片中的不同位置的不同灰度来对此加以示出。梯度形成从镜片上被指定为黑灰色的第一光谱性质到镜片的被指定为白色的具有第二光谱性质的区的平滑过渡。过渡廓线(在不同透射的区带之间)生成上文所述的所需闪烁。可通过不同的方法(包括着色等，并且具体地通过使用部分浸入的浸入工艺来提供部分着色)产生此类图案。因此，光谱选择性图案适于通过用户的眼睛和头中的至少一者相对于环境的相对移动来形成波长相关的闪烁。波长相关的闪烁可处于约0.2Hz至20Hz的频率范围内。

通常，光谱选择性图案可被个性化以提高其减轻眼睛障碍蔓延的有效性、矫正不同眼睛中的每个眼睛的特定视力缺陷或提供其它价值(诸如商业价值或吸引力)，例如提供吸引幼童的定制形状、提供制造指示或在镜片单元上实现视觉商标。

图5E例示呈被布置成同心形式的具有第一光谱性质的区由具有第二光学性质的区间隔开的形式的图案。更具体地，所述图案包括呈大致椭圆形(或几乎椭圆形)的几何形状且具有特定宽度的闭环区或几乎闭环区。例如，椭圆形区中的至少一者的宽度为至少5mm或优选地为至少3mm。

图5E中提供可根据不同的实施方案应用并且包括低空间频率分量的不对称图案的示例。

应强调，通过选择适当的不对称图案，即使光相当均匀，仍可通过不同的运动(转动或平移)来生成光谱选择性光调制。

图6示出穿过本发明的镜片单元432朝向用户眼睛的光传播方案。更具体地，所述图示出辐射可如何到达佩戴包括镜片单元432的眼睛佩戴装置的用户的眼睛。图6示意性地示出朝向眼睛450的若干输入光传播路径，其中这些路径中的一些路径与镜片单元相互作用(例如，涉及穿过镜片单元的透射或从镜片单元朝向眼睛的反射)，并且一些路径是不与镜片单元相互作用的所谓直接路径。若干输入光传播路径可能被某个眼睛佩戴装置400的镜片单元432透射或反射。光路径410示出来自场景处的输入光可透射穿过镜片单元：输入光以入射角θ投射在镜片单元的前表面上，相继穿过前表面435、穿过体积433和后表面436并根据镜片光功率以角度

439被引导到眼睛。例如，光传播路径可沿着直接途径410以入射角(AOI)θ438(例如90度)行进穿过镜片单元432的前(或凸形)侧435，以入射角

439穿过镜片单元432的后表面436(或凹形侧)，并进入眼睛450。光传播路径也可沿循途径430，所述途径430包括从镜片432的后表面436到眼睛450中的反射。更具体地，路径430示意性地示出以角度90-φ投射在后表面436上并反射到眼睛中的光。光传播路径可沿循在框架433周围传递到眼睛450中的途径420。路径420示出光也可穿过镜片单元与头之间的间隙直接到达眼睛，而不涉及与镜片单元的相互作用。可使用光谱译码器(例如，干涉滤光器窄频带镜)调制自镜片单元432的后表面436反射的光传播路径430，由此控制自镜片436的后表面反射到眼睛中的辐射的波长。例如，可将主要反射400nm与450nm之间的频带但主要透射全部其它波长的镜应用于镜片436的后表面，从而增加到达眼睛的在400nm与450nm之间的总辐射。

