CN115039019A - 具有非屈光特征的眼科透镜设计 - Google Patents

具有非屈光特征的眼科透镜设计 Download PDF

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达林·法尔克
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Abstract

本公开涉及使用单视眼科透镜矫正佩戴者的近视，其中，单视眼科透镜装置配置有用以矫正该个体的近视的基本处方，并且还特意配置有非屈光特征，其中，非屈光特征有助于佩戴者的视网膜神经节细胞活动的增加，视网膜神经节细胞活动的增加可以用作减慢、改善、控制、抑制或降低佩戴者的近视进展速率的光学停止信号。

Description

具有非屈光特征的眼科透镜设计
相关申请的交叉引用
本专利申请要求于2019年12月1日提交的题目为“A multi-zone ophthalmiclens(多区眼科透镜)”的序列号为2019/904536的澳大利亚临时申请和于2019年12月1日提交的题目为“An Ophthalmic lens for myopia(用于近视的眼科透镜)”的序列号为2019/904537的另一澳大利亚临时申请的优先权，这两个澳大利亚临时申请的全部内容通过参引并入本文中。
技术领域
本公开涉及用于与患有眼轴长度相关的疾病比如近视的眼睛一起使用的眼科透镜，特别是接触透镜和眼镜透镜。
背景技术
人类视网膜具有三个主要层：光感受器层、外网状层(outer plexiform layer)和内网状层(inner plexiform layer)。视锥和视杆是通过将入射光转换成电信号来对人眼的视网膜中的光进行响应的光感受器。所转换的电信号从光感受器通过双极细胞进一步传播至视网膜神经节细胞和视神经，以将视觉信息从视网膜细胞输送至大脑，从而允许对世界进行视觉感知。光感受器通过分级的膜电位进行响应并且释放与其极化状态的水平成比例的神经递质谷氨酸。例如，在没有光刺激的情况下，光感受器去极化并且释放相对于其基线状态更多的谷氨酸。在存在光的情况下，由于光感受器中的视蛋白的分解而发生的光感受器超极化使得光感受器相对于其基线状态释放更少的谷氨酸。在视网膜中存在两种类型的双极细胞：给光中心双极细胞和撤光中心双极细胞，给光中心双极细胞和撤光中心双极细胞通过将光感受器信号与由水平细胞的侧向连接层计算出的时空平均值进行比较而分别对来自入射光的正时空对比度和负时空对比度进行编码。
水平细胞通过导电间隙连接(gap junctions)而相互连接，并且水平细胞连接至复杂的三连突触中的双极细胞和光感受器。给光中心双极细胞和撤光中心双极细胞基于位于这些双极细胞中的每一者上的谷氨酸受体的类型和数目而对谷氨酸具有不同响应。
撤光中心双极细胞具有离子通道型受体，该离子通道型受体对谷氨酸具有兴奋性。这些撤光中心双极细胞响应于谷氨酸而去极化并且保留光感受器的信号的符号。在存在光的情况下，撤光中心双极细胞从光感受器接收较少的谷氨酸，从而导致超极化并且向下游的对应的神经节细胞释放较少的谷氨酸。在没有光的情况下，撤光中心双极细胞从光感受器接收较多的谷氨酸，从而导致去极化并且向下游的对应的神经节细胞释放较多的谷氨酸。
给光中心双极细胞具有代谢型受体，该代谢型受体对谷氨酸具有抑制作用。这些给光中心双极细胞响应于谷氨酸而超极化并且使光感受器的信号的符号反转。在存在光的情况下，给光中心双极细胞从光感受器接收较少的谷氨酸，从而导致去极化并且向下游的对应的神经节细胞释放较多的谷氨酸。在没有光的情况下，给光中心双极细胞从光感受器接收较多的谷氨酸，从而导致超极化并且向下游的对应的神经节细胞释放较少的谷氨酸。给光中心双极细胞或撤光中心双极细胞向下游的对应的神经节细胞释放的谷氨酸越多，神经节细胞的动作激发电位就越大。给光中心双极细胞与撤光中心双极细胞之间对光的相反响应是对亮态和暗态产生不同响应的关键。另外，给光中心双极细胞和撤光中心双极细胞的去极化信号活动性可以通过与对应的感受野中的周围光感受器连接的水平细胞来放大或抑制。
水平细胞从光感受器接收兴奋性输入并且发出抑制性反馈以返回至连接在周围邻域中的光感受器。感受野是将输入向下游发送至视网膜中的双极细胞和神经节细胞的光感受器组。
视网膜感受野可以使用下述同心圆形区来描述：该同心圆形区具有较小的圆形中心场和围绕中心场、被称为周围场的较宽的环形场。感受野分为两类，即撤光-中心和给光-周围型感受野以及给光-中心和撤光-周围型感受野。给光-中心感受野和撤光-中心感受野基于双极细胞的差异对光产生不同响应。
人的眼睛在出生时是远视的，其中，眼球的长度对于眼睛的总光焦度来说过短。随着人从童年成长到成年，眼球会继续生长直到眼睛的屈光状态稳定。眼睛的生长被理解为由反馈机制控制并且主要由视觉体验来调节，以使眼睛的光学与眼睛长度匹配并且保持内稳态。这个过程被称为正视化。引导正视化过程的信号通过对由视网膜接收到的光能的调制来启动。视网膜图像特征由生物过程监测，该生物过程调制信号以使眼睛生长开始或停止、加速或减慢。这个过程在光学与眼球长度之间进行协调以实现或保持正视。从这种正视化过程中脱轨会导致屈光障碍、比如近视。据假设，减少的视网膜活动促进眼睛生长，并且相反地，视网膜活动增多抑制眼睛生长。
在世界的许多地区，特别是在东亚地区中，近视的患病率正在以惊人的速率增加。在近视个体中，眼睛的轴向长度与眼睛的总体焦度不匹配，从而导致远处物体聚焦在视网膜的前方。
一对简单的负单视觉透镜可以矫正近视。虽然这样的装置可以在光学上纠正与眼轴长度相关联的屈光不正，但是这些装置不能解决近视进展中眼睛过度生长的根本原因。高度近视情况下的眼轴长度过长与严重的视力威胁状况比如白内障、青光眼、近视黄斑病以及视网膜脱离相关联。因此，仍然需要用于这种个体的下述特定光学装置：这些特定光学装置不仅可以矫正潜在的屈光不正，而且还可以防止眼轴过度变长或近视过度进展。
定义
除非在下文中另有限定，否则本文中使用的术语是通常由本领域中技术人员所使用的。
术语“近视眼睛”意味着下述眼睛：该眼睛已经经历近视、处于近视前期的阶段、有患上近视的风险、被诊断为具有正朝向带散光或不带散光的近视进展的屈光状况。
术语“进展性近视眼睛”是指患有确定的被诊断为进展性的近视的眼睛，其被衡量为以至少-0.25D/年的屈光误差发生改变或者以至少0.1mm/年的轴向长度发生改变。
术语“有患上近视的风险的眼睛”是指下述眼睛：这种眼睛当时可能是正视的或低度远视的，但是基于遗传因素(例如，父母双方都是近视)和/或年龄(例如，年轻时是低度远视)和/或环境因素(例如，在户外消耗的时间)和/或行为因素(例如，执行近距离任务所消耗的时间)，这种眼睛已经被识别为具有增加的变近视风险。
术语“光学停止信号”或“停止信号”是指可以有利于减慢、逆转、阻止、延缓、抑制或控制眼睛的生长和/或眼睛的屈光状况的光学信号或方向性提示。
术语“在空间上和时间上变化的光学停止信号”或“在空间上和时间上改变的光学停止信号”是指在视网膜处提供的随着时间且在空间上横跨眼睛的视网膜而改变的光学停止信号。
术语“接触透镜”是指适于配合在佩戴者的角膜上来影响眼睛的光学性能的成品接触透镜。
术语“眼镜透镜”可以指成品或半成品的坯件透镜。术语“标准单视眼镜透镜”或“可商购的单视眼镜”或“标准眼镜”是指具有用于对眼睛的潜在屈光不正进行矫正的基础处方的眼镜透镜；其中，屈光不正可以是带散光或不带散光的近视。
术语“光学区”或“光区”是指眼科透镜(例如接触透镜或眼镜透镜)上具有处方光学效果的区域。光学区包括前光区和后光区中的一者或两者。前光区和后光区是指接触透镜的前表面区域和后表面区域，前表面区域和后表面区域各自有助于处方光学效果。
术语“光学中心”或“视中心”是指眼科透镜的光学区的几何中心。术语“几何学的”和“几何的”在本质上是相同的。
术语“光轴”是指穿过光学中心并且与眼科透镜的包含边缘的平面大致垂直的线。
术语或短语“单视光学区”或“基本上单视光学”或“基本上单视轮廓”或“球面光学区”是指光学区具有均匀的焦度分布，而没有大量的主球面像差。单视光学区还可以进一步分类成包括散光分量以矫正距离屈光不正。
术语“模型眼睛”可以指示意性的、光线追踪的或物理的模型眼睛。
如本文中所使用的术语“屈光度”、“焦度”或“D”是屈光能力的单位量度，其被限定为透镜或光学系统沿着光轴的以米为单位的焦距的倒数。
发明内容
对现有技术和总体上所关注的主题的详细讨论作为本公开的背景提供，以说明所公开的实施方式的上下文，并且此外，以区分本公开相对于现有技术所设想的进步。基于本公开中阐述的各种实施方式和/或权利要求的优先级，在此提出的材料不应被视为承认所提及的材料是先前公开的、已知的或公知常识的一部分。
简要地总结，具有用于管理近视的屈光不正的屈光特征或相位改变特征的所有现有技术的光学设计涉及明显的视觉损害，这主要是由于使用本领域内通常考虑的类似多焦点设计特征而引起的。示例在美国专利6045578、7025460、7506983、7401922、7803153、8690319、8931897、8950860、8998408中进行了描述。
在光学领域中已经提出了通过幅度改变特征改善用于通用成像系统的聚焦深度的一系列解决方案。示例在以下各者中进行了描述：由Mino和Okano撰写的发表在AppliedOptics 1971中的题目为“Improvement in the OTF of a defocused optical systemthrough the use of shaded apertures(通过使用遮挡孔口来改善散焦光学系统的OTF)”的论文；由Castaneda等人撰写的发表在Applied Optics 1989中的题目为“Arbitraryhigh focal depth with a quasi-optimum real and positive transmittanceapodizer(具有准最佳真实和正透射率的变迹器的任意高聚焦深度)”的论文；由Castaneda和Berriel-Valdos撰写的发表在Applied Optics 1990中的题目为“Zone plate forarbitrary high focal depth(用于任意高聚焦深度的区板)”的论文；以及美国专利5965330A、8570655B2和8192022。
使用振幅改变解决方案的缺点包括：在临界频率处的能量传输减少、相对于振幅改变解决方案对应的相位改变解决方案而言具有较差的分辨率、以及低光通量。
相比之下，本公开涉及使用一种特意配置有多个非屈光特征的单视眼科透镜设计，所述多个非屈光特征意在提供视网膜神经节细胞活动的增加并且克服如本文中描述的现有技术的缺点中的一个或更多个缺点。
某些公开的实施方式涉及通过接触透镜或眼镜透镜修改入射光，该接触透镜或眼镜透镜利用停止信号来使近视进展的速率减速。更具体地，本公开涉及使用一种用于校正佩戴者的近视的单视接触透镜和单视眼镜透镜，其中，单视眼科透镜装置配置有用以矫正个体的近视的基本处方，并且该单视眼科透镜装置还特意地配置有非屈光特征，其中，该非屈光特征有助于佩戴者视网膜神经节细胞活动的增加，该视网膜神经节细胞活动的增加用作光学停止信号以用于抑制、降低或控制佩戴者的近视进展的速率。在一些实施方式中，光学停止信号可以配置成具有时空变化。
某些公开的实施方式包括用于更改进入人眼的入射光的特性的接触透镜和/或眼镜透镜。某些公开的实施方式涉及用于矫正、管理和治疗屈光不正、例如近视的接触透镜和/或眼镜透镜的配置。一些实施方式旨在不仅矫正近视屈光不正并且同时提供阻止进一步的眼睛生长或近视进展的光学停止信号。
某些实施方式涉及一种能够通过眼科透镜修改入射光以提供视网膜神经节细胞活动的有效增加从而减缓个体的眼睛生长的器械、装置和/或方法。这可以通过配置与单视眼科透镜结合使用的特定非屈光特征来完成，该非屈光特征旨在引入施加到中心视网膜和/或周边视网膜上的人工边缘图案或人工发光对比轮廓。施加在视网膜上的人工边缘图案或人工发光对比轮廓在整个视网膜上的给光-中心和撤光-中心的视网膜场上提供了空间对比轮廓。人工诱发的边缘提供了视网膜尖峰活动或神经节细胞激发活动的增加，视网膜尖峰活动或神经节细胞激发活动是整体视网膜活动的替代量度。当前公开假定，增加的视网膜神经节细胞活动进而可以为进展性近视眼睛提供光学停止信号。
在本公开的一些其他实施方式中，接触透镜的非屈光特征配置成使得施加在视网膜上的人工边缘图案或人工空间发光对比轮廓进一步配置成提供整体视网膜神经节细胞活动的时间变化。
本公开的某些实施方式涉及与本文中公开的单视眼科透镜——接触透镜和眼镜透镜两者——结合使用的非屈光特征的结构特性的一个或更多个变型。例如，非屈光特征的结构特性包括下述各者中的一者或更多者：非屈光特征的不透明性、非屈光特征的大小、宽度和形状、非屈光特征在眼科透镜上的应用方法、非屈光特征在眼科透镜上的应用位置、非屈光特征在眼科透镜上的分布、非屈光特征在眼科透镜上的布置图案和跨越区域。
如本文中所公开，非屈光特征的许多结构特性的所设想的变型提供了期望的眼上功能性视觉性能，同时保持了眼科透镜实施方式减慢近视进展的效力。本公开的某些实施方式涉及非屈光特征的优化以在不损害眼睛的分辨能力的情况下提供视网膜神经节细胞活动的期望的增加水平和/或期望的时间变化水平，所述优化包括但不限于以下特征：不透明性、尺寸、形状、多元、图案、位置和应用方法。例如，在本公开的一些实施方式中，非屈光特征的一个或更多个特性配置在具有基本处方的其他单视眼科透镜上以矫正眼睛的屈光不正，其中，当在被提供多个常见的视觉场景——所述多个视觉场景可以包括被认为与近视发展和/或进展相关联的环境典型场景和/或行为典型场景的模型眼睛上测试时，实施方式眼科透镜提供视网膜神经节细胞活动的增加，该视网膜神经节细胞活动约为没有非屈光特征的单视眼科透镜的视网膜神经节细胞活动的至少1.25倍、至少1.5倍、至少1.75倍、至少2倍、至少2.5倍或至少3倍；其中，视网膜神经节细胞活动可以包括感受野内的给光类型细胞、撤光类型细胞、或者给光类型细胞和撤光类型细胞两者。在一些示例中，视网膜神经节细胞活动可以在局部区域内、多个局部区域内或者在整个所需的视网膜场上取平均。在一些其他实施方式中，在模型上测试的眼科透镜另外提供了视网膜神经节细胞活动的时间上的变化。在一些示例中，视网膜神经节细胞活动可以通过视网膜尖峰序列分析来衡量，而在一些其他示例中，视网膜神经节细胞活动可以通过作为时间的函数的平均视网膜尖峰速率来衡量。在本公开的某些其他实施方式中，当在模型眼睛上测试时，实施方式眼科透镜为视网膜神经节细胞活动提供增加的时间变化、或波动或振荡；其中，视网膜神经节细胞活动的时间变化可以表示为以下各者中的一者或更多者：视网膜神经节细胞活动中的非单调波动、准正弦变化、正弦变化、周期性变化、非周期性变化、非周期性准矩形变化、矩形变化、方波变化或随机变化。
在一些示例中，特定类型的视觉刺激可以用于引起视网膜神经节细胞活动，特定类型的视觉刺激例如为白噪声电刺激、视觉刺激中的正弦变化、棋盘图案、全视野闪光刺激、半视野闪光刺激、全视野高斯噪声、半视野高斯噪声、区域性闪光刺激、区域性高斯噪声等。在一些实施方式中，可能仅需要对刺激的神经响应进行粗糙表征；而在其他示例中，可能需要对刺激的神经响应进行更精细的表征。在本公开中使用的刺激仅被视为用以展示本公开的工作方式的代表性方法，并且该选择不应被解释为限制本公开和/或权利要求的范围。
在本公开的一些实施方式中，眼科透镜上的非屈光特征的不透明性可以配置成使得该特征吸收至少80％、至少85％、至少90％、至少95％、至少98％、至少99％或全部100％的入射到非屈光特征上的光。在本公开的一些其他实施方式中，眼科透镜上的非屈光特征的不透明性可以配置成使得该特征吸收介于80％至90％之间、或80％至95％之间、或80％至99％之间的入射到非屈光特征上的光。
在本公开的一些实施方式中，非屈光特征中的任意非屈光特征的单独的元件中的任何一个或更多个元件的宽度可以配置成使得该特征为可见光谱中的光的平均波长(即，555nm)的至少3倍、至少4倍、至少5倍、至少6倍、至少7倍、至少8倍、至少9倍或至少10倍。
在本公开的一些实施方式中，非屈光特征中的任意非屈光特征的任何单独元件的宽度可以配置成使得该特征在可见光谱中的光的平均波长(即，555nm)的3倍与5倍之间、或4倍与7倍之间、或5倍与9倍之间、或3倍与10倍之间。将非屈光特征的任何单独元件的宽度选择成明显大于可见光谱中的光的平均波长的下限由下述期望结果支撑：避免关于本文所公开的非屈光特征的边缘的不期望的衍射效应。
在一些实施方式中，眼科透镜上的非屈光特征的单独的元件中的任何一个或更多个元件的宽度可以配置成使得该特征不大于50μm、或不大于75μm、或不大于100μm、或不大于150μm、或不大于200μm、或不大于250μm、或不大于300μm。对非屈光特征的任何单独元件的宽度/尺寸的选择的上限由下述期望结果支撑：保持足够的光量进入眼睛，这允许最小的能量损失，并且由此允许基本不改变佩戴本文公开的所设想的实施方式的眼睛的分辨能力。在一些实施方式中，考虑到眼镜透镜实施方式的定点距离，对非屈光特征的任何单独元件的宽度/尺寸的选择的上限在接触透镜实施方式与眼镜透镜实施方式之间可以不同。
在本公开的一些其他实施方式中，非屈光特征可以基于近视的程度和进展速率而定制成使得降低进展速率的效力可以与佩戴者可以接受的视觉性能的所需的折中程度相平衡。
在本公开的某些实施方式中，可以配置在眼科透镜上的非屈光特征的单独元件中的任何一个或更多个单独元件的形状可以配置成使得该特征是圆形、六边形、八边形、规则多边形、不规则多边形、线、三角形、点状、弧状或本文所公开的任何其他随机形状。
在一些其他实施方式中，由多个孔口、部段、区域或区形成的所设想的设计特征的形状可以是圆形、非圆形、半圆形、环形、椭圆形、矩形、八边形、六边形或方形。
在本公开的某些实施方式中，非屈光特征的单独元件在单视接触透镜上的布置可以配置成使得由全部非屈光特征所跨越的区域在单视接触透镜的光学区的中心直径的2mm以内、2.5mm以内、3mm以内、或3.5mm以内、或4mm以内、或4.5mm以内、或5mm以内、或6mm以内。
在本公开的某些实施方式中，非屈光特征的单独元件在单视眼镜透镜上的布置可以配置成使得由全部非屈光特征所跨越的区域在单视眼镜透镜的光学区的中心直径的20mm以内、或25mm以内、或30mm以内、或35mm以内、或40mm以内、或45mm以内、或50mm以内、或60mm以内。
在本公开的一些其他实施方式中，非屈光特征可以实施在单视眼科透镜的光学区的中心的30％、35％、40％、45％、50％、55％或60％的区域内。
在本公开的一些其他实施方式中，非屈光特征可以实施在单视眼科透镜的光学区的周边的10％、15％、20％、25％、30％、35％或40％的区域内。对单视眼科透镜的中心部分或周边部分的引用是从眼科透镜的光学中心进行的。
在本公开的一些其他示例中，非屈光特征可以在以下位置中的一个或更多个位置上实现：眼科透镜的前表面、眼科透镜的后表面、眼科透镜的材料的基体内。在一些实施方式中，非屈光特征的实现方法可以如在美容透镜的常规发展中所使用的经由移印或激光印刷方法来实现。
在本公开的一些实施方式中，所实现的非屈光特征可以基本上以多个孔口、多个区、多个区域、多个部段的形式布置在其他大致单视眼科透镜上，这可以促进视网膜神经节细胞活动的增加，如本文所公开的，视网膜神经节细胞活动的增加用作光学停止信号以用于抑制、降低或控制进展性近视屈光不正。
在其他实施方式中，非屈光特征可以经由配置到眼科透镜的基体中的均匀介质或不均匀介质来实现。在一些其他实施方式中，该实现方案可以涉及对表面上或基体内的介质进行光刻或其他印相工艺。
本公开涉及一种眼科透镜，该眼科透镜改变入射光的透射特性，以在佩戴者的视网膜上产生明显的发光对比轮廓(即，人工边缘)。眼睛的传播特性的改变通过采用多个相对低透射的线或条纹、或者替代性地通过采用布置为多个孔口、区、部段、区域或本文所设想的其他图案的非屈光特征来实现。低透射的线或条纹或特征可以在眼科透镜上配置于下述位置中的一个或更多个位置上：透镜的前表面、透镜的后表面，或者低透射的线或条纹或特征可以嵌入在眼科透镜的基体内。低透射的线或条纹或特征可以配置成不透明的、半透明的、反射的、光谱敏感的、偏振敏感的或易吸收的。为了实现偏振敏感材料，可以考虑具有或不具有四分之一波片延迟器的线性偏振滤波器的各种组合。在一些其他实施方式中，可以使用特定的透镜材料、例如双折射材料、涂层或双折射材料和涂层的组合来配置所需的偏振敏感特性。
低透射特征的尺寸规格、比如非屈光特征的宽度可以在透镜设计中根据需要进行调节，以增加进入眼睛的光量、使视觉伪影最小化，同时将眼科透镜足够地配置成用于对佩戴者的眼睛进行所需的屈光矫正并且为佩戴者的眼睛保持或提供足够的停止信号。
当前公开提出了使用非屈光特征来延缓近视的进展。非屈光特征的使用有助于下述实施方式：这些实施方式不采用正散焦、正球面像差或任何其他变型、例如聚焦光学特征中的双焦点、多焦点或扩展深度的的相位改变方法中的任一方法。
当前公开提出了一种通过下述内容来延缓近视进展的方法：将人工边缘或发光对比轮廓引入到在通过眼科透镜观察时捕获的视网膜图像中，并且提供可能抑制眼睛进一步生长的视网膜神经节细胞活动的增加。
在一些实施方式中，光学透镜可以指接触透镜，而在另一其他实施方式中，眼科透镜可以指眼镜透镜。在本公开的一些实施方式中，与非接触特征结合的所设想的眼镜透镜可能导致眼镜透镜的不良的美容外观，该不良的美容外观对于佩戴者而言可能是不希望的。透镜的附加材料特性可以设想成减轻不良美容效果的问题。例如，在一些实施方式中，所实现的非屈光特征可以配置成具有以下附加材料特性中的一个或更多个材料特性：对入射光的偏振状态完全不敏感、部分敏感或完全敏感。在本公开的一些其他眼镜透镜实施方式中，所实现的非屈光特征可以配置成是可电调整的。在一些实施方式中，可以设想成对的偏光接触透镜和成对的偏光眼镜透镜的组合以在不需要接触透镜在眼睛上过度运动的情况下提供视网膜神经节细胞活动的附加的时间变化。
当前公开的某些实施方式包括特意设计有非屈光特征的接触透镜，非屈光特征例如以下述图案布置：波纹图案、曲线图案、孟菲斯图案、矩形网格图案、六边形图案、螺旋形图案、涡旋图案、径向图案、一系列线、之字形或随机图案，该非屈光特征配置在光学区内以在视网膜图像中引入发光对比轮廓，即人工边缘。在本公开的一个实施方式中，所设想的波纹图案或波纹条纹可以通过在具有透明间隙的不透明的直纹图案叠加在侧向分开的另一相似图案上时产生大规模的干涉图案来实现。在另一实施方式中，波纹图案可以通过在接触透镜的两个表面上以预定的偏移和取向印刷直纹图案来实现。替代性地，在其他实施方式中，产生的波纹图案可以印刷或配置在接触透镜的一个表面上。
本公开的某些实施方式涉及由水凝胶材料或硅水凝胶材料制成的组合单视接触透镜设计，该组合单视接触透镜设计在该单视接触透镜的光学区内结合有用以抑制、防止和/或控制近视的进展的非屈光特征。
本公开的一些眼科透镜实施方式提供了由眼科透镜、例如接触透镜的眼上运动、在佩戴本公开的接触透镜时眼睑的自然眨眼动作来促成的停止信号的在时空上的变化，或者在佩戴本文公开的所设想的眼镜透镜实施方式时由于眼睛运动而引起的停止信号的在时空上的变化。人工边缘轮廓或发光对比轮廓的呈现的时空变化允许随着时间的推移对近视进展速率的功效的饱和度会减到最小。本公开中所呈现的实施方式涉及对改进的下述眼科透镜的持续需求：该眼科透镜提供了抑制或降低近视的进展速率的治疗益处，同时为佩戴者提供了在整个距离和视角的范围内的与单视等效的或足够的视觉性能。
