KR20130126903A - 대안렌즈 - Google Patents

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KR20130126903A
KR20130126903A KR1020137010979A KR20137010979A KR20130126903A KR 20130126903 A KR20130126903 A KR 20130126903A KR 1020137010979 A KR1020137010979 A KR 1020137010979A KR 20137010979 A KR20137010979 A KR 20137010979A KR 20130126903 A KR20130126903 A KR 20130126903A
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myopia
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KR1020137010979A
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월리스 스튜어트 포울즈
치 드정 루
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싱가포르 헬스 서비시즈 피티이. 엘티디.
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    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • F21V9/08—Elements for modifying spectral properties, polarisation or intensity of the light emitted, e.g. filters for producing coloured light, e.g. monochromatic; for reducing intensity of light
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Abstract

본 발명의 실시 예들에 따르면, 대안렌즈가 제공된다. 대안렌즈는 보는 사람의 눈으로 여과된 빛을 전달하기 위해서 상기 대안렌즈에 충돌하는 빛의 색도를 변화시키도록 구성된 광학 필터를 포함하며, 이때 상기 여과된 빛은 약 460㎚ 내지 약 490㎚ 범위의 제 1 피크 파장과 약 490㎚ 내지 약 550㎚ 범위의 제 2 피크 파장을 갖는 제 1의 빛을 포함한다.

Description

대안렌즈{AN OCULAR LENS}
관련출원의 상호 참조
본 출원은 2010년 9월 28일에 출원된 미국 임시출원 제 61/387,020 호(여기에서는 참조로서 통합됨)의 우선권을 주장한다.
다양한 실시 예들은 대안렌즈에 관한 것이다.
근시는 전세계의 많은 나라에서, 특히 아시아에서 거의 유행병처럼 증가하고 있다. 근시는 어린시절에 발달하는 경향이 있으며, 어른이 될 때까지 그리고 몇몇 경우에는 이를 넘어서서 심각하게 발전한다. 근시는 직업선택의 기회를 줄이는 경제적인 결점이 있고, 심한 경우에는 망막 박리 또는 근시 황반변성과 같은 복잡한 문제들로부터 시각장애나 시각손실의 위험성을 수반할 수 있는 문제점이 있다. 근시는 백내장과 녹내장의 발전과 연관되어 있다.
근시의 병인은 유전적 소인을 포함하고 아직까지 정의되지않은 환경적 요소들에 노출되는 이중적인 원인이다. 현재, 어린시절 근시의 발생에 대한 유전적 및 환경적 원인들의 상대적인 기여도는 논쟁의 여지로 남아있다(Goldschmidt E., Acta Ophthalmol Scand 2003;81:431-6; Morgan I, Rose ., Prog Retin Eye Res 2005;24: 1-38). 근시의 점증하는 유행은 도시화와 관련이 있는 것으로 나타났다. 예전에, 근시를 증가시키는 원인들은 유전적 소인과 결합하여 과도하게 근접하여 일하는 것이 고려되었다(Saw SM, et al., Lancet 2001;357 (9253):390; Mutti DO, et al., Invest Ophthalmol Vis Sci 2002; 42:3633-3640; Ip JM, et al., Invest Ophthalmol Vis Sci 2008;49:2903-10). 가장 최근에, 일과 연관되지 않은 실내활동이 어린시절 근시에 대한 위험 요소로서 규명되었다(Rose KA, et al., Arch Ophthalmol 2008; 129:527-30). 실외 활동은 근시의 진행에 대한 보호 기능이 있고 실내 활동의 반복은 그렇지 않은 것으로 밝혀졌다(Rose KA, et al., Ophthalmology 2008; 115: 1279-1285; Dirani M, et al., Br J Ophthalmol 2009; 93:997-1000).
실험적으로, 젊은 동물들은 그들의 유전적 소인에 관계없이 젊은 시절에 시각적인 입력의 변형에 의해서 근시가 될 수 있음을 알 수 있었다. 그러므로, 시각적 이미지가 흐려지는 것은 젊은 동물들에서 근시를 일으키는 원인이 되고(즉, 덮개 폐쇄에 의해서)(Raviola E, Wiesel TN, N Engl J Med 1985;312: 1609-1615; Wallman J, et al., Science (Washington, DC) 1985;201 : 1249-51 ) 또는 반투명한 고글의 마모에 의해서도 그러할 수 있다(Pickett-Seltner RL, et al., Vision Res 1988;28:323-328). 이것은 매우 비정상적인 상황이나, 어린시절에 일반적으로 일어나는 근시의 대다수에 해당하는 것은 아니며, 정상적인 시각교정 안경을 가진 사람들에게도 영향을 끼칠 수 있다.
젊은 실험동물들에서 근시는 네가티브(-ve) 안경렌즈나 콘택트렌즈의 마모에 의해서 유발될 수 있으며, 심지어 단색광의 조건하에서도(Schaeffel F, et al., Vision Res 1988;28:639-57) 포지티브(+ve) 렌즈의 마모는 원시를 유발할 수 있다(Holden AL, et al., Eye 1988;2 Suppl: S242-56; Irving EL, et al., Optom Vis Sci 1991;68:364-8; Schaeffel F, et al., Vision Res 1988;28:639-57). 예를 들면, 도 1A 및 1B에 도시된 바와 같이, 네가티브(-ve) 렌즈(100)의 마모는 먼곳에 있는 물체가 망막(10) 뒤의 지점(102)에 상의 초점이 맞추어지게 하는('원시성 형체(peropic blur)') 반면에, 포지티브(+ve) 렌즈(106)의 마모는 먼곳에 있는 물체가 망막(10) 앞의 지점(108)에 상의 초점이 맞추어지게 한다('근시성 형체(myopic blur)'). 원시성 형체에 있어서(도 1A), 망각(104)을 가로지르는 빛은 수렴되는 반면에, 근시성 형체에 있어서(도 IB), 빛은 확산된다. 망막(104)은 전자의 경우에 있어서 눈의 신장과 근시를 야기하는 신호들을 발생시키도록 원시성 형체와 근시성 형체를 구별할 수 있다.
초점이 흐려지는(-ve 또는 +ve 양안전도) 조짐에 대한 신호를 제공하도록 망막을 가로지르는 빛의 양안전도(vergence)를 망막이 이용하는 것이 제안된 바 있다(Wildsoet CF, Schmid KL. Vision Res 2001; 41: 197-204). 망막에 도달하는 빛의 색상(chromatic content)이 그러한 조짐들을 제공하는 것이 제안된 바 있다(Seidemann A, Schaeffel F, Vision Res 2002; 42:2409-2417). 이것은 안구의 성장과 굴절발달의 패턴에서 변화를 개시하고 색 조짐에 대하여 망막이 반응할 수 있도록 하는 메카니즘과, 혹은 수렴하는 빛과 확산하는 빛을 구별하기 위해서 빛의 양안전도에 대하여 망막이 반응할 수 있도록 하는 메카니즘에 대한 설명이 없다.
근시의 병인학에 맞춘 색-유도 변화를 위한 시도들이 있었다(Rohrer B, et al., J Physiol 1992; 449:363-376; Rucker FJ, Kruger PB, Vision Res 2006;46:3079-89; Rucker FJ, Wallman J., Vision Res 2009; 49: 1775- 1783). 원근조절은 근시의 발달에서 직접적인 병인학적 역할을 하지 않고, 근시에 대해서는 원근조절능력이 외과적으로 폐기된 실험 동물들에서 시각상실에 의해서 유도될 수 있다는 것이 명백하다(Troilo D. Wiley Chichester (Ciba Foundation Symposium 155) 1990; 155:89- 102; discussion 102- 14). 원근조절 및 어린시절 근시는 동일한 자극에 대한 반응이며, 원근조절은 이미지의 초점 상실에 대한 단기간의 반응이고, 실험 동물(및 사람)에서 유도된 근시는 시각적 이미지의 동일한 특징들에 대한 장기간 반응이다(Wallmann J, CIBA Foundation Symposium 155, 1990 pp 1 &3, John Wiley and Sons, Chichester).
현재, 근시의 진행을 감소시킬 수 있는 한가지 방법은, 연장된 시간 동안에 아트로핀 점안액을 사용하는 것이다(Saw SM, et al, Ophthalmology 2002; 109:415-21 ; Kennedy RH, et al., Binocul Vis Strabismus Q 2000; 15 (Suppl 3):281 -304; Chua WH, et al., Ophthalmology 2006;113:2285-91 ). 아트로핀은 동공을 확장시키는 결점을 갖는데, 이것은 빛에 대한 눈부심 현상과 과민증상을 야기할 수 있고, 원근조절의 마비를 초래하여 짧은 거리의 시력과 근접 시각을 위해서 별도의 안경이나 이중초점안경의 사용을 필요로 한다. 만성적으로 동공 확장을 일으키는 가능한 장기간의 부정적 영향이 알려져 있지 않다. 점안액의 주입이 계속되지 않으면 근시는 계속 진행된다.
+ve 렌즈를 이용한 근시의 원시성 과잉교정은 이미 발생한 근시의 진행율을 수정할 것이지만, 그 렌즈는 거의 물체와 다름없는 선명한 이미지를 가능하게 하면서도 원거리 시력을 희생시킨다.
중앙보다는 주변부에 약한 -ve 교정이 이루어진 안경 렌즈는 중앙 망막에 비해서 주변 망막의 상대적인 원시에 의해서 근시 진행에 대한 자극을 줄이는 의도로 시도되었다. 지금까지, 근시 진행에 대한 영향은 상당하지만 비교적 작았다(Sankaridurg P., et al., Optom Vis Sci 2010;87:631-41). 현재, 주변의 상대적인 원시를 극복하도록 설계된 콘택트 렌즈는 평가중에 있다.
실시 예에 따르면, 대안렌즈가 제공된다. 대안렌즈는, 보는 사람의 눈으로 여과된 빛을 전달하기 위해서 상기 대안렌즈에 충돌하는 빛의 색도를 변화시키도록 구성된 광학 필터를 포함하며, 상기 여과된 빛은 약 460㎚ 내지 약 490㎚ 범위의 제 1 피크 파장과 약 490㎚ 내지 약 550㎚ 범위의 제 2 피크 파장을 갖는 제 1의 빛을 포함한다.