沿循各种路径的光的量也取决于用户及其眼睛(头、眼睛、眼睛佩戴装置和镜片单元的复合定位以及可能阻挡物的复合定位)相对于光源的相应位置和定向以及用户所处环境中的周围照明条件。为了示出光谱选择性图案对到达眼睛的光的量和光谱性质的影响，应考虑上文列举的所涉及元件的相对复合定位的相对移动和改变。具体地，若干相对移动示例概述如下：(i)头相对于某个点状光源的转动及其如何影响从镜片单元的后表面到达眼睛的光反射，(ii)眼睛转动及其如何影响从镜片单元的后表面到达眼睛的光反射，以及(iii)用户与光源之间的平移移动及其如何影响透射到眼睛的光。为简单起见，考虑点状光源。这些简化示例是出于阐释目的并且可类推到复合移动，类推到常见照明条件，并且类推到不同类型的光谱选择性图案。各种光源可用于室内环境中。例如，光源可以是从计算机屏幕发射的光、从头顶固定装置发射的光或穿过窗户进入的太阳光。这些不同光源相对于眼睛佩戴装置不同地定向。例如，从计算机屏幕发射的光穿过镜片单元朝向眼睛透射。从头顶固定装置发射的光可根据固定装置相对于镜片和眼睛的位置而穿过镜片单元朝向眼睛透射或从镜片单元的凹形侧朝向眼睛反射。在室内环境中，输入光的这些光源(例如，窗户、灯具或媒体或计算机屏幕)是作为固定装置而相对静态的，因此当眼镜佩戴者移动其头或眼睛时，光射线进入眼睛的镜片上位置发生变化。在镜片的表面上具有空间可变选择性干涉滤光器的情况下，透射穿过镜片单元上的涂布区域的光射线被部分反射或完全反射。透射穿过未涂布区域的射线被不同地反射或透射。这引起“闪烁”或到达眼睛的信号的可变性。由于室内光源的有角度反射/透射的改变，可生成低频率(＜1Hz)。出于阐释目的，考虑相对运动的前两个简化情形：(i)相结合的头与眼睛转动(一起移动)和(ii)独立的眼睛转动。对于相结合的头与眼睛转动以及足够远的光源来说，为阐释起见也可考虑入射在镜片的后表面上的输入光的空间分布根据头转动而改变其在镜片的后表面上的位置。因此，反射到眼睛中的光的调制可主要根据头转动、眼睛转动和形成在镜片的后表面上的空间可变选择性干涉滤光器的性质。

参考图7A，图7A表示左眼和右眼(分别为804A、804B)的视角和相应的镜片单元812A和812B的示意图。在此示例中，每个镜片单元被配置为施加到镜片的面向眼睛表面或后表面(有时也被称为凹形侧或面向眼睛侧)的多层涂层结构。在眼睛转动时，注视方向(808A)随眼睛而在箭头814所表示的方向上转动，例如当阅读或执行视觉扫描任务时。如此，由于在镜片的表面之上变化的多层涂层结构，眼睛经历进入可变地暴露于光的镜片单元的光。

参考图7B和图7C，图7B和图7C表示光传播可由于头转动而反射到眼睛中的位置的改变的示意图。在此具体且非限制性示例中，光源820是一般光源且是静态的。更具体地，图7B和图7C示意性地示出用户的头800和镜片单元812A和812B(光谱图案)，所述镜片单元812A和812B各自定位在左眼804A和右眼804B前方，并且分别示出眼睛与来自光源820的输入光传播路径之间的两个不同相对定向，两个不同相对定向是由“复合移动”导致的。此类移动实际上分别导致图7B和图7C中的视线808A和808B以及810A和810B的相对位置的改变。定位在眼睛前方的镜片单元812A和812B在本文通过虚曲线来描绘，所述虚曲线示意性地指示图案几何形状。注意，图7B和图7C是示意性的且出于阐释目的而放大不同的尺寸。还注意，在图中，反射角不等于入射角，并且尽管未加以示出，光源可位于不同的高度处，因此未适当地表示入射角和反射角。考虑涂布在每个镜片单元的后表面上的光谱选择性反射图案。图7B描绘头和眼睛相对于点光源820的第一位置和定向。图7C描绘头和眼睛向第二位置的转动。如果头转动，则反射射线的镜片单元上位置发生改变。连续运动根据头转动的速度和镜片单元上的反射率图案而形成不同的反射率信号。

参考图7B，光传播路径4201示意性地示出光从光源到镜片单元的后表面的路径。根据此示例，入射光与形成在后表面上的光谱选择性图案的第一区R1相互作用并通过路径4202反射到眼睛中，这与输入光传播路径与光谱图案之间具有不同的相对定向的情况形成对比。这种替代情况在图7C中示出，并且是头和眼睛转动(复合移动)的结果。如所示，在这种情形下，来自光传播路径4201′的输入光投射在镜片单元的后表面上并且与图案的区R2相互作用。因此，在图7B和图7C的两个相对定向上入射在镜片单元上的光是基本上相同的量的最简单情形中，在两种情形中到达眼睛的光的量和光谱特征是不同的。因此，由于头和眼睛相对于照明装置的移动且根据在眼睛前方的光谱选择性图案，生成对到达眼睛的特定波长的光的量的时间调制。

此外，例如由于镜片单元的后表面被头部分地阻挡，因此投射在镜片单元的后表面上的光的分布可能不是均质的。此外，光谱选择性图案可能不是对称的。因此，头的转动改变落在光谱选择性图案的第一区和第二区上的光的相对量，并且因此进一步影响反射到眼睛中的光的量的改变。