本公开的某些其他实施方式旨在随时间推移保持治疗益处的效力。本公开的各实施方式的各个方面解决了佩戴者的这类需求。本公开的实施方式涉及一种用于减慢、延缓或防止近视进展中的至少一项的接触透镜。该接触透镜包括前表面、后表面、光学区和光学中心；其中，围绕光学中心的光学区配置有多个细线、或多个条痕或多个条纹，并且光学区以其他方式大致配置有单视处方以至少部分地提供足够的中央凹矫正，并且另外，所设想的设计特征配置成至少部分地提供视网膜神经节细胞活动的增加，从而提供停止信号以降低近视进展的速率。
根据实施方式中的一些实施方式，接触透镜在大致单视光学区内配置有多个非屈光设计特征、例如多个线、或多个条纹、或多个孔口或多个图案，所述多个非屈光设计特征提供通过下述各者来促进的时空信号的视网膜编码的有效增加：接触透镜的眼上运动、眼睑的自然眨眼动作、或者在佩戴本文中公开的所设想的接触透镜时的眼睛运动。因此，允许随着时间的推移对近视进展的速率的功效的饱和度减至最小。
根据实施方式中的一些实施方式，眼镜透镜在大致单视光学区内配置有多个非屈光特征、例如多个线、或多个条纹、或多个孔口或多个图案，所述多个非屈光特征提供了在佩戴本文中公开的所设想的眼镜透镜时通过眼睛运动来促进的时空信号的视网膜解码的有效增加。本公开中呈现的实施方式涉及对眼科透镜的改进的光学设计的持续需求，眼科透镜的改进的光学设计可以抑制近视的进展，同时为佩戴者提供合理且足够的视觉性能以便进行佩戴者可以承担的作为他们日常生活的一部分的一系列活动。本公开的各实施方式的各个方面解决了佩戴者的这类需求。本公开的示例性方法包括：基于标准验光屈光技术对个体的眼睛的屈光状态进行测量；至少部分地基于眼睛的屈光测量来明确用于眼睛的基本处方；选择本公开的单视透镜的焦度，使得本公开的单视透镜的焦度大致与对潜在的屈光不正进行矫正所需的基本处方相匹配；以及进一步选择本公开中所设想的非屈光特征的尺寸、图案和布置，使得个体的视网膜处的神经节细胞活动的期望增加与个体可能经历的视觉干扰的任何边际感知相平衡。在本公开的一个或更多个实施方式中，非屈光特征是大致不透明的并且定位在单视眼科透镜的指定区域内；使得这些非屈光特征在本文中公开的给光-中心的视网膜通路和撤光-中心的视网膜通路中提供视网膜神经节细胞活动的增加。在本公开的一些方法中，非屈光特征可以基于佩戴者在佩戴眼科装置时可能进行的活动进行选择，例如，在电脑、或桌子或电话上阅读或进行活动的佩戴者可以用与从事远距离视觉任务的佩戴者不同的图案开处方，使得治疗效益的效力与视觉性能之间的平衡保持在期望的水平。在一些其他方法中，非屈光特征可以基于针对发展或经历进展性近视的潜在风险因素进行选择。
在本公开的说明书、附图和权利要求书中阐述了包括发明内容中讨论的实施方式的若干个其他实施方式。可以理解的是，实际上不可能包括本公开所设想的实施方式的每个单个组合，至少部分地考虑了通过结合眼科透镜使用非屈光特征来增加视网膜神经节细胞活动的基本构思的任何组合或任何变型被认为在本发明的范围内。本公开的发明内容部分并不意在限于本文公开的实施方式。此外，一个实施方式的任何限制可以与任何其他实施方式的任何其他限制组合以构成本公开的另外的实施方式。
附图说明
图1图示了根据某些实施方式的给光-中心/撤光-周围类型的视网膜感受野和撤光-中心/给光-周围类型的视网膜感受野的工作方式。
图2图示了根据某些实施方式的给光-中心/撤光-周围的视网膜感受野在其经受不同的刺激或边缘轮廓条件时的工作方式。
图3图示了对用于描述本公开的一些实施方式的工作方式的虚拟视网膜平台进行概述的流程图。虚拟视网膜平台依赖于视网膜的下述三层结构：外网状层、对比增益控制层和神经节细胞层；如本文中所述，这些视网膜相关的工具有助于将视觉场景编码成一连串的动作电位。
图4是面向视网膜受体的视网膜输入图像的基本样本，其集合以说明用于描述本公开的一些实施方式的工作方式的虚拟视网膜平台的功能。
图5图示了对于本文中公开的基本视网膜配置中的一个基本视网膜配置的针对视网膜受体平面处的样本神经元位置的尖峰序列(即，光栅图)和平均视网膜尖峰速率。视网膜神经节细胞对白色背景上的黑点与黑色背景上的白点之间的空间上均匀的闪烁进行响应。
图6图示了对于本文中公开的另一视网膜构型的针对视网膜受体平面处的样本神经元位置的尖峰序列(即，光栅图)和平均视网膜尖峰速率。视网膜神经节细胞对白色背景上的黑点与黑色背景上的白点之间的空间上均匀的闪烁进行响应。
图7图示了如本文中所公开的具有布置为多个圆形孔口的非屈光特征的示例性接触透镜实施方式的未按比例的前视图和横截面图。
图8图示了如本文中所公开的具有布置为多个六边形孔口的非屈光特征的另一示例性接触透镜实施方式的未按比例的前视图和横截面图。
图9图示了如本文中所公开的以条纹作为非屈光特征的又一示例性接触透镜实施方式的未按比例的前视图和横截面图。
图10图示了如本文中所公开的以网格线作为非屈光特征的又一示例性接触透镜实施方式的未按比例的前视图和横截面图。
图11图示了如本文中所公开的另外三个示例性接触透镜实施方式(即，波纹图案、曲线图案、孟菲斯图案)的未按比例的前视图。在该附图中，仅图示了接触透镜的光区部分。
图12图示了在具有一定可见波长(例如，555nm)和0D的聚散度的入射光入射到通过现有技术的单视接触透镜来矫正的-3D近视模型眼睛上时由给光-中心/撤光-周围的视网膜电路和撤光-中心/给光-周围的视网膜电路记录的理论上的视网膜神经节细胞活动的示意图。
图13图示了在具有一定可见波长(例如，555nm)和0D的聚散度的入射光入射到通过本文中所公开的接触透镜实施方式中的一个接触透镜实施方式来矫正的-3D近视模型眼睛上时由给光-中心/撤光-周围的视网膜电路和撤光-中心/给光-周围的视网膜电路记录的理论上的视网膜神经节细胞活动的示意图。
图14表示使用非线性投射例程投射到广角示意性眼睛的视网膜上的广域视觉场景的源图像文件(保持在近观察距离处的移动电话的图像)；其中，虚拟视网膜通过以圆形图案布置的神经元束进行建模。
图15表示使用非线性投射例程投射到广角示意性眼睛的视网膜上的广域视觉场景的源图像文件(保持在中等观察距离处的移动电话的图像)；其中，虚拟视网膜通过以圆形图案布置的神经元束进行建模。
图16表示使用非线性投射例程投射到广角示意性眼睛的视网膜上的广域视觉场景的源图像文件(Lenna标准图像)；其中，虚拟视网膜通过以圆形图案布置的神经元束进行建模。
图17图示了如本文中所公开的具有作为呈六边形布置的多个圆形孔口的非屈光特征的示例性接触透镜实施方式的未按比例的前视图和横截面图。
图18图示了如本文中所公开的示例1中描述的从用于对照透镜C1的虚拟视网膜模型的给光细胞通路和撤光细胞通路获得的输出尖峰序列。从给光细胞获得的尖峰序列和从撤光细胞获得的尖峰序列(即，栅格图)表示为顶部子图和底部子图。图中的Y轴表示离散的神经元束，并且x轴表示以毫秒为单位的时间。图的深色部分表示尖峰，而白色部分表示缺少尖峰。
图19展示了如本文示例1中描述的从用于对照接触透镜C1的虚拟视网膜模型的给光细胞(顶部)通路和撤光细胞(底部)通路获得的作为时间函数的平均尖峰速率。
图20图示了如本文公开的示例1描述的从用于接触透镜实施方式D1的虚拟视网膜模型的给光细胞通路和撤光细胞通路获得的输出尖峰序列。从给光细胞获得的尖峰序列和从撤光细胞获得的尖峰序列表示为顶部子图和底部子图。图中的Y轴表示神经元束，并且X轴表示以毫秒为单位的时间。图的深色部分表示尖峰，而白色部分表示缺少尖峰。
图21展示了如本文示例1中描述的从用于接触透镜实施方式D1的虚拟视网膜模型的给光细胞(顶部)通路和撤光细胞(底部)通路获得的作为时间函数的平均尖峰速率。
图22展示了如本文示例1中描述的在4mm的瞳孔直径下评估的对照接触透镜C1和接触透镜实施方式D1的轴上调制传递函数。
图23展示了如本文示例1中描述的在7.5度的视场角度和4mm的瞳孔直径下评估的对照接触透镜C1和接触透镜实施方式D1的离轴调制传递函数。
图24图示了如本文中所公开具有呈六边形布置图案的点状非屈光特征的示例性接触透镜实施方式的未按比例的前视图和横截面图。
图25图示了如本文公开的示例2中描述的从用于对照透镜C2的虚拟视网膜模型的给光细胞通路和撤光细胞通路获得的输出尖峰序列。从给光细胞获得的尖峰序列和从撤光细胞获得的尖峰序列表示为顶部子图和底部子图。图中的Y轴表示离散的神经元束，并且x轴表示以毫秒为单位的时间。图的深色部分表示尖峰，而白色部分表示缺少尖峰。
图26展示了如本文中示例2中描述的从用于对照接触透镜C2的虚拟视网膜模型的给光细胞(顶部)通路和撤光细胞(底部)通路获得的作为时间的函数的平均尖峰速率。
图27图示了如本文公开的示例2中描述的从用于接触透镜实施方式D2的虚拟视网膜模型的给光细胞通路和撤光细胞通路获得的输出尖峰序列。从给光细胞获得的尖峰序列和从撤光细胞获得的尖峰序列表示为顶部子图和底部子图。图中的Y轴表示神经元束，并且X轴表示以毫秒为单位的时间。图的深色部分表示尖峰，而白色部分表示缺少尖峰。
图28展示了如本文示例2中描述的从用于接触透镜实施方式D2的虚拟视网膜模型的给光细胞(顶部)通路和撤光细胞(底部)通路获得的作为时间函数的平均尖峰速率。
图29展示了如本文示例2中描述的在4mm的瞳孔直径下评估的对照接触透镜C2和接触透镜实施方式D2的轴上调制传递函数。
图30展示了如本文示例2中描述的在7.5度的视场角度和4mm的瞳孔直径下评估的对照接触透镜C2和接触透镜实施方式D2的离轴调制传递函数。
图31图示了如本文中所公开的以条纹作为呈随机布置的非屈光特征的示例性接触透镜实施方式的未按比例的前视图和横截面图。
图32图示了如本文公开的示例3中描述的从用于对照透镜C3的虚拟视网膜模型的给光细胞通路和撤光细胞通路获得的输出尖峰序列。从给光细胞获得的尖峰序列和从撤光细胞获得的尖峰序列表示为顶部子图和底部子图。图中的Y轴表示离散的神经元束，并且X轴表示以毫秒为单位的时间。图的深色部分表示尖峰，而白色部分表示缺少尖峰。
图33展示了如本文示例3中描述的从用于对照接触透镜C3的虚拟视网膜模型的给光细胞(顶部)通路和撤光细胞(底部)通路获得的作为时间函数的平均尖峰速率。
图34图示了如本文公开的示例3中描述的从用于对照透镜D3的虚拟视网膜模型的给光细胞通路和撤光细胞通路获得的输出尖峰序列。从给光细胞获得的尖峰序列和从撤光细胞获得的尖峰序列表示为顶部子图和底部子图。图中的Y轴表示离散的神经元束，并且X轴表示以毫秒为单位的时间。图的深色部分表示尖峰，而白色部分表示缺少尖峰。
图35展示了如本文示例3中描述的从用于接触透镜实施方式D3的虚拟视网膜模型的给光细胞(顶部)通路和撤光细胞(底部)通路获得的作为时间函数的平均尖峰速率。
图36展示了如本文示例3中描述的在6mm的瞳孔直径下评估的对照接触透镜C3和接触透镜实施方式D3的轴上调制传递函数。
图37展示了如本文示例3中描述的在2.5度的视场角度和6mm的瞳孔直径下评估的对照接触透镜C3和接触透镜实施方式D3的离轴调制传递函数。
图38图示了如本文中所公开的以网格线作为非屈光特征的示例性接触透镜实施方式的未按比例的前视图和横截面图。
图39图示了如本文公开的示例4中描述的从用于对照透镜C4的虚拟视网膜模型的给光细胞通路和撤光细胞通路获得的输出尖峰序列。从给光细胞获得的尖峰序列和从撤光细胞获得的尖峰序列表示为顶部子图和底部子图。图中的Y轴表示离散的神经元束，并且X轴表示以毫秒为单位的时间。图的深色部分表示尖峰，而白色部分表示缺少尖峰。
图40展示了如本文示例4中描述的从用于对照接触透镜C4的虚拟视网膜模型的给光细胞(顶部)通路和撤光细胞(底部)通路获得的作为时间的函数的平均尖峰速率。
图41图示了如本文公开的示例4中描述的从用于接触透镜实施方式D4的虚拟视网膜模型的给光细胞通路和撤光细胞通路获得的输出尖峰序列。从给光细胞获得的尖峰序列和从撤光细胞获得的尖峰序列表示为顶部子图和底部子图。图中的Y轴表示离散的神经元束，并且X轴表示以毫秒为单位的时间。图的深色部分表示尖峰，而白色部分表示缺少尖峰。
图42展示了如本文中示例4中描述的从用于接触透镜实施方式D4的虚拟视网膜模型的给光细胞(顶部)通路和撤光细胞(底部)通路获得的作为时间的函数的平均尖峰速率。
图43展示了如本文中示例4中描述的在6mm的瞳孔直径下评估的对照接触透镜C4和接触透镜实施方式D4的轴上调制传递函数。
图44展示了如本文中示例4中描述的在7.5度的视场角度和6mm的瞳孔直径下评估的对照接触透镜C4和接触透镜实施方式D4的离轴调制传递函数。
图45图示了如本文中公开的具有作为非屈光特征的呈径向或辐条状布置的线或条纹的示例性接触透镜实施方式的未按比例的前视图和横截面图。
图46图示了如本文公开的示例5中描述的从用于对照透镜C5的虚拟视网膜模型的给光细胞通路和撤光细胞通路获得的输出尖峰序列。从给光细胞获得的尖峰序列和从撤光细胞获得的尖峰序列表示为顶部子图和底部子图。图中的Y轴表示离散的神经元束，并且X轴表示以毫秒为单位的时间。图的深色部分表示尖峰，而白色部分表示缺少尖峰。
图47展示了如本文示例5中描述的从用于对照接触透镜C5的虚拟视网膜模型的给光细胞(顶部)通路和撤光细胞(底部)通路获得的作为时间函数的平均尖峰速率。
图48图示了如本文公开的示例5中描述的从用于接触透镜实施方式D5的虚拟视网膜模型的给光细胞通路和撤光细胞通路获得的输出尖峰序列。从给光细胞获得的尖峰序列和从撤光细胞获得的尖峰序列表示为顶部子图和底部子图。图中的Y轴表示离散的神经元束，并且X轴表示以毫秒为单位的时间。图的深色部分表示尖峰，而白色部分表示缺少尖峰。
图49展示了如本文示例5中描述的从用于接触透镜实施方式D5的虚拟视网膜模型的给光细胞(顶部)通路和撤光细胞(底部)通路获得的作为时间函数的平均尖峰速率。
图50展示了如本文示例5中描述的在5mm的瞳孔直径下评估的对照接触透镜C5和接触透镜实施方式D5的轴上调制传递函数。
图51展示了如本文示例5中描述的在7.5度的视场角度和在5mm的瞳孔直径下评估的对照接触透镜C5和接触透镜实施方式D5的离轴调制传递函数。
图52图示了如本文中公开的具有呈随机布置的点状非屈光特征的示例性接触透镜实施方式的未按比例的前视图和横截面图。
图53图示了如本文公开的示例6中描述的从用于对照透镜C6的虚拟视网膜模型的给光细胞通路和撤光细胞通路获得的输出尖峰序列。从给光细胞获得的尖峰序列和从撤光细胞获得的尖峰序列表示为顶部子图和底部子图。图中的Y轴表示离散的神经元束，并且X轴表示以毫秒为单位的时间。图的深色部分表示尖峰，而白色部分表示缺少尖峰。
图54展示了如本文示例6中描述的从用于对照接触透镜C6的虚拟视网膜模型的给光细胞(顶部)通路和撤光细胞(底部)通路获得的作为时间函数的平均尖峰速率。
图55图示了如本文公开的示例6中描述的从用于接触透镜实施方式D6的虚拟视网膜模型的给光细胞通路和撤光细胞通路获得的输出尖峰序列。从给光细胞获得的尖峰序列和从撤光细胞获得的尖峰序列表示为顶部子图和底部子图。图中的Y轴表示离散的神经元束，并且X轴表示以毫秒为单位的时间。图的深色部分表示尖峰，而白色部分表示缺少尖峰。
图56展示了如本文示例6中描述的从用于接触透镜实施方式D6的虚拟视网膜模型的给光细胞(顶部)通路和撤光细胞(底部)通路获得的作为时间函数的平均尖峰速率。
图57展示了如本文示例6中描述的在4mm的瞳孔直径下评估的对照接触透镜C6和接触透镜实施方式D6的轴上调制传递函数。
图58展示了如本文示例6中描述的在7.5度的视场角度和4mm的瞳孔直径下评估的对照接触透镜C6和接触透镜实施方式D6的离轴调制传递函数。
图59图示了如本文中公开的具有呈螺旋布置的点状非屈光特征的示例性接触透镜实施方式的未按比例的前视图和横截面图。
图60图示了如本文公开的示例7中描述的从用于对照透镜C7的虚拟视网膜模型的给光细胞通路和撤光细胞通路获得的输出尖峰序列。从给光细胞获得的尖峰序列和从撤光细胞获得的尖峰序列表示为顶部子图和底部子图。图中的Y轴表示离散的神经元束，并且X轴表示以毫秒为单位的时间。图的深色部分表示尖峰，而白色部分表示缺少尖峰。
图61展示了如本文示例7中描述的从用于对照接触透镜C7的虚拟视网膜模型的给光细胞(顶部)通路和撤光细胞(底部)通路获得的作为时间函数的平均尖峰速率。
图62图示了如本文公开的示例7中描述的从用于接触透镜实施方式D7的虚拟视网膜模型的给光细胞通路和撤光细胞通路获得的输出尖峰序列。从给光细胞获得的尖峰序列和从撤光细胞获得的尖峰序列表示为顶部子图和底部子图。图中的Y轴表示离散的神经元束，并且X轴表示以毫秒为单位的时间。图的深色部分表示尖峰，而白色部分表示缺少尖峰。
图63展示了如本文示例7中描述的从用于接触透镜实施方式D7的虚拟视网膜模型的给光细胞(顶部)通路和撤光细胞(底部)通路获得的作为时间函数的平均尖峰速率。
图64展示了如本文示例7中描述的在6mm的瞳孔直径下评估的对照接触透镜C7和接触透镜实施方式D7的轴上调制传递函数。
图65展示了如本文示例7中描述的在7.5度的视场角度和6mm的瞳孔直径下评估的对照接触透镜C7和接触透镜实施方式D7的离轴调制传递函数。
图66图示了本文中公开的具有布置为网格状图案的示例性眼镜透镜实施方式和现有技术的眼镜透镜的未按比例的前视图。
图67图示了在具有一定可见波长(例如，555nm)和0D的聚散度的入射光入射到通过现有技术的单视接触透镜来矫正的-3D近视模型眼睛上时由给光-中心/撤光-周围的视网膜电路和撤光-中心/给光-周围的视网膜电路记录的理论上的视网膜神经节细胞活动的示意图。
图68图示了在具有一定可见波长(例如，555nm)和0D的聚散度的入射光入射到通过本文中公开的接触透镜中的一个接触透镜来矫正的-3D近视模型眼睛上时由给光-中心/撤光-周围的视网膜电路和撤光-中心/给光-周围的视网膜电路记录的理论上的视网膜神经节细胞活动的示意图。
图69图示了如本文中公开的具有带有6个径向臂的呈涡旋形布置的点状非屈光特征的示例性眼镜透镜实施方式的未按比例的前视图。
图70图示了如本文公开的示例8中描述的从用于对照眼镜透镜C8的虚拟视网膜模型的给光细胞通路和撤光细胞通路获得的输出尖峰序列。从给光细胞获得的尖峰序列和从撤光细胞获得的尖峰序列表示为顶部子图和底部子图。图中的Y轴表示离散的神经元束，并且X轴表示以毫秒为单位的时间。图的深色部分表示尖峰，而白色部分表示缺少尖峰。
图71展示了如本文示例8中描述的从用于对照眼镜透镜C8的虚拟视网膜模型的给光细胞(顶部)通路和撤光细胞(底部)通路获得的作为时间函数的平均尖峰速率。
图72图示了如本文公开的示例8中描述的从用于眼镜透镜实施方式D8的虚拟视网膜模型的给光细胞通路和撤光细胞通路获得的输出尖峰序列。从给光细胞获得的尖峰序列和从撤光细胞获得的尖峰序列表示为顶部子图和底部子图。图中的Y轴表示离散的神经元束，并且X轴表示以毫秒为单位的时间。图的深色部分表示尖峰，而白色部分表示缺少尖峰。
图73展示了如本文示例8中描述的从用于眼镜透镜实施方式D8的虚拟视网膜模型的给光细胞(顶部)通路和撤光细胞(底部)通路获得的作为时间函数的平均尖峰速率。
图74展示了如本文示例8中描述的在6mm的瞳孔直径下评估的对照眼镜透镜C8和眼镜透镜实施方式D8的轴上调制传递函数。
图75展示了如本文示例8中描述的在10度的视场角度和6mm的瞳孔直径下评估的对照眼镜透镜C8和眼镜透镜实施方式D8的离轴调制传递函数。
图76图示了如本文中描述的具有呈网格布置的线状或条纹状非屈光特征的示例性眼镜透镜实施方式的未按比例的前视图。
图77图示了如本文公开的示例9中描述的从用于对照眼镜透镜C9的虚拟视网膜模型的给光细胞通路和撤光细胞通路获得的输出尖峰序列。从给光细胞获得的尖峰序列和从撤光细胞获得的尖峰序列表示为顶部子图和底部子图。图中的Y轴表示离散的神经元束，并且X轴表示以毫秒为单位的时间。图的深色部分表示尖峰，而白色部分表示缺少尖峰。
图78展示了如本文示例9中描述的从用于对照眼镜透镜C9的虚拟视网膜模型的给光细胞(顶部)通路和撤光细胞(底部)通路获得的作为时间的函数的平均尖峰速率。
图79展示了如本文公开的示例9中描述的从用于眼镜透镜实施方式D8的虚拟视网膜模型的给光细胞通路和撤光细胞通路获得的平均尖峰速率。从给光细胞获得的尖峰序列和从撤光细胞获得的尖峰序列表示为顶部子图和底部子图。图中的Y轴表示离散的神经元束，并且X轴表示以毫秒为单位的时间。图的深色部分表示尖峰，而白色部分表示缺少尖峰。
图80展示了如本文示例9中描述的从用于眼镜透镜实施方式D9的虚拟视网膜模型的给光细胞(顶部)通路和撤光细胞(底部)通路获得的作为时间的函数的平均尖峰速率。
图81展示了如本文示例9中描述的在5mm的瞳孔直径下评估的对照眼镜透镜C9和眼镜透镜实施方式D9的轴上调制传递函数。
图82展示了如本文示例9中描述的在10度的视场角度和5mm的瞳孔直径下评估的对照眼镜透镜C9和眼镜透镜实施方式D9的离轴调制传递函数。
图83图示了如本文中公开的具有呈随机布置的线状或条纹状非屈光特征的示例性眼镜透镜实施方式的未按比例的前视图。
图84图示了如本文公开的示例10中描述的从用于对照透镜C10的虚拟视网膜模型的给光细胞通路和撤光细胞通路获得的输出尖峰序列。从给光细胞获得的尖峰序列和从撤光细胞获得的尖峰序列表示为顶部子图和底部子图。图中的Y轴表示离散的神经元束，并且X轴表示以毫秒为单位的时间。图的深色部分表示尖峰，而白色部分表示缺少尖峰。
图85展示了如本文示例10中描述的从用于对照眼镜透镜C10的虚拟视网膜模型的给光细胞(顶部)通路和撤光细胞(底部)通路获得的作为时间函数的平均尖峰速率。
图86图示了如本文公开的示例10中描述的从用于眼镜透镜实施方式D10的虚拟视网膜模型的给光细胞通路和撤光细胞通路获得的输出尖峰序列。从给光细胞获得的尖峰序列和从撤光细胞获得的尖峰序列表示为顶部子图和底部子图。图中的Y轴表示神经元束，并且X轴表示以毫秒为单位的时间。图的深色部分表示尖峰，而白色部分表示缺少尖峰。
图87展示了如本文示例10中描述的从用于眼镜透镜实施方式D10的虚拟视网膜模型的给光细胞(顶部)通路和撤光细胞(底部)通路获得的作为时间函数的平均尖峰速率。
图88展示了如本文示例10中描述的在4mm的瞳孔直径下评估的对照眼镜透镜C10和眼镜透镜实施方式D10的轴上调制传递函数。
图89展示了如本文示例10中描述的在10度的视场角度和4mm的瞳孔直径下评估的对照眼镜透镜C10和眼镜透镜实施方式D10的离轴调制传递函数。
具体实施方式
对于延缓近视进展速率可用的光学解决方案包括某种形式的对视网膜图像特性的光学操纵，例如，在光区的中心和/或周缘中利用同步散焦、正球面像差、正焦度或利用高阶像差来使聚焦深度延伸的透镜。
这种光学设计的劣势中的一个劣势是这种光学设计损害了视觉的质量。鉴于透镜佩戴的顺应性对这种透镜的功效的影响，视觉性能的显著降低可能会使得顺应性较差，因此导致功效更差。
因此，所需要的是用于矫正近视和延缓进展的下述设计：该设计不会引起与操纵眼科透镜内光焦度相关联的视觉干扰。本公开提出了一种延缓近视进展的替代性非屈光方法，该替代性非屈光方法不利用光学散焦作为停止信号。本公开的实施方式提出了一种通过人工地为视网膜图像引入边缘或发光对比轮廓以延缓近视进展的替代性方法。一些实施方式进一步将发光对比轮廓的时空变化引入到通过本公开的透镜投射到视网膜上的图像中，并且由此提高整体视网膜活动，这进而可以抑制眼睛进一步生长。本公开的实施方式中的一个或更多个实施方式依赖于对入射在视网膜上的发光轮廓的空间变化和/或时间变化产生优先响应的视网膜神经节细胞的中心-周围结构。