다음의 상세한 설명은 본 발명이 실행되는 실시 예들과 특별한 상세내용들을 설명하기 위한 첨부도면들을 참조한다. 이 실시 예들은 해당 기술분야의 숙련된 당업자들이 본 발명을 수행할 수 있도록 충분히 상세하게 설명된다. 다른 실시 예들이 이용될 수 있고, 구조적, 논리적 및 전기적인 변화들이 본 발명의 영역으로부터 벗어남이 없이 이루어질 수 있다. 몇몇 실시 예들은 새로운 실시예들을 형성하기 위해서 하나 또는 그 이상의 다른 실시 예들과 결합할 수 있으므로, 다양한 실시 예들은 상호간에 독점적일 필요는 없다.
다양한 실시 예들의 문맥에 있어서, 용어 " 적어도 실질적으로"는 "정확히" 및 그것의 +/- 5% 편차를 포함할 것이다. 하기 예로서 그러나 제한적인 것은 아니며, "A는 B와 적어도 실질적으로 동일하다"는 A가 B와 정확히 같거나 혹은 A가 예를 들어 B의 값의 +/- 5% 편차 내에 있는 것 또는 그 역을 포괄한다.
다양한 실시 예들의 문맥에 있어서, 수치 값에 적용된 용어 "약"이나 "대략"은 정확한 값과 그 값의 +/- 5% 편차를 포괄한다.
다양한 실시 예들은 생명의학기술, 광학(즉, 안구 광학, 렌즈, 안경렌즈, 콘택트렌즈) 및 광원, 투광기구 및 디스플레이장치 그리고 이들의 디자인들의 분야에 관련된다.
다양한 실시 예들은 사람에서 근시가 발생하는 것을 방지하거나 최소화할 것이며, 근시의 진행을 최소화하거나 줄이며, 사람의 눈이나 안구에 입사된 빛의 색도를 수정함으로써 사람에서 근시의 조건을 역전시킬 것이다.
다양한 실시 예들은 예를 들어 실내 활동하는 동안에 눈에 입사된 빛의 색상(chromatic content)의 변경에 의해서 어린시절 근시의 방지 또는 개선을 용이하게 한다. 어린이들이 노출되는 빛의 색도를 변화시킴으로써, 안구 및 굴절률 발달에서의 변화는, 렌즈의 추가착용을 수반하는 근거리 시력의 손실 없이 혹은 손실을 최소화하면서, 어린이의 근시 발달 위험성을 줄이거나 이미 영향을 받은 근시의 진행을 최소화시킬 수 있다.
다양한 실시 예들은, 예를 들면 인공적인 빛이 과도하게 긴 파장의 빛(적색광)을 갖는(즉, 인공적인 빛이 큰 비율의 적색광을 갖거나, 아니면 나머지 광학적 스펙트럼 또는 파장범위에서 예를 들어 청색광과 같은 다른 빛과 비교하여 적색의 광학적 스펙트럼 또는 파장범위의 빛을 가짐) 실내 활동을 포함한 시각적인 활동과정 동안에, 눈에 도달하는 빛이나 눈에 입사된 빛의 색도나 색상을 변화시킴으로써 근시의 발달을 방지하거나 최소화 또는 그것의 진행을 느리게 하기 위한 장치(즉, 광학 필터, 안구장치, 광원장치, 디스플레이장치 또는 프로젝터 장치와 같은 장치) 및 방법을 제공할 것이다.
이것은 예를 들어 어린이들에 있어서 근시의 발생을 최소화하 또는 방지하거나 근시의 진행을 늦추기 위해서, 단파장범위 이상의 빛, 예를 들면 광학적 스펙트럼의 청색 및 녹색 부분에 있는 파장 범위를 갖는 빛(즉, 청색광과 녹색광)을 이용하여, 안구 및 굴절률 발달에 있어서 눈에 입사된 빛의 색도의 영향을 기초로한 해법을 사용하여 용이하게 이루어질 수 있다.
예를 들어 어린이들에 있어서 근시의 발생을 최소화하 또는 방지하거나 근시의 진행을 늦추기 위해서, 단파장범위 이상의 빛, 예를 들면 광학적 스펙트럼의 청색 및 녹색 부분에 있는 파장 범위를 갖는 빛(즉, 청색광과 녹색광)을 이용하여, 안구 및 굴절률 발달에 있어서 눈에 입사된 빛의 색도의 영향을 기초로한 해법을 사용하여 용이하게 이루어질 수 있다.
도면에 있어서, 유사한 참조부호들은 동일한 부분에 대하여는 다른 도면들을 통해서도 언급한다. 도면들은 본 발명의 원리들을 설명하기 위해서 제공되는 것 이상으로 확대하거나 강조할 필요는 없다. 다음의 설명에 있어서, 본 발명의 다양한 실시 예들은 다음의 도면들을 참조하여 설명된다, 첨부 도면에서:
도 1A는 -ve 렌즈의 착용에 의해서 유도된 원시성 형체의 개략적인 다이어그램이고, 도 1B는 +ve 렌즈의 착용에 의해서 유도된 근시성 형체의 개략적인 다이어그램이다.
도 2A는 외부 망막에 있는 다양한 층들을 보여주는 망막의 광학현미경 이미지를 나타낸 도면이고, 도 2B는 광수용체들의 외부 세그멘트들(OS)을 보여주는 광수용체들의 확대도의 광학현미경 이미지를 나타낸 도면이고, 도 2C는 광수용체 외부 세그멘트들(OS)을 보여주는 외부 망막의 주사전자현미경이미지를 나타낸 도면이다.
도 3A는 사람의 스펙트럼 민감도 곡선을 나타내는 도면이고, 도 3B는 사람의 망막에서 3가지 타입의 콘들(cones)에 대한 스펙트럼 민감도 곡선을 나타내는 도면이다.
도 4A는 광수용체 외부 세그멘트들(OS)의 팁들을 지나서 초점으로 집중하는 수렴광을 나타내는 개략적인 다이어그램이다.
도 4B는 다양한 실시 예들에 따른 엘-콘(L-cone), 엠-콘(M-cone) 및 에스-콘(S-cone) 광수용체 외부 세그멘트들(OS)의 개략적인 다이어그램이다.
도 4C는 다양한 실시 예들에 따른 백색광에서 엘-콘(L-cone), 엠-콘(M-cone) 및 에스-콘(S-cone) 광수용체(OS)의 개략적인 다이어그램이다.
도 4D는 다양한 실시 예들에 따른 과도한 적색광 및 줄어든 청색광의 조건하에서 엘-콘(L-cone), 엠-콘(M-cone) 및 에스-콘(S-cone) 광수용체 외부 세그멘트들(OS)의 개략적인 다이어그램이다.
도 5A는 다양한 실시 예들에 따른, 병아리 사육을 위한 폐쇄부 및 장치의 사진이고, 도 5B는 상기 폐쇄부의 내부의 사진이다.
도 6은 다양한 실시 예들에 따른 병아리 사육을 위해서 사용되는 발광다이오드(LEDs)의 방출 스펙트럼을 설명하는 그래프이다.
도 7은 우세한 적색광 또는 우세한 청색광 조건하에서 14일, 21일 또는 28일째에 각각의 병아리 사육으로부터 임의로 선택된 눈들의 평균 굴절상태의 막대 그래프이다.
도 8은 우세한 적색광 조건하에서 21일째 그리고 우세한 청색광 조건하에서 21일째에 각각의 병아리 사육으로부터 임의로 선택된 눈들의 평균 굴절상태의 막대 그래프이다.
도 9는 우세한 청색광 조건하에서 21일째 그리고 우세한 적색광 조건하에서 21일째에 각각의 병아리 사육으로부터 임의로 선택된 눈들의 평균 굴절상태의 막대 그래프이다.
도 10은 다른 조명원에 의해서 제공된 동일한 실내 위치등의 색상(chromatic content)의 막대 그래프이다.
도 11은 그들 각각의 색상을 갖는 다양한 외부 화면의 사진이다.
다음의 상세한 설명은 본 발명이 실행되는 실시 예들과 특별한 상세내용들을 설명하기 위한 첨부도면들을 참조한다. 이 실시 예들은 해당 기술분야의 숙련된 당업자들이 본 발명을 수행할 수 있도록 충분히 상세하게 설명된다. 다른 실시 예들이 이용될 수 있고, 구조적, 논리적 및 전기적인 변화들이 본 발명의 영역으로부터 벗어남이 없이 이루어질 수 있다. 몇몇 실시 예들은 새로운 실시예들을 형성하기 위해서 하나 또는 그 이상의 다른 실시 예들과 결합할 수 있으므로, 다양한 실시 예들은 상호간에 독점적일 필요는 없다.
다양한 실시 예들의 문맥에 있어서, 용어 " 적어도 실질적으로"는 "정확히" 및 그것의 +/- 5% 편차를 포함할 것이다. 하기 예로서 그러나 제한적인 것은 아니며, "A는 B와 적어도 실질적으로 동일하다"는 A가 B와 정확히 같거나 혹은 A가 예를 들어 B의 값의 +/- 5% 편차 내에 있는 것 또는 그 역을 포괄한다.
다양한 실시 예들의 문맥에 있어서, 수치 값에 적용된 용어 "약"이나 "대략"은 정확한 값과 그 값의 +/- 5% 편차를 포괄한다.
다양한 실시 예들은 생명의학기술, 광학(즉, 안구 광학, 렌즈, 안경렌즈, 콘택트렌즈) 및 광원, 투광기구 및 디스플레이장치 그리고 이들의 디자인들의 분야에 관련된다.
다양한 실시 예들은 사람에서 근시가 발생하는 것을 방지하거나 최소화할 것이며, 근시의 진행을 최소화하거나 줄이며, 사람의 눈이나 안구에 입사된 빛의 색도를 수정함으로써 사람에서 근시의 조건을 역전시킬 것이다.
