KR20220103790A - 비-굴절 피처를 갖는 안과용 렌즈 설계 - Google Patents
비-굴절 피처를 갖는 안과용 렌즈 설계 Download PDFInfo
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Abstract
본 개시는 착용자에서 근시의 교정을 위한 단초점 안과용 렌즈의 사용에 관한 것이며, 단초점 안과용 렌즈 디바이스는 개인의 근시를 교정하기 위해 기본 처방으로 구성되고 비-굴절 피처로 의도적으로 더 구성되며, 비-굴절 피처는 착용자에 대해 망막 신경절 세포 활성의 증가를 용이하게 하며, 이는 착용자의 근시 진행의 속도를 둔화, 개선, 제어, 금지, 감소시키는 광학 정지 시그널의 역할을 할 수 있다.
Description
교차 참조
본 특허 출원은 발명의 명칭이 "A multi-zone ophthalmic lens"이고 2019년 12월 01일자로 출원된 오스트레일리아 가출원 일련 번호 제2019/904536호; 및 발명의 명칭이 "An Ophthalmic lens for myopia"이고 2019년 12월 01일자로 출원된 다른 오스트레일리아 가출원 일련 번호 제2019/904537호에 대한 우선권을 주장하며; 그 둘 다는 전체적으로 참조에 의해 본원에 통합된다.
본 개시는 근시와 같은 눈 길이 관련 장애를 경험하는 눈과 함께 사용하기 위한 안과용 렌즈, 특히 콘택트 렌즈 및 안경 렌즈에 관한 것이다.
인간 망막은 다음과 같은 3개의 주요 층을 갖는다: 광수용체층(photoreceptor layer), 외망상층(the outer plexiform layer), 및 내망상층(inner plexiform layer). 원뿔세포(Cone) 및 막대세포(rod)는 인입광을 전기 신호로 변환시킴으로써 인간의 눈의 망막에서 광에 반응하는 광수용체(photoreceptor)이다. 변환된 전기 신호는 광수용체로부터, 양극성 세포(bipolar cell)를 통해, 추가적으로 망막 신경절 세포 및 시신경으로 전파되어, 망막 세포로부터의 시각 신호를 뇌로 전달하여 세계의 시지각(visual perception)을 허용한다. 광수용체는 차등적(graded) 막전위로 반응하고 그들의 분극 상태(polarisation state)의 수준에 비례하여 신경전달물질 글루타메이트(glutamate)를 방출한다. 예를 들어, 광 자극의 부재에서, 광수용체는 탈분극되고 그것의 베이스라인 상태에 비해 더 많은 글루타메이트를 방출한다. 광의 존재에서, 광수용체는 과분극되며, 이는 광수용체에서 옵신의 분해로 인해 발생되어, 그것이 그 베이스라인 상태에 비해 더 적은 글루타메이트를 방출하게 한다. 망막에 2개 타입의 양극성 세포, 온- 및 오프-센터 양극성 세포가 존재하며, 이는 광수용체 신호를 수평 세포의 측면으로 연결된 층에 의해 계산되는 시공간적 평균에 비교함으로써 인입광으로부터 포지티브(positive) 및 네거티브(negative)의 시공간적 콘트라스트(contrast)를 개별적으로 인코딩한다.
수평 세포는 전도성 갭 접합에 의해 상호연결되고 복합 트라이어드 시냅스에서 양극성 세포 및 광수용체에 연결된다. 온- 및 오프-센터 양극성 세포는 글루타메이트에 대해 상이한 반응을 가지며, 이는 이러한 양극성 세포 각각 상에 위치되는 글루타메이트 수용체의 타입 및 수에 기초한다.
오프-센터 양극성 세포는 이온성(ionotropic) 수용체를 가지며, 이는 글루타메이트에 대해 흥분성(excitatory)이다. 이러한 오프-센터 양극성 세포는 글루타메이트에 응답하여 탈분극되고 광수용체 시그널(signal)의 신호를 보존한다. 광의 존재에서, 오프-센터 양극성 세포는 광수용체로부터 더 적은 글루타메이트를 수용하여, 과분극(hyperpolarisation)을 야기하고 더 적은 글루타메이트를 대응하는 신경절 세포 하류로 방출한다. 광의 부재에서, 오프-센터 양극성 세포는 광수용체로부터 더 많은 글루타메이트를 수신하여, 탈분극(depolarisation)을 야기하고 더 많은 글루타메이트를 대응하는 신경절 세포 하류로 방출한다.
온-센터 양극성 세포는 대사성(metabotropic) 수용체를 가지며, 이는 글루타메이트에 대해 억제적(inhibitory)이다. 이러한 온-센터 양극성 세포는 글루타메이트에 응답하여 과분극되고 광수용체 시그널의 신호를 역전시킨다. 광의 존재에서, 온-센터 양극성 세포는 광수용체로부터 더 적은 글루타메이트를 수신하여, 탈분극을 야기하고 더 많은 글루타메이트를 대응하는 신경절 세포 하류로 방출한다. 광의 부재에서, 온-센터 양극성 세포는 광수용체로부터 더 많은 글루타메이트를 수용하여, 과분극을 야기하고 더 적은 글루타메이트를 대응하는 신경절 세포 하류로 방출한다. 온- 또는 오프-센터 양극성 세포가 대응하는 신경절 세포 하류 상으로 방출하는 글루타메이트가 많을수록, 신경절 세포의 활동 발화 전위(action firing potential)는 더 크다. 온-센터 양극성 세포와 오프-센터 양극성 세포 사이의 광에 대한 반대 반응(opposite response)은 명암 상태에 대한 차등 반등의 핵심(key)이다. 게다가, 온- 및 오프-센터 양극성 세포의 탈분극 시그널 활성(activity)은 대응하는 수용 필드에서 주변(surrounding) 광수용체를 연결하는 수평 세포에 의해 증폭되거나 억제될 수 있다.
수평 세포는 광수용체로부터 흥분성 입력을 수신하고 억제적 피드백을 반응으로 주변 이웃에 연결되는 광수용체로 송신한다. 수용 필드는 망막에서 양극성 세포 및 신경절 세포 하류로 입력을 송신하는 광수용체의 그룹이다.
망막 수용 필드는 작은 원형 센터 필드를 갖는 동심원의 원형 구역 및 서라운드 필드로 지칭되는 센터 필드 주위의 더 넓은 원형 필드를 사용하여 설명될 수 있다. 수용 필드는 2개의 카테고리, 즉, 온-서라운드 타입 수용 필드를 갖는 오프-센터 및 오프-서라운드 타입 수용 필드를 갖는 온-센터로 나뉜다. 온- 및 오프-센터 수용 필드는 양극성 세포에서의 차이에 기초하여 광에 대해 상이한 반응을 갖는다.
인간의 눈은 태어났을 때에 원시(hyperopic)이며, 여기서 안구의 길이는 눈의 총 광학적 배율(optical power)에 비해 너무 짧다. 사람이 소아기에서 성인으로 나이가 들어감에 따라, 안구는 눈의 굴절 상태가 안정될 때까지 계속 성장한다. 눈의 성장은 피드백 메커니즘에 의해 제어되고 시각 경험에 의해 주로 조절되어, 눈의 광학적 특성(optics)과 눈의 길이를 일치시키고 항상성(homeostasis)을 유지하는 것으로 이해된다. 이러한 과정은 정시화(emmetropisation)로서 언급된다. 정시화 과정을 안내하는 시그널은 망막에 의해 수신되는 광 에너지의 변조에 의해 개시된다. 망막 이미지 특성은 눈 성장을 시작 또는 중지시키거나, 가속화하거나, 또는 둔화시키기 위해 신호를 변조하는 생물학적 과정에 의해 모니터링된다. 이러한 과정은 정시를 달성하거나 유지하기 위해 광학적 특성(optics)과 안구 길이 사이를 조정한다. 이러한 정시화 과정으로부터의 탈선은 근시와 같은 굴절 장애를 야기한다. 감소된 망막 활성은 눈 성장을 장려하고, 반대로 망막 활성의 증가는 눈 성장을 억제한다는 가설이 있다.