在本部分中，参照一个或更多个接触透镜或者一个或更多个眼镜实施方式对本公开进行详细描述，一些所设想的实施方式由附图图示和支持。一些接触透镜实施方式和眼镜透镜实施方式通过说明的方式提供并且不应被解释为限制本公开的范围。
提供与可以共用本公开的共同特性和特征的若干接触透镜实施方式和眼镜透镜实施方式有关的以下描述。应当理解的是，一个实施方式的一个或更多个特征可以与任何其他实施方式的一个或更多个特征进行组合，这可以构成另外的实施方式。本文中公开的功能性和结构性信息不应被解释为以任何方式进行限制，并且应当仅被解释为用于教示本领域中技术人员以各种方式采用所公开的实施方式和这些实施方式的变型的代表性基础。包括在具体实施方式部分中使用的子标题和相关主题标题仅是为了便于读者参考，并且决不应当用于限制在整个公开内容或本公开的权利要求中描述的主题。子标题和相关主题标题不应当用来解释权利要求的范围或权利要求的限制。
已经报道的能够用于识别具有发展中的近视或进展性近视风险的个体的一些技术包括对以下因素中的一个或更多个因素进行询问：遗传、种族、生活方式、环境、过度近距离工作等。本公开的某些实施方式针对于被识别为处于发展中的近视或进展性近视风险的人。迄今为止，已经提出了许多光学设计来控制眼睛生长的速率或延缓近视的进展。这些设计中的一些设计的特征在于，使用与基础处方有关的一定程度的相对正焦度。基于这种光学原理的设计会大大损害视觉的质量。鉴于透镜佩戴的顺应性对功效的影响，视觉性能的显著降低可能会使得顺应性较差，因此导致功效更差。
本公开的实施方式涉及下述光学设计：在设计成增加视网膜神经节细胞活动——这进而有助于抑制或减慢近视进展的速率——的其他单视眼科透镜的光学区内利用有目的地配置的非屈光特征的效果。
人类视觉系统组织到给光视网膜通道或通路和撤光视网膜通道或通路中。视网膜神经节细胞具有圆形的感受野，该感受野组织到给光-中心/撤光-周围的双极细胞中或者给光-周围/撤光-中心的双极细胞中；图1和图2中简洁描述了感受野的工作方式。
复杂的视网膜神经节细胞电路有助于将包含在视觉输入场景的入射光内的时空信息转换成下述尖峰序列和活动图案：该尖峰序列和活动图案通过视网膜神经节细胞的形成视神经的纤维的轴突传递至视觉皮质。
两组视网膜神经节细胞——大细胞(magno cell)和小细胞(parvo cell)——有助于对视网膜上捕获的入射光信号产生不同类型的响应。大细胞和小细胞所携带的信息是并行的，并且彼此独立。
大细胞通路或瞬时通路捕获入射光信号的时间特征，例如，输入场景内的运动、变化和开始；而小细胞通路或持续通路捕获入射光信号的空间特征，例如输入场景内的图案和形状。
大细胞通路具有较大的感受野、较短的延迟(latency)，并且利用快速传导的轴突以瞬时的方式进行响应。另一方面，小细胞通路具有较小的感受野，较长的延迟，并且通过利用较慢传导的轴突以持续的方式进行响应。由大细胞通路捕获的相对变化事件和由小细胞通路捕获的灰度持续的图像帧是视觉场景的两种高度正交的表示。
鉴于对眼睛生长的调节是局部的而不是全局介导的，对于至少一些个体而言，大细胞通路可以涉及对眼睛生长的调节或眼睛生长的稳态的介导。换言之，包含关于局部相对变化的信息的大细胞视网膜神经节细胞提供了对视觉场景内的可以被转录成生长开始信号或生长停止信号的动态对比或时间对比进行编码的能力。
视觉场景的时空对比的增加具有在视网膜神经节细胞活动中引入尖峰或短持续时间增加的潜力；并且视网膜神经节细胞活动越多，用于眼睛的生长抑制信号越多。由于视网膜感受野电路的构造，以下两种情况不能激励视网膜神经节细胞：(a)没有明显边缘(即在视觉场景中缺少空间对比)的均匀发光的视网膜场景；或者(b)在场景中太长时间缺少变化(即缺少时间对比)。视网膜神经节细胞的激励越低，激发活动就越少，这进而表示整体视网膜活动越少；并且视网膜的不活动状态越多，生长抑制信号越低，从而导致眼睛进一步生长。给光感受野活动和撤光感受野活动的时间整合的相对差异决定眼睛的进一步生长。
本公开假定，不活动的视网膜触发眼睛生长，并且活动的视网膜抑制生长或触发停止信号。本公开还设想，现有技术的标准单视接触透镜或眼镜透镜以及/或者空间上均匀的视觉图像有助于形成均匀且大致无边缘的视觉图像，进而使视网膜处于基线状态(即，视网膜神经节细胞的基线图案或恒定激发图案)，并且因此促进眼睛进一步生长，从而导致更深的近视。
图1图示了用于描述本公开的一个或更多个实施方式的给光-中心和撤光-周围类型的视网膜感受野以及撤光-中心和给光-周围类型的视网膜感受野的工作方式。
图1的第一列和第三列突出显示了理论性刺激表示的四种实例：(a)没有光穿过视网膜感受野(101&111)；(b)视网膜感受野的中心区域中没有光而周围完全照亮(102&112)；(c)视网膜感受野的周围区域中没有光而中心区域完全照亮(103&113)；以及(d)视网膜感受野的中心区域和周围区域两者均完全照亮(104&104)。第二列和第四列展示了针对图1的(a)至图1的(d)中公开的各种对应刺激条件的随时间推移的激发动作电位。
例如，当考虑给光-中心和撤光-周围的视网膜感受野(即图1的前两列)时，在没有光刺激的情况下(101)，视网膜神经节细胞以基本速率激发(106)。当光仅落在撤光-周围区域上而不落在给光-中心区域上时(102)，则基线激发在刺激阶期期间被抑制(107)。
当光点与给光-中心区域重合时(103)，视网膜神经节细胞的激发速率处于其最大值(108)。当光圈扩大至覆盖给光-中心区域和撤光-周围区域两者时(104)，激发图案从其最大值减弱并且逐渐接近基础激发速率(109)。
当考虑撤光-中心和给光-周围的感受野(即图1的后两列)时，在没有光刺激的情况下(111)，视网膜神经节细胞以基本速率激发(116)。
当光仅落在给光-周围区域上而不落在撤光-中心区域上时(112)，则视网膜神经节细胞的激发速率处于其最大值(117)。当光点与撤光-中心区域重合时(113)，基线激发在刺激期期间被抑制(118)。在光圈扩大至覆盖撤光-中心视域和给光-周围视域两者时(114)，激发图案从其最大值减弱并且逐渐接近基线激发速率(119)。本领域技术人员可以理解的是，图1的图示是除了工作台式实验室实验之外在现实生活场景中可能难以复制的理论上的最好情况的场景。
图2是给光-中心和撤光-周围的视网膜感受野在经受不同刺激条件下的激发图案的另一图形化图示。图2的上半部展示了五种不同的光刺激条件，其描述了感受野可能遇到的一些边缘(206)检测场景：(i)当整个感受野位于边缘的暗部中时(201)；(ii)当周围的一部分位于边缘的亮侧中而中心和撤光-周围区域的剩余部分仍然位于边缘的暗部中时(202)；(iii)当撤光-周围和给光-中心区域的一部分位于边缘的亮侧上而给光-中心和撤光-周围区域的大部分位于边缘的暗斑中时(203)；(iv)当给光-中心区域的全部位于边缘的亮侧中而撤光-周围区域的一些部分位于边缘的暗侧上时(204)；以及最后(v)当整个感受野位于边缘的亮侧中时(205)。
图2的下半部展示了针对感受野随时间推移可能遇到的五种不同的边缘检测场景(201至205)的神经节细胞激发动作电位。例如，当整个感受野位于边缘的暗部中时(201)，神经节细胞的激发速率处于基础速率，基础速率以图2的双黑实线示出。当撤光-周围区域的一部分在边缘的亮侧中而给光-中心仍然在边缘的暗侧中时(202)，神经节细胞的激发速率被抑制成低于基础速率。当撤光-周围和给光-中心区域的一部分朝向边缘的亮侧移动时(203)，激发速率返回至基础速率。当整个中心区域在边缘的亮侧中而周围区域的一些部分在暗侧上时(204)，激发速率达到其峰值。
最终，当整个感受野在边缘的亮侧中时(205)，激发速率下降为接近于基础速率并略微处在较高范围内。感受野的周围还影响由光感受器释放的谷氨酸的量。如果周围视域是暗的，则该区域中的光感受器将去极化，从而导致释放更多的谷氨酸。
当光落在给光-中心区域上而撤光-周围区域的至少一些部分经历相对黑暗时，连接至周围视域中的光感受器的水平细胞将响应于谷氨酸而去极化并释放其自身的抑制神经递质，这将进一步抑制中心光感受器以使中心光感受器释放甚至更少的谷氨酸。这种情况将在视网膜神经节细胞的激发动作电位中产生最高响应。当周围存在光时，恰好发生相反情况。光感受器将在周围中超极化，从而使光感受器释放较少的谷氨酸。
连接至周围视域中的光感受器的水平细胞作为响应将发生去极化并释放较少的其自身的抑制神经递质，这产生较少的抑制响应以允许中心光感受器不受抑制并释放甚至更多的谷氨酸。这是将在撤光-中心神经节感受野中产生最高响应的情况。
虚拟视网膜模型
本领域技术人员可以理解的是，图2的图示是各种给光-通道和撤光-通道的视网膜视域的工作模型的理论场景，并且它们可能不能反映个体眼睛所经历的常规的现实场景。为了显示与各种现实生活测试情况的相关性，利用虚拟视网膜模拟平台来证明各种实施方式的工作方式。本文中描述了所利用的虚拟视网膜平台的操作原理和技术框架。
虚拟视网膜平台配置成利用包括时间顺序的作为输入的视网膜图像的集合并且将视网膜图像的集合转换成表示视网膜的整体活动的尖峰序列或动作电位的集合的输出。本质上，本文中利用了神经节细胞的为进入的视觉场景提供对空间和/或时间变化的优先响应的中心-周围结构的边缘检测能力。可以将虚拟视网膜平台的框架内的若干变量调整成对广域视网膜图像的模拟进行微调以模仿现实生活场景。
为了执行本文中公开的发明，需要以下科学文章中描述的关于视网膜电路和神经生理学的一些信息。因此，由Wang,Aleman和Schaeffel撰写并于2019年6月发表在Investigative Ophthalmology and Vision Science杂志中的题目为“Probing thepotency of Artificial Dynamic On-or Off-stimuli to inhibit myopia development(探讨人工动态刺激或非刺激对抑制近视发展的效力)”的科学期刊文章，在本文中参引其全部内容。由Wohrer和Kornprobst撰写并于2009年发表在Journal of ComputationalNeuroscience中的题目为“Virtual Retina:A biological retina model andsimulator,with contrast gain control(虚拟视网膜：具有对比度增益控制的生物学视网膜模型和模拟器”的另一文章，在本文中参引其全部内容。另外，由作者Cessac、Kornprobst、Kraria、Nasser、Pamplona、Portelli和Vieville撰写并于2017年发表在Frontiers of Neuroinformatics杂志中的题目为“A New Platform for RetinalAnalysis and Simulation(用于视网膜分析和模拟的新平台)”的另一科学文章，在本文中也参引其全部内容。
理想地，用于虚拟视网膜平台的源输入视网膜图像应当是在个体佩戴本文中公开的所设想的实施方式中的一个实施方式时获得的形成在个体人类视网膜上的图像的近似表示。由于无法获得实际的视网膜图像，因此所设想的图像的工作方式可以使用配装有所公开的实施方式的示意性模型眼睛来模拟，或者替代性地，图像可以使用配装有本文中所公开的实施方式的物理模型眼睛来获得。
在一定范围的屈光不正的示意性模型眼睛配装有本文中公开的一定范围的实施方式时，本公开广泛利用先进的光线追踪和示意性建模来获得各种物体的虚拟视网膜图像。对于其他实施方式，可以考虑涉及利用物理模型眼睛或工作台式模型眼睛来证明所公开的实施方式的工作方式的替代性方法。利用建立的虚拟视网膜处理的模型来描述本公开的各种眼科透镜实施方式的工作方式。图3表示用作对本文中所公开的各种实施方式的内在工作方式进行描述的平台的虚拟视网膜模型的整体结构的流程图。该模型改编自Wohrer和Kornprobst的发表为题目为“Virtual Retina:A biological retina model andsimulator,with contrast gain control(虚拟视网膜：具有对比度增益控制的生物学视网膜模型和模拟器)”的同行评议论文的工作。
所提出的虚拟视网膜模型的三层结构(图3)有助于相继连续的时空映射，该时空映射连续地对虚拟场景中存在的输入信号进行传递和转换。输入的视网膜信号具有亮度曲线L(x，y，t)；其中，亮度针对视网膜的时间点(t)处的每个空间上分开的点或像素(x，y)进行限定。对于用于描述本公开的实施方式的所有模拟而言，输入视觉场景数字化成具有表示8位灰度等级的介于0与255之间的强度。然而，使用具有表示10位或12位或16位灰度等级的介于0与1023之间或0与4095之间或0与65535之间的强度的输入图像也可以用于展示本公开的其他实施方式的效用。虚拟视网膜细胞的后续层建模为由本文中所描述的数学方程组驱动的空间连续体。
如根据图3的图表指出的，虚拟视网膜模型的第一阶段涉及在外网状层中处理输入信号，外网状层涉及光感受器和水平细胞。在第一阶段中，使用基于本文中参考的Wohrer和Kornprobst的教示的简单的时空线性滤波器来将输入序列L(x，y，t)分解成光感受器中心响应C(x，y，t)和水平周围细胞的响应S(x，y，t)。另外，在外网状层滤波器中利用响应C(x，y，t)和S(x，y，t)来限定带通激励电流IOPL(x，y，t)，然后带通激励电流IOPL(x，y，t)在模型的第二阶段中被给送至双极细胞。使用可变反馈栅极并联电导gA(x，y，t)对双极层VBP(x，y，t)应用瞬时非线性对比增益控制，从而产生激励电流IGANG(x，y，t)。在第三阶段中，控制噪声积分和激发细胞模型的离散方程组帮助将IGANG(x，y，t)转换成用于衡量视网膜神经节细胞活动的尖峰序列。可以使用一对一的连接或替代性地使用接收到的激励电流的突触池化来对尖峰进行建模。
为了模拟发生在视网膜的层中的信号转换，在模型的不同阶段使用多个线性滤波器。为了在保持与现实世界的相关性的同时简化计算的复杂性并使大量的计算低效最小化，在模型中进行了一些假设以描述本公开的实施方式的工作方式。
本公开不限于描述实施方式的工作方式的虚拟视网膜模型，并且使用对所公开模型的修改和用于设计或验证的替代性模型被认为在本发明的范围内。在虚拟视网膜模型的发生在外网状层的第一阶段中，由双极细胞从光感受器C(x，y，t)和水平细胞S(x，y，t)接收到的产生的电流IOPL(x，y，t)获得为：
方程1：IOPL(x，y，t)＝λOPL(C(x，y，t)-wOPLS(x，y，t))
方程2：
Figure BDA0003766245870000281
方程3：
Figure BDA0003766245870000282
在方程1中，C(x，y，t)表示与光感受器相关联的中心信号；并且S(x，y，t)表示与水平细胞相关联的周围信号。光转导过程被建模为具有由部分瞬态滤波器TωU,τU调制的指数时间低通内核ΕτS和γ指数级联ΕηC,τC的部分瞬态线性内核级联。
方程2中的符号C表示对中心信号的内核运算，U代表下冲，并且方程3中的S表示对周围信号的内核运算。方程2中的函数GσC包括光感受器之间的间隙连接的空间模糊。
方程3中的函数GσS包括水平细胞之间的耦合间隙连接的空间模糊。方程2和方程3中的符号
Figure BDA0003766245870000283
表示时间卷积；而符号
Figure BDA0003766245870000284
表示空间卷积。此后，在本公开中使用这些符号来表示时间卷积和空间卷积。常数λOPL是中心-周围滤波器的整体增益；而wOPL是中心信号和周围信号的相对权重。
虚拟视网膜模型的第二阶段中的对比增益控制操作描述了视觉输入场景的局部对比对于视网膜的电信号传递特性的影响，该影响本质上是非线性的和动态的。在双极细胞的水平下基于非线性反馈回路的对比增益控制可以描述为：
方程4：
Figure BDA0003766245870000291
方程5：
Figure BDA0003766245870000292
方程6：
Figure BDA0003766245870000293
在方程4、方程5和方程6中，gA表示双极细胞膜中的可以使用静态函数QVBP启用的可变泄露。该泄露确定了在该水平下电流积分的增益，其中，gA对VBP的演变有分裂作用。在模型中，gA动态地取决于双极细胞所考虑的值，其中，时间尺度为τA，并且空间范围为σA。
虚拟视网膜模型的第三阶段涉及根据双极细胞的活动产生视网膜神经节细胞的尖峰序列。双极信号VBP被整流并接收附加的时空整形以在神经节细胞IGANG(x，y，t)上产生激励电流，如方程7和方程8中所述。
方程7：
Figure BDA0003766245870000294
方程8：
Figure BDA0003766245870000295
Wohrer和Kornprobst提出的模型使用经验式来对从双极细胞向中心-周围神经节细胞电流的转换中的信号整形进行建模。这些模型适于证明本文中公开的实施方式中的一个或更多个实施方式的工作方式。
该模型提出使用多个变量以允许在替代生物学合理模型所期望的响应的功能再现中实现多样性，如方程7和方程8所述。参数ε取两个输入值-1和+1，其中，负值表示撤光神经节细胞活动，并且正值允许用于表示给光神经节细胞活动。
使用静态非线性函数N(V)对双极层信号进行整流；其中，参数λG和
Figure BDA0003766245870000296
具有减小的电流的大小；而
Figure BDA0003766245870000297
是神经节细胞的线性阈值。Masmoudi、Antonini和Kornprobst在发表在信号处理杂志:Image Communication,Volume 28(2013)中的题目为“Streaming an imagethrough the eye:the retina seen as a dithered scalable image coder(通过眼睛传输图像：视网膜被视为颤动可扩展图像编码器)”的论文中提出了一些另外的模型，该论文以其全部内容并入本文中。根据IGANG(x，y，t)，一系列噪声泄露积分和激发神经元(nLIF)产生输出尖峰集合。在真实的视网膜中，发生通过内网状层的突触结构来促进的电信号的另外的复杂转换，内网状层是双极细胞、无长突细胞与神经节细胞之间的突触相互作用的场所。
出于进行建模以证明本公开的实施方式的效果的目的，在一些示例中，代替计算效率，忽略了无长突细胞与双极细胞之间的复杂的突触关系。
而在一些其他示例中，如本文中公开的，考虑水平细胞与双极细胞之间的相互作用的复杂性以及无长突细胞与双极细胞之间的相互作用的复杂性中的一者或更多者。模型的下述进一步扩展被认为是在本发明的范围内：所述进一步扩展包括外网状层和内网状层相互作用的各种其他合理的组合以描述本公开的所设想的眼科透镜实施方式的工作方式。
使用描述为下述方程的标准nLIF模型来从细胞的输出中获得连续信号IGANG(X，y，t)向一组离散的尖峰序列的转换：
方程9：
Figure BDA0003766245870000301
标准nLIF模型在达到下述阈值时达到尖峰：(Vn)(t)＝1，并且，在不应期，(Vn)(t)＝0。其中，(ην)(t)是可以添加至尖峰产生过程以使现实神经节细胞中的可变性再现的噪声源。
为了模拟视网膜神经节细胞层的尖峰，使用提供相对的生物学合理性和可适用程度的复杂性的以下参数来在模型中对虚拟视网膜进行限定。图4的以下示例确定了本公开的段落[00179]至[00200]中描述的虚拟视网膜模型的有效性，该虚拟视网膜模型配置有本文中描述的某些特定的视网膜参数。
在该示例中，各自具有512×512像素的尺寸的一系列50个图像帧配置为图像拼合图(montage)以用作用于虚拟视网膜模型的输入源。视频输入流的奇数帧由深色背景上的中心圆形明亮区域(401)构成，而偶数帧配置有白色背景上的中心圆形深色区域(402)。
在该示例中，每个帧配置成呈现50毫秒，相当于针对虚拟视网膜模型的实时刺激呈现为2.5秒。对于视频输入流的奇数帧和偶数帧两者而言，中心圆形区域的直径配置成为大约50像素，其等同于中央凹的0.5°的对向角。用于输入流中的每个像素的位深度被数字化为0至255(即，8位)的范围。视频输入流的对向角配置成使得每一帧在模型视网膜的中央凹区域上对向大约5°×5°。
两种模拟测试条件用于计算在输入图像流呈现在虚拟视网膜上时的视网膜神经节细胞活动。模拟以两种不同的细胞极性运行：给光细胞模式和撤光细胞模式。视网膜活动由虚拟视网膜模型的神经节细胞层发出的尖峰活动来衡量。针对每个测试条件的尖峰活动表示为用于每个束的平均神经元尖峰序列并且表示为展示了作为时间的函数的平均尖峰速率的周围刺激直方图。
第一测试条件包括一个神经元束(403)，该神经元束定位成使得视频输入流的中心与圆形神经元束的中心重合。第二测试条件包括七个圆形神经元束(404)，所述七个圆形神经元束以六边形图案定位，其中，一个束位于视频输入流的中心处，并且其余六个束周向地布置成使得周向直径在模型视网膜的中央凹区域上对向大约2.5°×2.5°。
另外，为了说明虚拟视网膜平台的工作方式，在该示例中，外网状层配置有对向约1.5°的中心区域(即公式2的σC)和对向约4.75°的环绕区域(即公式3的σS)。外网状层的中心时间尺度和周围时间尺度设置为大约1毫秒，外网状层的中心时间尺度和周围时间尺度分别表示方程2的变量τC和方程3的变量τS。如本文中的方程1所述，控制积分中心-周围信号的变量选定为wOPL＝1和λOPL＝10。
鉴于图4的该示例中所考虑的输入图像刺激特性的简单性，在计算尖峰序列和尖峰速率分析时，用于对比增益控制机制和无长突细胞的侧向连接性的选项被关闭。双极细胞突触和神经节细胞突触的静态非线性系数修改自Wohrer和Kornprobst，其中，双极线性阈值设定为0，而线性阈值恒定保持在80，并且双极放大值恒定保持在100。
神经元模型的值也修改自Wohrer和Kornprobst，其中，对于图4、图5和图6中描述的示例而言，考虑泄露为0.75，神经元噪声为20，膜电容为150和激发阈值为2.4。突触后池化变量σ被忽略。
为了说明本公开的一个或更多个眼科透镜实施方式的工作方式，双极细胞突触和神经节细胞突触的静态非线性系数可以与用于图4的示例的双极细胞突触和神经节细胞突触的静态非线性系数不同。例如，在一些实施方式中，双极线性阈值可以为至少2、至少5、至少10或至少15。
为了说明本公开的一个或更多个眼科透镜实施方式的工作方式，线性阈值可以为至少30、至少60、至少90或至少120的恒定值。为了说明本公开的一个或更多个眼科透镜实施方式的工作方式，双极放大值可以为至少50、至少75、至少125或至少150。
为了说明本公开的一个或更多个眼科透镜实施方式的工作方式，可以将神经元模型的泄露的值设置为至少0.25、至少0.5、至少1或至少1.25。为了说明本公开的一个或更多个眼科透镜实施方式的工作方式，可以将神经元噪声设置为至少10、至少25或至少50。
为了说明本公开的一个或更多个眼科透镜实施方式的工作方式，可以将神经元的激发阈值设定为至少1.2、至少2.4或至少3.6。
在用于描述用于本公开的接触透镜实施方式和眼镜透镜实施方式的工作方式的各种其它示例实施方式中，可以设想具有不同程度的复杂性的各种配置，如本文所述的方程1至方程9中描述的。在下面各部分中对用于示例1至示例7的接触透镜实施方式的模拟中的每一者的具体配置设置进行描述。