다양한 실시 예들은 예를 들어 실내 활동하는 동안에 눈에 입사된 빛의 색상(chromatic content)의 변경에 의해서 어린시절 근시의 방지 또는 개선을 용이하게 한다. 어린이들이 노출되는 빛의 색도를 변화시킴으로써, 안구 및 굴절률 발달에서의 변화는, 렌즈의 추가착용을 수반하는 근거리 시력의 손실 없이 혹은 손실을 최소화하면서, 어린이의 근시 발달 위험성을 줄이거나 이미 영향을 받은 근시의 진행을 최소화시킬 수 있다.
다양한 실시 예들은, 예를 들면 인공적인 빛이 과도하게 긴 파장의 빛(적색광)을 갖는(즉, 인공적인 빛이 큰 비율의 적색광을 갖거나, 아니면 나머지 광학적 스펙트럼 또는 파장범위에서 예를 들어 청색광과 같은 다른 빛과 비교하여 적색의 광학적 스펙트럼 또는 파장범위의 빛을 가짐) 실내 활동을 포함한 시각적인 활동과정 동안에, 눈에 도달하는 빛이나 눈에 입사된 빛의 색도나 색상을 변화시킴으로써 근시의 발달을 방지하거나 최소화 또는 그것의 진행을 느리게 하기 위한 장치(즉, 광학 필터, 안구장치, 광원장치, 디스플레이장치 또는 프로젝터 장치와 같은 장치) 및 방법을 제공할 것이다.
이것은 예를 들어 어린이들에 있어서 근시의 발생을 최소화하 또는 방지하거나 근시의 진행을 늦추기 위해서, 단파장범위 이상의 빛, 예를 들면 광학적 스펙트럼의 청색 및 녹색 부분에 있는 파장 범위를 갖는 빛(즉, 청색광과 녹색광)을 이용하여, 안구 및 굴절률 발달에 있어서 눈에 입사된 빛의 색도의 영향을 기초로한 해법을 사용하여 용이하게 이루어질 수 있다.
망막에 초점이 맞추어지는 빛은 망막의 외측에 놓이는 광수용체 세포의 외부 세그멘트들(OS)에서 흡수된다. 광수용체(OS)는 광수용체 세포로부터 돌출한 막대형상의 돌출부들이고, 적어도 대체로 평행한 배열로 서로 가깝게 놓이며, 이에 의해서 망막의 감광 및 광흡수 외부층이 형성된다.
도 2A는 광수용체 세포체의 층(202), 광수용체 내부 세그멘트들의 층(204) 및 광수용체 외부 세그멘트들(OS)의 층(206)과 같은 외부 망막에 있는 다양한 층들을 보여주는 망막의 광학현미경 이미지를 나타낸 도면이다. 도 2A에 있어서, 화살표(208)는 망막에 입사하는 빛의 방향을 나타낸다.
도 2B는 그들의 외부 세그멘트들(OS)을 보여주는 광수용체들의 확대도의 광학현미경 이미지(210)를 나타낸 도면이고, 도 2C는 시력을 제공하도록 빛이 흡수되는 광수용체 외부 세그멘트들(OS)을 보여주는 외부 망막의 주사전자현미경이미지(220)를 나타낸 도면이다.
광수용체들은 2가지 타입의 로드(road)와 콘(cone)이다. 로드는 어둠에 적응한 눈에 기능하고(암소시; scotopic vision), 콘은 밝은 빛 조건하에서 기능하고(명소시; photopic vision), 이들 모두는 색채 시각에 대한 책임이 있다. 사람에게 있어서, 3가지 타입의 콘이 있는데, 적색(L-cones), 녹색 (M-cones), 및 청색(S-cones) (각각 장파장, 중간파장 및 단파장 반응 콘들)과 같이 다른 범위의 파장들(즉, 색채)에 대하여 각각 반응한다. 눈은 눈에 도달하는 빛의 모든 파장에 대하여 균등하게 반응하지는 않으며, 약 550㎚의 가시 스펙트럼의 중간범위(예를 들면, 로드의 경우에 있어서 녹색, 콘의 경우에 있어서 황색/녹색)에 있는 빛에 대하여 가장 민감하게 반응한다(도 3A 참조). 콘의 3가지 타입의 스펙트럼 민감도 곡선은 중첩된다(도 3B 참조).
적색 콘들은 약 564㎚의 파장에서 황색에서 최대 민감도를 가지며, 녹색 콘들은 약 533㎚의 파장에서 녹색에서 최대 민감도를 가지며, 청색 콘들은 약 437㎚의 파장에서 가시 스펙트럼의 초음파부분 근처에서 최대 민감도를 가지며, 모든 콘들은 그들이 흡수할 수 있는 파장범위를 가지며, 적색 콘들에 대한 범위는 적색과 녹색 파장을 포괄하고, 청색 콘들은 보라색, 청색 및 녹색계통을 포괄한다. 모든 3개의 콘 타입들은 스펙트럼의 녹색부분에서 몇몇 민감도를 가지는데, 이 민감도는 적색 콘과 녹색 콘에 대하여 최대가 되고 청색 콘에 대하여 최소가 된다.
장파장 적색광은 단파장이 녹색 또는 청색광 보다 뒤쪽에 초점이 맞추어지는데(종방향 색수차), 이것은 근시의 교정을 위한 안경을 처방할 때 굴절률 에러의 과잉교정을 회피하기 위해서 사용된다. 두가지 색굴절 검사에 있어서, 적색 바탕에 검은색 글자들을 제공한 것은 녹색 바탕에 유사한 글자들을 제공한 것보다 훨씬 가독성이 좋으며, 이것은 긴 적색파장이 광수용체(OS)의 뒤가 아니라 광수용체(OS) 내에 초점이 맞추어질 수 있게 한다(즉, 근시 에러가 과도하게 교정되지 않게 한다). 이 테스트는 색채의 인식에 의존하지 않으며, 따라서 색각 이상자에서 동등하게 유효하다. 적색광은 청색광보다 뒤쪽에 초점이 맞추어짐에 따라, 망막을 가로지르는 적색광은 망막에서 발산되고 보다 전방에 초점이 맞추어지는 청색광보다 더 수렴된다. 백색광의 적색 성분은, 도 1A에 나타낸 것과 유사하게, 정상적인 눈에 있는 망막의 광수용체들의 후방 팁들을 바로 지나서 초점이 맞추어지는 반면에, 백색광의 청색 성분은, 도 1B에 나타낸 것과 유사하게, 정상적인 눈에 있는 망막의 광수용체들의 베이스들의 바로 전방에 초점이 맞추어진다.
망막은 그것을 통해서 수렴하는 빛(원시성 흐릿함)과 발산하는 빛(근시성 흐릿함)을 구별할 수 있으며, 이것은 시각적 인식을 유발할 수 있는 시각적 임펄스를 개시하도록 망막에 입사한 빛이 망막 광수용체들(로드들과 콘들)의 외부 세그멘트들(OS)에서 흡수되는 광수용체(OS)의 길이를 따라서 광양자들의 분배("양자 포획(quantum catch)")에 관련될 수 있다. 망막 광수용체(OS)는 수렴하는 빛(원시성 흐릿함)의 조건하에서 광양자의 크기에 비해서 길고, OS에서의 광양자의 밀도는 OS의 팁들(공막 말단)을 향해서 증가한다(도 4A 참조). 도 4A는 광수용체 외부 세그멘트들(OS)(406)의 팁들(404)을 지나서 초점(402)으로 집중하는 수렴광(400)을 나타내는 개략적인 다이어그램으로서, OS 팁들(404)에서와 OS 베이스들(410)에서를 비교하여, 2개의 광양자들에 대하여 참조부호 408로 나타낸 바와 같이 광양자의 밀도가 증가하는(붉은 점선) 결과를 얻었다.
눈이 초점이 맞추어지는 경우, 단파장의 청색광이 OS 베이스 근처(예를 들면, OS의 중간지점과 OS의 베이스 사이에서 말단 OS 부분에 있는 지점)에 초점이 맞추어지는 것에 비해서, 장파장의 적색광은 OS의 팁들 근처(예를 들면, OS의 팁과 OS의 중간지점 사이에서 근위의 OS 부분에 있는 지점)에 초점이 맞추어질 것이다.
광수용체(OS)에 의해서 포획된 빛은 그들의 근위 표면을 통해서 OS로 들어가고, 그들의 도파관 특성에 의해서 OS에서 말단을 향한다. 망막 이미지가 단파장의 청색광으로부터 장파장의 백색광으로 파장의 혼합을 포함하는 정상적인 백색광의 조건하에서, 원근조절은 망막이 가장 민감한 녹색 파장에 의해서 주로 결정될 것이며, 이러한 상황에서, 녹색파장들에 대한 초점면(FP)은 모든 3가지 콘 타입들의 OS의 중앙, 즉, 엘-콘(L-cone)(420), 엠-콘(M-cone)(422) 및 에스-콘(S-cone)(424) 광수용체 외부 세그멘트들(OS)에 대하여 도 4B에 나타낸 바와 같이, 엠-콘(M-cone)의 중앙 뿐만아니라 에스-콘(S-cone)과 엘-콘(L-cone)의 중앙을 통과한다.
도 4B에 도시된 바와 같이, 3개의 별도 초점평면들(FPs)이 존재하는데, 각각 적색광, 녹색광 및 청색광에 대한 것이며, 여기에서 적색광 FP(426)는 엘-콘(L-cone) OS(420)의 팁들 뒤에 놓이고, 청색광 FP(428)는 에스-콘(S-cone) OS(424)의 근위 베이스의 전방에 놓이며, 이들은 각각의 콘 OS 내에 있지 않다.
도 4C는 다양한 실시 예들에 따른 백색광에서 엘-콘(L-cone)(420), 엠-콘(M-cone)(422) 및 에스-콘(S-cone)(424) 광수용체 OS의 개략도이다. OS 팁에서의 적색 광양자들(즉, 440)의 광양자 포획의 합은 OS 베이스에서의 청색 광양자들(즉, 442)의 광양자 포획의 합과 거의 동등하다.