근시의 유행은 세계의 많은 지역, 특히 동아시아에서 급속도로 증가하고 있다. 근시성의 개인에 있어서, 눈의 축방향 길이는 눈의 전반적인 배율에 부정합되어, 먼 객체가 망막의 앞쪽에 초점화되는 것을 초래한다.
간단한 한 쌍의 네거티브 단초점 렌즈(single vision lense)가 근시를 교정할 수 있다. 그러한 디바이스가 눈의 길이와 연관되는 굴절 오차를 광학적으로 교정할 수 있지만, 그들은 근시의 진행에서 과도한 눈 성장의 근본적인 원인을 해결하지 못한다. 고도 근시에서의 과도한 눈의 길이는 백내장, 녹내장, 근시성 황반증, 및 망막 박리와 같은 상당한 시력 위협 조건과 연관된다. 따라서, 근본적인 굴절 오차를 교정할뿐만 아니라, 또한 과도한 눈의 연장 또는 근시의 진행을 방지하는 그러한 개인을 위한 특정 광학 디바이스에 대한 필요성이 남아 있다.
정의
본원에 사용되는 바와 같은 용어는 아래에서 달리 정의되지 않는 한 당업자에 의해 일반적으로 사용된다.
용어 "근시안"은 이미 근시를 경험하고 있거나, 근시전(pre-myopia) 상태에 있거나, 근시가 될 위험에 있거나, 난시(astigmatism)를 갖거나 갖지 않는 근시를 향하여 진행하고 있는 굴절 상태를 갖는 것으로 진단된 눈을 의미한다.
용어 "진행성 근시안"은, 적어도 -0.25 D/year의 굴절 오차의 변화 또는 적어도 0.1 mm/year의 축방향 길이의 변화에 의해 측정되는 바와 같이, 진행하고 있는 것으로 진단되는 확립된 근시를 갖는 눈을 의미한다.
용어 "근시가 될 위험이 있는 눈"은 정시일 수도 있거나 그 당시에 낮은 원시이지만 유전적 요인(예를 들어, 양 부모가 근시임) 및/또는 연령(예를 들어, 젊은 나이에 낮은 원시임) 및/또는 환경적 요인(예를 들어, 야외에서 보낸 시간) 및/또는 행동 요인(예를 들어, 작업 근처에서 수행하는 데 소요된 시간)에 기초하여 근시가 될 증가된 위험을 갖는 것으로 식별된 눈을 의미한다.
용어 "광학 정지 시그널" 또는 "정지 시그널"은 눈의 성장 및/또는 눈의 굴절 상태를 둔화, 역전, 저지, 지연, 억제, 제어하는 것을 용이하게 할 수 있는 광학 시그널 또는 지향성 신호를 의미한다.
용어 "공간적 및 시간적으로 변화하는 광학 정지 시그널" 또는 "공간적 및 시간적으로 변동하는 광학 정지 시그널"은 망막에 제공되는 광학 정지 시그널을 의미하며, 이는 눈의 망막에 걸쳐 시간적으로 및 공간적으로 변한다.
용어 "콘택트 렌즈"는, 눈의 광학 성능에 영향을 미치기 위해 착용자의 각막 상에 피팅되기에 적합한, 완성된 콘택트 렌즈를 의미한다.
용어 "안경 렌즈"는 완성된 또는 반-완성된 블랭크 렌즈(blank lens)를 의미할 수 있다. 용어 "표준 단초점 안경 렌즈" 또는 "상업적으로 이용가능한 단초점 안경" 또는 "표준 안경"은 눈의 근본적인 굴절 오차를 교정하기 위해 사용되는 기본 처방(base prescription)을 갖는 안경 렌즈를 의미하며; 여기서 굴절 오차는 난시를 갖거나 갖지 않는 근시일 수 있다.
용어 "광학 구역(optical zone)" 또는 "광학 구역(optic zone)"은 규정된 광학 효과를 갖는 안과용 렌즈(예를 들어, 콘택트 렌즈 또는 안경 렌즈) 상의 영역을 의미한다. 광학 구역(optical zone)은 전방 및 후방 광학 구역(optic zone) 중 하나 또는 둘 다를 포함한다. 전방 및 후방 광학 구역(optic zone)은 규정된 광학 효과에 기여하는 콘택트 렌즈의 전면 및 후면 표면적(surface area) 각각을 의미한다.
용어 "광학 센터(optical centre)" 또는 "광학 센터(optic centre)"는 안과용의 광학 구역의 기하학적 센터를 의미한다. 용어 기하학상 및 기하학적은 본질적으로 동일하다.
용어 "광축"은 광학 센터를 통과하고 안과용 렌즈의 에지를 포함하는 평면에 실질적으로 수직인 라인을 의미한다.
용어 및 어구(phrase) "단초점 광학 구역" 또는 "실질적 단초점 광학" 또는 "실질적 단초점 프로파일" 또는 "구면 광학 구역"은 광학 구역이 상당한 양의 1차 구면 수차가 없는 균일한 배율 분포(power distribution)를 갖는 것을 의미한다. 단초점 광학 구역은 거리 굴절 오차를 교정하기 위해 난시 성분을 갖는 것으로 더 분류될 수 있다.
용어 "모형안(model eye)"은 개략적, 광선추적, 또는 물리적 모형안을 의미할 수 있다.
본원에 사용되는 바와 같은 용어 "디옵터(Diopter)", "다이옵터(Dioptre)" 또는 "D"는 광축을 따라, 미터로, 렌즈 또는 광학 시스템의 초점 거리의 역수로서 정의되는 렌즈 굴절력(dioptric power)의 단위 척도이다.
요약
종래 기술, 및 일반적으로 관심 있는 발명 대상에 대한 상세 논의는 본 개시의 배경으로서 제공되어, 개시된 실시예의 맥락을 예시하고, 더욱이, 종래 기술에 비해 본 개시에 의해 고려되는 진보(advance)를 구별한다. 여기에 제시되는 재료는 언급된 재료가 본 개시에 진술되는 다양한 실시예 및/또는 청구항의 우선순위에 관하여 이전에 개시되거나, 공지되거나, 공통의 일반적인 지식의 일부라는 인정으로서 취해져서는 안된다.
간략하게 요약하면, 근시 굴절 오차를 관리하기 위해 사용되는 굴절 또는 위상-변경 피처(feature)를 갖는 모든 종래 기술의 광학 설계는 상당한 시각 손상(compromise)을 수반하며, 이는 분야에서 종종 고려되는 다초점 유사 설계 피처의 사용으로 인해 주로 촉진된다. 예는 미국 특허 6045578, 7025460, 7506983, 7401922, 7803153, 8690319, 8931897, 8950860, 8998408에서 설명된다.
일련의 솔루션은 일반적인 이미징 시스템에 대한 초점의 심도를 개선하기 위한 진폭 변경 피처(feature)를 갖는 광학 분야에 제안되어왔다. 예는 다음에 의해 기술된 논문에서 설명된다: 발명의 명칭이 "Improvement in the OTF of a defocused optical system through the use of shaded apertures"인, Mino 및 Okano, Applied Optics 1971; 발명의 명칭이 "Arbitrary high focal depth with a quasi-optimum real and positive transmittance apodizer"인, Castaneda 등의, Applied Optics 1989; 발명의 명칭이 "Zone plate for arbitrary high focal depth"인, Applied Optics 1990에 공개된, Castaneda 및 Berriel-Valdos; 및 미국 특허 5965330A, 8570655B2 및 8192022.
진폭 변경 솔루션에 의한 단점은 임계 주파수에서 감소된 에너지 전송, 그들의 위상-변경 카운터파트에 대한 더 열악한 분해능, 및 낮은 광 처리량을 포함한다.
반대로, 본 개시는, 본원에 설명된 바와 같이, 망막 신경절 세포 활성의 증가를 제공하고 종래 기술의 단점 중 하나 이상을 극복하는 것을 목표로 하는 복수의 비-굴절 피처로 의도적으로 구성되는 단초점 안과용 렌즈 설계의 사용에 관한 것이다.