公开实施方式的非屈光特征
由于在时间域中，视网膜通路布置到给光通道和撤光通道中，因此视网膜神经元主要对视觉场景内的迅速增加的亮度(给光细胞)或迅速降低的亮度(撤光细胞)进行响应。在空间域中，视网膜感受野以圆形图案布置到给光-中心和撤光-周围区域或者撤光-中心和给光-周围区域中。视网膜细胞的这种布置允许对视网膜电路进行优化利用，以实现所需的视觉处理，同时保持足够的空间分辨率和/或时间分辨率。
在视网膜平面处捕获的视觉场景内明确缺乏空间变化和/或时间变化导致视网膜神经节细胞的激励不良和视网膜活动不良、或视网膜不活动、或视网膜活动不足，被假定为触发眼睛生长。本公开的某些实施方式针对处于发展性近视或进展性近视的风险的人。本公开的一个或多个实施方式依赖于以下假设：整个视网膜上明确缺乏明显的边缘、时间上变化的明显边缘、空间发光对比轮廓、或时间上变化的空间发光的对比轮廓可能导致类似于视网膜的基线状态的视网膜神经节细胞活动，换言之，导致视网膜基本上不活动。
所有感受野的输出是整合的，其反映了针对视觉环境的相对给光输入强度和撤光输入强度。假定给光感受野活动和撤光感受野活动的时间积分的相对差异决定眼睛的进一步生长。本公开假定，不活动的视网膜触发眼睛生长，而活动的视网膜抑制生长或触发停止信号。
本公开进一步设想，现有技术的标准单视眼科透镜和/或空间上均匀的视觉图像有助于产生均匀且在空间上大致无边缘的视觉图像，进而使视网膜处于基线状态(即，视网膜神经节细胞的基线或恒定激发图案)，并且因此促进眼睛进一步生长，从而导致更大程度的近视。
在所公开的光学装置和/或本文中公开的眼科透镜设计的方法中的一者或更多者中发现了以下优点中的一个或更多个优点。眼科透镜或方法通过采用多个非屈光特征并人工地将边缘或增强的发光空间对比轮廓或增强的时间对比轮廓引入到借助于眼科透镜上所设想的设计特征的配置产生的视网膜图像中而基于增加的视网膜活动来提供停止信号，以延缓佩戴者眼睛的眼睛生长速率，或者使佩戴者眼睛的眼睛生长速率或屈光不正状态的增加停止。
接触透镜的眼上运动可以通过提供在空间上和时间上变化的停止信号来进一步增强治疗效果的强度，从而提高管理进展性近视的有效性。
某些其它实施方式涉及不仅仅基于包括散焦、散光或正球面像差的光学操纵的接触透镜装置或方法，所有这些实施方式都可能遭受对于佩戴者的潜在视觉性能劣化。以下示例性实施方式涉及通过下述眼科透镜修改入射光的方法：该眼科透镜可以利用给光视觉通路和撤光视觉通路对眼睛生长和近视进展的选择性影响。
以下示例性实施方式涉及通过下述眼科透镜修改入射光的方法：该眼科透镜通过借助于人工地将不均匀性引入到视觉图像中并在矫正的眼睛的视网膜平面处建立或增加发光对比轮廓(即人工边缘)来刺激视网膜上的给光通路而提供增加的视网膜神经节活动。这可以通过使用眼科透镜的其他单视光学区内的多个孔口、区、部段或区域的大致不透明的边界来实现。
简而言之，所设想的多个孔口、非屈光区域或非屈光区在其他单视接触透镜或眼镜透镜的光学区内的使用可以通过在光穿过接触透镜或眼镜透镜时刺激由人工引入的空间边缘轮廓激发的给光通路和/或撤光通路来增加视网膜神经节细胞的活动。
此外，在单视接触透镜或眼镜透镜内对激励区、非屈光区域或多个孔口的这种使用可以使用本文中公开的接触透镜和眼科透镜实施方式来提供由眼睛运动和/或眼睑的眨眼动作来补充的时间对比的变化。
示意性眼睛&模拟视网膜图像
先进的示意性模型眼睛可以用于计算本文中公开的示例性实施方式中的一个或更多个示例性实施方式的广域模拟视网膜图像和广域光学性能。
在下面的表1中提供了用于获得视网膜图像的示意性模型眼睛的通用处方，该视网膜图像用作用于对本公开的实施方式的工作方式进行模拟的虚拟视网膜平台的输入。表1中描述的参数对于证明通过本公开的实施方式而获得的所描述的效果而言并非是必要的。这应当被视为下述多种方法中的一种方法：获得视网膜图像以便于由本文中描述的虚拟视网膜平台执行的视网膜处理的模拟。例如，在其它示例性实施方式中，代替表1中描述的模型眼睛，可以使用文献中的其它模型眼睛。所使用的示意性模型眼睛的通用参数基于表1中列出的处方。在该示例中，表1的通用处方提供了具有1D的近视而没有任何散光(Rx：-1D)的距离屈光不正的配置成处于其未适应状态的示意性模型眼睛，其中，模型眼睛的距离处方在6mm的瞳孔直径和589nm的主波长下限定。
Figure BDA0003766245870000341
表1：具有-1D的距离屈光处方的示意性近视模型眼睛的处方。
在本文公开的各种其它示例实施方式中，可以考虑进行各种修改以评估本文所描述的其它眼科透镜的性能。此外，可以改变示意性模型眼睛的各个参数——例如前角膜、后角膜、角膜厚度、前晶状体、后晶状体、晶状体厚度、眼部介质的折射率、视网膜曲率或其组合——来证明本公开在有散光或没有散光的各种程度的近视中的工作方式，以及用于在各种近视眼睛的放松和适应状态下对各种近视眼睛进行建模。
为了在配装有本公开的各种实施方式时使用示意性模型眼睛来获得广域模拟的视网膜图像，将源图像文件与跨越所需视场的点扩散函数的阵列进行卷积，如本文所公开的，考虑将视觉场景非线性投射到广角示意性眼睛中。在图14、图15和图16中展示了一个或更多个实施方式中所使用的三个源图像文件。图14的左侧部分上展示的第一源图像是移动电话屏幕显示器在白色背景屏幕下的源图像文件，其中，移动电话屏幕显示器配置有一些清晰的字符，并且源场景的对向角配置成在50cm的观察距离处捕获15度的视场。
图14表示使用非线性投影例程投射到广角示意性眼睛的视网膜上的广域视觉场景(1401)的源图像文件；其中，虚拟视网膜通过以圆形图案布置的神经元束(1402)进行建模。在各种实施方式中，移动电话在白色背景下的广域视觉场景(1401)和代表虚拟视网膜的帧(1402)两者以大约5°、15°或20°与视网膜视场对向。在图15的左侧部分上图示的第二源图像是另一移动电话屏幕显示器在白色背景屏幕上的源图像文件，其中，手机屏幕显示器配置有一些清晰的字符，并且源场景的对向角配置成在1米的观察距离处捕获15°的视场。
图15表示使用非线性投射例程投射到广角示意性眼睛的视网膜上的广域视觉场景(1501)的源图像文件；其中，虚拟视网膜用以圆形图案布置的神经元束(1502)进行建模。在各种实施方式中，移动电话在白色背景下的广域视觉场景(1501)和代表虚拟视网膜的帧(1502)两者均以大约5°、15°或20°与视网膜场对向。在图16的左侧部分上展示的第三源图像文件是8位灰度Lenna图像的源图像文件；其中，Lenna图像可以配置成两种变型，从而在6米的观察距离处以5度或15度或20度与视场对向。
图16表示使用非线性投射例程投射到广角示意性眼睛的视网膜上的广域视觉场景(1601)的源图像文件；其中，虚拟视网膜用以圆形图案布置的神经元束(1602)进行建模。在各种实施方式中，以8位灰度表示的标准Lenna测试图像的广域视觉场景(1601)和代表虚拟视网膜的帧(1602)两者均以大约5°、15°或20°与视网膜场对向。
针对经修改的图像文件中的每个像素，对点扩散函数的阵列进行插值。在每个像素处，将有效点扩散函数与经修改的源图像文件进行卷积。
为了计算所需场处的点扩散函数，由于相对较小的非折射特征的建模效果可能受到通常用于提高计算效率的傅里叶估值的影响，因此在本公开中对惠更斯原理进行了调整。
跨越所需视场的点扩散函数的阵列的计算包括衍射和像差的影响。对得到的模拟视网膜图像进行缩放和拉伸，以考虑检测到的失真水平。模拟的视网膜图像的亮度通过使中间输出图像归一化以具有与本文所公开的卷积操作所考虑的输入源图像相同的峰值亮度来确定。
在本公开的各个实施方式中，改变虚拟视网膜图像的模拟所需的各种参数的设置，以捕获个体可能经历的各种现实生活场景。
在某些实施方式中，由于视网膜图像模拟的准确性受到输入源图像的分辨率的限制，因此应注意至少保持512×512像素的输入图像分辨率以避免输出图像的通常因混叠效应所表现出的明显像素离散化，并且进一步地，必要时，考虑对输入源进行过取样，从而以相对较长的计算时间为代价而使这种效应最小化。
接触透镜实施方式
图7示出了示例性接触透镜实施方式的未按比例的前视图和横截面图。示例性接触透镜实施方式的前视图进一步图示了光学区(701)、透镜直径(702)和所设想的设计的多个非屈光特征(703)。
在该示例性示例中，透镜直径为大约14mm，光学区设计成大致具有单视屈光能力，并且光学区的直径为大约8mm，并且非屈光特征以多个圆形孔口的边界形式布置在光学区内，并且每个非屈光特征的直径为大约1mm。以多个圆形孔口形式布置的这些非屈光特征(703)的边界可以配置成介于完全不透明与大致不透明之间。例如，非屈光特征——在该示例中为多个圆形孔口的边界——的透射特性可以配置成使得入射在非屈光特征或边界上的光的大于95％被吸收或不被透射。
图7中所设想的多个圆形孔口的边界、即非屈光特征的宽度为大约50μm(704)。它相对于本文中描述的接触透镜的尺寸被放大以展示和提高该特征的易读性。光学区的没有所设想的非屈光特征的其余部分——该其余部分包括多个孔口内的透明区域——包括与佩戴者的基本处方相匹配的单视设计。
图8示出了另一示例性接触透镜实施方式的未按比例的前视图和横截面图。示例性接触透镜实施方式的前视图进一步图示了光学区(801)、透镜直径(802)和所设想的设计的多个连结的六边形非屈光特征(803)。在该示例性示例中，透镜直径为大约14.2mm，设计成大致具有单视折射能力的光学区的直径为大约9mm，并且以多个六边形孔口的边界的形式布置在光学区内的非屈光特征各自的最大直径为大约1mm。
以多个六边形孔口形式布置的这些非屈光特征的边界(803)可以配置成介于完全不透明或半透明之间。例如，透射特性可以配置成使得入射到非屈光特征或边界上的光的大于90％被吸收或不被透射。
图8中设想的多个六边形孔口的边界、即非屈光特征的宽度为大约25μm(804)。它相对于本文中描述的接触透镜的尺寸被放大以展示和提高该特征的易读性。光学区的没有所设想的非屈光特征的其余部分——该其余部分包括多个孔口内的透明区域——包括与佩戴者的基本处方相匹配的单视设计。
在又一接触透镜的实施方式中，所述多个非屈光特征可以布置为多个圆形、半圆形、椭圆形或六边形、或任何其他多边形的孔口的边界，其中，多个包括至少2个、3个、5个、7个、9个、12个或15个非屈光特征。
在一些其它接触透镜实施方式中，以多个多边形孔口的边界的形式布置的非屈光设计特征的数目可以介于4个与7个之间，或者3个与9个之间，或者2个与12个之间，或者3个与15个之间。在一些实施方式中，以多个孔口的边界的形式布置的非屈光设计特征可以被分开，而在其他实施方式中，这些非屈光设计特征可以相邻或连结。
在又一接触透镜实施方式中，配置为多个孔口或多个区域或多个部段或多个区段的边界的非屈光特征可以布置在接触透镜的光学区的中心的1mm、2mm、3mm、4mm、5mm或6mm以内。在又一接触透镜实施方式中，如本文所公开的，配置为多个孔口或多个区域或多个部段或多个区段的边界的非屈光特征可以布置在接触透镜的光学区的中心的1mm与3mm之间、或者中心的2mm至4mm之间、或者中心的3mm至5mm之间、或者中心的2mm至6mm之间。
在某些接触透镜实施方式中，接触透镜的光学区内的所设想的非屈光设计特征的完全不透明、大致不透明或半透明的边界的宽度可以是至少5μm、10μm、20μm、30μm、40μm或50μm。在某些接触透镜实施方式中，接触透镜的光学区内的所设想的非屈光设计特征的不透明边界的宽度可以介于5μm与15μm之间、15μm与25μm之间，或者10μm与50μm之间。
在一些其它实施方式中，接触透镜的光学区内的所设想的非屈光设计特征的边界可以是不透明的，而在又一些其它实施方式中，所设想的设计特征的边界可以是半透明的。在一些实施方式中，边界或设计特征的宽度在多个孔口上可以不是恒定的。在本公开的一个实施方式内，多个孔口的形状也可以不同。
图9示出了另一示例性接触透镜实施方式的未按比例的前视图和横截面图。示例性接触透镜实施方式的前视图进一步图示了光学区(901)、透镜直径(902)和所设想的设计的多个非屈光特征(903)。
在该示例性示例中，透镜直径为大约14.5mm，设计成大致具有单视屈光能力的光学区的直径为大约8mm，并且配置为线段或条纹的非屈光特征的长度为大约2mm。这些非屈光性特征(903)可以是大致不透明的；其中，入射到非屈光特征上的光的95％不被透射或被吸收。
图9中设想的非屈光特征的宽度(904)大约在25μm与50μm之间，该非屈光特征的宽度仅在图中相对于本文中所描述的接触透镜的尺寸被放大以展示该特征。在优选实施方式中，非屈光特征的最大宽度不超过100μm、150μm或200μm，以避免对分辨率特性产生随之发生的不必要的影响。光学区的没有所设想的非屈光特征的其余部分——该其余部分包括多个孔口内的透明区域——包括与佩戴者的基本处方相匹配的单视设计。
图10示出了另一示例性接触透镜实施方式的未按比例的前视图和横截面图。示例性接触透镜实施方式的前视图进一步图示了光学区(1001)、透镜(1002)和非屈光特征(1003)。
在该示例中，透镜直径为大约14mm，设计成大致具有单视屈光能力的光学区的直径为大约8mm。该实施方式的所设想的设计特征是在接触透镜的中央定位成在高度和宽度上跨越约3mm的网格图案。这些网格线的边界(1003)可以配置成完全不透明的或大致不透明的。图10中所设想的非屈光特征的宽度(1004)大约在50μm与100μm之间，该非屈光特征的宽度仅在图中相对于本文中所描述的接触透镜的尺寸被放大以展示该特征。
图10的实施方式还可以以其他变型配置，例如，光学区内的所设想的非屈光设计特征的宽度可以是至少5μm、10μm、20μm、30μm、40μm或50μm。图10的实施方式还可以以其他变型配置，例如，光学区内的所设想的非屈光设计特征的宽度可以介于5μm与15μm之间、15μm与25μm之间，或者10μm与50μm之间。在图10的实施方式的优选变型中，非屈光特征的最大宽度、即形成网格图案的线的宽度不超过150μm、200μm或250μm，以避免对眼睛的分辨率特性产生随之发生的不必要的影响。
在其他实施方式中，所设想的非屈光特征可以定位成位于光学区的周缘中。在又一接触透镜实施方式中，形成网格图案的细线或条纹的数目可以为至少5个、9个、15个或25个。在一些其他接触透镜实施方式中，设计特征、即形成网格图案的线或条纹的数目可以介于5个与9个之间、或者9个与15个之间、或者9个与15之间、或者5与25个之间。在另一实施方式中，可以设想到以至少3mm、6mm、9mm或12mm的长度穿过光学区的仅一条大致不间断的长曲线或之字形线。
在又一接触透镜实施方式中，一个或更多个条纹可以以对称或随机的方式布置，所述一个或更多个条纹可以与光轴同心或偏心。条纹也可以由直线或曲线构成，条纹可以相互接触或交叉、或者全部分开安置，或者前述情况的组合。条纹在宽度和长度方面可以有所不同。佩戴在左眼和右眼中的透镜可以应用有不同的图案。
在又一接触透镜实施方式中，所设想的设计特征(即多个条纹图案或波纹图案)在接触透镜的光学区内可以彼此分开。在又一实施方式中，所设想的多个非屈光特征可以配置成彼此相邻或彼此交错。
由于上眼睑和下眼睑的组合动作促进的自然眨眼，接触透镜可以相对于佩戴者的眼球自由地移动。这可能导致在时间上变化的刺激，这会进一步提高人工引入到视觉图像中的不均匀性，以降低近视佩戴者的进展速率。
图11示出了三个附加的示例性接触透镜实施方式的不按比例的前视图。示例性接触透镜实施方式的前视图仅图示了光学区(1101)和三个所设想的非屈光设计特征(1103a，1103b和1103c)的放大视图。在该示例中，非屈光设计特征(1103a)是所设想的波纹图案的代表性示例，该非屈光设计特征(1103a)配置成远离接触透镜实施方式的中心。
非屈光设计特征(1103b)图示了假定为螺旋图案的穿过光学区的所设想的曲线图案的另一表示。非屈光设计特征(1103c)图示了关于接触透镜的光学中心对中的孟菲斯图案。光学区设计成大致具有单视折射能力，并且光学区的直径为大约8mm。设计特征的宽度在介于5μm至100μm之间的范围内，图中的大致不透明的特征相对于本文中所描述的接触透镜的尺寸被突出显示以展示该特征。
在又一接触透镜实施方式中，设计特征(即多个非屈光条纹或波纹图案)可以包括在接触透镜的光学区的中心的1mm、2mm、3mm、4mm、5mm或6mm以内。在又一接触透镜实施方式中，设计特征(即多个非屈光条纹或波纹图案)可以包括在接触透镜的光学区的中心的1mm与3mm之间、或者2mm至4mm之间、或者3mm至5mm之间、或者2mm至6mm之间。在又一接触透镜实施方式中，所设想的设计特征(即多个条纹图案或波纹图案)在接触透镜的光学区内可以彼此分开。在又一实施方式中，所设想的多个非屈光特征可以配置成彼此相邻或彼此交错。在某些接触透镜实施方式中，所设想的非屈光设计特征(即多个条纹或波纹图案)在接触透镜的光学区内的宽度可以是至少5μm、10μm、20μm、30μm、40μm或50μm。
在某些接触透镜实施方式中，所设想的非屈光设计特征在接触透镜的光学区内的宽度可以介于5μm与15μm之间、15μm与25μm之间，或者10μm与50μm之间。在一些其它实施方式中，接触透镜的光学区内的所设想的非屈光设计特征的边界可以是不透明的，而在又一些其它实施方式中，所设想的设计特征的边界可以是半透明的。在一些实施方式中，设计特征的宽度在多个非屈光特征上可以不是恒定的。
图12示出了描绘了具有一定可见波长、例如555nm的可见波长的聚散度为0D的从广角视场(1201)进入2D的近视模型眼睛(1200)的入射光的示意图，该2D近视模型眼睛通过现有技术的标准单视透镜(1202)来矫正。
当现有技术的标准单视透镜(1202)由于自然眨眼作用或由于习惯性眼睛运动或由于自然眨眼作用和习惯性眼睛运动的组合而在眼睛的前表面上移动时，视网膜神经节细胞活动由给光-中心/撤光-周围回路和撤光-中心/给光-周围的回路(1203)记录，从而展示或示出最小的视网膜活动或基础速率下的视网膜活动。给光感受野活动和撤光感受野活动的时间的积分的相对差异决定眼睛的进一步生长。
本公开假定，不活动的视网膜触发眼睛生长，而活动的视网膜抑制生长或触发停止信号。本公开进一步设想，现有技术的标准单视接触透镜或眼镜透镜和/或空间上均匀的视觉图像有助于产生均匀且在空间上大致无边缘的视觉图像，进而使视网膜处于基线状态(即，视网膜神经节细胞的基线或恒定激发模式)，并且因此促进眼睛进一步生长，从而导致更大程度的近视。
图13示出了描绘了具有一定可见波长、例如555nm的可见波长的聚散度为0D的从广角视场(1301)进入2D近视模型眼睛(1300)的入射光束的示意图，该2D近视模型眼睛用本文所公开的示例性实施方式中的一个示例性事实施方式(1302)来校正。当示例性实施方式(1302)由于自然眨眼作用或由于习惯性眼睛运动或由于自然眨眼作用和习惯性眼睛运动的组合而在眼睛的前表面上移动时，视网膜神经节细胞活动由给光-中心/撤光-周围电路和撤光-中心/给光-周围电路(1303)来记录，从而展示或示出视网膜处的与基线状态相比增加的活动。
出于说明的目的，在图12和图13中选择了简单的模型眼睛，然而，在其他实施方式中，可以使用诸如Liou-Brennan、Escu Dero-Navarro等的示意性光线追踪模型眼睛来代替。本文中提供的示例已经使用2D近视模型眼睛来公开本发明，然而，本公开可以扩展至其他程度的近视，即-1D、-3D、-5D或-6D。此外，应当理解的是，可以引申至具有不同程度的近视与散光结合的眼睛。在实施方式中，提及了555nm的特定波长，然而，应当理解的是，可以引申至420nm与760nm之间的其他可见波长。
对各种示例性接触透镜实施方式(D1至D7)的建模证明，与单视光学轮廓结合使用的所设想的非屈光特征提供了视网膜神经节细胞活动的增加，视网膜神经节细胞活动的增加通过使用本文所公开的虚拟视网膜平台获得的平均视网膜尖峰速率的增加来衡量。
在其它实施方式中，可以考虑视网膜神经节细胞活动的各种其它替代测量，例如，检查对于所选择的神经元束的尖峰序列分析。
为了说明用于根据本发明的接触透镜实施方式的工作方式，针对如本文所述的每个测试条件(即示例1至示例7)使用两个不同类型的接触透镜来进行改进的光学建模试验。第一类型包括单视对照接触透镜(C1至C7)，单视对照接触透镜(C1至C7)与示意性模型眼睛的基本处方相匹配，以提供屈光不正的校正，从而模拟标准治疗。第二类型包括各种示例性接触透镜实施方式(D1至D7)，所述各种示例性接触透镜实施方式(D1至D7)本质上与单视的、标准治疗的对照接触透镜(C1至C7)相同，这些示例性接触透镜实施方式(D1至D7)进一步配置有根据本发明设计的附加的非屈光特征。
为了说明本发明的工作方式，一次一个地将对照(C1至C7)和示例性接触透镜(D1至D7)分别在示例1至示例7中描述的经修改的示意性眼睛模型上配装、测试/评估。出于证明这些示例1至示例7的工作方式的目的，仅对接触透镜的光学区(8mm)进行建模。在其它示例中，可以根据需要对包括周缘区域和边缘的整个接触透镜进行建模。
对接触透镜的前表面的表面透射特性进行修改以设计示例1至示例7的特征。透射率计算为100％的分数，其中，100％意味着所有的光被透射，如同没有吸收、反射或渐晕损失一样。在本公开的某些实施方式中，表面透射率被定义为射线透射穿过表面的强度的相对任意的百分数。在本公开的一些其它实施方式中，相对任意的强度百分数可以配置为是波长相关的。在本公开的某些其它实施方式中，任意的强度百分数的可以配置为是极性敏感的。
为了对模拟的视网膜神经节细胞活动进行评估，使接触透镜在前角膜表面上于各种偏心位置滑动，以对在沿竖向方向眨眼的情况下的眼上透镜运动以及/或者在沿水平方向的扫视眼睛运动的情况下可能引起的相对透镜运动进行模拟。接触透镜相对于前角膜表面的中心的运动在水平方向和竖向方向两者上均包括在+/-1mm之间。为了模拟接触透镜的眼上运动，在建模设备中使用了偏心功能和倾斜功能两者。
在每个偏心透镜位置处进行广域视网膜图像模拟。四十八(48)个这样的模拟的视网膜图像构成用于虚拟视网膜平台的输入流，以产生视网膜神经节细胞活动。在该示例中，48个图像帧中的每个图像帧配置为50毫秒，相当于虚拟视网膜模型的实时刺激展示为2.4秒。输入流的每一帧配置成超过512×512像素，其中，每一帧配置成覆盖圆形神经元区域的全部直径，从而包围虚拟视网膜平台的视网膜的大约5°×5°(中央凹)或15°×15°(黄斑)的区域。输入流中用于每个像素的位深度被数字化为从0至255(即8位)的范围。在以下部分中对方程1至方程9中描述的用于证明本公开的接触透镜实施方式的工作方式的具体的视网膜设置和配置进行讨论。
在全部示例1至示例7中，外网状层配置成具有对向大约1.5°(即方程2的σC)的中心区域和对向大约4.75°(即方程3的σS)的周围区域。外网状层的中心时间尺度和周围时间尺度设置为大约1毫秒，外网状层的中心时间尺度和周围时间尺度分别通过方程2和方程3的变量τC和τS来表示。如本文的方程1中所述，控制积分中心-周围信号的变量选定为wOPL＝1和λOPL＝10。双极细胞突触和神经节细胞突触的静态非线性系数在全部示例1至示例7中都是固定的。双极线性阈值设置为0，线性阈值恒定保持在80，并且双极放大值保持在100。