녹색광이 OS의 중간-평면에서 초점이 맞추어진 상황에서(즉, 녹색광 EP(430)이 적색광-흡수 엘-콘(L-cone) OS(420), 녹색광-흡수 엠-콘(M-cone) OS(422) 및 청색광-흡수 에스-콘(S-cone) OS(424)의 적어도 중간지점에서 초점이 맞추어짐), 적색광은 수렴되고 청색광은 OS의 길이를 따라서 발산된다. 엘-콘(L-cone)의 근위면들로 들어가는 적색광은 OS 팁들을 지나자마자 적색광 FP(426)에 있는 그것의 초점을 향해서 수렴되고, 반면에 청색광 FP(428)에서 OS 베이스들의 바로 전방에서 초점이 맞추어진 청색광은 OS 내에서 발산된다. 시각적 스펙트럼은 3가지 콘 타입들의 길이 내에서 수용된다.
다양한 실시 예들에 있어서, 용어 "원근조절(accommodation)"은 다른 가시거리에 있는 물체들에 초점을 맞추어서 눈의 옵틱을 조정하기 위한 공정에 관한 것이다.
말단 OS(432)와 근위 OS(434) 각각에서 OS를 따르는 광양자들의 결합된 분배는 엘-콘(L-cone) OS(420)과 에스-콘(S-cone) OS(424)에서 광양자들의 수 사이에 평형을 이루게 하고, 광수용체들을 가로질러서 합해지는 경우에, 광수용체 당 광량자들로서 표현되고, 비록 개수에서 격차가 장파장의 광양자들과 비교해서 청색 광양자들의 고에너지의 반사일지라도, 엘-콘(L-cone)보다는 에스-콘(S-cone)에서 개수가 더 적다. 도 4C에 나타낸 광양자들의 밀도는 장파장, 중파장, 단파장 특성들의 광양자들에 대한 OS의 길이를 따라서 광양자(광양자 포획)의 흡수의 가능성을 나타낸다.
근위 OS의 반대쪽에 있는 말단 OS에서(근위 OS에 비해서 말단에서 과도한 광양자 포획이 존재함) 광양자 밀도들(또는 그들의 흡수를 수반하는 그들의 광화학적 효과) 사이의 불균형은 근시의 발달에 기여하여 그것을 진행시키는 원인이 된다. 예를 들면, 어린이의 눈과 같이 젊은 눈은 근위 OS에 비해서 광수용체 말단 OS에서 최대의 합해진 광양자 포획(또는 효과)의 방향으로 성장하도록 프로그램되거나 유도될 것이다. 말단 OS에서 장파장(즉, 적색광)의 우세함은 눈의 축방향 신장을 초래하여 결국에는 근시를 유발하게 되고, 그러한 불균형의 계속은 축방향 길이에서의 점진적인 증가를 초래하여 도 4D에 나타낸 바와 같이 근시를 증가시킨다. 이와는 반대로, 역 불균형은 안구의 신장을 방지하거나 최소화하도록 작용하여 근시를 방지 또는 최소화하거나 원시를 초래할 것이다.
도 4D는 다양한 실시 예들에 따른, 일정량의 녹색광이 주어지고 과도한 적색광 및 줄어든 청색광의 조건하에서 L-cone(420), M-cone(422) 및 S-cone(424) 광수용체 외부 세그멘트들(OS)의 개략적인 다이어그램이다.
중파장의 녹색 광양자들에 의해서 결정된 눈의 원근조절에 있어서, 녹색광 FP(430)는 모든 3개의 콘 타입들(즉, 엘-콘(L-cone)(420), 엠-콘(M-cone)(422) 및 에스-콘(S-cone)(424))의 중간지점 또는 그 근처에 놓일 것이다. 수렴하는 적색광의 광양자 밀도(적색 광양자들, 즉 440)가 적색광 FP(426)에서 초점 지점을 향하여 증가함에 따라, 엘-콘들(L-cones)(420)의 팁들 쪽으로 광양자 포획이 증가한다. 청색광의 색상이 감소하여 청색 광양자들(즉, 442)이 감소함에 따라, OS 베이스에서 최대인 에스-콘(S-cone)(424)에서의 청색 광양자 포획은 엘-콘(L-cone) 팁들에서의 적색 광양자 포획보다 상당히 작다.
광수용체(OS)가 그들의 길이를 따라서 광양자 포획의 다른 분배에 대하여 민감함에 따라서, OS 중간지점의 각 측에서 광양자 포획의 균형잡힌 분배를 위해서는 정시화(emmetropisation), 즉, 근시와 같은 굴절률 에러의 발생을 회피하거나 최소화하고 안구가 성장하지 않는 것이 필요하다.
예를 들어 어린아이의 눈과 같은 젊은 눈이 OS에서 최대 광양자 밀도(또는 광양자 포획)의 방향으로 성장하도록 프로그램되거나 유도됨에 따라서, OS 팁들 또는 그 근처에서 과도하거나 증가된 비율의 적색광이나 적색 광양자들의 밀도는(몇몇 녹색광의 존재하에서) 성장하는 눈의 신장을 화살표(450)의 방향으로 자극하거나 유발할 것이며, 그 결과 근시가 발달하게 되고, OS 베이스들 또는 그 근처에서 과도하거나 증가된 비율의 청색광이나 청색 광양자들의 밀도는(몇몇 녹색광의 존재하에서) 근시의 발달에 대해서 보호하기 위해서 반대의 효과를 제공할 것이다.
그러므로, OS를 따르는 광양자 밀도의 분배는 자극되어 원근조절에서 단기간의 요동을 결정할 것이며, 장기간으로 젊은 눈에서의 안구와 굴절률 발전의 패턴을 결정할 것이다.
가시 스펙트럼의 모든 색채들을 갖는 백색광에 대하여, 일정비율의 중파장 빛(즉, 녹색광 또는 백색광의 녹색 성분)이 존재하면 말단 OS에서 적어도 대체적으로 적색 파장들(즉, 백색광의 적색성분)을 쉽게 국한시키고 근위 OS 내에서 적어도 대체적으로 청색광(즉, 백색광의 청색성분)을 국한시킬 뿐만아니라, 중파장 녹색광이 OS의 중간지점에서 대략적으로 초점을 맞추어지게 할 수 있다.
단색광(즉, 적색광)의 조건하에서, 눈은 유용한 파장을 수용할 것이며, 그래서 이러한 파장에 대한 초점 평면은 OS 팁들과 OS 베이스들 사이에 최소 불균형 또는 불균형없이 예상한 보통의 안구 발달 및 정시화에서 콘 OS의 중간지점 또는 그 근처에 중심을 잡을 것이다.
OS의 중간지점 또는 그 근처에서 녹색 파장에 대한 초점 평면을 유지하기 위해서 일정비율의 녹색광이나 광양자를 제공하도록 빛의 색도를 변경 또는 변화시키고 OS 베이스에서 적어도 대체적으로 높은 비율의 청색광이나 광양자는, 청색 광양자의 비율에 비해서 OS에서 적색광이나 양자의 비율에서의 감소 또는 부재와 결합하여, 근시를 방지 또는 줄이거나 혹은 그것의 진행을 중단시키거나 늦춘다.
다양한 실시 예들에서 설명한 바와 같이 빛의 색도의 변경 해법은 독서등, 광원, 조명장치(즉, 가정이나 학교에서), 디스플레이장치(즉, 컴퓨터 스크린), 프로젝터장치들 및 대안렌즈들(즉, 안경렌즈나 콘택트렌즈)과 같은 다양한 장치들 및 그들의 제조공정에 적용될 수 있다. 그러한 장치들은 원하는 색도를 갖는 빛의 적절한 전달을 달성하기 위해서 유용한 장치들로부터 주문제작 및/또는 주문디자인 또는 변경될 수 있다.
다양한 실시 예들은 대안렌즈를 제공할 것이다. 대안렌즈는 보는 사람의 눈으로 여과된 빛을 전달하기 위해서 상기 대안렌즈에 충돌하는 빛의 색도를 변화시키도록 구성된 광학 필터를 포함하며, 여기에서 상기 여과된 빛은 약 460㎚ 내지 약 490㎚ 범위(즉, 청색영역 광)의 제 1 피크 파장과 약 490㎚ 내지 약 550㎚(즉, 녹색영역 광) 범위의 제 2 피크 파장을 갖는 제 1의 빛을 포함한다.
다양한 실시 예들에 있어서, 광학 필터가 대안렌즈의 표면에 배치될 것이며, 예를 들어 보는 사람의 눈에서 먼쪽에 대안렌즈의 외면상에 배치되거나, 혹은 대안렌즈와 일체로 형성될 것이다.
다양한 실시 예들에 있어서, 대안렌즈는 굴절률 교정을 위해 한층 구성될 것이다. 대안렌즈들은 비구면 렌즈가 될 것이다. 대안렌즈는 안경렌즈나 콘택트렌즈가 될 것이다.
다양한 실시 예들에 있어서, 여과된 빛은 약 550㎚ 내지 약 700㎚의 파장범위에 있는 제 2의 빛을 더 포함하고, 제 1의 빛의 양은 제 2의 빛의 양보다 크다. 제 2의 빛은 약 550㎚ 내지 약 650㎚ 범위의 피크 파장을 가질 것이다.
다양한 실시 예들의 문맥에 있어서, 여과된 빛은 약 550㎚ 내지 약 700㎚의 파장 범위에 있는 제 2의 빛을 더 포함하며, 상기 제 1의 빛의 양은 상기 제 2의 빛의 양보다 크다. 제 2의 빛은 약 550㎚ 내지 약 650㎚ 범위의 피크 파장을 가질 것이다.
다양한 실시 예들의 문맥에 있어서, 제 1 피크파장은 약 480㎚이고, 제 2 피크파장은 약 550㎚이다.
다양한 실시 예들의 문맥에 있어서, 제 1 피크파장을 갖는 빛의 양은 제 2 피크파장을 갖는 빛의 양보다 크다.
다양한 실시 예들의 문맥에 있어서, 제 1 피크파장을 갖는 빛의 양은 약 80% 내지 약 90%의 범위, 예를 들면 약 90%이고, 제 2 피크파장을 갖는 빛의 양은 약 10% 내지 약 20%의 범위, 예를 들면 약 10%이다.