独立于头转动并且因此独立于镜片单元转动的眼睛转动/移动实际上不影响投射在镜片单元上的输入光的分布。然而，此类眼睛转动确实影响到达眼睛的光信号(量和光谱)。通常，应注意，落在镜片单元上的光可能并且在大多数情形下不均匀地分布在镜片单元表面上。这可能由于不同因素所致，诸如不同光源相对于镜片单元的位置、遮挡物(例如被鼻子遮挡)或可能任何镜片单元表面的不平坦性。当考虑落在镜片单元的后表面上的光的分布时，这可能会更明显，例如由于更突出的障碍物所致。因此，入射在光谱选择性图案的不同特征/区上的光的分布可能并不均匀。当考虑来自镜片单元的后表面的光反射以及如何由于眼睛转动而调制到达眼睛的光时，考虑由如下两种效果形成的组合效果可能是有益的：(i)光在镜片单元的表面上分布的不均匀性和(ii)光谱图案的波长选择性区分布的侧向不均匀性。在这种情形(即光的分布或镜片单元上的图案不均匀的情形)下，针对光谱图案上的给定输入光传播路径，眼睛相对于光谱图案的转动致使在特定光谱频带下从镜片单元引导到眼睛中的光的量发生改变。具体地，在此类情形中，对于光谱选择性图案来说眼睛相对于图案的转动形成对主要处于设计光谱选择性图案/涂层时所依据的特定波段的反射光的量的时间调制。此时间调制取决于眼睛的转动/移动速率并且也取决于组合光分布的不均匀性。

类似地，考虑穿过镜片单元的光透射和在此类情形中如何由于眼睛转动对到达眼睛的光进行时间调制，考虑(i)光在镜片单元的前表面上的分布的不均匀性以及(ii)光谱图案的波长选择性区的分布的侧向不均匀性可能是有用的。

图7B和图7C的上述示例说明了眼睛转动(移动示例)如何影响到达眼睛的输入光的时间光谱译码。在此非限制性示例中，时间光谱译码适用于从镜片单元(其后表面)朝向眼睛反射的输入光。

现在参考图8A和图8B，图8A和图8B例示由戴着眼睛佩戴装置和镜片单元的用户与点状光源之间的相对平移所导致的类似效果。更具体地，图8A和图8B示出在平移运动(例如行走)期间射线透射穿过的位置。在行走时，根据光源的位置，光途径透射穿过镜片单元上的不同位点，这从所述位置靠平移运动箭头左侧并且在移动之后靠箭头右侧即可看出。例如，在这种情形下的信号可根据光源相对于镜片单元的位置、运动速度和镜片上的反射涂层的图案而变化。当所述效果是方向性的并且与亮度相关时，可考虑在每10分钟范围内的平均移动，其处于0.2Hz的所需范围内。在此非限制性示例中，时间光谱译码适用于穿过镜片单元朝向眼睛透射的输入光。应当理解，光谱图案可设置在镜片单元的前表面或后表面上和/或设置在镜片体积内。这些图不按比例地示意性地示出用户相对于通常位于用户前方的点状光源而从第一位置(图8A)到第二位置(图8B)的平移。在此示例中，由平移移动导致的不同位置在图中分别通过距光源的不同距离910和920来说明。图8A中的光传播路径4203和图8B中的光传播路径4203′分别示出从光源912到镜片单元812的输入光传播。如图所示，根据镜片单元(光谱图案)的不同位置，由于移动，输入光传播路径在具有不同的波长选择性性质的区处与镜片单元相交，从而具有不同的光谱透射。因此，与先前示例类似，眼睛移动与在眼睛前方的镜片单元一起实现对到达眼睛的特定波长光的量的时间调制。上文也描述，投射在镜片单元上的光的分布可能并不均匀。另外或另选地，光谱选择性图案可能并不对称。因此，头的平移移动改变落在光谱选择性图案的第一区和第二区上的光的相对量，并且影响到达眼睛的光的量的进一步改变。

以下描述对光谱选择性信号的频率分量分析。

引入到眼睛的光的时间调制可在其频率分量方面进行分析并且将取决于头、眼睛、眼睛佩戴装置和镜片单元相对于输入光传播和相对于输入光的类型和分布的相对位置。时间调制速率也将取决于光谱选择性图案的几何形状。