在全部示例1至示例7中保持用于神经元模型的值，其中，对于示例1至示例7的模拟而言，使用的泄露为0.75，神经元噪声为20，膜电容为150以及激发阈值为2.4。突触后池化变量σ被忽略。用于对比增益控制机制的选项、外网状层的补充高通滤波器的效用和无长突细胞的侧向连接性的效用在示例1至示例7中保持可变。本文中公开了所使用的具体设置的其他细节。
示例1——对照(C1)设计和示例性实施方式(D1)设计
本该示例中，改变表1的示意性模型眼睛的以下参数以对处于其2D适应状态下的1D的近视眼睛(即，基本处方Rx为-1D)进行配置：(1)前透镜曲率半径(R＝8.22mm)；以及(2)前透镜圆锥常数(Q＝-2.314)。该模型配置成聚焦在远离眼睛大约50cm的近处物体上。通过对照(C1)接触透镜和示例性实施方式(D1)接触透镜而一次一个地对经修改的近视示意性模型眼睛进行矫正。使用前表面半径(R＝7.936mm，Q＝-0.221)、中心厚度(0.135mm)、后表面半径(R＝7.75mm，Q＝-0.25)和1.42的折射率来对对照接触透镜C1进行建模。对照接触透镜C1没有/缺乏本公开中设想的任何非屈光特征。
示例性实施方式(D1)接触透镜是具有与对照(C1)相同的光学设计的单视接触透镜，示例性实施方式(D1)接触透镜进一步配置有如图17所公开的附加的非屈光特征。
图17示出了示例性接触透镜实施方式D1的未按比例的前视图和横截面图。示例性接触透镜实施方式的前视图进一步图示了光学区(1701)、透镜直径(1702)和多个非屈光特征(1703)，所述多个非屈光特征包括所设想的设计(D1)的连结的圆形的非屈光特征。圆形孔口的总数为7。包括多个孔口的非屈光特征的直径的总尺寸为大约3.75mm。每个孔口的直径的尺寸为大约1.25mm。每个孔口的边界的宽度为大约100μm(1704)。
为了识别和易读性，非屈光特征相对于接触透镜的其它特征被放大。光学区(1701)的没有示例性实施方式D1的非屈光特征的其余部分配置有与眼睛的基本处方相匹配的基本单视处方参数。
在该示例性示例D1中，透镜直径为大约14.2mm，设计为大致具有单视屈光能力的光学区的直径为大约8mm，并且以多个圆形孔口形式布置在光学区域内的非屈光特征各自的直径为大约1mm。按照段落[00271]至[00273]中公开的步骤，通过安装在示例1的示意性模型眼睛上的对照C1接触透镜设计和实施方式D1接触透镜设计一次一个地对模拟的视网膜图像进行计算和分析。
在该示例1中，虚拟视网膜平台的另外的变量设想成具有以下设置；方程1、方程5和方程6中描述的对比增益控制机制的选项与以下输入参数值一起使用：(i)每归一化亮度单位的外网状层放大λOPL的值为150Hz；(ii)双极惰性泄露
Figure BDA0003766245870000441
为5Hz；(iii)反馈放大λA为100Hz；(iv)空间尺度σA为2.5°；并且(v)时间尺度τA为0.01毫秒。神经元束(1402)的布置为跨越15°×15°的视场的圆形布置。
虚拟视网膜的稀疏侧向连接模式(sparse lateral connectivity mode)与具有10％的正权重和0.01权重方差的10个突触前神经元一起使用。此外，未使用方程2和方程3中描述的外网状层的补充高通滤波器选项。突触后池化选项被关闭。
使用如本文所述的虚拟视网膜平台对示例1的对照(C1)接触透镜设计的计算出的模拟视网膜图像进行后处理，针对具有给光极性和撤光极性两者的细胞产生了作为时间的函数的尖峰序列(图18)以及作为时间的函数的突出显示了平均尖峰速率的周围刺激直方图(图19)。图18和图19的顶部子图和底部子图分别表示针对给光细胞和撤光细胞的数据。
使用如本文所述的虚拟视网膜平台对示例1的实施方式(D1)接触透镜设计的计算出的模拟视网膜图像进行后处理，针对具有给光极性和撤光极性两者的细胞产生了作为时间的函数的尖峰序列(图20)以及作为时间的函数的突出显示了平均尖峰速率的周围刺激直方图(图21)。图20和图21的顶部子图和底部子图分别表示针对给光细胞和撤光细胞的数据。
对于具有两种类型的极性——给光极性和撤光极性——的细胞而言，在对照(C1)接触透镜的情况下描绘为图18的尖峰序列的神经元活动作为时间的函数是随时间不变的或是单调的。
另一方面，对于具有两种类型的极性——给光极性和撤光极性——的细胞而言，在实施方式(D1)接触透镜的情况下的描绘为图20的尖峰序列的神经元活动作为时间的函数是随时间变化的或是非单调。
在示例1中，在对照(C1)接触透镜的情况下的描绘为图19的平均尖峰速率的神经元活动在表示信号的稳定化的初始100毫秒之后遵循单调轮廓。对于具有两种类型的极性——给光极性和撤光极性——的细胞而言，这种观察到的图案是类似的。在示例1中，在初始100毫秒的稳定化期之后，在对照(C1)接触透镜的情况下针对给光类型的的细胞的平均尖峰速率在大小上为在撤光类型的细胞的情况下获得的平均尖峰速率的大约四分之一(1/4)，如本文中所公开(图19)。另一方面，在实施方式(D1)接触透镜的情况下的描绘为图21的平均尖峰速率的神经元活动作为时间的函数是随时间变化的或是非单调的。
在该示例1中，通过实施方式(D1)接触透镜针对给光类型的细胞所获得的平均尖峰速率大体上是通过对照(C1)接触透镜针对给光类型的细胞所获得的平均尖峰速率的至少3到4倍。在该示例中，如图21所示，针对给光类型的细胞和撤光类型的细胞两者，通过实施方式(D1)接触透镜获得的作为时间的函数的平均尖峰速率遵循准正弦图案。
通过实施方式透镜获得的尖峰响应中的非稳定性和非线性归因于视网膜图像中的人工边缘或发光对比轮廓、或者人工边缘的时间变化。
在该示例1中，在明视觉条件下于4mm的瞳孔分析直径下，在跨越470nm至650nm的多色模式下使用描述人对亮度的视觉感知的平均光谱灵敏度的光度函数对光学性能的轴上和离轴评价进行建模。
如本文中图22和图23所述，在4mm的瞳孔直径下使用作为空间频率的函数的调制传递函数来衡量的广域光学性能在对照(C1)接触透镜与示例性实施方式(D1)接触透镜之间是明显类似的，即由黑实线表示的曲线和由黑虚线表示的曲线下方的区域具有小于5％的变化。在示例1中，对于离轴性能而言，考虑用于性能评估的视场为15°，即距中心±7.5°。示例2——对照(C2)设计和示例性实施方式(D2)设计
本该示例中，改变表1的示意性模型眼睛的以下参数以表示处于其2D适应状态下的具有1DC散光的2D的近视眼睛(即，基本处方Rx为-2D/-1DC)：(i)沿着X轴的前角膜曲率半径(Rx＝7.829mm)；(ii)沿着X轴的前角膜圆锥常数(Qx＝-0.604)；(iii)玻璃体腔深度为17.339mm；(iv)前透镜半径(R＝8.22mm)；以及(v)前透镜圆锥常数(Q＝-2.314)。该模型配置成聚焦在远离眼睛大约50cm的近处物体上。通过对照(C2)接触透镜和示例性实施方式(D2)接触透镜一次一个地对修改后的近视示意性模型眼睛进行矫正。
对照(C2)接触透镜表示使用以下参数建模的单视环曲面：前表面(R＝8.226mm，Q＝-0.392)、中心厚度(0.135mm)、环曲面后表面(Ry＝7.75mm，Qy＝-0.25；Rx＝7.829mm,Qx＝-0.604)和1.38的折射率。对照接触透镜C2没有/缺乏本公开中所设想的任何非屈光特征。
示例性实施方式接触透镜(D2)是具有与对照C2相同的光学设计的单视环曲面，示例性实施方式接触透镜(D2)进一步配置有如图24所公开的附加的非屈光特征。
示例性实施方式D2的非屈光特征包括具有以六边形布置的多个点的由点形成的图案(2403)。这种随机图案(2403)定位在围绕接触透镜(2402)的光学中心的光学区(2401)内。点的总数目为7。点图案的总体尺寸的直径为大约3.5mm。点图案中每个点的尺寸的直径(2404)为大约125μm。
为了识别和易读性，非屈光特征相对于接触透镜的其它特征被放大。光学区(2401)的没有示例性实施方式D2的非屈光特征的其余部分配置有与眼睛的基本处方相匹配的基本单视处方参数。
根据段落[00271]至[00273]中公开的步骤，在对照C2接触透镜设计和实施方式D2接触透镜设计配装在示例2的示意性模型眼睛上时通过对照C2接触透镜设计和实施方式D2接触透镜设计对模拟的视网膜图像进行计算和分析。
在该示例2中，虚拟视网膜平台的另外的变量设想成具有以下设置；方程1、方程5和方程6中描述的对比度增益控制机制的选项与以下输入参数值一起使用：(i)每归一化亮度单位的外网状层放大λOPL的值为150Hz；(ii)双极惰性泄露
Figure BDA0003766245870000461
为5Hz；(iii)反馈放大λA为100Hz；(iv)空间尺度σA为2.5°；并且(v)时间尺度τA为0.01毫秒。神经元束(1402)的布置是跨越15°x 15°的视场的圆形布置。
虚拟视网膜的稀疏侧向连接模式与具有10％的正权重和0.01权重方差的10个突触前神经元一起使用。此外，方程2和方程3中描述的外网状层的补充高通滤波器选项与以下参数值一起使用：时间尺度为0.2毫秒，并且空间尺度为0.5°。突触后池化选项被关闭。
使用如本文所述的虚拟视网膜平台对示例2的对照(C2)接触透镜设计的计算出的模拟视网膜图像进行后处理，针对具有给光极性和撤光极性两者的细胞产生了作为时间的函数的尖峰序列(图25)以及作为时间的函数的突出显示了平均尖峰速率的周围刺激直方图(图26)。图25和图26的顶部子图和底部子图分别表示针对给光细胞和撤光细胞的数据。
使用如本文所述的虚拟视网膜平台对示例2的实施方式(D2)接触透镜设计的计算出的模拟视网膜图像进行后处理，针对具有给光极性和撤光极性两者的细胞产生了作为时间的函数的尖峰序列(图27)和作为时间的函数的突出显示了平均尖峰速率的周围刺激直方图(图28)。图27和图28的顶部子图和底部子图分别表示针对给光细胞和撤光细胞的数据。
对于具有两种类型的极性——给光极性和撤光极性——的细胞而言，在对照(C2)接触透镜的情况下的描绘为图25的尖峰序列的神经元活动作为时间的函数是随时间不变的或是单调的。另一方面，在实施方式(D1)接触透镜的情况下的描绘为图26的尖峰序列的神经元活动作为时间的函数是随时间变化的或是非单调的。
在示例2中，在对照(C2)接触透镜的情况下的描绘为图26的平均尖峰速率的神经元活动除了表示信号的稳定化的初始150毫秒之外遵循线性轮廓。对于具有两种类型的极性——给光极性和撤光极性——的细胞而言，这种观察到的图案是类似的。
在示例2中，在初始150毫秒的稳定化期之后，针对给光类型的细胞得到的平均尖峰速率在大小上为在撤光类型的细胞的情况下获得的平均尖峰速率的大约三分之一即1/3至1/4，如本文中所公开。
另一方面，在实施方式(D1)接触透镜的情况下描绘为图28的平均尖峰速率的神经元活动作为时间的函数是随时间变化的或是非单调的。然而，在与示例1的通过实施方式D1获得的结果相比时，通过示例2的实施方式D2获得的作为时间的函数的尖峰速率内的变化在大小和频率两者上均较低。
在该示例2中，通过实施方式(D2)接触透镜针对给光类型的细胞所获得的平均尖峰速率大体上是通过对照(D2)接触透镜针对给光类型的细胞获得的平均尖峰速率的至少1.5倍。在该示例中，针对给光类型的细胞和撤光类型的细胞两者，通过实施方式(D2)接触透镜获得的图28中描绘的作为时间的函数的平均尖峰速率遵循随时间变化的图案。通过实施方式透镜获得的尖峰响应中非稳定性和非线性归因于视网膜图像中的人工边缘或发光对比轮廓、或者人工边缘的时间变化。
在该示例2中，在单色模式(589nm)下并在4mm的瞳孔分析直径下对光学性能的轴上和离轴评价进行建模。如本文中图29和图30所述，在4mm的瞳孔直径下使用作为空间频率的函数的调制传递函数来衡量的广域光学性能在对照(C2)接触透镜与示例性实施方式(D2)接触透镜之间几乎无法区分。在示例2中，对于离轴性能而言，考虑用于性能评估的视场为15°，即距中心±7.5°。
示例3——对照C3和示例性实施方式设计D3
本该示例3中，改变表1的示意性模型眼睛的以下参数以表示处于其非适应状态下的3D的近视眼睛(即，基本处方Rx为-3D)：(i)玻璃体腔深度为17.65mm；以及(ii)曲率半径为13.5mm。
该模型配置成聚焦在大致位于距眼睛光学无限远处的近处物体上。通过对照(C3)接触透镜和示例性实施例(D3)接触透镜一次一个地对经修改的近视模型的眼睛模型进行矫正。对照(C3)接触透镜表示使用以下参数进行建模的单视透镜：前表面(R＝8.262mm，Q＝-0.137)、中心厚度(0.135mm)、后表面(R＝7.75mm，Q＝-0.25)并且折射率为1.42。对照接触透镜C3没有/缺乏本公开中所设想的任何非屈光特征。
第二透镜D3表示下述示例性实施方式：该示例性实施方式同样是具有与对照C3相同的参数的单视接触透镜，该示例性实施方式还配置有图31中公开的非屈光特征。
示例性实施方式示例D3(3100)的非屈光特征包括由条状部或加粗线形成的随机图案(3103)，该随机图案包括多个条状部。这种随机图案定位在围绕接触透镜(3102)的光学区(3101)的光学中心的光学区域内。条状部的总数目为7。网格图案的总体尺寸的直径为大约4mm。随机条状图案中的每个条状部的尺寸大约介于50μm×1.25mm之间(3104)。
为了识别和易读性，非屈光特征相对于接触透镜的其它特征被放大。光学区(3101)的没有示例性实施方式D3的非屈光特征的其余部分配置有与眼睛的基本处方相匹配的基本单视处方参数。
根据段落[00271]至[00273]中公开的步骤，在对照C3接触透镜设计和实施方式D3接触透镜设计配装在示例3的示意性模型眼睛上时通过对照C3接触透镜设计和实施方式D3接触透镜设计对模拟的视网膜图像进行计算和分析。
在该示例3中，虚拟视网膜平台的另外的变量设想成具有以下设置；方程1、方程5和方程6中所述的对比度增益控制机制的选项与以下输入参数值一起使用：(i)每归一化亮度单位的外网状层放大λOPL的值为150Hz；(ii)双极惰性泄露
Figure BDA0003766245870000491
为5Hz；(iii)反馈放大λA为100Hz；(iv)空间尺度σA为2.5°；并且(v)时间尺度τA为0.01毫秒。神经元束(1602)的布置是跨越5°×5°的视场的圆形布置。未使用虚拟视网膜的稀疏侧向连接模式。此外，方程2和方程3中描述的外网状层的补充高通滤波器选项与以下参数值一起使用：时间尺度为0.2毫秒，并且空间尺度为0.5°。突触后池化选项被关闭。
使用如本文所述的虚拟视网膜平台对示例3的对照(C3)接触透镜设计的计算出的模拟视网膜图像进行后处理，针对具有给光极性和撤光极性两者的细胞产生了作为时间的函数的尖峰序列(图32)以及作为时间的函数的突出显示了平均尖峰速率的周围刺激直方图(图33)。图32和图33的顶部子图和底部子图分别表示针对给光细胞和撤光细胞的数据。使用如本文所述的虚拟视网膜平台对示例3的实施方式(D3)接触透镜设计的计算出的模拟视网膜图像进行后处理，针对具有给光极性和撤光极性两者的细胞产生了作为时间的函数的尖峰序列(图34)以及作为时间的函数的突出显示了平均尖峰速率的周围刺激直方图(图35)。图34和图35的顶部子图和底部子图分别表示针对给光细胞和撤光细胞的数据。
对于具有两种类型的极性——给光极性和撤光极性——的细胞而言，在对照(C3)接触透镜的情况下描绘为图32的尖峰序列的神经元活动作为时间的函数是相对时间不变的、或者具有极小的变化或波动。另一方面，在实施方式(D1)接触透镜的情况下的描绘为图34的尖峰序列的神经元活动作为时间的函数是相对随时间变化的或者具有较大的变化或波动。
在示例3中，在对照(C3)接触透镜的情况下的描绘为图33的平均尖峰速率的神经元活动在表示信号的稳定化的初始100毫秒之后遵循相对单调的轮廓。对于具有两种类型的极性——给光极性和撤光极性——的细胞而言，这种观察到的图案是类似的。在示例3中，除去初始100毫秒的稳定化期，在对照(C3)接触透镜的情况下针对给光类型的细胞的平均尖峰速率在大小上为在撤光类型的细胞的情况下获得的平均尖峰速率的大约四倍，如本文中所公开。
另一方面，在实施方式(D3)接触透镜的情况下的描绘为图34的平均尖峰速率的神经元活动作为时间的函数是随时间变化的或是非单调的。在该示例3中，针对给光类型的细胞和撤光类型的细胞两者，与示例3的通过对照C3获得的结果相比，通过实施方式D3获得的作为时间的函数的累积平均尖峰速率较低。
通过实施方式透镜获得的尖峰响应中的非稳定性和非线性归因于视网膜图像中的人工边缘或发光对比轮廓、或者人工边缘的时间变化。
在该示例中，针对给光类型的细胞和撤光类型的细胞两者，通过实施方式(D2)接触透镜获得的图28中描绘的作为时间的函数的平均尖峰速率遵循随时间变化的图案。尽管该示例3中的对照(C3)接触透镜在图33中描绘的给光类型的平均尖峰速率和撤光类型的平均尖峰速率两者中均显示出一些随时间的变化，但是在通过实施方式(D3)接触透镜获得的平均尖峰速率内观察到的时间变化远大于对照(C3)接触透镜。
在该示例3中，在明视觉条件下于6mm的瞳孔分析直径下，在跨越470nm至650nm的多色模式下使用描述人对亮度的视觉感知的平均光谱灵敏度的光度函数对光学性能的轴上和离轴评价进行建模。
在该示例中，为了简单起见，作为视网膜偏心率的函数的光感受器密度保持恒定，然而，可以设想视网膜模型的涉及光感受器密度的变化的其他变型。
如本文中图36和图37所述，在6mm的瞳孔直径下使用作为空间频率的函数的调制传递函数来衡量的广域光学性能在对照(C3)接触透镜与示例性实施方式(D3)接触透镜之间几乎无法区分。在示例3中，对于离轴性能而言，考虑用于性能评估的视场为5°，即距中心±2.5°。
示例4——对照C4和示例性实施方式设计D4
在该示例4中，改变表1的示意性模型眼睛的以下参数以表示处于其非适应状态下的3D的近视眼睛(即，基本处方Rx为-3D)：(i)玻璃体腔深度为17.65mm；并且(ii)视网膜曲率半径为13.5mm。该模型配置成聚焦在大致位于距眼睛光学无限远处的物体上。
通过对照(C4)接触透镜和示例性实施例(D4)接触透镜一次一个地对经修改的近视模型的眼睛模型进行矫正。对照(C4)接触透镜表示使用以下参数建模的单视透镜：前表面(R＝8.262mm，Q＝-0.137)、中心厚度(0.135mm)、后表面(R＝7.75mm，Q＝-0.25)以及1.42的折射率。对照接触透镜C4没有/缺乏本公开中所设想的任何非屈光特征。
第二透镜D4表示下述示例性实施方式：该示例性实施方式同样是具有与对照C4相同的参数的单视接触透镜，该示例性实施方式还配置有图38中公开的非屈光特征。
示例性实施方式示例D4的非屈光特征包括具有多个线状特征或条纹状特征的网格图案(3803)。这种网格图案(3803)定位在围绕接触透镜(3802)的光学区(3801)的光学中心的光学区域内。线状特征或条纹状特征的总数目为6，三个在水平方向上且三个在竖向方向上。网格图案的总体尺寸的直径为大约3mm。网格图案中的每个线或条纹的尺寸大约介于75μm×1mm之间(3804)。为了识别和易读性，非屈光特征相对于接触透镜的其它特征被放大。光学区(3801)的没有示例性实施方式D4的非屈光特征的其余部分配置有与眼睛的基本处方相匹配的基本单视处方参数。
根据段落[00271]至[00273]中公开的步骤，在对照C4接触透镜设计和实施方式D4接触透镜设计配装在示例4的示意性模型眼睛上时通过对照C4接触透镜设计和实施方式D4接触透镜设计对模拟的视网膜图像进行计算和分析。
在该示例4中，虚拟视网膜平台的另外的变量设想成具有以下设置：方程1、方程5和方程6中所述的对比度增益控制机制的选项被关闭。神经元束(1602)的布置是跨越15°×15°的视场的圆形布置。未使用虚拟视网膜的稀疏侧向连接模式。
另外，方程2和方程3中描述的外网状层的补充高通滤波器选项被关闭。突触后池化选项也被关闭。
使用如本文所述的虚拟视网膜平台对示例4的对照(C4)接触透镜设计的计算出的模拟视网膜图像进行后处理，针对具有给光极性和撤光极性两者的细胞产生了作为时间的函数的尖峰序列(图39)以及作为时间的函数的突出显示了平均尖峰速率的周围刺激直方图(图40)。图39和图40的顶部子图和底部子图分别表示针对给光细胞和撤光细胞的数据。
使用如本文所述的虚拟视网膜平台对示例4的实施方式(D4)接触透镜设计的计算出的模拟视网膜图像进行后处理，针对具有给光极性和撤光极性两者的细胞产生了作为时间的函数的尖峰序列(图41)以及作为时间的函数的突出显示了平均尖峰速率的周围刺激直方图(图42)。图41和图42的顶部子图和底部子图分别表示针对给光细胞和撤光细胞的数据。
对于具有两种类型的极性——给光极性和撤光极性——的细胞而言，在对照(C4)接触透镜的情况下的描绘为图39的尖峰序列的神经元活动作为时间的函数是相对随时间不变的或者具有极小的变化或波动。另一方面，在实施方式(D1)接触透镜的情况下的描绘为图41的尖峰序列的神经元活动作为时间的函数是相对随时间变化的或者具有较大的变化或波动。
在示例4中，在对照(C4)接触透镜的情况下的描绘为图40的平均尖峰速率的神经元活动在表示信号的稳定性化的初始100毫秒之后遵循相对单调的轮廓。对于具有两种类型的极性——给光极性和撤光极性——的细胞而言，这种观察到的图案是类似的。
在示例3中，除去初始100毫秒的稳定化期，在对照(C3)接触透镜的情况下针对给光类型的细胞的平均尖峰速率在大小上为在撤光类型的细胞的情况下获得的平均尖峰速率的大约两倍，如本文中所公开。
另一方面，在实施方式(D4)接触透镜的情况下的描绘为图41的平均尖峰速率的神经元活动作为时间的函数是随时间变化的。
在该示例中，针对给光类型的细胞和撤光类型的细胞两者，通过实施方式(D4)接触透镜获得的图42中描绘的作为时间的函数的平均尖峰速率遵循时间变化。在通过实施方式(D4)接触透镜获得的平均尖峰速率内观察到的随时间的变化的幅度或大小小于本公开的其他实施方式接触透镜。
在该示例4中，在单色模式(589nm)下并在4mm的瞳孔分析直径下对光学性能的轴上和离轴评价进行建模。如本文中图43和图44所描绘，在6mm的瞳孔直径下使用作为空间频率的函数的调制传递函数来衡量的广域光学性能在对照(C4)接触透镜与示例性实施方式(D4)接触透镜之间几乎无法区分。在示例4中，对于离轴性能而言，考虑用于性能评估的视场为15°，即距中心±7.5°。
示例5——对照C5和示例性实施方式设计D5
在该示例5中，改变表1的示意性模型眼睛的以下参数以表示处于其1D适应状态下的3D的近视眼睛(Rx：-3D)：(i)玻璃体腔深度为17.65mm；(ii)视网膜曲率半径为13.5mm；以及(iii)前透镜半径(R＝9.081mm)和圆锥常数(Q＝-4.123)。
该模型配置成聚焦在大致距眼睛1米的近处物体上。通过对照(C5)接触透镜和示例性实施方式(D5)接触透镜一次一个地对经修改的近视示意性模型眼睛进行矫正。
对照(C5)接触透镜表示使用以下参数建模的单视透镜：前表面(R＝8.262mm，Q＝-0.137)、中心厚度(0.135mm)、后表面(R＝7.75mm，Q＝-0.25)并且折射率为1.42。对照接触透镜C5没有/缺乏本公开中所设想的任何非屈光特征。
第二透镜D5表示下述示例性实施方式：该示例性实施方式同样是具有与对照C5相同的参数的单视接触透镜，该示例性实施方式还配置有图45中公开的非屈光特征。