다양한 실시 예들의 문맥에 있어서, 제 1의 빛은, 예를 들면, 파장범위에 적어도 실질적으로 걸쳐서(즉, 전체 파장범위에 걸쳐서) 스펙트럼 스패닝(spanning) 또는 예를 들어 약 480㎚ 내지 약 550㎚의 파장범위의 일부에 걸쳐서, 약 460㎚ 내지 약 550㎚의 파장범위에 있는 스펙트럼을 가질 것이다. 또한, 제 1의 빛은 예를 들면 약 460㎚ 내지 약 490㎚의 범위, 예를 들면 약 480㎚의 적어도 하나의 피크파장을 갖는 청색 영역쪽으로 치우친 스펙트럼을 가질 것이며, 제 1의 빛의 스펙트럼은 녹색영역 내로 연장된다.
다양한 실시 예들의 문맥에 있어서, 제 1의 빛은, 약 460㎚ 내지 약 490㎚의 범위, 예를 들면 약 470㎚ 내지 약 490㎚의 범위, 예를 들면 약 480㎚± 20nm의 제 1 피크파장과, 약 490㎚ 내지 약 550㎚의 범위, 예를 들면 약 520㎚ 내지 약 550㎚의 범위, 예를 들면 약 550㎚± 20nm의 제 2 피크파장을 가질 것이다.
다양한 실시 예들의 문맥에 있어서, 제 1 피크파장을 갖는 빛의 양은 제 2 피크파장을 갖는 빛의 양보다 크다. 제 1 피크파장을 갖는 빛의 양은 약 80% 내지 약 90%의 범위에 있고, 제 2 피크파장을 갖는 빛의 양은 약 10% 내지 약 20%의 범위에 있을 것이다.
다양한 실시 예들의 문맥에 있어서, 제 1 피크파장과 제 2 피크파장은 연속적인 스펙트럼의 일부이거나 별도의 스펙트럼의 일부가될 것이다.
다양한 실시 예들의 문맥에 있어서, 제 2의 빛은, 예를 들면, 파장범위에 적어도 실질적으로 걸쳐서(즉, 전체 파장범위에 걸쳐서) 스펙트럼 스패닝(spanning) 또는 예를 들어 약 550㎚ 내지 약 650㎚의 파장범위의 일부에 걸쳐서, 약 550㎚ 내지 약 700㎚의 파장범위에 있는 스펙트럼을 가질 것이다. 또한, 제 2의 빛은 예를 들면 약 550㎚ 내지 약 650㎚의 범위, 예를 들면 약 564㎚의 피크파장을 가질 것이다. 제 2의 빛의 양은 약 1% 또는 그 미만(즉,≤1%)일 것이다. 다양한 실시 예들에 있어서, 여과된 빛은 제 2의 빛을 포함하지 않을 것이다.
다양한 실시 예들의 문맥에 있어서, 제 1의 빛은 약 480nm ± 20nm의 제 1 피크파장, 및 약 550nm ± 20nm의 제 2 피크파장을 가질 것이다. 550nm 녹색 피크는, 엘-콘(L-cones)과 에스-콘(S-cones)의 중간지점 뿐만아니라 엠-콘(M-cone) 외부 세그멘트들(OS)의 중간지점에 놓이는 엠-콘(M-cone)에 의해서 원근조절이 조정되는 것을 보장하기 위해서, 빛에 적응된 눈의 최대 스펙트럼 민감도에서 엠-콘(M-cone)의 피크 또는 최대 민감도 근처가 된다.
약 480㎚에서 제 2 피크는 가시 스펙트럼의 청색 도메인 내 및 에스-콘(S-cones)의 최대 민감도 근처에 있고, 엘-콘(L-cones)의 팁들에서(예를 들면, 장파장 적색광의 부재하에서) 낮은 수준의 광양자 포획과 비교하여 에스-콘(S-cones)의 베이스에서 광양자 포획 사이의 격차를 최대화하기 위해서 제공된다.
청색 파장 대 녹색 파장의 비는 약 90% 청색파장 대 약 10% 녹색파장으로 설정되고, 약 1% 적색파장보다 작거나 적색파장이 없다.
다양한 실시 예들의 문맥에 있어서, 안경렌즈와 콘택트렌즈는 상기한 바와 같은 색상 콘텐츠를 제공하기 위해서 전달된 빛의 색상 콘텐츠를 변하시키도록 하나 또는 그 이상의 필터들을 설계 및 구성하고 및/또는 통합할 것이다. 다시말해서, 변화된 색상 콘텐츠는 적색광에 대한 청색광의 증가된 콘텐츠나 청색광에 비해서 적색광의 감소한 콘텐츠를 가질 것이며, 반면에 녹색 콘텐츠의 타당성을 유지한다.
안경렌즈들과 콘택트렌즈들은 굴절율 교정을 통합할 것이며, 발달하는 근시의 위험하에서 어린이 또는 발달한 근시를 갖고 있는 사람 또는 근시의 진행의 위험하에 있는 사람에 의해서 연속적이거나 거의 연속적인 마모에 대하여 설계될 것이다. 콘택트 렌즈들은 원하는 굴절률 교정을 갖는 깨끗한 안경렌즈에 의해서 제공되는 굴절률 교정이 제공된 비구면일 것이다.
다양한 실시 예들에 있어서, 광원들은 상기한 바와 같은 색상을 제공하기 위해서 전달된 빛의 색상을 변화시키도록 하나 또는 그 이상의 필터들을 설계 및 구성하고 및/또는 변형하고 및/또는 통합할 것이다. 광원들은 실내 활동(실내조명, 화이트보드/블랙보드의 조명 등을 위해서 가정이나 학교에서의 사용을 포함)을 위해서 사용될 것이며, 어린시절 근시의 발달 위험성을 줄이고 근시를 갖고 있는 사람들 중에서 근시의 진행 위험을 줄이기 위해서 다른 형태의 인공 조명으로 교체될 수 있다.
또한, 광원들(즉, 독서등)은 이들 각각이 독서와 다른 근접 작업 또는 다른 실내활동들에 사용되도록(즉, 어린이에 의해서) 상기한 바와 같은 색상을 갖는 방출 스펙트럼으로 예를 들면 청색 발광 LED 또는 청색 발광 형광등 광원의 색상을 통합하도록 설계 및 구성되고 및/또는 변형될 것이다.
다양한 실시 예들에 있어서, 어린이들의 착용을 위한 헤드기어는, 상기한 바와 같은 색상을 갖는 방출 스펙트럼을 갖는 LEDs를 구비하고, 색상을 통합하도록 설계 및 구성되고 및/또는 변형될 것이다. 헤드기어는 독서나 다른 근접작업에 개입된 영역을 조명하도록 설계된 접시형 반사기를 갖춘 휴대용으로 장착된 LED광원의 사용을 포함할 것이다. 판독거리에서 빛이 세기는 약 30lux(즉, 약 3피트촉광)일 것이다.
다양한 실시 예들에 있어서, 영상장치들이나 디스플레이장치들은 예를 들어 학교에서 사용하기 위해서 상기한 바와 같은 색상을 제공하기 위해서 전달된 빛의 색상을 변화시키도록 하나 또는 그 이상의 필터들을 설계 및 구성하고 및/또는 변형하고 및/또는 통합할 것이다.
다양한 실시 예들에 있어서, 학교나 가정에서 어린이가 사용하기 위한 컴퓨터 스크린의 색 특징들은 상기한 바와 같은 색상을 제공하기 위해서 설계되고 변형될 것이다. 이것은, 예를 들면, 상기한 바와 같은 색도를 달성하기 위해서 프로그램된 컴퓨터 소프트웨어나 스크린에 적용된 하나 또는 그 이상의 필터들에 의해서 달성될 것이다.
그러므로, 적색광에 대항하여 증가된 비율의 청색광과 적당한 비율의 녹색광 으로 입사광을 제공하기 위해서, 안경렌즈나 콘택트렌즈에 통합된 적절한 필터들의 사용에 의해서, 적절한 필터들의 안경렌즈들을 적용함에 의해서, 또는 변경된 인공조명원의 사용을 통한 큰 비율의 청색광과 감소된 비율의 적색광(적당한 비율의 녹색광과 함께) 사용에 의해서, 눈에 입사하는 빛의 색 특징들을 변경하면, 성장하는 눈이 근시로 발달하는 것을 방지하거나 최소화할 것이며, 만일 근시가 이미 발달하였다면 그것의 진행을 방지하거나 최소화할 수 있다. 학교나 가정에서, 예를 들면 인공조명이 제공된 실내에서, 적색광에 대항하여 청색광의 비율을 증가시키도록 조명 조건들을 변경하는 것과, 적당한 비율의 녹색조명을 유지하는 것은, 근시의 위험성을 줄이고 그것의 진행을 막을 수 있다. 컴퓨터 디스플레이의 스펙트럼 성분에 대한 변경은 유사한 효과를 제공할 것이다.
빛의 부정적 영향에 대한 연구가 로드 타입의 광수용체들이 지배적으로 존재하는 망막을 갖고 있는 야행성 설치류를 대상으로 상기 다양한 실시 예들에 따른 빛의 세기를 능가하는 높은 세기의 빛을 적용하여 대부분 얻어졌다. 주행성 동물 및 마카크(macaques)와 같은 영장류에서는 강한 빛에 노출시키더라도 망막 손상을 유발시키는데 실패하였음을 알 수 있다. 다른 고도의 영장류와 같은 어린이들은 청색이 망막에 부정적 영향을 미칠 위험성이 줄어들게 될 것이다(Organisciak DT,. Vaughan DK, Prog Retin Eye Res. 2019;29: 1 13-34).
비록 눈이 거의 손상을 입을만한 세기로 강렬한 청색광에 노출되는 것이 망막 손상을 야기하고 노인들의 망막 퇴행성 질환에 역할을 하는 것(소위 청색광 위험성)으로 밝혀졌을지라도, 어린이 근시의 관리에서 임상적으로 사용될 다양한 실시 예들에 따른 색상을 갖는 청색/녹색광은 다른 부정적 망막효과들과 연관되지 않도록 선택될 것이다.