특정 개시된 실시예는 근시 진행의 속도(rate)를 감속시키기 위해 정지 시그널을 사용하는 콘택트 렌즈 또는 안경 렌즈를 통해 인입광을 수정하는 것을 향하여 지향된다. 보다 구체적으로, 본 개시는 착용자의 근시 교정을 위한 단초점 콘택트 렌즈 및 안경 렌즈의 사용에 관한 것이며, 여기서 단초점 안과용 렌즈 디바이스는 개인의 근시를 교정하기 위한 기본 처방으로 구성되고 비-굴절 피처로 의도적으로 더 구성되며, 여기서 비-굴절 피처는 착용자에 대한 망막 신경절 세포 활성의 증가를 용이하게 하며, 이는 착용자의 근시 진행의 속도를 억제, 감소, 또는 제어하기 위한 광학 정지 시그널의 역할을 할 수 있다. 일부 실시예에서, 광학 정지 시그널은 시공간적 변형(variation)을 갖도록 구성될 수 있다.
특정 개시된 실시예는 인간의 눈으로 진입하는 인입광의 특성을 변경하기 위한 콘택트 렌즈 및/또는 안경 렌즈를 포함한다. 특정 개시된 실시예는 굴절 오차, 예를 들어 근시를 교정, 관리, 및 치료하기 위한 콘택트 렌즈 및/또는 안경 렌즈의 구성에 관한 것이다. 일부 실시예는 근시 굴절 오차를 교정하고 동시에 추가적인 눈 성장 또는 근시의 진행을 방해하는 광학 정지 시그널을 제공하는 것 둘 다를 목표로 한다.
특정 실시예는 안과용 렌즈를 통해 인입광을 수정하여 개인의 눈 성장을 둔화시키기 위한 망막 신경절 세포 활성에서 능동 상승(active rise)을 제공할 수 있는 장치, 디바이스, 및/또는 방법에 관한 것이다. 이것은 센터 및/또는 주변 망막 상에 부과되는, 인공 에지 패턴, 또는 인공 발광 콘트라스트 프로파일의 도입을 목표로 하는, 단초점 안과용 렌즈와 함께 사용되는, 특정 비-굴절 피처의 구성을 통해 달성될 수 있다. 망막 상에 부과되는 인공 에지 패턴, 또는 인공 발광 콘트라스트 프로파일은 망막을 가로지르는 온- 및 오프-센터 망막 필드에 걸쳐 공간 콘트라스트 프로파일을 제공한다. 인공적으로 유도된 에지는 망막 스파이킹 활동, 또는 신경절 세포 발화 활성의 증가를 제공하며, 이는 전반적인 망막 활성의 대리 척도(surrogate measure)이다. 본 개시는 증가된 망막 신경절 세포 활성이 차례로 광학 정지 시그널을 진행성 근시안에 제공할 수 있다고 가정한다.
본 개시의 일부 다른 실시예에서, 콘택트 렌즈의 비-굴절 피처는 망막 상에 부과되는 인공 에지 패턴, 또는 인공 공간 발광 콘트라스트 프로파일이 전반적인 망막 신경절 세포 활성에서 시간적 변형을 제공하기 위해 더 구성되도록 구성된다.
본 개시의 특정 실시예는, 본원에 개시되는 바와 같이, 단초점 안과용 렌즈인, 콘택트 렌즈 및 안경 렌즈 둘 다와 함께 사용되는, 비-굴절 피처의 구조적 특성 중 하나 이상의 변형을 수반한다. 예를 들어, 비-굴절 피처의 구조적 특성은 다음 중 하나 이상을 포함한다: 안과용 렌즈에 대한, 그들의 불투명도, 그들의 크기, 폭, 및 형상, 그들의 적용 방법, 그들의 적용 위치, 그들의 분포, 그들의 배열 패턴 및 스패닝(spanning) 영역.
비-굴절 피처의 다수의 구조적 특성의 고려된 변형은, 본원에 개시되는 바와 같이, 원하는 온-아이(on-eye)의 기능적 시각 성능을 제공하면서, 근시의 진행을 늦추는 안과용 렌즈 실시예의 효능(potency)을 유지한다. 본 개시의 특정 실시예는 다음의 피처를 포함하지만 이에 제한되지 않는 비-굴절 피처의 최적화를 수반한다: 눈의 분해능 성능을 손상시키는 것 없이 망막 신경절 세포 활성에서 원하는 수준의 증가 및/또는 원하는 수준의 시간적 분산(temporal variance)을 제공하는, 불투명도, 크기, 형상, 복수(plurality), 패턴, 위치, 및 적용 방법. 예를 들어, 본 개시의 일부 실시예에서, 비-굴절 피처의 하나 이상의 특성은 눈의 굴절 오차를 교정하기 위한 기본 처방을 갖는 다른 단초점 안과용 렌즈 상에 구성되며, 여기서 실시예의 안과용 렌즈는, 근시 발달 및/또는 진행과 연관되는 것으로 생각되는 환경 및/또는 행동을 대표하는 장면을 포함할 수 있는 다수의 공통적인 시각 장면을 제시받는 모형안 상에서 테스트될 때, 비-굴절 피처가 없는 단초점 안과용 렌즈의 망막 신경절 세포 활성의 약 적어도 1.25배, 적어도 1.5배, 적어도 1.75배, 적어도 2배, 적어도 2.5배 또는 적어도 3배만큼 망막 신경절 세포 활성의 증가를 제공하며; 여기서 망막 신경절 세포 활성은 수용 필드 내에 온-타입 세포, 오프-타입 세포 또는 온-타입 및 오프-타입 세포 둘 다를 포함할 수 있다. 일부 예에서, 망막 신경절 세포 활성은 국소 영역, 복수의 국소 영역 내에 있을 수 있거나, 원하는 망막 필드에 걸쳐 평균화될 수 있다. 일부 다른 실시예에서, 모델 상에서 테스트되는 안과용 렌즈는 망막 신경절 세포 활성에서 시간적 변형을 추가적으로 제공한다. 일부 예에서, 망막 신경절 세포 활성은 망막 스파이크 트레인 분석에 의해 측정될 수 있지만, 일부 다른 예에서, 그것은 시간의 함수로서 평균 망막 스파이크 속도(rate)에 의해 측정될 수 있다. 본 개시의 특정의 다른 실시예에서, 실시예의 안과용 렌즈는, 모형안 상에서 테스트될 때, 증가된 시간적 변형, 또는 변동 또는 진동을 망막 신경절 세포 활성에 제공하며; 여기서 망막 신경절 세포 활성의 시간적 변형은 다음 중 하나 이상으로서 표현될 수 있다: 비단조적 변동, 준-사인파 변형, 사인파 변형, 주기적 변형, 비주기적 변형, 비주기적 준-직사각형 변형, 직사각형 변형, 구형파 변형, 또는 망막 신경절 세포 활성의 무작위 변형.
일부 예에서, 특정 타입의 시각 자극은 망막 신경절 세포 활성, 예를 들어, 백색-잡음 전기 자극, 시각 자극에서의 사인파 변형, 체커보드 패턴, 전-자계(full-field) 플래시 자극, 반-자계 플래시 자극, 전-자계 가우시안 잡음, 반-자계 가우시안 잡음, 지역 플래시 자극, 지역 가우시안 잡음 등을 유도하기 위해 사용될 수 있다. 일부 예에서 자극에 대한 신경 반응의 거친 특성(coarse characterisation)만이 바람직할 수 있지만; 다른 예에서, 자극에 대한 신경 반응의 훨씬 더 미세한 특성이 바람직할 수 있다. 본 개시에서 사용되는 자극은 본 개시의 작용(working)을 입증하기 위한 대표적인 수단으로만 고려되고 그 선택은 본 개시 및/또는 청구항의 범위를 제한하는 것으로서 해석되지 않아야 한다.