示例性实施方式D5(4500)的非屈光特征包括具有多个线状特征的辐条状图案(4503)。该辐条状图案(4503)定位在接触透镜(4502)的光学区(4501)内。辐条状特征的总数目为8。辐条状图案的总体尺寸的直径为大约4mm。辐条状图案中每个线的尺寸大约介于100μm×1mm之间(4504)。
为了识别和易读性，非屈光特征相对于接触透镜的其它特征被放大。光学区(4201)的没有示例性实施方式D5的非屈光特征的其余部分配置有与眼睛的基本处方相匹配的基本单视处方参数。
根据段落[00271]至[00273]中公开的步骤，在对照C5接触透镜设计和实施方式D5接触透镜设计配装在示例5的示意性模型眼睛上时通过对照C5接触透镜设计和实施方式D5接触透镜设计对模拟的视网膜图像进行计算和分析。
在该示例5中，虚拟视网膜平台的另外的变量设想成具有以下设置；方程1、方程5和方程6中所述的对比度增益控制机制的选项与以下输入参数值一起使用：(i)每归一化亮度单位的外网状层放大λOPL的值为150Hz；(ii)双极惰性泄露
Figure BDA0003766245870000531
为5Hz；(iii)反馈放大λA为100Hz；(iv)空间尺度σA为2.5°；并且(v)时间尺度τA为0.01毫秒。神经元束(1602)的布置是跨越5°×5°的视场的圆形布置。未使用虚拟视网膜的稀疏侧向连接模式。另外，方程2和方程3中描述的外网状层的补充高通滤波器选项被关闭。突触后池化选项也被关闭。
使用如本文所述的虚拟视网膜平台对示例5的对照(C5)接触透镜设计的计算出的模拟视网膜图像进行后处理，针对具有给光极性和撤光极性两者的细胞产生了作为时间的函数的尖峰序列(图46)以及作为时间的函数的突出显示了平均尖峰速率的周围刺激直方图(图47)。图46和图47的顶部子图和底部子图分别表示针对给光细胞和撤光细胞的数据。使用如本文所述的虚拟视网膜平台对示例5的实施方式(D5)接触透镜设计的计算出的模拟视网膜图像进行后处理，针对具有给光极性和撤光极性两者的细胞产生了作为时间的函数的尖峰序列(图48)以及作为时间的函数的突出显示了平均尖峰速率的周围刺激直方图(图49)。图48和图49的顶部子图和底部子图分别表示针对给光细胞和撤光细胞的数据。对于具有两种类型的极性——给光极性和撤光极性——的细胞而言，在对照(C5)接触透镜的情况下的描绘为图46的尖峰序列的神经元活动作为时间的函数是相对随时间不变的或者具有极小的变化或波动。另一方面，在实施方式(D5)接触透镜的情况下的描绘为图48的尖峰序列的神经元活动作为时间的函数是相对随时间变化的并且单调地减小或增大。
在示例5中，在对照(C4)接触透镜的情况下的描绘为图47的平均尖峰速率的神经元活动在表示信号的稳定性化的初始100毫秒之后遵循相对单调的轮廓。对于具有两种类型的极性——给光极性和撤光极性——的细胞而言，这种观察到的图案是类似的。在示例5中，除去初始100毫秒的稳定化期，在对照(C5)接触透镜的情况下针对给光类型的细胞的平均尖峰速率在大小上为在撤光类型的细胞的情况下获得的平均尖峰速率的大约三倍，如本文中所公开。
另一方面，在实施方式(D5)接触透镜的情况下的描绘为图49的平均尖峰速率的神经元活动作为时间的函数是随时间变化的。在该示例中，针对给光类型的细胞和撤光类型的细胞两者，通过实施方式(D5)接触透镜获得的图49中描绘的作为时间的函数的平均尖峰速率遵循时间变化。通过实施方式透镜获得的尖峰响应中的非稳定性和非线性归因于视网膜图像中的人工边缘或发光对比轮廓、或者人工边缘的时间变化。
在该示例5中，在明视觉条件下于5mm的瞳孔分析直径下，在多色模式下使用描述人对亮度的视觉感知的平均光谱灵敏度的光度函数对光学性能的轴上和离轴评价进行建模。
如本文中图50和图51所述，在5mm的瞳孔直径下使用作为空间频率的函数的调制传递函数来衡量的广域光学性能在对照(C5)接触透镜与示例性实施方式(D5)接触透镜之间是明显类似的，即由黑实线表示的曲线和由黑虚线表示的曲线下方的区域具有小于5％的变化。在示例5中，对于离轴性能而言，考虑用于性能评估的视场为15°，即距中心±7.5°。示例6——对照C6和示例性实施方式设计D6
在该示例6中，改变表1的示意性模型眼睛的以下参数以表示处于其2D适应状态下的4D的近视眼睛(即，基本处方Rx为-4D)：(i)玻璃体腔深度为18.04mm；(ii)视网膜曲率半径为13.5mm；以及(iii)前透镜半径(R＝7.794mm)和圆锥常数(Q＝-3.959)参数。
该模型配置成聚焦在大致距眼睛50cm的近处物体上。通过对照(C6)接触透镜和示例性实施方式(D6)接触透镜一次一个地对经修改的近视示意性模型眼睛进行矫正。对照(C6)接触透镜表示使用以下参数建模的单视透镜：前表面(R＝8.41mm，Q＝-0.112)、中心厚度(0.135mm)、后表面(R＝7.75mm，Q＝-0.25)以及1.42的折射率。对照接触透镜C6没有/缺乏本公开中所设想的任何非屈光特征。
第二透镜D6表示下述示例性实施方式：该示例性实施方式同样是具有与对照C6相同的参数的单视接触透镜，该示例性实施方式还配置有图45中公开的非屈光特征。
示例性实施方式示例D6的非屈光特征包括随机图案(5203)，该随机图案包括沿水平方向略微拉伸的多个椭圆形点状特征。该随机图案定位在围绕示例性实施方式接触透镜(5202)的光学中心的光学区(5201)内。(5202)中的椭圆形点状特征的总数目为18。螺旋形图案的总体尺寸的直径为大约3mm。每个椭圆形点状特征的尺寸大约介于125μm×200μm之间(5204)。
为了识别和易读性，非屈光特征相对于接触透镜的其它特征被放大。光学区(5201)的没有示例性实施方式D8的非屈光特征的其余部分配置有与眼睛的基本处方相匹配的基本单视处方参数。
根据段落[00271]至[00273]中公开的步骤，在对照C6接触透镜设计和实施方式D6接触透镜设计配装在示例6的示意性模型眼睛上时通过对照C6接触透镜设计和实施方式D6接触透镜设计对模拟的视网膜图像进行计算和分析。在该示例6中，虚拟视网膜平台的另外的变量设想成具有以下设置：方程1、方程5和方程6中所述的对比度增益控制机制的选项被关闭。神经元束(1602)的布置是跨越15°×15°的视场的圆形布置。
虚拟视网膜的稀疏侧向连接模式与具有10％的正权重和0.01权重方差的10个突触前神经元一起使用。方程2和方程3中描述的外网状层的补充高通滤波器选项被关闭。突触后池化选项也被关闭。
使用如本文所述的虚拟视网膜平台对示例6的对照(C6)接触透镜设计的计算出的模拟视网膜图像进行后处理，针对具有给光极性和撤光极性两者的细胞产生了作为时间的函数的尖峰序列(图53)以及作为时间的函数的突出显示了平均尖峰速率的周围刺激直方图(图54)。图53和图54的顶部子图和底部子图分别表示针对给光细胞和撤光细胞的数据。
使用如本文所述的虚拟视网膜平台对示例6的实施方式(D6)接触透镜设计的计算出的模拟视网膜图像进行后处理，针对具有给光极性和撤光极性两者的细胞产生了作为时间的函数的尖峰序列(图55)和作为时间的函数的突出显示了平均尖峰速率的周围刺激直方图(图56)。图55和图56的顶部子图和底部子图分别表示针对给光细胞和撤光细胞的数据。
对于具有两种类型的极性——给光极性和撤光极性——的细胞而言，在对照(C6)接触透镜的情况下的描绘为图53的尖峰序列的神经元活动作为时间的函数是相对随时间不变的或者具有极小的变化或波动。另一方面，在实施方式(D6)接触透镜的情况下的描绘为图55的尖峰序列的神经元活动作为时间的函数是相对随时间变化的并且单调地减小或增大。通过实施方式透镜获得的尖峰响应中的非稳定性和非线性归因于视网膜图像中的人工边缘或发光对比轮廓、或者人工边缘的时间变化。
在示例6中，在对照(C6)接触透镜的情况下的描绘为图54的平均尖峰速率的神经元活动在表示信号的稳定性化的初始100毫秒之后遵循相对单调的轮廓。对于具有两种类型的极性——给光极性和撤光极性——的细胞而言，这种观察到的图案是类似的。在示例6中，除去初始100毫秒的稳定化期，在对照(C6)接触透镜的情况下针对给光类型的细胞的平均尖峰速率在大小上为在撤光类型的细胞的情况下获得的平均尖峰速率的大约三倍，如本文中所公开。
另一方面，在实施方式(D6)接触透镜的情况下的描绘为图56的平均尖峰速率的神经元活动作为时间的函数是随时间变化的。在该示例中，针对给光类型的细胞和撤光类型的细胞两者，通过实施方式(D5)接触透镜获得的图56中描绘的作为时间的函数的平均尖峰速率遵循随时间变化的图案。
在该示例6中，在单色模式(589nm)下并在4mm的瞳孔分析直径下对光学性能的轴上和离轴评价进行建模。
如本文中图57和图58所述，在4mm的瞳孔直径下使用作为空间频率的函数的调制传递函数来衡量的广域光学性能在用黑实线表示的对照(C5)接触透镜与用黑虚线表示的示例性实施方式(D5)接触透镜之间几乎无法区分，在示例6中，对于离轴性能而言，考虑用于性能评估的视场为15°，即距中心±7.5°。
示例7——对照C7和示例性实施方式设计D7
在该示例7中，改变表1的示意性模型眼睛的以下参数以表示处于其未适应状态下的4D的近视眼睛(即，基本处方Rx为-4D)：(i)眼睛的玻璃体腔深度为18.04mm；(ii)视网膜曲率半径为13.5mm。该模型配置成聚焦在大致位于距眼睛光学无限远处的远处物体上。通过对照(C7)接触透镜和示例性实施方式(D7)接触透镜一次一个地对经修改的近视示意性模型眼睛进行矫正。对照(C7)接触透镜表示使用以下参数建模的单视透镜：前表面(R＝8.41mm，Q＝-0.112)、中心厚度(0.135mm)、后表面(R＝7.75mm，Q＝-0.25)以及1.42的折射率。对照接触透镜C7没有/缺乏本公开中所设想的任何非屈光特征。第二透镜D7表示下述示例性实施方式：该示例性实施方式同样是具有与对照C7相同的参数的单视接触透镜，该示例性实施方式还配置有图59中公开的非屈光特征。
示例性实施方式示例D7的非屈光特征包括具有多个点状特征的螺旋形图案(5903)。该螺旋形图案定位在接触透镜(5902)的光学区(5901)内。每个臂中的点状特征的总数目为49。螺旋形图案的总体尺寸的直径为大约6mm。每个点状特征的宽度大约介于125μm之间(5904)。为了识别和易读性，非屈光特征相对于接触透镜的其它特征被放大。光学区(5901)的没有示例性实施方式D8的非屈光特征的其余部分配置有与眼睛的基本处方相匹配的基本单视处方参数。
根据段落[00271]至[00273]中公开的步骤，在对照C7接触透镜设计和实施方式D7接触透镜设计配装在示例7的示意性模型眼睛上时通过对照C7接触透镜设计和实施方式D7接触透镜设计对模拟的视网膜图像进行计算和分析。
在该示例7中，虚拟视网膜平台的另外的变量设想成具有以下设置；方程1、方程5和方程6中所述的对比增益控制机制的选项与以下输入参数值一起使用：(i)每归一化亮度单位的外网状层放大λOPL的值为150Hz；(ii)双极惰性泄露
Figure BDA0003766245870000571
为5Hz；(iii)反馈放大λA为100Hz；(iv)空间尺度σA为2.5°；并且(v)时间尺度τA为0.01毫秒。神经元束(1602)的布置是跨越5°×5°的视场的圆形布置。虚拟视网膜的稀疏侧向连接模式被关闭。方程2和方程3中描述的外网状层的补充高通滤波器选项被关闭。突触后池化选项也被关闭。使用如本文所述的虚拟视网膜平台对示例7的对照(C7)接触透镜设计的计算出的模拟视网膜图像进行后处理，针对具有给光极性和撤光极性两者的细胞产生了作为时间的函数的尖峰序列(图60)以及作为时间的函数的突出显示了平均尖峰速率的周围刺激直方图(图61)。图60和图61的顶部子图和底部子图分别表示针对给光细胞和撤光细胞的数据。使用如本文所述的虚拟视网膜平台对示例7的实施方式(D7)接触透镜设计的计算出的模拟视网膜图像进行后处理，针对具有给光极性和撤光极性两者的细胞产生了作为时间的函数的尖峰序列(图62)以及作为时间的函数的突出显示了平均尖峰速率的周围刺激直方图(图63)。图62和图63的顶部子图和底部子图分别表示针对给光细胞和撤光细胞的数据。
对于具有两种类型的极性——给光极性和撤光极性——的细胞而言，在对照(C7)接触透镜的情况下的描绘为图60的尖峰序列的神经元活动作为时间的函数是相对随时间不变的或者具有极小的变化或波动。另一方面，在实施方式(D7)接触透镜的情况下的描绘为图62的尖峰序列的神经元活动作为时间的函数是相对随时间变化的并且以变化的周期性而波动。
在示例7中，在对照(C7)接触透镜的情况下的描绘为图61的平均尖峰速率的神经元活动在表示信号的稳定性化的初始100毫秒之后遵循相对单调的轮廓。对于具有两种类型的记性——给光极性和撤光极性——的细胞而言，这种观察到的图案是类似的。
另一方面，在实施方式(D6)接触透镜的情况下的描绘为图62的平均尖峰速率的神经元活动作为时间的函数是随时间变化的。在该示例中，针对给光类型的细胞和撤光类型的细胞两者，通过实施方式(D7)接触透镜获得的图63中描绘的作为时间的函数的平均尖峰速率遵循随时间变化的图案。
在该示例7中，在单色模式(589nm)下并在6mm的瞳孔分析直径下对光学性能的轴上和离轴评价进行建模。如本文中图64和图65所述，在6mm的瞳孔直径下使用作为空间频率的函数的调制传递函数来衡量的广域光学性能在用黑实线表示的对照(C7)接触透镜与用黑虚线表示的示例性实施方式(D7)接触透镜之间几乎无法区分。
在示例7中，对于离轴性能而言，考虑用于性能评估的视场为15°，即距中心±7.5°。本文中描述的模拟技术是用以证明下述情况的许多方法中的一种方法：具有本文中公开的所设想的非屈光特征的单视接触透镜与标准护理单视接触透镜相比提供了视网膜神经节细胞活动的增加。
眼镜透镜实施方式
对各种眼镜透镜实施方式进行建模以证明与单视光学轮廓结合使用的非屈光特征提供了视网膜神经节细胞活动的增加，该视网膜神经节细胞活动的增加通过替代地测量使用模拟佩戴者眼睛的性能的虚拟视网膜平台获得的平均视网膜神经节细胞尖峰速率的增加来衡量。
图66示出了现有技术的眼镜透镜(6601)和示例性眼镜透镜(6602)的不按比例的前视图。眼镜透镜的尺寸为大约40mm×50mm。在这两种情况下，整个眼镜透镜区域构成眼镜透镜的光学区。眼镜透镜实施方式(6602)配置有非屈光特征(6603)，该非屈光特征(6603)包括网格图案，该网格图案包括4个水平线或条纹以及4个竖向线或条纹。光学区大致围绕光学中心(6605)设计成具有与眼睛的基本处方相匹配的单视屈光能力。定位在眼镜透镜实施方式的中心的网格图案在高度和宽度上跨越大约25mm。这些网格线的边界(6603)配置成完全不透明的或大致不透明的。非屈光特征的宽度(6604)大约在50μm与100μm之间，非屈光特征的宽度(6604)仅在图中被放大以展示相对于本文中所描述的接触透镜的尺寸的特征。图66的实施方式还可以以其他变型配置，例如，所设想的非屈光设计特征在光学区内的宽度在宽度上可以是至少125μm、150μm、175μm、200μm或250μm。图66的实施方式还可以以其他变型配置，例如，所设想的非屈光设计特征可以包括随机图案、多个圆形、椭圆形、三角形、矩形、六边形、规则多边形或不规则多边形；其中，限定多个孔口的边界的宽度在宽度上可以在50μm与125μm之间、150μm与250μm之间或者100μm与300μm之间。在图66的实施方式的优选变型中，非屈光特征的最大宽度，即形成网格图案或任意其他图案的线的宽度不超过150μm、200μm或250μm，以避免对佩戴者的眼睛的分辨率特性产生随之发生的不必要的影响。在其他实施方式中，所设想的非屈光特征可以定位成位于眼镜设计的光学区的周缘中。在又一眼镜透镜实施方式中，形成网格图案的细线或条纹的数目可以为至少5个、9个、15个或25个。在一些其他眼镜透镜实施方式中，设计特征、形成网格图案的线或条纹的数目可以介于5个与9个之间、或者9个与15个之间、或者9个与15之间、或者5与25个之间。在另一实施方式中，可以设想到以至少3mm、6mm、9mm或12mm的长度穿过光学区的仅一条大致不间断的长曲线或之字形线。
在又一眼镜透镜实施方式中，一个或更多个条纹可以以对称或随机的方式布置，所述一个或更多个条纹可以与光轴同心地定位或者相对于光学中心偏心地定位。条纹也可以由直线或曲线构成，它们可以相互接触或交叉、或者全部分开配置，或者前述情况的组合。条纹在宽度和长度方面可以有所不同。佩戴在左眼和右眼中的透镜可以应用有不同的图案。
在又一眼镜透镜实施方式中，所设想的设计特征(即多个条纹或摩尔纹图案)在眼镜透镜内可以彼此分开。在又一实施方式中，所设想的多个非屈光特征可以配置成彼此相邻或彼此交错。
眼镜佩戴者的自然眼球运动可能导致在时间上变化的刺激，这会进一步提高人工引入到视觉图像中的不均匀性，这进而可以提高针对佩戴者的治疗效益的效力，例如，从而更大程度地降低佩戴者的近视进展速率。图67示出了描绘了具有一定可见波长、例如555nm的可见波长的聚散度为0D的从广角视场(6701)进入2D的近视模型眼睛(6700)的入射光的示意图，该2D近视模型眼睛用现有技术的标准单视透镜(6702)来校正。视网膜神经节细胞活动由给光-中心/撤光-周围电路和撤光-中心/给光-周围电路(6703)来记录。通过模拟习惯性扫视眼球运动来促使在视网膜平面处捕获使用现有技术的标准单视透镜(6702)获得的视网膜神经节细胞活动，以说明最小视网膜活动或者在基础速率下的视网膜活动或者视网膜活动的最小时间变化。给光感受野活动或撤光感受野活动的时间的积分的相对差异决定眼睛的进一步生长。
本公开假定，不活动的视网膜触发眼睛生长，而活动的视网膜减慢生长或触发停止信号。本公开进一步设想，现有技术的标准单视透镜或眼镜透镜以及/或者空间上均匀的视觉图像有助于产生均匀且在空间上大致无边缘的视觉图像，进而使视网膜处于基线状态(即，视网膜神经节细胞的基线或恒定激发模式)，并且因此促进眼睛进一步生长，从而导致更大程度的近视。
图68示出了描绘了具有一定可见波长、例如555nm的可见波长的聚散度为0D的从广角视场(6801)进入2D近视模型眼睛(6800)的入射光的示意图，该2D近视模型眼睛通过眼镜实施方式(6802)来矫正。通过模拟习惯性扫视眼球运动来在视网膜平面处捕获使用标准眼镜实施方式(6802)获得的由给光-中心/撤光-周围电路和撤光-中心/给光-周围回路(6803)记录的视网膜神经节细胞活动，以说明或示出在视网膜处的与基线状态相比增加的活动。
出于说明的目的，在图67和图68中选择了简单的模型眼睛，然而，在其他实施方式中，可以使用诸如Liou-Brennan，Escudero-Navarro等示意性光线追踪模型眼睛来代替。本文中提供的示例已经使用2D近视模型眼睛来公开本发明，然而，本公开可以扩展至其他程度的近视，即-1D、-3D、-5D或-6D。此外，应当理解的是，可以引申至具有不同程度的近视与散光结合的眼睛。在实施方式中，提及了555nm的特定波长，然而，应当理解的是，可以引申至420nm与760nm之间的其他可见波长。
对各种示例性眼镜透镜实施方式(D8至D10)的建模证明，与单视设计结合使用的所设想的非屈光特征提供了视网膜神经节细胞活动的增加，视网膜神经节活动的增加通过使用本文中公开的虚拟视网膜平台获得的平均视网膜尖峰速率的增加来衡量。在其它实施方式中，可以考虑视网膜神经节细胞活动的各种其它替代测量，例如，检查对于所选择的神经元束的尖峰序列分析。
为了说明根据本公开的眼镜透镜实施方式的工作方式，针对本文中描述的每个测试情况(即示例8至示例10)使用两种不同类型的眼镜进行改进的光学建模试验。
第一类型包括单视眼镜透镜(C8至C10)，单视眼镜透镜(C8至C10)与示意性模型眼睛的基本处方相匹配，以提供对屈光不正的矫正，从而模拟标准治疗。
第二类型包括与单视的标准治疗的对照眼镜透镜(C8至C10)基本上相同的各种示例性眼镜透镜实施方式(D8至D10)，所述各种示例性眼镜透镜实施方式(D8至D10)进一步配置有根据本发明设计的附加的非屈光特征。为了说明本发明的工作方式，一次一个地将对照(C8至C10)和示例性实施方式眼镜透镜(D8至D10)分别在示例8至示例10中描述的经修改的示意性模型眼睛上配置、测试/评估。对眼镜透镜的前表面的表面透射特性进行修改以设计示例8至示例10的特征。透射率计算为100％的分数，其中，100％意味着所有的光被透射，如同没有吸收、反射或渐晕损失一样。在本公开的某些实施方式中，表面透射率被定义为射线透射穿过表面的强度的相对任意的百分数。在本公开的一些其它实施方式中，相对任意的强度百分数可以配置为是波长相关的。在本公开的某些其它实施方式中，相对任意的强度百分数可以配置为是极性敏感的。为了评估所模拟的视网膜神经节细胞活动，在各种偏心位置中使眼镜透镜相对于模型眼睛的光轴偏心以模拟扫视眼球运动。眼镜透镜相对于模型眼睛的光学中心的运动在水平方向上包括在±5mm之间。在每个偏心的眼镜位置处都进行广域视网膜图像模拟。一百零一(101)个这样的模拟视网膜图像构成用于虚拟视网膜平台的输入流，以引发视网膜神经节细胞活动。在该示例中，101个图像帧中的每个图像帧配置为50毫秒，相当于对于虚拟视网膜模型的实时刺激呈现为5.05秒。输入流的每一帧配置成超过512×512像素，其中，每一帧配置成覆盖圆形神经元区域的全部直径，从而包围虚拟视网膜平台的视网膜的大约15°×15°(黄斑)区域或20°×20°(黄斑旁)区域。输入流中用于每个像素的位深度被数字化为从0至255(即8位)的范围。在以下部分中对方程1至方程9中描述的用于证明本公开的接触透镜实施方式的工作方式的具体视网膜设置和配置进行讨论。
在全部示例8至示例10中，外网状层配置成具有对向大约1.5°(即方程2的σC)的中心区域和对向大约4.75°(即方程3的σS)的周围区域。外网状层的中心时间尺度和周围时间尺度设置为大约1毫秒，外网状层的中心时间尺度和周围时间尺度分别通过方程2和方程3的变量τC和τS来表示。如本文的方程1中所述，控制积分中心-周围信号的变量选定为wOPL＝1和λOPL＝10。双极细胞和神经节细胞突触的静态非线性系数在所有示例8至示例10中都是固定的。双极线性阈值设置为0，线性阈值恒定保持在80，并且双极放大值保持在100。在所有示例8至示例10中保持神经元模型的值，其中，对于示例8至示例10的模拟而言，使用的泄露为0.75，神经元噪声为20，膜电容为150以及激发阈值为2.4。突触后池化变量σ被忽略。在示例8至示例10中，针对对比增益控制机制、外网状层的补充高通滤波器的效用以及无长突细胞的侧向连接性的效用的选项保持可变。本文中公开了所使用的具体设置的其他细节。
针对本文所述的每个示例性实施方式，使用下述两种类型的眼镜透镜进行高级光学建模实验：(1)与示意性模型眼睛的基本处方匹配以提供屈光不正的矫正的单视眼镜透镜，其模拟标准治疗；(2)具有根据本发明设计的附加的非屈光特征的上述相同的标准单视眼镜透镜，以提供与标准治疗单视眼镜透镜相比增加的视网膜神经节细胞活动。
在某些眼镜透镜实施方式中，眼镜透镜的光学区内的所设想的设计特征(即孔口)的不透明边界或半透明边界或吸收边界的宽度可以为至少15μm、25μm、35μm、50μm、75μm、100μm、150μm、200μm或250μm。
在某些眼镜透镜实施方式中，眼镜透镜的光学区内的所设想的设计特征(即孔口)的不透明边界或半透明边界或吸收边界的宽度可以配置成不大于300μm、325μm、350μm、375μm或400μm，以避免被矫正的眼睛的分辨能力的潜在劣化，并且/或者在所有观察条件下保持足够的光透射量，例如以适应介于2mm与7mm之间的正常瞳孔变化，所有观察条件涵盖佩戴者可能经历的昏暗光照条件、环境光照条件和高水平的光照条件。