다양한 실시 예들의 빛의 세기는, 약 100~300피트촉광(foot candles)(약 1,200~3,000lux) 범위의 특징을 갖는 망막 손상을 유발하는 빛의 세기에 비해서, 약 3피트촉광(foot candles)이다.
또한, 실외활동은 근시의 발달로부터 보호되고 안구손상의 부정적 위험을 수반하지 않음을 보였다. 한낮의 빛의 세기는 10,000 내지 25,000lux(약 950~2,300피트촉광) 범위이다. 그러므로, 실외 빛의 세기는 약 3피트촉광인 다양한 실시 예들의 빛의 세기보다 약 300배 내지 1,000배 크다.
다양한 실시 예들에 따른 빛은 망막 손상의 최대 위험을 수반하는 것으로 알려진 파장보다 긴 약 460nm의 최소파장(즉, 최단파장)을 가지며, 이것은 예를 들면 초음파(UV)와 가깝거나 또는 약 360nm 내지 약 43nm의 매우 짧은 파장의 청색광이다.
다양한 실시 예들에 따라서 사용된 색 조작 및 빛은 한낮의 시간이나 이른 저녁, 바람직하게는 밤이 아닌 시간 동안에 사용될 것이며, 동물의 경우를 통해서, 망막은 1am에 피크 민감도를 갖는 밤 동안에 빛에 노출되면 빛 손상의 큰 위험에 처하게 되는 것을 알 수 있었다.
예들
적당한 비율의 녹색광을 유지하면서 장파장 대 단파장 빛의 비율을 변경하는 것은 떨어진 물체로부터 녹색 파장의 초점 평면이 모든 광수용체(OS)를 따라서 중간에 놓일 수 있게 한다. 그러한 해법은 안구에 대한 색도의 영향, 굴절률 발달 및 그것의 굴절상태를 결정하는데 도움을 줄 것이다.
OS의 팁과 베이스들에서의 광양자 밀도 사이의 상당한 불균형을 얻기 위해서, 모든 OS의 중간지점에서 녹색파장의 초점을 유지하기 위해서 적당한 비율의 녹색광을 갖는 조명하에 병아리들이 올려졌다. 녹색광에 추가하여, 적색광이나 청색광의 우세함이 있었다(즉, 과도한 적색광이나 과도한 청색광을 가짐).
비록 조류의 눈과 포유류의 눈 사이에는 차이가 있지만, 병아리는 콘(cone) 타입의 광수용체들이 지배적인 망막을 가지며, 사람의 망막에 있는 3가지 타입의 콘들(cones)에 비해서 5개 색상의 반응성 콘들(Pask C, Stacey A., Vision Res 1998;38:953-961)에 의해서 결정될지라도, 사람의 것과 대체적으로 부합하는 스펙트럼 민감도 곡선을 갖는다.
어린 병아리의 눈은 시각적 입력에서의 변화에 빠르게 반응할 것이며, 예를 들면 시각상실에 이를 정도로 반응하고, 이에 의해서 2주의 기간 내에 근시가 발생하였다.
도 5A는 다양한 실시 예들에 따른, 병아리 사육을 위한 폐쇄부(502) 및 장치의 사진(500)이고, 도 5B는 상기 폐쇄부(502)의 내부의 사진(520)이다. 장치는 폐회로 텔레비젼(CCTV)(504), 온도제어장치(506)(온도 모니터와 온도 컨트롤러를 포함) 및 조명 및 과열 컨트롤러(508)을 포함할 것이다.
폐쇄부(502)는 다른 색 조건하에서 병아리 사육을 위해 사용될 것이다. 폐쇄부(502)는 빛이 통하지 않으며, 폐쇄부(502)의 지붕(즉, 폐쇄부 리드(514)의 내부면(512)상)에서 발광다이오드(LEDs)(510)의 4개 뱅크들이나 어레이들에 의해서 조명된다. 주기적으로 각각 12시간은 온(on)되고 12시간은 오프(off)되는 3개의 다른 조명 조건들이 3가지 다른 실험적 조건에서 사용되었다.
폐쇄부(502)의 내벽들은 병아리들이 우선적으로 수용하는 번갈아 배치된 검은색 및 흰색의 수직한 줄무니들(516)로 안을 대었다. 검은색 및 흰색의 수직한 줄무니들(516)은 약 4~8 cycles/degree의 공간 주파수를 가졌으며, 폐쇄부(502) 내에서 각각의 병아리의 위치에 따라서 검은색 및 흰색의 수직한 줄무니들(516)은 4~8 cycles/degree의 공간 주파수를 갖는 빛을 제공하였다.
병아리들에게는 약 28°C 내지 약 32°C 범위의 온도로 자동온도조절장치로 조절된 공기가 공급되었다. 조명조건에 영향을 미침이 없이 음식과 물이 원격으로 제공되었다.
폐쇄부의 세척은 폐쇄부(502)를 개방할 필요없이 빌트-인 세척 및 통기장치에 의해서 원격세척장치를 사용하여 달성되었다.
예를 들면 14일 내지 28일 동안 혹은 42일 동안의 일정시간의 병아리 사육과정 동안에, 병아리의 거동과 건강이 CCTV(504)를 통해서 관찰 및 모니터링되었다.
햇병아리의 무리들이 약 2주 내지 4주 동안에 백색광, 적색광 또는 청색광의 폭넓은 스펙트럼 조명조건하에서 사육되었고, 각각의 눈의 굴절률이 선상 망막검영기 및 컴퓨터제어 적외선 광굴절에 의해서 결정되었다. 안구의 치수는 초음파검사법(Sonomed 1500)에 의해서 결정되었다.
폐쇄부(502)의 조명은 우선적으로 백색광, 적색광 또는 청색광을 방출하는 발광다이오드(LEDs)(510)의 뱅크들을 사용하여 달성하였다. 발광다이오드(LEDs)(510)의 뱅크들은 폐쇄부(502)의 내부 조명을 적어도 실질적으로 보장할 수 있는 배치 또는 배열로서 폐쇄부(502)의 지붕에 배열되었다. LEDs의 각각의 스트립이나 뱅크는 적어도 실질적으로 유사한 방출특성들을 갖는 약 30개의 별도 LEDs을 포함할 것이다. 그러나, LEDs의 각각의 스트립은 10개 LEDs 내지 50개 LEDs, 예를 들면 10개 LEDs 내지 30개 LEDs 또는 20개 LEDs 내지 40개 LEDs의 범위를 갖는 개수의 LEDs를 포함할 수 있음을 알 수 있다.
감색성 광도계(LX107, Digital Instruments LT Lutron, Taiwan)를 사용하여 측정된 폐쇄부(502) 중앙에서의 휘도는 각각 약 3.1과 3.2 피트캔들의 적색광 및 청색광 조명조건하에서 거의 실질적으로 동등하였다. 폐쇄부(502) 중앙에서 백색 발광 LEDs로부터 방출되는 휘도는 약 10.9피트캔들이었다.
도 6은 다양한 실시 예들에 따른, 병아리 사육을 위해 사용된 발광다이오드(LEDs)의 방출 스펙트럼을 나타낸 그래프(600)를 보여준다. 스펙트럼은 고해상도 분광계(HR 2000, Ocean Optics, Dunedin, FL, USA)를 사용한 분광분석에 의해서 결정되었다.
도 6에 도시된 바와 같이, 청색 LEDs(604)의 스펙트럼 방출은 약 550㎚ 내지 약 700㎚ 범위인데, 약 480㎚에서 날카로운 피크로 진행되고 녹색 영역내로 약 540㎚로 짧은 꼬리로 진행되는 약 430㎚ 내지 약 550㎚ 범위인 반면에, 녹색 LEDs(606)의 스펙트럼 방출은 약 640㎚에서 날카로운 피크로 진행한다. 백색 LEDs(602)의 스펙트럼 방출은 약 410㎚ 내지 약 840㎚ 범위인데, 스펙트럼의 청색 영역에서 약 450㎚에서 날카로운 피크로 진행되고 약 500㎚ 내지 약 700㎚ 범위에서 넓은 영역의 증가된 방출을 나타내고 녹색영역에서 약 536㎚에서 넓은 피크를 가지며 먼 적색영역 내로 연장된 방출을 갖는다. 모든 3가지 타입의 LEDs는 몇몇 녹색 방출을 가지며, 이때 녹색 LEDs는 적어도 일정량의 녹색방출을 갖는다. 적색발광 LEDs의 방출에서 녹색의 비율은 매우 낮은 반면에, 녹색방출은 사람의 콘 스펙트럼 민감도 곡선의 피크 근처여서 적은 양의 녹색광이 눈의 원근조절을에 영향을 주기에 충분할 것이며, 아래에서 설명하는 바와 같은 3개의 다른 조명조건하에서 병아리들의 사육결과에 의해서 지지된다.
적색(+녹색) 또는 청색(+녹색) 조명조건하에서 약 14일, 약 21일 및 약 28일 동안에 병아리들의 사육 무리들의 반사율 결과들이 도 1 및 도 7에 도시되어 있다. 우세한 적색광에서 사육된 병아리들은 근시가 되었고 우세한 청색광에서 사용된 병아리들은 원시가 되었는데, 모두 3번의 인터벌에서 이러한 두가지 조건(p <0.001 )하에서 평균 굴절률들 사에에는 상당한 차이가 존재하고, 과도한 청색광은 이러한 2개의 색 조건들(p <0.001 )하에서 평균 굴절률들 사이의 상당한 차이로 인하여 원시를 야기하였다. 각각의 병아리에서 우측눈과 좌측눈은 표 1에 나타낸 결과와 유사하게 거동하였다.
표 1에 나타낸 바와 같이, 적색광 사육에 의해서 야기된 근시는 청색광하에서 사용된 원시에서의 유리체 챔버보다 긴 유리체 챔버를 가졌으며, 근시는 근시의 어린이에서 일반적으로 볼 수 있는 근시의 타입과 유사하게 근시가 축방향 근시임을 나타낸다.