可通过在‘阶段1中考量在完全反射率下多少光可从镜片单元的后表面上的每个点反射到眼睛中来考虑从镜片单元的后表面反射到眼睛中的光的实际量，从而生成‘光可能的反射分布’(LPR分布)，所述LPR分布取决于(i)环境(光源和场景几何形状以及输入光的光谱组成)、(ii)头和眼睛以及镜片单元的相对位置和定向，但不取决于(局部)逐点的反射系数(假定“完全”反射)。然后，在‘阶段2’中，可通过将此光分布乘以图案相关反射系数、光谱相关反射系数来估计从镜片单元的后表面反射到眼睛中的光的实际量，然后基于整个镜片单元的面积对所述光的实际量求积分。

相结合的头和眼睛移动(且具体地转动)引起LPR分布的改变且引起光谱选择性图案相对于此分布的移动。光谱响应的调制速率与相对运动速率且具体地与此LPR分布穿过图案空间过渡区的速率等成比例。因此，如果例如图案特征被周期性地布置成具有5mm宽的间隔(10mm的周期性)且LPR分布在镜片单元之上与头移动成比例地以恒定速率(比如约10mm/秒)移动，则在特定光谱频带下反射到眼睛中的光的调制的主导频率为约1Hz。

此LPR分布由于头转动而在镜片单元之上移动的速率与线性化镜片角速度大约成比例。因此，如果头以20deg/sec转动并且镜片的转动半径为约100mm，则LPR分布在镜片单元上移动的线性化速率为约35mm/sec。对于周期为25mm的周期性图案，这将引起对主导频率为约1.4Hz的特定波长信号的调制。

下表1A概述基于后侧顶点距离(BVD)、镜片与眼睛转动中心之间的距离，以及头顶点距离(HVD)、镜片与头转动中心之间的距离而从度数到镜片上的mm的近似假定转换。

表1A

下表1B概述在对不同平移运动的值做出一些假定的情况下当最小平移运动被称为缓慢且最小平移运动被称为快速时，用户可能经历的不同参数：

	单位	缓慢(最小)	快速(最大)
				眼睛速度	deg/s	150	300
头速度	deg/s	20	100
				通断距离	mm	500	1000
行走速度	mm/s	500	1000

表1B

下表1C概述在不同的周期性下(通断距离)可能的头转动和眼睛频率：

表1C

下表1D提供根据不同的头转动速率和不同的图案而定的所述主导频率的近似范围，所述不同的图案近似是特定宽度/周期的周期性图案。

表1D

下表1E提供取决于不同的眼睛转动速率和不同的图案分量的此类主导频率的近似范围，所述图案分量被视为特定宽度的周期性图案。

表1E

由于光谱选择性反射且根据眼睛移动而反射到眼睛中的光量取决于(i)由光谱选择性图案几何形状的均匀性/不均匀性和由落在镜片单元上的光分布的均匀性/不均匀性所生成的复合光图案；以及(ii)使得此复合光图案的不同部分到达眼睛的眼睛相对位置(随眼睛移动而变化)。因此，眼睛转动将生成转动相关信号并且不同的转动速率将产生不同的时间信号(不同频率)。然而，所述复合图案必需将具有与眼睛响应对应的空间分量以生成与这些眼睛位置相关的差异和相应信号。

眼睛不均匀地整合来自镜片单元的光，从而给予从视野(FOV)的中心(即刺激中央凹视觉的区)到达眼睛的光较高的权重。眼睛转动改变了中心视野的定向(视线的定向)，并且具体地改变了视野的中心的定向，由此使眼睛的视线沿着镜片单元移动并且改变积分信号。为了简化地加以阐释，眼睛在眼睛转动期间执行的整合可被视为整合窗，即在图案之上穿行的低通滤光器。

如果例如眼睛在相对于镜片单元的转动半径为约27mm的情况下以约150deg/sec转动，则视野中心沿着镜片单元的线性化移动速率为约70mm/sec。如果例如光谱选择性图案具有在空间域中与40mm的图案周期对应的低频率分量，则信号将包括约1.7Hz的主导分量。

由于用户相对于环境的平移而对进入眼睛的光的光谱选择性调制可沿着与头转动类似但做出了适当修改的线来加以分析。上表1E中汇总了指示在光谱选择性光调制中显而易见的主要频率分量的结果。

Claims (22)