由于眼镜透镜的美容性外观，与不透明的边界相比，半透明的或吸收/着色边界可以优选地作为设计特征。在某些眼镜透镜实施方式中，眼镜透镜上的所设想的设计特征的半透明边界的宽度可以在15μm与30μm之间、25μm与50μm之间、或者30μm与75μm之间、或者15μm与100μm之间。在一些实施方式中，设计特征的宽度在多个孔口上可以不是恒定的。
在又一眼镜实施方式中，光学区内的所设想的多个孔口仅可以在佩戴者正在执行特定的近距离视觉任务时、例如读书、书写、玩视频游戏、使用手机、使用平板电脑或使用计算机时使用。
关于所设想的设计特征在眼镜透镜中的实现，在某些实施方式中，可以使用可以具有偏振选择性的材料来引入多个边界。使用这种偏振敏感材料可以增强佩戴者的美容性，还提供期望的边缘效果以提供停止信号。当使用配置有偏振敏感材料的多个孔口时，可以设想到选择性测试情况(使用液晶显示器(LCD)、发光二极管显示器)。
示例8——对照(C8)设计和示例性实施方式(D8)设计
在该示例8中，改变表1的示意性模型眼睛的以下参数以表示处于其未适应状态下的3D的近视眼睛(即，基本处方Rx为-3D)：(i)眼睛的玻璃体腔深度为17.63mm；并且(ii)视网膜曲率半径为13.5mm。
该模型配置成聚焦在距眼睛光学无限远处的远处物体上。通过对照(C7)眼镜透镜和示例性实施方式(D7)眼镜透镜一次一个地对修改后的近视示意性模型眼睛进行矫正。对照(C7)眼镜透镜表示使用以下参数进行建模的单视透镜：前表面(R＝2000mm)、中心厚度(1.5mm)、后表面(R＝144.2mm)并且折射率为1.5以及总坯料直径为50mm。对照眼镜透镜C8没有/缺乏本公开中设想的任何非屈光特征。第二透镜D8表示下述示例性实施方式：该示例性实施方式同样是具有与对照C8相同的参数的单视眼镜透镜，该示例性实施方式还配置有图69中公开的非屈光特征。示例性实施方式D8(6900)的非屈光特征包括具有6个臂的涡旋图案(6902)，每个臂还包括多个点状特征。涡旋图案围绕眼镜透镜(6901)的光学中心定位。每个臂(6902)中的点状特征的总数目为大约10个。涡旋图案的总体尺寸的直径为大约5mm。点状特征的宽度大约在75μm之间(6904)。示例性实施方式D8的其余部分(6905)配置有与眼睛的基本处方相匹配的单视参数。示例性实施方式示例D8的非屈光特征配置成使得其吸收入射在非屈光特征上的光的至少90％。遵循段落[00385]至[00387]中公开的步骤，在对照C8眼镜设计和实施方式D8眼镜设计配装在示例8的示意性模型眼睛上时，通过对照C8眼镜设计和实施方式D8眼镜设计对模拟视网膜图像进行计算和分析。
在该示例8中，虚拟视网膜平台的另外的变量设想成具有以下设置；方程1、方程5和方程6所述的对比增益控制机制的选项与以下输入参数值一起使用：(i)每归一化亮度单位的外网状层放大λOPL的值为150Hz；(ii)双极惰性泄露
Figure BDA0003766245870000641
为5Hz；(iii)反馈放大λA为100Hz；(iv)空间尺度σA为2.5°；并且(v)时间尺度τA为0.01毫秒。神经元束(1602)的布置是跨越15°×15°的视场的圆形布置。
虚拟视网膜的稀疏侧向连接模式与具有10％的正权重和0.01权重方差的10个突触前神经元一起使用。此外，方程2和方程3中描述的外网状层的补充高通滤波器选项与以下参数值一起使用：时间尺度为0.2毫秒，并且空间尺度为0.5°。突触后池化选项也被关闭。使用如本文中所述的虚拟视网膜平台对示例8的对照(C8)眼镜设计的经计算的模拟视网膜图像进行后处理，针对具有给光极性和撤光极性两者的细胞产生了作为时间的函数的尖峰序列(图70)和作为时间的函数的突出显示了平均尖峰速率的周围刺激直方图(图71)。图70和图71的顶部子图和底部子图分别表示针对给光细胞和撤光细胞的数据。
使用如本文中所述的虚拟视网膜平台对示例8的实施方式(D8)眼镜设计的经计算的模拟视网膜图像进行后处理，针对具有给光极性和撤光极性两者的细胞产生了作为时间的函数的尖峰序列(图72)和作为时间的函数的突出显示了平均尖峰速率的周围刺激直方图(图73)。图72和图73的顶部子图和底部子图分别表示针对给光细胞和撤光细胞的数据。
通过对照(C8)眼镜透镜得到的描绘为图70的尖峰序列的神经元活动作为时间的函数是相对随时间不变的或者具有极小的变化或没有变化或没有波动。对于具有两种类型的极性——给光极性和撤光极性——的细胞而言，这种观察结果是类似的。另一方面，通过实施方式(D8)眼镜透镜得到的描绘为图72的尖峰序列的神经元活动是相对随时间变化的，以随时间显示波动。观察到的根据时间的波动是周期性的，其中，观察到的波动具有较小的幅度。通过实施方式透镜获得的尖峰响应中非稳定性和非线性归因于视网膜图像中的人工边缘或发光对比轮廓、或者人工边缘的时间变化。
在示例8中，通过对照(C8)眼镜透镜的描绘为图71的平均尖峰速率的神经元活动在表示信号的稳定化的初始100毫秒之后遵循相对单调的轮廓。对于具有两种类型的极性——给光极性和撤光极性——的细胞而言，这种观察到的图案是类似的。
另一方面，针对给光类型的细胞和撤光类型的细胞两者，通过实施方式(D8)眼镜透镜得到的描绘为图73的平均尖峰速率的神经元活动遵循随时间变化的图案。在该示例8中，在明视觉条件下于6mm的瞳孔分析直径下在跨越470nm至650nm的波长的多色模式下使用描述人对亮度的视觉感知的平均光谱灵敏度的光度函数对光学性能的轴上和离轴评价进行建模。
如本文中图74和图75所述，在6mm的瞳孔直径下使用作为空间频率的函数的调制传递函数来衡量的广域光学性能在用黑实线表示的对照(C8)眼镜透镜与用黑虚线表示的示例性实施方式(D8)眼镜透镜之间几乎无法区分。在示例8中，对于离轴性能而言，考虑用于性能评估的视场为20°，即距中心±10°。
示例9——对照(C9)设计和示例性实施方式(D9)设计
在该示例9中，改变表1的示意性模型眼睛的以下参数以表示处于其1D适应状态下的1D的近视眼睛(即，基本处方Rx为-3D)：(i)眼镜的玻璃体腔深度为16.92mm，(ii)视网膜曲率半径为12mm，以及(iii)前透镜半径(R＝9.34mm)和圆锥常数(Q＝-3.2)参数。
该模型配置为聚焦在距眼睛1米处的远处物体上。使用对照(C9)眼镜透镜和示例性实施方式(D9)眼镜透镜一次一个地矫正经修改的近视示意性模型眼睛。对照(C8)眼镜透镜表示使用以下参数建模的单视透镜：前表面(R＝2000mm)、中心厚度(1.5mm)、后表面(R＝379.1mm)和1.5的折射率以及50mm的总坯料直径。对照眼镜透镜C9没有/缺乏本公开中所设想的任何非屈光特征。
第二透镜D9表示下述示例性实施方式：该示例性实施方式同样是具有与对照C9相同的参数的单视眼镜透镜，该示例性实施方式还配置有图76中公开的非屈光特征。
示例性实施方式示例D9的非屈光特征包括方形网格图案(7602)，该方形网格图案(7602)还包括围绕眼镜透镜(7601)的光学中心定位的多个方形孔口。设计在图案(7602)内的孔口的总数目为大约16个。方形网格的总尺寸为大约3mm×3mm。形成方形孔口的线或边界的宽度大约在50μm之间(7604)。示例性实施方式D9的其余部分(7605)配置有与眼睛的基本处方相匹配的单视参数。示例性实施方式示例D9的非屈光特征配置成使得其吸收至少85％的入射在非屈光特征上的光。
遵循段落[00385]至[00387]中公开的步骤，在对照C9眼镜设计和实施方式D9眼镜设计配装在示例9的示意性模型眼睛上时，通过对照C9眼镜设计和实施方式D9眼镜设计对模拟视网膜图像进行计算和分析。在该示例9中，虚拟视网膜平台的另外的变量设想成具有以下设置；方程1、方程5和方程6所述的对比度增益控制机制的选项是。神经元束(1602)的布置是跨越20°×20°的视场的圆形布置。
虚拟视网膜的稀疏侧向连接模式与具有10％的正权重和0.01权重方差的10个突触前神经元一起使用。方程2和方程3中描述的外网状层的补充高通滤波器选项被关闭。突触后池化选项也被关闭。
使用如本文中所述的虚拟视网膜平台对示例9的对照(C9)眼镜设计的经计算的模拟视网膜图像进行后处理，针对具有给光型极性和撤光型极性两者的细胞产生了作为时间的函数的尖峰序列(图77)和作为时间的函数的突出显示了平均尖峰速率的周围刺激直方图(图78)。图77和图78的顶部子图和底部子图分别表示针对给光细胞和撤光细胞的数据。
使用如本文中所述的虚拟视网膜平台对示例9的实施方式(D9)眼镜设计的经计算的模拟视网膜图像进行后处理，针对具有给光型极性和撤光型极性两者的细胞产生了作为时间的函数的尖峰序列(图79)和作为时间的函数的突出显示了平均尖峰速率的周围刺激直方图(图80)。图79和图80的顶部子图和底部子图分别表示针对给光细胞和撤光细胞的数据。
对于具有给光极性和撤光极性这两种极性类型的细胞而言，通过对照(C9)眼镜透镜得到的描绘为图77的尖峰序列的神经元活动作为时间的函数是相对随时间不变的或者具有极小的变化或没有变化或没有波动。另一方面，通过实施方式(D9)眼镜透镜的描绘为图79的尖峰序列的神经元活动作为时间的函数是相对随时间变化的并且以变化的周期性而波动。在示例9中，通过对照(C9)眼镜透镜得到的描绘为图78的平均尖峰速率的神经元活动在表示信号的稳定化的初始50毫秒之后遵循相对单调的轮廓。对于具有给光极性和撤光极性这两种极性类型的细胞而言，这种观察到的图案是类似的。撤光型极性的细胞响应示出了平均尖峰速率根据时间的一些变化，然而，变化的幅度在大小上较小。另一方面，针对给光型细胞和撤光型细胞两者，通过实施方式(D9)眼镜透镜获得的描绘为图80所述的作为时间的函数的平均尖峰速率的神经元活动遵循随时间变化的图案。对于两种类型的极性来说，通过对照(C9)眼镜透镜得到的描绘为图77的尖峰序列的神经元活动是相对随时间不变的。通过实施方式透镜获得的尖峰响应中的非稳定性和非线性归因于视网膜图像中的人工边缘或发光对比轮廓、或者人工边缘的时间变化。
如从离散的神经元束的响应中可以看到的，活动的离散的撤光型神经元束的数目比对应的活动的离散的给光型神经元束的数目低3至4倍。另一方面，通过实施方式(D9)眼镜透镜得到的描绘为图79的尖峰序列的神经元活动对于两种类型的极性来说是相对随时间变化的。此外，活动的撤光型的离散的神经元束的总数目能够与活动的给光型的离散的神经元束的数目相当。
在该示例9中，在单色模式(589nm)下并在5mm的瞳孔分析直径下对光学性能的轴上和离轴评价进行建模。如本文中图81和图82所述，在5mm的瞳孔直径下使用作为空间频率的函数的调制传递函数来衡量的广域光学性能在对照(C9)接触透镜与示例性实施方式(D9)眼镜透镜之间几乎无法区分，在示例9中，对于离轴性能而言，考虑用于性能评估的视场为20°，即距中心±10°。
示例10——对照(C10)设计和示例性实施方式(D10)设计
在该示例10中，改变表1的示意性模型眼睛的以下参数以表示处于其2D适应状态下的4D近视眼睛(即，基本处方Rx为-4D)：(i)眼镜的玻璃体腔深度为18mm，(ii)视网膜曲率半径为12mm，以及(iii)前透镜半径(R＝7.934mm)和圆锥常数(Q＝-1.962)参数。
该模型配置成聚焦在距眼睛50cm处的远处物体上。使用对照(C10)眼镜透镜和示例性实施方式(D10)眼镜透镜一次一个地矫正经修改的近视示意性模型眼睛。对照(C10)眼镜透镜表示使用以下参数建模的单视透镜：前表面(R＝2000mm)、中心厚度(1.5mm)、后表面(R＝102.26mm)和1.5的折射率以及50mm的总坯料直径。对照眼镜透镜C10没有/缺乏本公开中所设想的任何非屈光特征。
第二透镜D10表示下述示例性实施方式：该示例性实施方式同样是具有与对照C10相同的参数的单视眼镜透镜，该示例性实施方式还配置有图83中公开的非屈光特征。示例性实施方式D10的非屈光特征包括配置为随机图案(8302)的非屈光特征，该随机图案还包括围绕眼镜透镜(8301)的光学中心定位的一系列的线或条纹。设计在图案(8302)内的线或条纹的总数目为大约16个。线或条纹的长度(8306)大约在0.75mm与1.25mm之间。
线或条纹的宽度(8305)大约在25μm与75μm之间。示例性实施方式D10的其余部分(8304)配置有与眼睛的基本处方相匹配的单视参数。示例性实施方式示例D10的非屈光特征配置成使得其吸收至少80％的入射在非屈光特征上的光。
遵循段落[00385]至[00387]中公开的步骤，在对照C10眼镜设计和实施方式D10眼镜设计配装在示例10的示意性模型眼睛上时，通过对照C10眼镜设计和实施方式D10眼镜设计对模拟视网膜图像进行计算和分析。在该示例10中，虚拟视网膜平台的另外的变量设想成具有以下设置；方程1、方程5和方程6所述的对比度增益控制机制的选项是。神经元束(1602)的布置是跨越20°×20°的视场的圆形布置。虚拟视网膜的稀疏侧向连接模式被关闭。方程2和方程3中描述的外网状层的补充高通滤波器选项被关闭。突触后池化选项也被关闭。使用如本文中所述的虚拟视网膜平台对示例10的对照(C10)眼镜设计的经计算的模拟视网膜图像进行后处理，针对具有给光型极性和撤光型极性两者的细胞产生了作为时间的函数的尖峰序列(图84)和作为时间的函数的突出显示了平均尖峰速率的周围刺激直方图(图85)。图84和图85的顶部子图和底部子图分别表示针对给光型细胞和撤光型细胞的数据。使用如本文中所述的虚拟视网膜平台对示例10的实施方式(D10)眼镜设计的经计算的模拟视网膜图像进行后处理，针对具有给光型极性和撤光型极性两者的细胞产生了作为时间的函数的尖峰序列(图86)和作为时间的函数的突出显示了平均尖峰速率的周围刺激直方图(图87)。
图86和图87的顶部子图和底部子图分别表示针对给光型细胞和撤光型细胞的数据。通过对照(C10)眼镜透镜得到的描绘为图84的尖峰序列的神经元活动对于两种类型的极性——即给光类型细胞(图84的顶部子图)和撤光类型细胞(图84的底部子图)——来说是相对随时间不变的。子图中的Y轴表示离散的神经元束的响应。
如可以看到的，活动的离散的撤光型的神经元束的数目比对应的活动的离散的给光型的神经元束的数目低3至4倍。另一方面，通过实施方式(D10)眼镜透镜得到的描绘为图86的尖峰序列的神经元活动——对于两种类型的极性即给光型细胞(图86的顶部子图)和撤光型细胞(图86的底部子图)——来说相对随时间变化的。然而，通过实施方式(D10)眼镜透镜示例，活动的撤光型的离散的神经元束的总数目能够与活动的给光型的离散的神经元束的数目相当。
在示例10中，针对给光型细胞(图85的顶部子图)，通过对照(C10)眼镜透镜得到的描绘为图85的平均尖峰速率的神经元活动在表示信号的稳定化的初始50毫秒之后遵循相对单调的轮廓。一方面，撤光型细胞显示了平均尖峰速率根据时间的一些变化，然而，这些变化在幅度方面较小。
与此不同的是，根据实施方式(D10)眼镜透镜得到的描绘为图87中的平均尖峰速率的离散的神经元活动是根据时间变化的。在给光型细胞和撤光型细胞两者中观察到随时间变化的图案；然而，该随时间变化的图案在撤光型细胞的情况下幅度更大。在撤光型细胞(图87的底部子图)中在时间点2000毫秒与3000毫秒之间观察到的图案，平均尖峰速率遵循准正弦图案。在撤光型细胞响应的各种其他时间点处，准正弦图案的幅度减小。给光型细胞响应也显示了平均尖峰速率根据时间的变化，然而，该变化的幅度较小。
通过实施方式透镜获得的尖峰响应中的非稳定性和非线性归因于视网膜图像中的人工边缘或发光对比轮廓、或者人工边缘的时间变化。在示例10中，在明视觉条件下于4mm的瞳孔分析直径下，在跨越470nm至650nm的波长的多色模式下使用描述人对亮度的视觉感知的平均光谱灵敏度的光度函数对光学性能的轴上和离轴评价进行建模。
如本文中图88和图89所述，在4mm的瞳孔直径下使用作为空间频率的函数的调制传递函数来衡量的广域光学性能在用黑实线表示的对照(C10)眼镜透镜与用虚线表示的示例性实施方式(D10)眼镜透镜之间基本上类似。在示例10中，对于离轴性能而言，考虑用于性能评估的视场为20°，即距中心±10°。
示例权利要求组A
一种用于眼睛的接触透镜，所述接触透镜包括：前表面；后表面；光学区，所述光学区包括为眼睛的距离屈光不正提供基本矫正的基本处方和多个非屈光特征；以及周边区，所述周边区环绕所述光学区。
根据组A的上述权利要求示例所述的接触透镜，其中，用于所述眼睛的所述基本处方包括以下各者中的至少一者：球面矫正、散光矫正、或者球面和散光矫正。
根据组A的上述权利要求示例中的一项或更多项所述的接触透镜，其中，所述多个非屈光特征包括以下各者中的至少一者：形成多个孔口的多个大致不透明边界，其中，每个孔口包围大致透明区域，或者，多个大致不透明特征形成没有大致明显边界的一个或更多个图案。
根据组A的上述权利要求示例中的一项或更多项所述的接触透镜，其中，每个大致透明区域包括用于所述眼睛的所述基本处方。
根据组A的上述权利要求示例中的一项或更多项所述的接触透镜，其中，所述多个孔口中的至少一个孔口的形状是圆形、椭圆形、卵形、三角形、矩形、方形、五边形或六边形或八边形、或任何其他的规则多边形或不规则多边形、或者随机形状。
根据组A的上述权利要求示例中的一项或更多项所述的接触透镜，其中，所述多个孔口配置为呈圆形的、六边形的、径向的、螺旋形的、规则的、不规则的或随机的布置。
根据组A的上述权利要求示例中的一项或更多项所述的接触透镜，其中，所述多个孔口中的至少一个孔口包围的透明区域的表面积介于0.25平方毫米与2.5平方毫米之间、或0.5平方毫米与5平方毫米之间、或0.75平方毫米与7.5平方毫米之间、或0.25平方毫米与7.5平方毫米之间。
根据组A的上述权利要求示例中的一项或更多项所述的接触透镜，其中，所述多个孔口中的任意孔口的所述大致不透明边界的宽度为可见光谱的平均波长(即，555nm)的至少3倍、至少4倍、或至少6倍、或至少8倍、或至少10倍，使得所述大致不透明边界保持基本无衍射。
根据组A的上述权利要求示例中的一项或更多项所述的接触透镜，其中，所述多个孔口中的任意孔口的所述大致不透明边界的宽度介于5μm至75之间、或25μm至150μm之间、或50μm至250μm之间。
根据组A的上述权利要求示例中的一项或更多项所述的接触透镜，其中，所述多个孔口中的孔口的总数目为至少2个、至少3个、至少4个、至少5个、至少6个或至少7个孔口。
根据组A的上述权利要求示例中的一项或更多项所述的接触透镜，其中，没有大致明显边界的多个图案至少包括：辐条轮状图案、螺旋图案、涡旋图案、网格图案、孟菲斯图案、点状图案、规则图案、不规则图案、莫尔条纹图案、干涉图案、具有点的随机图案、具有直线的随机图案、具有非圆形点的随机图案、具有曲线的随机图案、具有弧线的随机图案、具有之字形线的随机图案；其中，所述多个图案中的每个图案形成有包括点、线或条纹的大致不透明特征。
根据组A的上述权利要求示例中的一项或更多项所述的接触透镜，其中，没有大致明显边界的多个图案在所述光学区内居中或偏心。
根据组A的上述权利要求示例中的一项或更多项所述的接触透镜，其中，所述多个非屈光特征的总表面积占据所述光学区的总表面积的百分之2.5与百分之10之间，或百分之5与百分之15之间、或百分之7.5与百分之20之间。
根据组A的上述权利要求示例中的一项或更多项所述的接触透镜，其中，所述多个非屈光特征配置成位于所述光学区的中心3mm、或中心4mm、或中心5mm或中心6mm以内。
根据组A的上述权利要求示例中的一项或更多项所述的接触透镜，其中，位于所述光学区的中心6.5mm以外、或中心7mm以外或中心7.5mm以外的区域基本没有所述非屈光特征。
根据组A的上述权利要求示例中的一项或更多项所述的接触透镜，其中，所述多个非屈光特征施用在所述前表面或所述后表面、或者所述前表面和所述后表面两者上。
根据组A的上述权利要求示例中的一项或更多项所述的接触透镜，其中，所述多个非屈光特征施用在所述接触透镜的基体内。
根据组A的上述权利要求示例中的一项或更多项所述的接触透镜，其中，通过所述光学区的总透光率在通过没有所述非屈光特征的类似单视透镜的光学区的总透光率的百分之85与百分之90之间、或百分之90与百分之95之间、或百分之92.5与百分之97.5之间、或百分之85与百分之99之间。
根据组A的上述权利要求示例中的一项或更多项所述的接触透镜，其中，所述多个非屈光特征至少部分地配置成对入射光的偏振是敏感的。
根据组A的上述权利要求示例中的一项或更多项所述的接触透镜，其中，所述多个非屈光特征至少部分地在所述入射光被线性地、或圆形地或椭圆形地偏振时被启用并且变得不透明。
根据组A的上述权利要求示例中的一项或更多项所述的接触透镜，其中，所述多个非屈光特征至少部分地在所述入射光来自LCD或LED或OLED监视器屏幕、TV屏幕、平板电脑屏幕或移动电话屏幕或类似的电子装置的屏幕时被启用并且变得不透明。
根据组A的上述权利要求示例中的一项或更多项所述的接触透镜，其中，所述多个非屈光特征至少部分地配置成能够被电子地调整。
根据组A的上述权利要求示例中的一项或更多项所述的接触透镜，其中，所述非屈光特征配置成使得材料特性对介于420nm至760nm之间且包括端值的特定可见波长是光谱敏感的。
根据组A的上述权利要求示例中的一项或更多项所述的接触透镜，其中，所述透镜能够为佩戴者提供足以与使用没有非屈光特征的单视透镜所获得的视觉性能大致类似的视觉性能。
根据组A的上述权利要求示例中的一项或更多项所述的接触透镜，其中，所述非屈光特征配置成使得材料特性对介于420nm至760nm之间的特定可见波长是光谱敏感的。
根据组A的上述权利要求示例中的一项或更多项所述的接触透镜，当在配置有与所述基本处方大致相匹配的距离屈光不正的模型眼睛上进行测试时，所述接触透镜针对介于3mm与6mm之间且包括端值的至少一个瞳孔以及420nm至760nm且包括端值的至少一个波长提供轴上调制传递函数，所述轴上调制传递函数大致等于通过没有所述非屈光特征的单视接触透镜获得的轴上调制传递函数。
根据组A的上述权利要求示例中的一项或更多项所述的接触透镜，当在配置有与所述基本处方大致相匹配的距离屈光不正的模型眼睛上进行测试时，所述接触透镜针对介于3mm与6mm之间且包括端值的至少一个瞳孔以及420nm至760nm且包括端值的至少一个波长提供离轴广域调制传递函数，所述离轴广域调制传递函数大致等于通过没有所述非屈光特征的单视接触透镜获得的离轴广域调制传递函数。
根据组A的上述权利要求示例中的一项或更多项所述的接触透镜，其中，广域的视网膜包括至少5°、或10°、或15°、或20°、或25°、或30°的视场。
根据组A的上述权利要求示例中的一项或更多项所述的接触透镜，当在配置有与所述基本处方大致相匹配的距离屈光不正的模型眼睛上进行测试时，所述接触透镜提供对所述眼睛的所述距离屈光不正的基本矫正并且产生分布在所述模型眼睛的广域的所述视网膜上的人工边缘或空间发光对比轮廓。
根据组A的上述权利要求示例中的一项或更多项所述的接触透镜，当于各种偏心位置在配置有与所述基本处方大致相匹配的距离屈光不正的模型眼睛上进行测试时，所述接触透镜提供分布在所述模型眼睛的广域的所述视网膜上的所述人工边缘或空间发光对比轮廓的随时间的变化，所述各种偏心位置用以模拟以下各者中的一者：所述接触透镜的眼上运动；佩戴者的眼睛运动；或者所述接触透镜的眼上运动和所述佩戴者的眼睛运动的组合。