본 개시의 일부 실시예에서, 안과용 렌즈 상의 비-굴절 피처의 불투명도(opaqueness)는 비-굴절 피처 상에 입사되는 광의 적어도 80%, 적어도 85%, 적어도 90%, 적어도 95%, 적어도 98%, 적어도 99%, 또는 100% 전부를 흡수하도록 구성될 수 있다. 본 개시의 일부 다른 실시예에서, 안과용 렌즈 상의 비-굴절 피처의 불투명도는 비-굴절 피처 상에 입사되는 광의 80% 내지 90%, 또는 80% 내지 95%, 또는 80% 내지 99% 사이를 흡수하도록 구성될 수 있다.
본 개시의 일부 실시예에서, 임의의 비-굴절 피처의 임의의 하나 이상의 개별 요소의 폭은 가시 스펙트럼 내의 광의 평균 파장(즉, 555 nm)의 적어도 3배, 적어도 4배, 적어도 5배, 적어도 6배, 적어도 7배, 적어도 8배, 적어도 9배, 또는 적어도 10배 이도록 구성될 수 있다.
본 개시의 일부 다른 실시예에서, 임의의 비-굴절 피처의 임의의 개별 요소의 폭은 피처가 가시 스펙트럼 내의 광의 평균 파장(즉, 555 nm)의 3배 내지 5배, 또는 4배 내지 7배, 또는 5배 내지 9배, 또는 3배 내지 10배 사이에 있도록 구성될 수 있다. 가시 스펙트럼 내의 광의 평균 파장보다 실질적으로 더 큰 비-굴절 피처의 임의의 개별 요소의 폭의 선택에 대한 하한은 본원에 개시되는 비-굴절 피처의 에지에 대한 불필요한 회절 효과를 회피하기 위한 바람직한 결과에 의해 뒷받침된다.일부 실시예에서, 안과용 렌즈 상의 비-굴절 피처의 임의의 하나 이상의 개별 요소의 폭은 피처가 50 ㎛보다 크지 않거나, 75 ㎛보다 크지 않거나, 100 ㎛보다 크지 않거나, 150 ㎛보다 크지 않거나, 200 ㎛보다 크지 않거나, 250 ㎛보다 크지 않거나, 300 ㎛보다 크지 않도록 구성될 수 있다. 비-굴절 피처의 임의의 개별 요소의 폭/크기의 선택에 대한 상한은 최소 에너지 손실을 허용하고 그것에 의해 본원에 개시되는 고려된 실시예를 착용하는 눈에 대한 분해능 성능에서의 변화를 실질적으로 허용하지 않는 눈에 진입하는 광의 적정량을 유지하는 바람직한 결과에 의해 뒷받침된다. 일부 실시예에서, 비-굴절 피처의 임의의 개밸 요소의 폭/크기의 선택에 대한 상한은 콘택트 렌즈 실시예와 안경 렌즈 실시예 사이에서 상이할 수 있으며, 후자의 정점 거리(vertex distan)를 설명한다.
본 개시의 일부 다른 실시예에서, 비-굴절 피처는 진행 속도에서의 감소의 효능이 착용자에 의해 수용될 수 있는 시각 성능에서 원하는 정도의 타협(compromise)과 균형을 이룰 수 있도록 근시의 정도 및 진행의 속도에 기초하여 맞춤화될 수 있다.
본 개시의 특정 실시예에서, 안과용 렌즈 상에 구성될 수 있는 비-굴절 피처의 임의의 하나 이상의 개별 요소의 형상은 피처가 원형, 육각형, 팔각형, 정다각형, 불규칙 다각형, 라인, 삼각형, 도트형, 호형(arc-like) 또는 본원에 개시되는 임의의 다른 무작위 형상이도록 구성될 수 있다.
일부 다른 실시예에서, 다수의 개구(aperture), 세그먼트, 영역, 또는 구역의 고려된 설계 피처는 형상에 있어서 원형, 비-원형, 반-원형, 환형, 타원형, 직사각형, 팔각형, 육각형, 또는 정사각형일 수 있다.
본 개시의 특정 실시예에서, 단초점 콘택트 렌즈 상의 비-굴절 피처의 개별 요소의 배열은 모든 비-굴절 피처에 의해 걸쳐진 영역이 단초점 콘택트 렌즈의 광학 구역의 2 mm, 또는 2.5 mm, 또는 3 mm, 또는 3.5 mm, 또는 4 mm, 또는 4.5 mm, 또는 5 mm, 또는 6 mm 센터 직경 내에 있도록 구성될 수 있다.
본 개시의 특정 실시예에서, 단초점 안경 렌즈 상의 비-굴절 피처의 개별 요소의 배열은 모든 비-굴절 피처에 의해 걸쳐진 영역이 단초점 안경 렌즈의 광학 구역의 20 mm, 또는 25 mm, 또는 30 mm, 또는 35 mm, 또는 40 mm, 또는 45 mm, 또는 50 mm, 또는 60 mm 센터 직경 내에 있도록 구성될 수 있다.
본 개시의 일부 다른 실시예에서, 비-굴절 피처는 단초점 안과용 렌즈의 광학 구역의 센터 30%, 35%, 40%, 45%, 50%, 55%, 또는 60% 영역 내에 구현될 수 있다.
본 개시의 일부 다른 실시예에서, 비-굴절 피처는 단초점 안과용 렌즈의 광학 구역의 주변 10%, 15%, 20% 25%, 30%, 35%, 또는 40% 영역 내에 구현될 수 있다. 단초점 안과용 렌즈의 센터부 또는 주변부에 대한 언급은 안과용 렌즈의 광학 센터로부터 이루어진다.
본 개시의 일부 다른 실시예에서, 비-굴절 피처는 다음 위치 중 하나 이상에 대해 구현될 수 있다: 안과용 렌즈의 재료의 매트릭스 내의, 안과용 렌즈의 전면, 안과용 렌즈의 후면. 일부 실시예에서, 비-굴절 피처의 구현의 방법은 미용 렌즈의 일상적인 개발에서 사용되는 바와 같은 패드-프린팅 또는 레이저 프린팅 접근법을 통해 달성될 수 있다.
본 개시의 일부 실시예에서, 구현된 비-굴절 피처는, 본원에 개시되는 바와 같이, 진행성 근시 굴절 오차를 억제, 감소, 또는 제어하기 위한 광학 정지 시그널의 역할을 하는 망막 신경절 세포 활성의 증가를 용이하게 할 수 있는 다른 실질적 단초점 안과용 렌즈 위에 실질적으로 다중 개구, 다중 구역, 다중 영역, 다중 세그먼트의 형태로 배열될 수 있다.
다른 실시예에서, 비-굴절 피처는 안과용 렌즈의 매트릭스로 구성되는 동질적 매체 또는 이질적 매체를 통해 구현될 수 있다. 일부 다른 실시예에서, 구현은 표면 상에 또는 매트릭스 내에 매체의 포토 에칭, 또는 다른 포토크래픽 과정을 수반할 수 있다.
본 개시는 인입광의 투과 특성을 변경하여, 착용자의 망막 상에 뚜렷한 발광 콘트라스트 프로파일(즉, 인공 에지)을 생성하는 안과용 렌즈에 관한 것이다. 눈의 투과 특성의 변경은 복수의 상대적으로 더 낮은 투과 라인 또는 줄무늬(striae)를 이용함으로써, 또는 대안적으로, 본원에 고려되는 다중 개구, 구역, 세그먼트, 영역, 또는 다른 패턴으로서 배열되는 비-굴절 피처를 이용함으로써 달성된다. 낮은 투과 라인 또는 줄무늬 또는 피처는 다음과 같은 안과용 렌즈 상의 하나 이상의 위치: 렌즈의 전면, 렌즈의 후면 상에 구성될 수 있거나, 안과용 렌즈의 매트릭스 내에 내장될 수 있다. 낮은 투과 라인, 줄무늬 또는 피처는 불투명이거나, 반투명이거나, 반사적이거나, 스펙트럼적으로 민감하거나, 편광적으로 민감하거나, 흡수성이도록 구성될 수 있다. 편광 민감 재료를 구현하기 위해, 사분의 일 파장 플레이트 리타더(retarder)를 갖거나 갖지 않는 선형 편광 필터의 다양한 조합이 고려될 수 있다. 일부 다른 실시예에서, 원하는 편광 민감 특성은 특정 렌즈 재료, 예를 들어 복굴절 재료, 코팅, 또는 그 조합을 사용하여 구성될 수 있다.