1.一种镜片单元，所述镜片单元包括镜片衬底，所述镜片衬底具有界定前表面和后表面的特定体积，其中所述镜片单元承载承载光谱译码器，当所述镜片单元在使用中时，所述光谱译码器相对于与所述镜片单元相互作用并到达眼睛的输入光的一部分用作时间光谱译码器；所述光谱译码器包括由所述镜片衬底的区的阵列形成的光谱选择性图案，所述区具有一起界定预定空间过渡廓线和光谱与几何参数的不同光谱性质；其中所述光谱选择性图案的区的所述阵列中的每个区具有与邻近区的波长选择性不同的特定波长选择性，所述光谱与几何参数包括具有所述不同波长选择性的区的数目、所述区的侧向形状和大小，其中所述光谱选择性图案的所述光谱与几何参数被配置成使得能够治疗至少一种眼睛障碍。

2.如权利要求1所述的镜片单元，其中所述光谱选择性图案被配置成引起在与所述镜片单元相互作用之后到达用户的眼睛的光的许多光谱性质的光谱选择性调制，所述光谱选择性图案被配置成引起所述用户的眼睛的移动导致的所述光谱选择性调制的低频率时间改变。

3.如权利要求1或2所述的镜片单元，其中所述特定波长选择性是由所述区对不同波长的入射光的光响应之间的特定关联界定。

4.如权利要求1至3中任一项所述的镜片单元，其中所述光谱选择性图案中具有所述不同光谱性质的所述区被配置和布置成相对于设计所述镜片单元所依据的视觉光谱具有低空间频率，因此所述光谱选择性图案是非衍射图案。

5.如权利要求1至4中任一项所述的镜片单元，其中光谱选择性波长选择性图案被配置成在可佩戴装置中使用以减小近视进展速率。

6.如权利要求1至5中任一项所述的镜片单元，其中所述光谱选择性图案被配置成界定沿着跨所述镜片单元的至少一个侧向轴布置的多个空间过渡区。

7.如权利要求6所述的镜片单元，其中所述光谱选择性图案被配置成界定至少三个空间过渡区。

8.如权利要求1至7中任一项所述的镜片单元，其中所述空间过渡廓线沿着所述镜片单元的至少一个侧向轴具有特定可变周期性。

9.如权利要求8所述的镜片单元，其中所述可变周期性朝向所述镜片衬底的侧边区较低。

10.如权利要求1至9中任一项所述的镜片单元，其中所述光谱选择性图案的所述区包括具有特定几何形状的两个或更多个区，所述几何形状包括细长的基本上矩形形状和基本上环状形状中的至少一者。

11.如权利要求10所述的镜片，其中所述基本上环状区包括卵形、圆形和椭圆形中的至少一者。

12.如权利要求1至11中任一项所述的镜片单元，其中所述光谱选择性图案包括宽度为至少5mm的图案。

13.如权利要求1至12中任一项所述的镜片单元，其中在穿过所述镜片单元的透射率或来自所述镜片的所述后表面的反射方面，在所述镜片单元的不同位置处测量的不同波长选择性之间的比率是至少2。

14.如权利要求1至13中任一项所述的镜片单元，其中所述阵列的所述区具有相同的大小。

15.如权利要求1至14中任一项所述的镜片单元，其中所述光谱选择性图案适于通过用户的眼睛和头中的至少一者相对于环境的相对移动来形成波长相关闪烁，所述波长相关闪烁处于约0.2Hz至20Hz的频率范围内。

16.如前述权利要求中任一项所述的镜片单元，其中所述镜片单元的所述前表面和所述后表面中的至少一者涂布有形成所述光谱选择性图案的涂层结构。

17.如权利要求16所述的镜片单元，其中所述涂层结构包括被配置用于涂布所述镜片的所述后表面的多层涂层结构；所述多层涂层结构包括至少一个图案化层，所述至少一个图案化层包括所述光谱选择性图案。

18.如权利要求17所述的镜片单元，其中所述多层涂层结构包括具有反射性质的至少一个反射层，所述至少一个反射层被配置成反射波长在约440nm至500nm范围内的光；所述反射层具有与所述涂层结构的上表面接合的反射层后表面。

19.如权利要求18所述的镜片单元，其中所述至少一个反射层是图案化的。

20.如权利要求18或19所述的镜片单元，其中所述至少一个反射层具有在约440nm至500nm的所述范围内高于10％的反射系数。

21.如权利要求17至20中任一项所述的镜片单元，其中所述多层涂层结构还包括与所述镜片的所述后表面接合的抗反射层。

22.如前述权利要求中任一项所述的镜片单元，其中所述镜片单元的所述前表面和所述后表面中的至少一者使用形成所述光谱选择性图案的着色法来着色。

Images