표 1 : 과도한 적색 조명조건이나 과도한 청색 조명조건 하에서 사육되는 병아리들의 눈들의 굴절률 상태
굴절률(디옵터)(평균±SD) 14일에 유리질 길이(mm)
(평균±SD)
배후 빛 14일 21일 28일
과도한 적색광 -1.62±0.54 -2.21±0.21 -2.83±0.25 5.55±0.11
과도한 청색광 +3.06±0.29 +4.21±0.18 +4.55±0.21 4.73±0.72
도 7은 적색이 우세한 조명조건이나 청색이 우수한 조명조건하에서 14일, 21일 또는 28일 동안에 각각의 병아리에서 임의로 선택된 눈들의 평균 굴절률 상태의 막대그래프들의 플롯(700)을 보여준다.
도 7에 도시된 바와 같이, 적색광(어느정도의 녹색광이 존재함)에서 사육된 병아리들은 각각의 시간간격에서 근시가 되었고, 28일 동안에 걸쳐서 그 정도가 증가하였으며, 반면에 청색광(어느정도의 녹색광이 존재함)에서 사육된 병아리들은 각각의 시간간격에서 원시가 되었고, 28일 동안에 걸쳐서 원시가 진행되었다.
디옵터(diptres)에서 평균값과 표준편차는 병아리들이 사육된 빛의 주기와 색특성의 각각의 조합을 나타낸다. 도 7에서, "*" 은 각각의 시간간격에서 적색광과 청색광 사이의 확률차 (p<0,001)를 나타낸다.
우세한 적색광에서 사육된 근시 병아리들은 표 1에 나타낸 바와 같이 우세한 청색광에서 사육된 원시 병아리들 보다 14일동안 상당히 긴 유리체 챔버 길이를 가졌다.
또한, 병아리들은 21일동안 적색광에서 사육되었고 14일과 21일에 굴절률을 측정하였는데 이 시간간격에서 유도된 근시의 정도가 결정되었다. 적색광 사육에 의해서 유도된 근시가 청색광 사육에 의해서 원시로 전환되는지 아닌지를 결정하기 위해서, 병아리들은 청색광 조명조건하에서 추가로 21일동안 폐쇄부로 복귀하였고 14일과 21일에 굴절률을 측정하였다.
도 8은 우세한 적색 조명조건하에서 21일동안 사육되고 부수적으로 우세한 청색 조명조건하에서 21일동안 사육된 각각의 병아리로부터 임의로 선택된 눈들의 평균 굴절률 상태의 막대그래프들의 플롯(800)을 보여준다. 한 눈은 각각의 시간간격에서 각각의 병아리로부터 임의로 선택되었다. 디옵터(diptres)에서 평균값과 표준편차는 병아리들이 사육된 빛의 주기와 색특성의 각각의 조합을 나타낸다.
과도한 적색광 사육에 있어서, 눈들은 점진적으로 근시가 되었으나, 조명이 과도한 청색으로 변한 경우에는, 사전에 진행된 근시는 전척을 보이는 원시로 전환되었다. 디옵터(diptres)에서 평균값과 표준편차는 병아리들이 사육된 빛의 주기와 색특성의 각각의 조합을 나타낸다.
또한, 병아리들은 21일동안 청색광에서 사육되었고 14일과 21일에 굴절률을 측정하였는데 이 시간간격에서 유도된 원시의 정도가 결정되었다. 청색광 사육에 의해서 유도된 원시가 적색광 사육에 의해서 근시로 전환되는지 아닌지를 결정하기 위해서, 병아리들은 적색광 조명조건하에서 추가로 21일동안 폐쇄부로 복귀하였고 14일과 21일에 굴절률을 측정하였다.
도 9는 우세한 청색 조명조건하에서 21일동안 사육되고 부수적으로 우세한 적색 조명조건하에서 21일동안 사육된 각각의 병아리로부터 임의로 선택된 눈들의 평균 굴절률 상태의 막대그래프들의 플롯(900)을 보여준다. 한 눈은 각각의 시간간격에서 각각의 병아리로부터 임의로 선택되었다. 디옵터(diptres)에서 평균값과 표준편차는 병아리들이 사육된 빛의 주기와 색특성의 각각의 조합을 나타낸다.
과도한 청색광 사육에 있어서, 눈들은 점진적으로 원시가 되었으나, 이것은 부수적인 과도한 청색광 사육에 의해서 점진적인 근시로 전환되었다.
과도한 청색광 사육은 근시를 유도하는 과도한 적색광 사육보다 원시 유도에 있어서 보다 효과적이다. 또한, 과도한 청색광은, 청색광으로 유도된 원시를 근시로 전환하는 것보다 적색광으로 유도된 근시를 원시로 전화하는 것이 더욱 효과적이다.
그러므로, 병아리들이 사육되는 조명 빛의 색도의 변경은 근시(과도한 적색광)나 원시(과도한 청색광)를 유발하고 과도한 적색광-유도 근시는 과도한 청색광에 부수적으로 노출되는 것에 의해서 원시로 전환될 것이다.
이와는 별개로, 단기간, 즉 2시간 동안 과도한 청색광 사육이 결정되었는데, 이것은 10시간의 과도한 적색광 사육과 12시간의 밤시간을 통해서 긴시간의 적색광 사육으로부터 예상된 근시를 방지하거나 최소화할 것이다.
이것은 과도한 청색 파장에 하루당 짧게 노출하는 것은 연약한 어린이에서 근시가 발생하는 것을 방지하거나 최소화하기에, 또는 이미 발달된 근시를 갖고 있는 어린이에게서 근시가 진행되는 것을 중지시키거나 느리게 할 수 있기에 충분하다는 것을 보여준다.
토론
우세한 적색광이나 우세한 청색광의 조절된 조건하에서 병아리 사육으로부터 얻어진 결과들은, 젊은 눈의 성장이 망막을 가로지르는 빛의 양안전도에 의해서, 특히 광수용체 OS의 팁들과 베이스들에서 상대적인 광양자 포획에 의해서 조절되는 것에 대한 지지를 제공한다. 렌즈-유도된 원시성 흐릿한 형체나 과도한 적색광의 영향으로부터 야기된 망막을 가로지르는 수렴하는 빛으로서 OS의 팁들을 바로 지난 초점의 지점에 도달함에 따라서 또한 수렴되는 빛의 조건하에서(원시형 형체), 그 반응은 안구의 신장 및 축방향 근시의 발달을 초래한다.
렌즈-유발된 굴절이상으로부터 그리고 눈에 빛이 입사할 때의 과도한 적색 또는 청색 파장으로부터 발생한 눈 성장의 패턴 사이에는 차이가 존재한다. 젊은 눈에 있어서, 렌즈에 의해서 유도된 변경된 눈 성장은 눈이 렌즈에 의해서 유발된 굴절이상의 강도와 사인에 대하여 보상하도록 눈이 성장하는 경우에 중단된다. 예를 들면, +6D의 원시를 유발하는 +6D 렌즈를 착용하고 -6D의 원시를 유발하는 -6D 렌즈를 착용하면, 오랜기간의 렌즈착용 시에 굴절률에서의 추가 변형을 야기하지 않을 것이다.
이에 비해서, 색도의 영향은 연속적이다. 젊은 동물의 눈이나 젊은 사람의 눈이 과도한 적색광에 노출되는 경우에, 눈이 계속해서 신장하면, 과도한 적색광이 계속적으로 존재하고, 비정상적인 색도의 빛에 노출되는 것과 같은 환경적 요소들에 반응하여 그것의 성장패턴을 변경시키도록 젊은 눈이 그것의 적응성 및 능력을 보유한다.
병아리 눈에서, 약 1.5디옵터인 청색광과 비교한 바와 같이 적색광의 양안전도에서의 차이가 측정되었다(Mandelman T, Sivak JG. Vision Res 1983; 12: 1555-59; Rohrer B, et al., J Physiol 1992; 449:363-376). 다양한 실시 예들에 따른 결과들은 적색광과 녹색광 사이 또는 청색광과 녹색광 사이에서 양안전도의 차이가 약 0.75디옵터 단위로 안구성장의 패턴과 굴절률 발달에 영향을 끼치는 것을 보여준다. 유도된 원시의 경우에 있어서, 우세한 청색광(약 40% 녹색광 존재하에서)에서 사육된 병아리들에 대하여 약 14일에 +3.0D (+3.0 디옵터) 및 28일에 +4.50D의 굴절률 에러가 있고, 청색파장과 녹색파장 사이의 차이의 영향은 주당 + 1.00D를 넘는 단위로 병아리 눈에서의 굴절률에 있어서 연속적으로 유도된 변화를 초래하였다. 비록 하기의 결과가 적색 LEDs에 의해서 방출된 빛에서 약 20% 청색 영역 빛의 존재에 의해서 영향을 받을지라도, 우세한 적색광에서 사육된 병알들의 유도된 근시는 주당 약 0.75D 단위였다.
적색광 감지 및 청색광 감지 콘들의 OS의 팁들과 베이스들에서 합산 광양자 밀도들에서의 불균형에 눈이 반응할 수 있게 하는 메카니즘이 후속 결정을 위해서 요구될 것이다. 그럼에도 불구하고, 만일 망막이 근위 OS와 비교함에 따라서 말단에서 광양자 포획 사이의 구별할 수 있어야 하는 필요한 상황이 요구되면, 고립된 광수용체 OS 내로 측방향을 향하는 광양자들이 말단 또는 근위 확산없이 OS의 좁은 대역(3㎛)으로 제한된 OS의 여기를 발생시키는 것으로 결정되었다.
실외 활동은 근시에 대항하여 보호할 것이며, 반면에 독서와 글쓰기가 개입되는 것과 같은 실내활동과 근접작업(즉, 텅스텐 조명하에서의 근접작업)은 근시의 발달과 연관이 있다. 실내 활동은 근접 작업에 상관없이 근시의 발달을 초래하는 요소일 것이다. 어린이 근시의 병인학에서 실내 활동의 역할을 고려하면, 일반적으로 많은 실내 활동은 예를들어 텅스텐 조명 내에서와 같은 인공적인 조명에서 이루어진다. 텅스텐 백열램프들은 약 300nm 내지 약 1400nm 범위의 연속적인 방출 스펙트럼을 갖는데, 방출 스펙트럼의 대부분은 약 600㎚ 또는 그 이상이다(적색광부터 적외선까지). 그들의 방출 스펙트럼은 적은 비율의 녹색 방출 및 매우 적은 청색, 즉 텅스텐 램프의 스펙트럼 방출은 병아리들을 근시로 만드는 적색 발광 LEDs에 의해서 방출된 것과 어느정도 유사성을 갖는다.