저 투과 피처의 치수 사양(specification), 예를 들어, 비-굴절 피처의 폭은 원하는 바와 같이 렌즈 설계에서 조정되어, 눈에 진입하는 광의 양을 증가시키고, 시각 아티팩트(artefact)를 최소화하면서 착용자의 눈의 원하는 굴절 교정을 위해 안과용 렌즈를 적절하게 구성하고 착용자의 눈에 대한 적절한 정지 시그널을 유지, 또는 제공한다.
본 개시는 근시의 진행을 지연시키기 위해 비-굴절 피처의 사용을 제안한다. 비-굴절 피처의 사용은 포지티브 디포커스, 포지티브 구면 수차, 또는 임의의 다른 변형, 예를 들어, 초점 광학 피처의 이중초점, 다중 초점 또는 확장 심도의 임의의 위상-변경 접근법을 이용하지 않는 실시예를 용이하게 한다.
본 개시는 안과용 렌즈를 통해 관찰하는 동안 캡처되는 망막 이미지로 인공 에지, 또는 발광 콘트라스트 프로파일을 도입하고 추가적인 눈 성장을 억제할 수 있는 망막 신경절 세포 활성의 증가를 제공함으로써 근시의 진행을 지연시키는 방법을 제공한다.
일부 실시예에서, 안과용 렌즈는 콘택트 렌즈를 의미할 수 있는 반면, 더 다른 실시예에서, 안과용 렌즈는 안경 렌즈를 의미할 수 있다. 안경 렌즈를 고려하는 본 개시의 일부 실시예에서, 비-굴절 피처의 통합은 착용자에 대해 바람직하지 않을 수 있는 안경 렌즈의 열악한 미용적 외관을 초래할 수 있다. 렌즈의 추가적인 재료 특성은 열악한 미용술의 문제를 완화시키기 위해 고려될 수 있다. 예를 들어, 일부 실시예에서, 구현된 비-굴절 피처는 다음의 추가적인 재료 특성 중 하나 이상을 갖도록 구성될 수 있다: 인입광의 편광 상태에 대해 완전히 둔감하거나, 부분적으로 민감하거나, 완전히 민감함. 본 개시의 일부 다른 안경 렌즈 실시예에서, 구현된 비-굴절 피처는 전기적으로 튜닝가능하도록 구성될 수 있다. 일부 실시예에서, 한 쌍의 편광된 콘택트 렌즈 및 한 쌍의 편광된 안경 렌즈의 조합은 눈 상의 콘택트 렌즈의 과도한 이동을 요구하는 것 없이 망막 신경절 세포 활성에 추가적인 시간적 변형을 제공하도록 고려될 수 있다.
본 개시의 특정 실시예는, 예를 들어, 모아레 패턴, 곡선 패턴, 멤피스 패턴, 직사각형 격자 패턴, 육각형 패턴, 나선형 패턴, 소용돌이 패턴, 방사형 패턴, 라인 어레이, 지그-재그 또는 무작위 패턴으로 배열되는 비-굴절 피처로 의도적으로 설계되는 콘택트 렌즈를 포함하며, 비-굴절 피처는 발광 콘트라스트 프로파일, 즉 인공 에지를 망막 이미지에 도입하기 위해 광학 구역 내에 구성된다. 본 개시의 일 실시예에서, 고려된 모아레 패턴 또는 모아레 프린지는 투명한 갭을 갖는 불투명한 괘선(ruled) 패턴이 측면으로 분리되는 다른 유사한 패턴 상에 오버레이될 때 대규모 간섭 패턴을 생성함으로써 달성될 수 있다. 다른 실시예에서, 모아레 패턴은 미리결정된 오프셋 및 배향으로 콘택트 렌즈의 양 표면 상에 괘선 패턴을 인쇄함으로써 달성될 수 있다. 대안적으로, 다른 실시예에서, 결과적인 모아레 패턴은 콘택트 렌즈의 하나의 표면 상에 프린트되거나 구성될 수 있다.
본 개시의 특정 실시예는 근시의 진행을 억제, 방지 및/또는 제어하는 것을 목표로 하는 단초점 콘택트 렌즈의 광학 구역 내에 비-굴절 피처를 통합하는, 하이드로겔 재료, 또는 실리콘 하이드로겔 재료로 이루어지는, 조합 단초점 콘택트 렌즈 설계에 관한 것이다.
본 개시의 일부 안과용 렌즈 실시예는 본 개시의 콘택트 렌즈를 착용하는 동안 눈커플의 자연스러운 블링크 액션(blink action)인, 안과용 렌즈, 예를 들어 콘택트 렌즈의 눈 위 이동에 의해, 또는 본원에 개시되는 고려된 안경 렌즈 실시예를 착용하는 동안 눈-이동으로 인해 용이하게 되는 정지 시그널의 시공간적 변형을 제공한다. 인공 에지 프로파일, 또는 발광 콘트라스트 프로파일의 프리젠테이션의 시공간적 변형은 근시의 진행의 속도에 대한 시간에 따른 효능의 포화의 최소화를 허용한다. 본 개시에 제시되는 실시예는 거리 및 시야각의 범위에 걸쳐 착용자에게 단초점 등가의, 또는 적절한, 시각 성능을 제공하는 동안, 근시의 진행의 속도를 억제, 또는 감소시키는 치료적 이점을 제공하는 향상된 안과용 렌즈에 대한 계속되는 (ongoing) 필요성에 관한 것이다.
본 개시의 특정의 다른 실시예는 시간 경과에 따른 치료적 이점의 효능을 유지하는 것을 목표로 한다. 본 개시의 실시예의 다양한 양태는 착용자의 그러한 필요성을 처리한다. 본 개시의 실시예는 근시 진행을 둔화, 지연, 또는 방지하는 것 중 적어도 하나를 위한 콘택트 렌즈에 관한 것이다. 콘택트 렌즈는 전면, 후면, 광학 구역 및 광학 센터를 포함하며; 여기서 광학 센터 주위의 광학 구역은 복수의 미세 라인, 또는 복수의 횡문(striation), 또는 복수의 줄무늬로 구성되고 이는, 적어도 부분적으로, 적절한 중심와(foveal) 교정을 제공하기 위해 단초점 처방으로 달리 실질적으로 구성되고, 추가적으로 고려된 설계 피처는, 적어도 부분적으로, 망막 신경절 세포 활성의 증가를 제공하도록 구성되며 따라서 근시 진행의 속도를 감소시키는 정지 시그널을 제공한다.
일부 실시예에 따르면, 콘택트 렌즈는 본원에 개시되는 고려된 콘택트 렌즈를 착용하는 동안 콘택트 렌즈의 눈 위 이동, 눈커플의 자연스러운 블링크 액션 또는 눈-이동에 의해 용이하게 되는 시공간적 시그널의 망막 인코딩에서 능동 상승(active rise)을 제공하는, 실질적으로 단초점 광학 구역 내의, 복수의 비-굴절 설계 피처, 예를 들어, 복수의 라인, 또는 줄무늬, 또는 개구 또는 패턴으로 구성된다. 따라서, 근시 진행의 속도에 대한 시간에 따른 효능의 포화의 최소화를 허용한다.