根据组A的上述权利要求示例中的一项或更多项所述的接触透镜，其中，所述模型眼睛是示意性的、物理的或工作台式的模型眼睛。
根据组A的上述权利要求示例中的一项或更多项所述的接触透镜，其中，当在配置有与所述基本处方大致相匹配的距离屈光不正的工作台式的或物理的模型眼睛上进行测试时，所述接触透镜产生对所述模型眼睛的所述距离屈光不正的基本矫正。
根据组A的上述权利要求示例中的一项或更多项所述的接触透镜，其中，包括相机的工作台式的或物理的所述模型眼睛的所述视网膜配置成捕获视觉场景的通过用所述接触透镜矫正的所述模型眼睛而投射的图像，所述相机具有电荷耦合装置或互补型金属氧化物传感器。
根据组A的上述权利要求示例中的一项或更多项所述的接触透镜，其中，由所述模型眼睛的所述视网膜捕获的图像用作用于虚拟视网膜模拟器的输入流，所述虚拟视网膜模拟器包括本文中所公开的下述三个图像处理步骤中的至少一个图像处理步骤：(a)对图像的所述输入流进行时空滤波以产生带通电流，(b)使用可变反馈栅极并联电导进行瞬时非线性对比度增益控制，以及(c)噪声积分和激发细胞模型的离散组产生描绘神经节细胞活动的尖峰序列。
根据组A的上述权利要求示例中的一项或更多项所述的接触透镜，其中，所述多个非屈光区域配置成提供与通过没有所述非屈光特征的单视接触透镜获得的视网膜神经节细胞活动相比增加的视网膜神经节细胞活动。
根据组A的上述权利要求示例中的一项或更多项所述的接触透镜，其中，所述视网膜神经节细胞活动为没有所述非屈光特征的单视接触透镜的视网膜神经节细胞活动的至少1.25倍、1.5倍、1.75倍、2倍、2.25倍、2.5倍、2.75倍、3倍，所述视网膜神经节细胞活动衡量为在特定时间范围内积分的平均视网膜尖峰速率。
根据组A的上述权利要求示例中的一项或更多项所述的接触透镜，其中，所述特定时间范围能够是至少1秒、或至少3秒、或至少10秒、或至少30秒、或至少60秒或至少120秒或至少180秒，所述平均视网膜尖峰速率在所述特定时间范围上进行积分。
根据组A的上述权利要求示例中的一项或更多项所述的接触透镜，其中，衡量为平均视网膜尖峰速率的所述视网膜神经节细胞活动或神经元响应中的非稳定性是在给光-中心/撤光-周围的视网膜场中、或者在给光-周围/撤光-中心的视网膜场中、或者在所述给光-中心/撤光-周围的视网膜场和所述给光-周围/撤光-中心的视网膜场两者中观察到的。
根据组A的上述权利要求示例中的一项或更多项所述的接触透镜，其中，描述所述模型眼睛的所述视网膜处的整体视网膜神经节细胞活动的函数或以作为时间的函数的平均视网膜尖峰速率衡量的神经元响应中的非稳定性遵循描绘所述整体视网膜神经节细胞活动的随时间的变化的非线性的、或周期性的、正弦的、或准正弦的、矩形波的、准矩形波的、方波的、准方波的、或非单调的图案。
根据组A的上述权利要求示例中的一项或更多项所述的接触透镜，其中，所述多个非屈光特征提供减慢近视进展、延缓近视进展或防止近视进展中的至少一项，所述近视进展通过所述眼睛的轴向长度的变化或距离屈光不正的变化来测量。
根据组A的上述权利要求示例中的一项或更多项所述的接触透镜，其中，所述接触透镜至少部分地为所述眼睛的屈光不正提供足够的中央凹矫正，并且所述非屈光特征至少部分地提供随时间变化和/或在空间上变化的停止信号以降低近视进展的速率。
根据组A的上述权利要求示例中的一项或更多项所述的接触透镜，其中，减慢近视进展、延缓近视进展或防止近视进展中的至少一项的效力在透镜佩戴的至少12个月、24个月、36个月、48个月或60个月中得以保持。
根据组A的上述权利要求示例中的一项或更多项所述的接触透镜，其中，周边区域没有所述多个大致不透明特征。
根据组A的上述权利要求示例中的一项或更多项所述的接触透镜，其中，所述非屈光特征使用移印、激光蚀刻、光刻或激光印刷来施用。
与根据示例组B的眼镜透镜权利要求示例中的一项或更多项组合的根据组A的上述权利要求示例中的一项或更多项所述的接触透镜构成另外的实施方式。
示例权利要求组B
一种用于眼睛的眼镜透镜，所述眼镜透镜包括：前凸表面；后凹表面；光学中心，围绕所述光学中心配置有基本处方，以为眼睛的距离屈光不正提供基本矫正，并且所述眼镜透镜还包括多个非屈光特征。
根据组B的上述权利要求示例所述的眼镜透镜，其中，用于所述眼睛的所述基本处方包括以下各者中的至少一者：球面矫正、散光矫正或者球面和散光矫正。
根据组B的上述权利要求示例中的一项或更多项所述的眼镜透镜，其中，所述多个非屈光特征包括以下各者中的至少一者：形成多个孔口的多个大致不透明边界，其中，每个孔口包围大致透明区域；或者，形成没有大致明显边界的一个或更多个图案的多个大致不透明特征。
根据组B的上述权利要求示例中的一项或更多项所述的眼镜透镜，其中，每个大致透明区域包括用于所述眼睛的所述基本处方。
根据组B的上述权利要求示例中的一项或更多项所述的眼镜透镜，其中，所述多个孔口中的至少一个孔口的形状是圆形、椭圆形、卵形、三角形、矩形、方形、五边形或六边形或八边形、或者任何其他的规则多边形或不规则多边形、或者随机形状。
根据组B的上述权利要求示例中的一项或更多项所述的眼镜透镜，其中，所述多个孔口中的至少一个孔口包围的透明区域的表面区域介于0.25平方毫米与2.5平方毫米之间、或0.5平方毫米与5平方毫米之间、或0.75平方毫米与7.5平方毫米之间、或0.25平方毫米与7.5平方毫米之间。
根据组B的上述权利要求示例中的一项或更多项所述的眼镜透镜，其中，所述多个孔口中的任意孔口的所述大致不透明边界的宽度为可见光谱的平均波长(即，555nm)的至少3倍、至少4倍、或至少6倍、或至少8倍、或至少10倍，使得所述大致不透明边界保持基本无衍射。
根据组B的上述权利要求示例中的一项或更多项所述的眼镜透镜，其中，所述多个孔口中的任意孔口的所述大致不透明边界的宽度介于5μm至75之间、或25μm至150μm之间、或50μm至250μm之间。
根据组B的上述权利要求示例中的一项或更多项所述的眼镜透镜，其中，所述多个孔口中的孔口的总数目为至少6个、至少9个、至少12个、至少18个、至少24个或至少30个孔口。
根据组B的上述权利要求示例中的一项或更多项所述的眼镜透镜，其中，所述多个孔口配置为呈圆形的、六边形的、径向的、螺旋形的、规则的、不规则的或随机的布置。
根据组B的上述权利要求示例中的一项或更多项所述的眼镜透镜，其中，没有大致明显边界的多个图案至少包括：辐条轮状图案、螺旋图案、涡旋图案、网格图案、孟菲斯图案、点状图案、规则图案、不规则图案、莫尔条纹图案、干涉图案、具有点的随机图案、具有直线的随机图案、具有非圆形点的随机图案、具有曲线的随机图案、具有弧线的随机图案、具有之字形线的随机图案；其中，所述多个图案中的每个图案形成有包括点、线或条纹的大致不透明特征。
根据组B的上述权利要求示例中的一项或更多项所述的眼镜透镜，其中，没有大致明显边界的多个图案在所述眼镜透镜内是居中或偏心的。
根据组B的上述权利要求示例中的一项或更多项所述的眼镜透镜，其中，所述多个非屈光特征的总表面积占据所述眼镜透镜的总表面积的百分之5与百分之15之间，或百分之7.5与百分之20之间、或百分之12.5与百分之25之间。
根据组B的上述权利要求示例中的一项或更多项所述的眼镜透镜，其中，所述多个非屈光特征配置成位于所述眼镜透镜的中心10mm、或中心15mm、或中心20mm或中心30mm以内。
根据组B的上述权利要求示例中的一项或更多项所述的眼镜透镜，其中，位于所述眼镜透镜的中心30mm以外、或中心35mm以外或中心40mm以外的区域基本没有所述非屈光特征。
根据组B的上述权利要求示例中的一项或更多项所述的眼镜透镜，其中，所述多个非屈光特征施用在前表面、或后表面、或者所述前表面和所述后表面两者上。
根据组B的上述权利要求示例中的一项或更多项所述的眼镜透镜，其中，所述多个非屈光特征施用在所述接触透镜的基体内。
根据组B的上述权利要求示例中的一项或更多项所述的眼镜透镜，其中，所述大致不透明边界或特征配置成使得所述大致不透明边界或特征吸收入射在所述大致不透明边界或特征上的光的至少百分之80、至少百分之90、或至少百分之99。
根据组B的上述权利要求示例中的一项或更多项所述的眼镜透镜，其中，通过光学区的总透光率在穿过没有所述非屈光特征的类似单视透镜的光学区的总透光率的百分之85与百分之90之间、或百分之90与百分之95之间、或百分之92.5与百分之97.5之间、或百分之85与百分之99之间。
根据组B的上述权利要求示例中的一项或更多项所述的眼镜透镜，其中，所述多个非屈光特征至少部分地配置成对入射光的偏振是敏感的。
根据组B的上述权利要求示例中的一项或更多项所述的眼镜透镜，其中，所述多个非屈光特征至少部分地在所述入射光被线性地、或圆形地或椭圆形地偏振时被启用并且变得不透明。
根据组B的上述权利要求示例中的一项或更多项所述的眼镜透镜，其中，所述多个非屈光特征至少部分地在所述入射光来自LCD或LED或OLED监视器屏幕、TV屏幕、平板电脑屏幕或移动电话屏幕或类似的电子装置的屏幕时被启用并且变得不透明。
根据组B的上述权利要求示例中的一项或更多项所述的眼镜透镜，其中，所述多个非屈光特征至少部分地配置成能够被电子地调整。
根据组B的上述权利要求示例中的一项或更多项所述的眼镜透镜，其中，所述非屈光特征配置成使得材料特性对介于420nm至760nm之间且包括端值的特定可见波长是光谱敏感的。
根据组B的上述权利要求示例中的一项或更多项所述的眼镜透镜，其中，所述透镜能够为佩戴者提供足以与使用没有非屈光特征的单视透镜所获得的视觉性能大致类似的视觉性能。
根据组B的上述权利要求示例中的一项或更多项所述的眼镜透镜，当在配置有与所述基本处方大致相匹配的距离屈光不正的模型眼睛上进行测试时，所述眼镜透镜针对介于3mm与6mm之间且包括端值的至少一个瞳孔以及420nm至760nm且包括端值的至少一个波长提供轴上调制传递函数，所述轴上调制传递函数大致等于通过没有所述非屈光特征的单视眼镜透镜获得的轴上调制传递函数。
根据组B的上述权利要求示例中的一项或更多项所述的眼镜透镜，当在配置有与所述基本处方大致相匹配的距离屈光不正的模型眼睛上进行测试时，所述眼镜透镜针对介于3mm与6mm之间且包括端值的至少一个瞳孔以及420nm至760nm且包括端值的至少一个波长提供离轴广域调制传递函数，所述离轴广域调制传递函数大致等于通过没有所述非屈光特征的单视眼镜透镜获得的离轴广域调制传递函数。
根据组B的上述权利要求示例中的一项或更多项所述的眼镜透镜，其中，广域的视网膜包括至少5°、或10°、或15°、或20°、或25°、或30°的视场。
根据组B的上述权利要求示例中的一项或更多项所述的眼镜透镜，当在配置有与所述基本处方大致相匹配的距离屈光不正的模型眼睛上进行测试时，所述眼镜透镜提供对所述眼睛的所述距离屈光不正的基本矫正并且产生分布在所述模型眼睛的广域的所述视网膜上的人工边缘或空间发光对比轮廓。
根据组B的上述权利要求示例中的一项或更多项所述的眼镜透镜，当于用以模拟佩戴者的眼睛运动的各种偏心位置在配置有与所述基本处方大致相匹配的距离屈光不正的模型眼睛上进行测试时，所述眼镜透镜提供分布在所述模型眼睛的广域的所述视网膜上的所述人工边缘或空间发光对比轮廓的随时间的变化。
根据组B的上述权利要求示例中的一项或更多项所述的眼镜透镜，其中，所述模型眼睛是示意性的、物理的或工作台式的模型眼睛。
根据组B的上述权利要求示例中的一项或更多项所述的眼镜透镜，当在配置有与所述基本处方大致相匹配的距离屈光不正的工作台式的或物理的模型眼睛上进行测试时，所述眼镜透镜产生对所述模型眼睛的所述距离屈光不正的基本矫正。
根据组B的上述权利要求示例中的一项或更多项所述的眼镜透镜，其中，包括相机的工作台式的或物理的所述模型眼睛的所述视网膜配置成捕获视觉场景的通过用所述眼镜透镜矫正的所述模型眼睛投射的图像，所述相机具有电荷耦合装置或互补型金属氧化物传感器。
根据组B的上述权利要求示例中的一项或更多项所述的眼镜透镜，其中，由所述模型眼睛的所述视网膜捕获的所述图像用作用于虚拟视网膜模拟器的输入流，所述虚拟视网膜模拟器包括本文中所公开的下述三个图像处理步骤中的至少一个图像处理步骤：(a)对图像的所述输入流进行时空滤波以产生带通电流，(b)使用可变反馈栅极并联电导进行瞬时非线性对比度增益控制，以及(c)噪声积分和激发细胞模型的离散组产生描绘神经节细胞活动的尖峰序列。
根据组B的上述权利要求示例中的一项或更多项所述的眼镜透镜，其中，所述多个非屈光区域配置成提供与通过没有所述非屈光特征的单视眼镜透镜获得的视网膜神经节细胞活动相比增加的视网膜神经节细胞活动。
根据组B的上述权利要求示例中的一项或更多项所述的眼镜透镜，其中，所述视网膜神经节细胞活动为没有所述非屈光特征的单视眼镜透镜的视网膜神经节细胞活动的至少1.25倍、1.5倍、1.75倍、2倍、2.25倍、2.5倍、2.75倍、3倍，所述视网膜神经节细胞活动衡量为在特定时间范围内积分的平均视网膜尖峰速率。
根据组B的上述权利要求示例中的一项或更多项所述的眼镜透镜，其中，所述特定时间范围能够是至少1秒、或至少3秒、或至少10秒、或至少30秒、或至少60秒或至少120秒或至少180秒，所述平均视网膜尖峰速率在所述特定时间范围上进行积分。
根据组B的上述权利要求示例中的一项或更多项所述的眼镜透镜，其中，衡量为平均视网膜尖峰速率的所述视网膜神经节细胞活动或神经元响应中的非稳定性是在给光-中心/撤光-周围的视网膜场中、或者在给光-周围/撤光-中心的视网膜场中、或者在所述给光-中心/撤光-周围的视网膜场和所述给光-周围/撤光-中心的视网膜场两者中观察到的。
根据组B的上述权利要求示例中的一项或更多项所述的眼镜透镜，其中，描述所述模型眼睛的所述视网膜处的整体视网膜神经节细胞活动的函数或以作为时间的函数的平均视网膜尖峰速率衡量的神经元响应中的非稳定性遵循描绘所述整体视网膜神经节细胞活动的随时间的变化的非线性的、或周期性的、正弦的、或准正弦的、矩形波的、准矩形波的、方波的、准方波的、或非单调的图案。
根据组B的上述权利要求示例中的一项或更多项所述的眼镜透镜，其中，所述多个非屈光特征提供减慢近视进展、延缓近视进展或防止近视进展中的至少一项，所述近视进展通过所述眼睛的轴向长度的变化或距离屈光不正的变化来测量。
根据组B的上述权利要求示例中的一项或更多项所述的眼镜透镜，其中，所述接触透镜至少部分地为所述眼睛的屈光不正提供足够的中央凹矫正，并且所述非屈光特征至少部分地提供随时间变化和/或在空间上变化的停止信号以降低近视进展的速率。
根据组B的上述权利要求示例中的一项或更多项所述的眼镜透镜，其中，减慢近视进展、延缓近视进展或防止近视进展中的至少一项的效力在透镜佩戴的至少12个月、24个月、36个月、48个月或60个月中得以保持。
根据组B的上述权利要求示例中的一项或更多项所述的眼镜透镜，其中，周边区域没有所述多个大致不透明特征。
根据组B的上述权利要求示例中的一项或更多项所述的眼镜透镜，其中，所述非屈光特征使用移印、激光蚀刻、光刻或激光印刷来施用。
与根据示例组A的接触透镜权利要求中的一项或更多项组合的根据组B的上述权利要求示例中的一项或更多项所述的眼镜透镜构成另外的实施方式。

Claims (32)

1.一种用于眼睛的眼科透镜，所述眼科透镜包括前表面、后表面、光学中心和围绕所述光学中心的光学区，所述光学区包括用于所述眼睛的基本处方和多个非屈光特征；其中，所述基本处方包括球面矫正、散光矫正、或者球面和散光矫正。
2.根据权利要求1所述的透镜，其中，所述多个非屈光特征包括形成多个孔口的多个大致不透明边界，其中，每个孔口包围大致透明区域；其中，每个大致透明区域包括用于所述眼睛的所述基本处方。
3.根据权利要求2所述的透镜，其中，形成多个孔口的所述多个大致不透明边界中的至少一个大致不透明边界的形状是圆形、椭圆形、卵形、三角形、矩形、方形、五边形、或六边形、或八边形、或任何其他规则多边形、或不规则多边形或随机形状；并且其中，所述多个孔口中的至少一个孔口包围的透明区域的表面积介于0.25平方毫米与7.5平方毫米之间。
4.根据权利要求3所述的透镜，其中，所述多个孔口配置为呈圆形的、六边形的、径向的、螺旋形的、规则的、不规则的或随机的布置。
5.根据权利要求1至4中的任一项所述的透镜，其中，所述大致不透明边界的宽度是可见光谱的平均波长(即，555nm)的至少3倍，使得所述大致不透明边界保持基本无衍射。
6.根据权利要求5所述的透镜，其中，所述多个孔口中的任意孔口的所述大致不透明边界的宽度介于5μm至250μm之间。
7.根据权利要求1所述的透镜，其中，所述多个非屈光特征形成没有大致明显边界的至少一个图案，其中，所述图案包括：辐条轮状图案、螺旋图案、涡旋图案、网格图案、孟菲斯图案、点状图案、规则图案、不规则图案、莫尔条纹图案、干涉图案、具有点的随机图案、具有直线的随机图案、具有非圆形点的随机图案、具有曲线的随机图案、具有弧线的随机图案、具有之字形线的随机图案；其中，多个图案中的每个图案形成有包括点、线或条纹的大致不透明特征。
8.根据权利要求7所述的透镜，其中，所述大致不透明特征的宽度为至少5μm并且不大于250μm。
9.根据前述权利要求中的任一项所述的透镜，其中，所述多个非屈光特征在所述光学区内居中或偏心。
10.根据前述权利要求中的任一项所述的透镜，其中，所述多个非屈光特征的总表面积占据所述光学区的总表面积的百分之2.5与百分之15之间。
11.根据前述权利要求中的任一项所述的透镜，其中，所述透镜是接触透镜，并且所述多个非屈光特征配置成位于所述光学区的中心5mm以内；并且位于所述光学区的中心6mm以外的区域基本没有非屈光特征。
12.根据前述权利要求中的任一项所述的透镜，其中，所述透镜是眼镜透镜，并且所述多个非屈光特征配置成位于所述光学区的中心20mm以内；并且位于所述光学区的中心35mm以外的区域基本没有所述非屈光特征。
13.根据前述权利要求中的任一项所述的透镜，其中，所述多个非屈光特征至少施用在下述位置中的一个位置：所述前表面上、所述后表面上或所述透镜的材料内。
14.根据前述权利要求中的任一项所述的透镜，其中，所述大致不透明边界或所述大致不透明特征配置成使得所述大致不透明边界或所述大致不透明特征吸收入射在所述所述大致不透明边界或所述大致不透明特征上的光的至少百分之80、至少百分之90、或至少百分之99。
15.根据前述权利要求中的任一项所述的透镜，其中，穿过所述光学区的总透光率在穿过具有所述基本处方的、没有所述非屈光特征的类似单视透镜的光学区的总透光率的百分之85与百分之99之间。
16.根据前述权利要求中的任一项所述的透镜，其中，所述多个非屈光特征至少部分地是可电子调整的，并且所述多个非屈光特征至少部分地在入射光被线性地或圆形地或椭圆形地偏振时被启用。
17.根据前述权利要求中的任一项所述的透镜，其中，所述非屈光特征配置成使得所述材料的特性对介于420nm至760nm之间且包括端值的特定可见波长是光谱敏感的。
18.根据前述权利要求中的任一项所述的透镜，其中，所述透镜能够为佩戴者提供与通过没有非屈光特征的单视透镜获得的视觉性能大致类似的视觉性能。
19.根据前述权利要求中的任一项所述的透镜，当在配置有与所述基本处方大致匹配的距离屈光不正的模型眼睛上进行测试时，所述透镜针对介于3mm与6mm之间且包括端值的至少一个瞳孔以及420nm至760nm且包括端值的至少一个波长提供轴上调制传递函数和离轴广域调制传递函数，所述轴上调制传递函数和离轴广域调制传递函数大致等于通过没有所述非屈光特征的单视接触透镜获得的轴上调制传递函数和离轴广域调制传递函数；其中，离轴广域包括所述模型眼睛的至少5度的视场。
20.根据前述权利要求中的任一项所述的透镜，当在配置有与所述基本处方大致匹配的距离屈光不正的模型眼睛上进行测试时，所述透镜提供对所述眼睛的所述距离屈光不正的基本矫正，并且所述透镜产生分布在所述模型眼睛的广域的视网膜上的人工边缘或空间发光对比轮廓。
21.根据前述权利要求中的任一项所述的透镜，当于各种偏心位置在配置有与所述基本处方大致匹配的距离屈光不正的模型眼睛上进行测试时，所述透镜提供分布在所述模型眼睛的广域的所述视网膜上的所述人工边缘或空间发光对比轮廓的随时间的变化，所述各种偏心位置用以模拟以下各者中的一者：所述接触透镜的眼上运动；所述佩戴者的眼睛运动；或者所述接触透镜的眼上运动和所述佩戴者的眼睛运动的组合。
22.根据权利要求19至21中的任一项所述的透镜，其中，所述模型眼睛是示意性的、物理的或工作台式的模型眼睛。
23.根据前述权利要求中的任一项所述的透镜，当在配置有与所述基本处方大致匹配的距离屈光不正的工作台式的或物理的模型眼睛上进行测试时，所述透镜产生对所述模型眼睛的所述距离屈光不正的基本矫正；其中，包括相机的工作台式的或物理的所述模型眼睛的所述视网膜配置成捕获视觉场景的通过用所述透镜矫正的所述模型眼睛而投射的图像，所述相机具有电荷耦合装置或互补型金属氧化传感器。
24.根据权利要求19至23中的任一项所述的透镜，其中，由所述模型眼睛的所述视网膜捕获的所述图像用作用于虚拟视网膜模拟器的输入流，所述虚拟视网膜模拟器包括本文中公开的三个图像处理步骤中的至少一个图像处理步骤：(a)对图像的所述输入流进行时空滤波以产生带通电流，(b)使用可变反馈栅极并联电导进行瞬时非线性对比度增益控制，以及(c)噪声积分和激发细胞模型的离散组产生描绘神经节细胞活动的尖峰序列。
25.根据前述权利要求中的任一项所述的透镜，其中，多个非屈光区域配置成提供与通过没有所述非屈光特征的单视接触透镜获得的视网膜神经节细胞活动相比增加的视网膜神经节细胞活动。
26.根据权利要求25所述的透镜，其中，所述视网膜神经节细胞活动为没有所述屈光特征的单视透镜的视网膜神经节细胞活动的至少1.5倍，所述视网膜神经节细胞活动衡量为在特定时间范围内积分的平均视网膜尖峰速率；其中，所述视网膜神经节细胞活动针对给光通路、撤光通路、或者所述给光通路和所述撤光通路两者进行计算。
27.根据权利要求26所述的透镜，所述特定时间范围能够为至少2秒、至少3秒或至少5秒，所述平均视网膜尖峰速率在所述特定时间范围上进行积分。
28.根据权利要求27所述的透镜，其中，衡量为平均视网膜尖峰速率的所述视网膜神经节细胞活动或神经元响应中的非稳定性是在给光-中心/撤光-周围的视网膜场或给光-周围/撤光-中心的视网膜场、或者所述给光-中心/撤光-周围的视网膜场和所述给光-周围/撤光-中心的视网膜场两者中观察到的。
29.根据权利要求28所述的透镜，其中，描述所述模型眼睛的所述视网膜处的整体视网膜神经节细胞活动的函数或以作为时间的函数的平均视网膜尖峰速率衡量的神经元响应中的非稳定性遵循非线性的、或正弦的、或非单调的图案，所述非线性的、或正弦的、或非单调的图案描绘所述整体视网膜神经节细胞活动的随时间的变化。
30.根据前述权利要求中的任一项所述的透镜，其中，所述多个非屈光特征提供减慢近视进展、延缓近视进展或防止近视进展中的至少一项，所述近视进展通过所述眼睛的轴向长度的变化或距离屈光不正的变化来测量。
31.根据前述权利要求中的任一项所述的透镜，其中，所述透镜至少部分地为所述眼睛的屈光不正提供中央凹矫正，并且所述非屈光特征至少部分地提供随时间变化的和/或在空间上变化的停止信号以降低近视进展的速率。
32.根据权利要求31所述的透镜，其中，减慢近视进展、延缓近视进展或防止近视进展中的至少一项的效力在透镜佩戴的至少12个月、24个月、36个月、48个月或60个月中得以保持。
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