현재, 텅스텐 백열램프들은 장수명 에너지절감 형광램프로 대체되었다. 이러한 램프들은 대부분의 형광램프들과 마찬가지로 자외선과 몇몇 청색파장을 방출하지만, 이들은 형광등 출력을 생성하는데 사용되는 인에 의존하는 시각적 스펙트럼 방출패턴의 녹색 및 적색 부분들에서 다수의 강렬한 피크를 나타내는 불연속적인 스펙트럼을 갖는다.
다른 세기의 햇빛, 텅스텐 조명 및 저에너지 형광등 조명에서 실내 환경의 사진촬영이 햇빛의 청색 함량, 텅스텐과 저에너지 형광등 조명의 적색 함량을 사실적으로 나타내도록 수행되었고, 조명의 각 조건에 대한 적색, 녹색 또는 청색 파장들의 상대적인 양들이 도 10에 나타나 있으며, 여기에서 실내 환경은 흐릿하거나 밝은 확산 햇빛하에서, 2개의 다른 세기로 제공되는 텅스텐 조명과 저에너지가 지속하는 형광등 조명하에서 사진촬영되었다.
도 10은 예를 들어 흐린 대낮(대낮 1), 밝은 대낮(대낮 2), 저에너지 장수명 형광등 조명원(오래 지속됨), 하나의 텅스텐 조명(텅스텐 1) 및 더 밝은 조명을 제공하는 2개의 텅스텐 조명들(텅스텐 2)과 같은 다른 조명원들에 의해서 동일한 실내 환경의 색상의 막대그래프들의 플롯(1000)을 보여준다.
도 10에 있어서, 각각의 조명(즉, 대낮 1, 오래지속됨, 등)에 대하여, 가장 좌측의 결과는 적색광 영역의 비율을 나타내고, 중간은 녹색광 영여의 비율을 나타내며, 가장 우측은 청색광 영역을 나타낸다.
도 10에 도시된 바와 같이, 적색, 녹색 및 청색광 영역의 비율은 흐린 대낮(대낮 1)에 적색 28% : 녹색 35% : 청색 35%의 비율로 대체로 동등하며, 밝은 대낮(대낮 2)에 적색, 녹색 및 청색광 영역의 비율은 적색 28.5% : 녹색 34.5% : 청색 37%의 비율로 약간씩 증가하였다. 대낮 조명에 대하여 청색 및 녹색광 영역(즉, 청색과 녹색 성분)의 작은 우세함이 있었다.
이에 비해서, 장수명의 형광등 및 텅스텐 조명은 적색광 영역에서 우세함이 있었고(즉, 적색 성분), 더 밝은 텅스텐 조명을 사용할 때 증가한다. 저에너지 장수명 형광등(오래지속됨)은 적색 60% : 녹색 32% : 청색 8%의 비율로 제공되었다. 하나의 텅스텐 조명은 적색 54% : 녹색 27% : 청색 19%의 비율로 제공되었고, 반면에 2개의 텅스텐 램프들로부터 제공되는 조명은 적색 58% : 녹색 29% : 청색 13%의 비율을 나타내었다.
도 11은 각각의 색상을 갖는 다양한 외부환경들의 사진을 나타낸다. 다양한 외부환경들의 각각의 색상은 적색, 녹색 또는 청색의 비율에서 상당한 변화를 보인다.
구름이 잔뜩 낀 하늘의 사진(1100)은 녹색(1102), 청색(1104) 및 적색(1106)의 각각의 색상으로부터 거의 동등한 비율을 나타내며, 햇빛이 가능한 환경의 사진(1110,1120,1130)은 청색광과 녹색광 색상이 우세하고(각각 1112와 1114, 1122와 1124 및 1132와 1134) 적색광의 비율은 줄어든 것(각각 1116, 1126, 1136)을 보여주는 반면에, 일몰 환경의 사진(1140)은 녹색(1142)과 청색(1144)에 비해서 적색(1146)이 우세한 것을 보여준다.
실외 활동은 근시 진행에 대하여 보호하는 반면에, 독서와 글쓰기와 같은 근접작업(즉, 텅스텐 조명하에서 근접작업)과 실내 활동은 근시의 발달과 연관이 있을 것이다. 실내활동은 근접 작업에 상관없이 근시의 발달을 야기하는 요소가 될 수 있다.
이것은 왜냐하면 예를 들어 장파장의 적색광이 우세하고 청색은 줄어들고 일정비율의 녹색광이 있는 스펙트럼 성분을 갖는 장시간 지속되는 저에너지 형광등이나 텅스테 기초 인공조명하에서 수행되는 실내활동(근접작업을 포함하여)은, 근시의 발달을 야기하는 상기한 바와 같은 병아리 사육의 조건들과 유사하기 때문이다.
실외활동과 연관된 근시에 대항하는 보호효과는 우세한 청색광, 적당한 함량의 녹색 파장 및 낮은 적색 함량을 포함할 실외조명의 색도에 기인할 것이며, 그러므로 병아리들에서 원시의 발달을 초래했던 빛의 스펙트럼 조성을 따라함으로써, 상기한 바와 같이 병아리들에서 나타났던 것과 마찬가지로, 어린이에서 근시에 대한 보호를 할 수 있다.
눈에 입사하는 빛의 색상은 안구 및 굴절률 발달을 결정할 것이다. 위에서 언급한 바와 같은 결과들은 어린이에게 적용될 수 있으며, 원근조절을 유지하기 위해서 적당한 녹색광을 포함하여 적색광의 성분에 대해서 청색광의 비율을 증가시킴으로써 눈이 노출되는 빛의 색상을 변경할 수 있으며, 그래서 녹색광에 대한 초점 평면은 광수용체 외부 세그멘트들의 중간 지점을 통과할 것이며, 근시의 발달이나 그것의 진행에 대항하여 OS 베이스에서의 광양자 밀도의 우세를 보장할 수 있게 된다.
도 8에 도시된 바와 같이 병아리의 적색광 사육에 의해서 유도된 근시로부터 청색광 사육으로 변화시킴으로써(즉, 청색광에 단기간 노출시킴) 원시로의 전환은, 어린이에게서 발달된 근시가 어린 나이에 시각적 이미지의 색상 조절에 의해서 역전되게 어린이에게 적용될 수 있다. 인공 조명의 실내로부터 장파장 적색광에 과도하게 노출되어 유도되는 근시를 극복하는데 필요한 처액광 노출의 양과 주기는 망막에 부정적 영향(즉, "청색광 위험")을 끼치기에는 불충분할 정도가 될 것이다.
그러므로, 이러한 초점 평면의 전방에 초점이 맞추어진 청색광의 비율에서의 증가 및 이러한 초점 평면의 후방에 초점이 맞추어진 적색광의 비율에서의 증가와 함께, 광수용체 외부 세그멘트들(OS)의 중간지점에서 망막 이미지의 초점 평면을 유지하기 위해서 녹색광을 포함시키면, 어린 눈이 원시로 발전하게 된다. 증가된 비율의 적색광(적당한 비율의 녹색광의 존재하에서)으로 인하여 청색광과 적색광의 균형이 바뀌면 반대의 영향을 갖게 되어 근시를 유발하게 된다. 또한, 과도한 적색광에 의해서 젊은 눈에서 유발된 근시는, 어린이의 눈이 근시로 발전하는 것을 방지 또는 늦추거나 이미 발달된 근시의 진행을 중단시키는 것에 있어서 색 조절의 사용을 위한 지지를 제공하는 과도한 청색광에 대한 노출로 인하여 부수적으로 역전될 수 있다.
본 발명은 특정 실시 예들에 대해서 특별하게 도시하고 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자들은 첨부된 특허청구범위에 의해서 한정되는 바와 같은 본 발명의 사상 및 영역을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변화될 수 있음을 알 수 있을 것이다. 그러므로, 본 발명의 영역은 첨부된 특허청구범위에 의해서 나타내어 지며, 특허청구범위와 등가인 범위 및 의미 내에서 모든 변화들이 이루어질 수 있음을 알 수 있다.

Claims (10)

  1. 대안렌즈로서,
    보는 사람의 눈으로 여과된 빛을 전달하기 위해서 상기 대안렌즈에 충돌하는 빛의 색도를 변화시키도록 구성된 광학 필터를 포함하며,
    상기 여과된 빛은 약 460㎚ 내지 약 490㎚ 범위의 제 1 피크 파장과 약 490㎚ 내지 약 550㎚ 범위의 제 2 피크 파장을 갖는 제 1의 빛을 포함하는 대안렌즈.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 피크 파장은 약 480㎚이고, 상기 제 2 피크 파장은 약 550㎚인 대안렌즈.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 제 1 피크 파장을 갖는 빛의 양은 상기 제 2 피크 파장을 갖는 빛의 양보다 큰 대안렌즈.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 제 1 피크 파장을 갖는 빛의 양은 약 80% 내지 약 90%의 범위이고, 상기 제 2 피크 파장을 갖는 빛의 양은 약 10% 내지 약 20%의 범위인 대안렌즈.
  5. 상기 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 여과된 빛은 약 550㎚ 내지 약 700㎚의 파장 범위에 있는 제 2의 빛을 더 포함하며, 상기 제 1의 빛의 양은 상기 제 2의 빛의 양보다 큰 대안렌즈.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 제 2의 빛의 양은 ≤ 1%인 대안렌즈.
  7. 상기 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 광학 필터는 보는 사람의 눈의 말단에서 상기 대안렌즈의 외면에 배치되는 대안렌즈.
  8. 상기 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 대안렌즈는 굴절 교정을 위해서 또한 구성되는 대안렌즈.
  9. 상기 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 대안렌즈는 비구면 렌즈인 대안렌즈.
  10. 상기 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 대안렌즈는 안경 렌즈나 콘택트 렌즈인 대안렌즈.
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