일부 실시예에 따르면, 안경 렌즈는 본원에 개시되는 고려된 안경 렌즈를 착용하는 동안 눈-이동에 의해 용이하게 되는 시공간적 시그널의 망막 인코딩에서 능동 상승을 제공하는, 실질적으로 단초점 광학 구역 내의, 복수의 비-굴절 설계 피처, 예를 들어, 복수의 라인, 또는 줄무늬, 또는 개구 또는 패턴으로 구성된다. 본 개시에 제시되는 실시예는 착용자가 그들의 일상 업무의 일부로서 수행할 수 있는 활동의 범위에 대해 착용자에게 합리적이고 적절한 시각 성능을 제동하는 동안 근시의 진행을 억제할 수 있는 안과용 렌즈의 향상된 광학 설계에 대한 지속적인 필요성에 관한 것이다. 본 개시의 실시예의 다양한 양태는 착용자의 그러한 필요성을 처리한다. 본 개시의 예시적 방법은 표준 검안 굴절 기술에 기초하여 개인의 눈의 굴절 상태를 측정하는 단계; 눈의 굴절 상태에 적어도 부분적으로 기초하여 눈에 대한 기본 처방을 식별하는 단계, 근본적인 굴절 오차를 교정하기 위해 요구되는 기본 처방에 실질적으로 매칭되도록 본 개시의 단초점 렌즈의 배율(power)을 선택하는 단계, 및 개인의 망막에서 신경절 세포 활성의 바람직한 증가가 개인에 의해 경험될 수 있는 시각 장애의 임의의 한계 인식(marginal perception)과 균형을 이루도록 본 개시에 고려되는 비-굴절 피처의 크기, 패턴 및 배열을 더 선택하는 단계를 포함한다. 본 개시의 하나 이상의 실시예에서, 비-굴절 피처는 실질적으로 불투명하고 단초점 안과용 렌즈의 지정된 영역 내에 위치됨으로써; 이러한 비-굴절 피처는 본원에 개시되는 온- 및 오프-센터 망막 경로에서 망막 신경절 세포 활성의 증가를 제공한다. 본 개시의 일부 방법에서, 비-굴절 피처의 선택은 착용자가 안과용 디바이스를 착용하는 동안 수행할 수 있는 활동에 의존할 수 있으며, 예를 들어, 컴퓨터 또는 테이블 또는 폰 상에서 활동을 판독하고 수행하는 착용자는 치료적 이점의 효능과 시각 성능 사이의 균형이 바람직한 수준으로 유지되도록 원거리(distance) 시각 작업에 종사하는 착용자와 상이한 패턴으로 처방될 수 있다. 일부 다른 방법에서, 비-굴절 피처의 선택은 진행성 근시를 발달시키거나, 경험하기 위한 근본적인 위험 인자에 의존할 수 있다.
요약에서 논의되는 실시예를 포함하는 수 개의 다른 실시예는 본 개시의 명세서, 도면, 및 청구항에 진술된다. 당연히, 본 개시의 고려된 실시예의 모든 단일 조합, 임의의 조합, 또는 임의의 변화를 포함하는 것은 실질적으로 가능하지 않으며, 이는, 적어도 부분적으로, 안과용 렌즈와 함께 비-굴절 피처의 사용을 통해 망막 신경절 세포 활성을 증가시키는 근본적인 개념이 본 발명의 범위에 있는 것으로 간주되는 것을 고려한다. 이러한 본 개시의 요약 섹션은 본원에 개시되는 실시예에 제한되는 것으로 의도되지 않는다. 더욱이, 하나의 실시예의 임의의 제한은 본 개시의 추가적인 실시예를 구성하기 위해 임의의 다른 실시예의 임의의 다른 제한과 결합될 수 있다.
도 1은 특정 실시예에 따른 망막 수용 필드의 온-센터/오프-서라운드 및 오프-센터/온-서라운드 타입의 작용을 예시한다.
도 2는 특정 실시예에 따른 그들이 다른 상이한 자극 또는 에지 프로파일 조건을 받을 때 온-센터/오프-서라운드 망막 수용 필드의 작용을 예시한다.
도 3은 본 개시의 일부 실시예의 작용을 설명하기 위해 사용되는 가상 망막 플랫폼을 개략적으로 설명하는 흐름도를 예시한다. 가상 망막 플랫폼은 망막의 3층 구조: 즉, 외망상층, 콘트라스트 이득 제어층 및 신경절 세포층에 의존하며; 이러한 망막-관련 도구는, 본원에 설명되는 바와 같이, 시각 장면을 활동 전위의 트레인으로 인코딩하는 데 도움이 된다.
도 4는 본 개시의 일부 실시예의 작용을 설명하기 위해 사용되는 가상 망막 플랫폼의 기능을 입증하기 위해 조립되는 망막 수용체 상으로의 망막 입력 이미지의 기본 샘플이다.
도 5는 본원에 개시되는 망막 수용체 평면에서 샘플 뉴런 위치에 대한 스파이크 트레인(즉, 래스터 플롯) 및 기본 망막 구성 중 하나에 대한 평균 망막 스파이크 속도를 예시한다. 망막 신경절 세포는 흰 배경 상의 검은 도트(dot)와 검은 배경 상의 흰 도트 사이의 공간적으로 균일한 플리커(flicker)에 반응한다.
도 6은 본원에 개시되는 망막 수용체 평면에서 샘플 뉴런 위치에 대한 스파이크 트레인(즉, 래스터 플롯) 및 다른 망막 구성에 대한 평균 망막 스파이크 속도를 예시한다. 망막 신경절 세포는 흰 배경 상의 검은 도트와 검은 배경 상의 흰 도트 사이의 공간적으로 균일한 플리커에 반응한다.
도 7은, 본원에 개시된 바와 같이, 축척화하지 않은, 다중 원형 개구로서 배열되는 비-굴절 피처를 갖는 예시적 콘택트 렌즈 실시예의 정면도 및 단면도를 예시한다.
도 8은, 본원에 개시된 바와 같이, 축척화하지 않은, 다중 육각형 개구로서 배열되는 비-굴절 피처를 갖는 다른 예시적 콘택트 렌즈 실시예의 정면도 및 단면도를 예시한다.
도 9는, 본원에 개시된 바와 같이, 축척화하지 않은, 비-굴절 피처로서 줄무늬를 갖는 더 다른 예시적 콘택트 렌즈 실시예의 정면도 및 단면도를 예시한다.
도 10은, 본원에 개시된 바와 같이, 축척화하지 않은, 비-굴절 피처로서 격자 라인을 갖는 더 다른 예시적 콘택트 렌즈 실시예의 정면도 및 단면도를 예시한다.
도 11은, 본원에 개시된 바와 같이, 축척화하지 않은, 3개의 추가적인 예시적 콘택트 렌즈 실시예(즉, 모아레 패턴, 곡선 패턴, 멤피스 패턴)의 정면도를 예시한다. 이러한 도면에서, 콘택트 렌즈의 광학 구역 부분만이 예시된다.
도 12는, 가시 파장(예를 들어, 555 nm) 및 0 D의 버전스(vergence)를 갖는 인입광이 종래 기술의 단초점 콘택트 렌즈로 교정되는 -3 D 근시 모형안 상에 입사할 때, 온-센터/오프-서라운드 및 오프-센터/온-서라운드 망막 회로에 의해 기록되는 이론적 망막 신경절 세포 활성의 개략도를 예시한다.
도 13은, 가시 파장(예를 들어, 555 nm) 및 0 D의 버전스(vergence)를 갖는 인입광이 본원에 개시되는 콘택트 렌즈 실시예 중 하나로 교정되는 -3 D 근시 모형안 상에 입사할 때, 온-센터/오프-서라운드 및 오프-센터/온-서라운드 망막 회로에 의해 기록되는 이론적 신경절 세포 활성의 개략도를 예시한다.
도 14는 비-선형 투영 루틴을 사용하여 광각 모형안(schematic eye)의 망막 상으로 투영되는 와이드-필드 시각 장면(가까운 가시 거리에 유지되는 모바일 폰의 이미지)의 소스 이미지 파일을 나타내며; 여기서 가상 망막은 원형 패턴으로 배열되는 뉴런 번들로 모델링된다.
도 15는 비-선형 투영 루틴을 사용하여 광각 모형안의 망막 상으로 투영되는 와이드-필드 시각 장면(중간 거리에 유지되는 모바일 폰의 이미지)의 소스 이미지 파일을 나타내며; 여기서 가상 망막은 원형 패턴으로 배열되는 뉴런 번들로 모델링된다.
도 16은 비-선형 투영 루틴을 사용하여 광각 모형안의 망막 상으로 투영되는 와이드-필드 시각 장면(Lenna 표준 이미지)의 소스 이미지 파일을 나타내며; 여기서 가상 망막은 원형 패턴으로 배열되는 뉴런 번들로 모델링된다.
도 17은 본원에 개시되는 바와 같이, 축척화하지 않은, 육각형 배열의 다중 원형 형상의 개구로서 비-굴절 피처를 갖는 예시적 콘택트 렌즈 실시예의 정면도 및 단면도를 예시한다.
도 18은, 본원에 개시되는 바와 같이, 예 1에서 설명되는 컨트롤(control) 렌즈 C1에 대한 가상 망막 모델의 온-세포 및 오프-세포 경로로부터 획득되는 바와 같은, 출력 스파이크 트레인을 예시한다. 온- 및 오프-세포로부터 획득되는 스파이크 트레인은 상단 및 하단 서브-그래프로서 표현된다. 그래프의 Y-축은 이산 뉴런 번들을 표현하고, X-축은 밀리초의 시간을 표현한다. 그래프의 어두운 부분은 스파이크를 표현하고 흰 부분은 그것의 부족(lack)을 표현한다.
도 19는, 예 1에서 본원에 설명되는 바와 같이, 컨트롤 콘택트 렌즈 C1에 대해 획득되는, 가상 망막 모델의 온-세포(상단) 및 오프-세포(하단) 경로로부터, 시간의 함수로서, 평균 스파이크 속도를 나타낸다.
도 20은, 본원에 개시된 바와 같이, 예1에서 설명되는, 콘택트 렌즈 실시예 D1에 대한 가상 망막 모델의 온-세포 및 오프-세포 경로로부터 획득되는 출력 스파이크 트레인을 예시한다. 온- 및 오프-세포로부터 획득되는 스파이크 트레인은 상단 및 하단 서브-그래프로서 표현된다. 그래프의 Y-축은 뉴런 번들을 표현하고, X-축은 밀리초의 시간을 표현한다. 그래프의 어두운 부분은 스파이크를 표현하고 흰 부분은 그 부족을 표현한다.
도 21은, 예 1에서 본원에 설명되는 바와 같이, 콘택트 렌즈 실시예 D1에 대해 획득되는, 가상 망막 모델의 온-세포(상단) 및 오프-세포(하단) 경로로부터, 시간의 함수로서, 평균 스파이크 속도를 나타낸다.
도 22는, 예 1에서 본원에 설명되는 바와 같이, 4 mm 동공 직경에서 평가되는, 컨트롤 콘택트 렌즈 C1 및 콘택트 렌즈 실시예 D1의 온-축(on-axis) 변조 전달 함수를 나타낸다.
도 23은, 예 1에서 본원에 설명되는 바와 같이, 7.5도의 필드 각도 및 4 mm 동공 직경에서 평가되는, 컨트롤 콘택트 렌즈 C1 및 콘택트 렌즈 실시예 D1의 오프-축(off-axis) 변조 전달 함수를 나타낸다.
도 24는, 본원에 개시되는 바와 같이, 축척화하지 않은, 육각형 배열 패턴의 도트형 비-굴절 피처를 갖는 예시적 콘택트 렌즈 실시예의 정면도 및 단면도를 예시한다.
도 25는, 본원에 개시되는 바와 같이, 예 2에서 설명되는, 컨트롤 렌즈 C2에 대한 가상 망막 모델의 온-세포 및 오프-세포 경로로부터 획득되는 출력 스파이크 트레인을 예시한다. 온- 및 오프-세포로부터 획득되는 스파이크 트레인은 상단 및 하단 서브-그래프로서 표현된다. 그래프의 Y-축은 이산 뉴런 번들을 표현하고, X-축은 밀리초의 시간을 표현한다. 그래프의 어두운 부분은 스파이크를 표현하고 흰 부분은 그 부족을 표현한다.
도 26은, 예 2에서 본원에 설명되는 바와 같이, 컨트롤 콘택트 렌즈 C2에 대해 획득되는, 가상 망막 모델의 온-세포(상단) 및 오프-세포(하단) 경로로부터, 시간의 함수로서, 평균 스파이크 속도를 나타낸다.
도 27은, 본원에 개시되는 바와 같이, 예 2에 설명되는, 콘택트 렌즈 실시예 D2에 대한 가상 망막 모델의 온-세포 및 오프-세포 경로로부터 획득되는 출력 스파이크 트레인을 예시한다. 온-세포 및 오프-세포로부터 획득되는 스파이크 트레인은 상단 및 하단 서브-그래프로서 표현된다. 그래프의 Y-축은 뉴런 번들을 표현하고, X-축은 밀리초의 시간을 표현한다. 그래프의 어두운 부분은 스파이크를 표현하고 흰 부분은 그 부족을 표현한다.
도 28은, 예 2에서 본원에 설명되는 바와 같이, 콘택트 렌즈 실시예 D2에 대해 획득되는, 가상 망막 모델의 온-세포(상단) 및 오프-세포(하단) 경로로부터, 시간의 함수로서, 평균 스파이크 속도를 나타낸다.
도 29는, 예 2에서 본원에 설명되는 바와 같이, 4 mm 동공 직경에서 평가되는, 컨트롤 콘택트 렌즈 C2 및 콘택트 렌즈 실시예 D2의 온-축 변조 전달 함수를 나타낸다.
도 30은, 예 2에서 본원에 설명되는 바와 같이, 7.5도의 필드 각도 및 4 mm 동공 직경에서 평가되는, 컨트롤 콘택트 렌즈 C2 및 콘택트 렌즈 실시예 D2의 오프-축 변조 전달 함수를 나타낸다.
도 31은, 본원에 개시되는 바와 같이, 축척화하지 않은, 무작위 배열의 비-굴절 피처로서 줄무늬를 갖는 예시적 콘택트 렌즈 실시예의 정면도 및 단면도를 예시한다.
도 32는, 본원에 개시되는 바와 같이, 예 3에서 설명되는, 컨트롤 렌즈 C3에 대한 가상 망막 모델의 온-세포 및 오프-세포 경로로부터 획득되는 출력 스파이크 트레인을 예시한다. 온-세포 및 오프-세포로부터 획득되는 스파이크 트레인은 상단 및 하단 서브-그래프로서 표현된다. 그래프의 Y-축은 이산 뉴런 번들을 표현하고, X-축은 밀리초의 시간을 표현한다. 그래프의 어두운 부분은 스파이크를 표현하고 흰 부분은 그 부족을 표현한다.
도 33은, 예 3에서 본원에 설명되는 바와 같이, 컨트롤 콘택트 렌즈 C3에 대해 획득되는, 가상 망막 모델의 온-세포(상단) 및 오프-세포(하단) 경로로부터, 시간의 함수로서, 평균 스파이크 속도를 나타낸다.
도 34는, 본원에 개시되는 바와 같이, 예 3에서 설명되는, 컨트롤 렌즈 D3에 대한 가상 망막 모델의 온-세포 및 오프-세포 경로로부터 획득되는 출력 스파이크 트레인을 예시한다. 온-세포 및 오프-세포로부터 획득되는 스파이크 트레인은 상단 및 하단 서브-그래프로서 표현된다. 그래프의 Y-축은 이산 뉴런 번들을 표현하고, X-축은 밀리초의 시간을 표현한다. 그래프의 어두운 부분은 스파이크를 표현하고 흰 부분은 그 부족을 표현한다.
도 35는, 예 3에서 본원에 설명되는 바와 같이, 콘택트 렌즈 실시예 D3에 대해 획득되는, 가상 망막 모델의 온-세포(상단) 및 오프-세포(하단) 경로로부터, 시간의 함수로서, 평균 스파이크 속도를 나타낸다.
도 36은, 예 3에서 본원에 설명되는 바와 같이, 6 mm 동공 직경에서 평가되는, 컨트롤 콘택트 렌즈 C3 및 콘택트 렌즈 실시예 D3의 온-축 변조 전달 함수를 나타낸다.
도 37은, 예 3에서 본원에 설명되는 바와 같이, 2.5도의 필드 각도와 6 mm 동공 직경에서 평가되는, 컨트롤 콘택트 렌즈 C3 및 콘택트 렌즈 실시예 D3의 오프-축 변조 전달 함수를 나타낸다.
도 38은, 본원에 개시되는 바와 같이, 축척화하지 않은, 비-굴절 피처로서 격자 라인을 갖는 예시적 콘택트 렌즈 실시예의 정면도 및 단면도를 예시한다.
도 39는, 본원에 개시되는 바와 같이, 예 4에서 설명되는, 컨트롤 렌즈 C4에 대한 가상 망막 모델의 온-세포 및 오프-세포 경로로부터 획득되는 출력 스파이크 트레인을 예시한다. 온-세포 및 오프-세포로부터 획득되는 스파이크 트레인은 상단 및 하단 서브-그래프로서 표현된다. 그래프의 Y-축은 이산 뉴런 번들을 표현하고, X-축은 밀리초의 시간을 표현한다. 그래프의 어두운 부분은 스파이크를 표현하고 흰 부분은 그 부족을 표현한다.
도 40은, 예 4에서 본원에 설명되는 바와 같이, 컨트롤 콘택트 렌즈 C4에 대해 획득되는, 가상 망막 모델의 온-세포(상단) 및 오프-세포(하단) 경로로부터, 시간의 함수로서, 평균 스파이크 속도를 나타낸다.
도 41은, 본원에 개시되는 바와 같이, 예 4에서 설명되는, 콘택트 렌즈 실시예 D4에 대한 가상 망막 모델의 온-세포 및 오프-세포 경로로부터 획득되는 출력 스파이크 트레인을 예시한다. 온-세포 및 오프-세포로부터 획득되는 스파이크 트레인은 상단 및 하단 서브-그래프로서 표현된다. 그래프의 Y-축은 이산 뉴런 번들을 표현하고, X-축은 밀리초의 시간을 표현한다. 그래프의 어두운 부분은 스파이크를 표현하고 흰 부분은 그 부족을 표현한다.
도 42는, 예 4에서 본원에 설명되는 바와 같이, 콘택트 렌즈 실시예 D4에 대해 획득되는, 가상 망막 모델의 온-세포(상단) 및 오프-세포(하단) 경로로부터, 시간의 함수로서, 평균 스파이크 속도를 나타낸다.
도 43은, 예 4에서 본원에 설명되는 바와 같이, 6 mm 동공 직경에서 평가되는, 컨트롤 콘택트 렌즈 C4 및 콘택트 렌즈 실시예 D4의 온-축 변조 전달 함수를 나타낸다.
도 44는, 예 4에서 본원에 설명되는 바와 같이, 7.5도의 필드 각도 및 6 mm 동공 직경에서 평가되는, 컨트롤 콘택트 렌즈 C4 및 콘택트 렌즈 실시예 D4의 오프-축 변조 전달 함수를 나타낸다.
도 45는, 본원에 개시되는 바와 같이, 축척화하지 않은, 방사형, 또는 스포크형(spoke-like) 배열에서, 비-굴절 피처로서, 라인, 또는 줄무늬를 갖는 예시적 콘택트 렌즈 실시예의 정면도 및 단면도를 예시한다.
도 46은, 본원에 개시되는 바와 같이, 예 5에서 설명되는, 컨트롤 렌즈 C5에 대한 가상 망막 모델의 온-세포 및 오프-세포 경로로부터 획득되는 출력 스파이크 트레인을 예시한다. 온-세포 및 오프-세포로부터 획득되는 스파이크 트레인은 상단 및 하단 서브-그래프로서 표현된다. 그래프의 Y-축은 이산 뉴런 번들을 표현하고, X-축은 밀리초의 시간을 표현한다. 그래프의 어두운 부분은 스파이크를 표현하고 흰 부분은 그 부족을 표현한다.
도 47은, 예 5에서 본원에 설명되는 바와 같이, 컨트롤 콘택트 렌즈 C5에 대해 획득되는, 가상 망막 모델의 온-세포(상단) 및 오프-세포(하단) 경로로부터, 시간의 함수로서, 평균 스파이크 속도를 나타낸다.
도 48은, 본원에 개시되는 바와 같이, 예 5에서 설명되는, 콘택트 렌즈 실시예 D5에 대한 가상 망막 모델의 온-세포 및 오프-세포 경로로부터 획득되는 출력 스파이크 트레인을 예시한다. 온-세포 및 오프-세포로부터 획득되는 스파이크 트레인은 상단 및 하단 서브-그래프로서 표현된다. 그래프의 Y-축은 이산 뉴런 번들을 표현하고, X-축은 밀리초의 시간을 표현한다. 그래프의 어두운 부분은 스파이크를 표현하고 흰 부분은 그 부족을 표현한다.
도 49는, 예 5에서 본원에 설명되는 바와 같이, 콘택트 렌즈 실시예 D5에 대해 획득되는, 가상 망막 모델의 온-세포(상단) 및 오프-세포(하단) 경로로부터, 시간의 함수로서, 평균 스파이크 속도를 나타낸다.
도 50은, 예 5에서 본원에 설명되는 바와 같이, 5 mm 동공 직경에서 평가되는, 컨트롤 콘택트 렌즈 C5 및 콘택트 렌즈 실시예 D5의 온-축 변조 전달 함수를 나타낸다.
도 51은, 예 5에서 본원에 설명되는 바와 같이, 7.5도의 필드 각도 및 5 mm 동공 직경에서 평가되는, 컨트롤 콘택트 렌즈 C5 및 콘택트 렌즈 실시예 D5의 오프-축 변조 전달 함수를 나타낸다.
도 52는, 본원에 개시되는 바와 같이, 축척화하지 않은, 무작위 배열의 도트형 비-굴절 피처를 갖는 예시적 콘택트 렌즈 실시예의 정면도 및 단면도를 예시한다.
도 53은, 본원에 개시되는 바와 같이, 예 6에 설명되는, 컨트롤 렌즈 C6에 대한 가상 망막 모델의 온-세포 및 오프-세포 경로로부터 획득되는 출력 스파이크 트레인을 예시한다. 온-세포 및 오프-세포로부터 획득되는 스파이크 트레인은 상단 및 하단 서브-그래프로서 표현된다. 그래프의 Y-축은 이산 뉴런 번들을 표현하고, X-축은 밀리초의 시간을 표현한다. 그래프의 어두운 부분은 스파이크를 표현하고 흰 부분은 그 부족을 표현한다.
도 54는, 예 6에서 본원에 설명되는 바와 같이, 컨트롤 콘택트 렌즈 C6에 대해 획득되는, 가상 망막 모델의 온-세포(상단) 및 오프-세포(하단) 경로로부터, 시간의 함수로서, 평균 스파이크 속도를 나타낸다.
도 55는, 본원에 개시되는 바와 같이, 예 6에서 설명되는, 콘택트 렌즈 실시예 D6에 대한 가상 망막 모델의 온-세포 및 오프-세포 경로로부터 획득되는 출력 스파이크 트레인을 예시한다. 온-세포 및 오프-세포로부터 획득되는 스파이크 트레인은 상단 및 하단 서브-그래프로서 표현된다. 그래프의 Y-축은 이산 뉴런 번들을 표현하고, X-축은 밀리초의 시간을 표현한다. 그래프의 어두운 부분은 스파이크를 표현하고 흰 부분은 그 부족을 표현한다.
도 56은, 예 6에서 본원에 설명되는 바와 같이, 콘택트 렌즈 실시예 D6에 대해 획득되는, 가상 망막 모델의 온-세포(상단) 및 오프-세포(하단) 경로로부터, 시간의 함수로서, 평균 스파이크 속도를 나타낸다.
도 57은, 예 6에서 본원에 설명되는 바와 같이, 4 mm 동공 직경에서 평가되는, 컨트롤 콘택트 렌즈 C6 및 콘택트 렌즈 실시예 D6의 온-축 변조 전달 함수를 나타낸다.
도 58은, 예 6에서 본원에 설명되는 바와 같이, 7.5도의 필드 각도 및 4 mm 동공 직경에서 평가되는, 컨트롤 콘택트 렌즈 C6 및 콘택트 렌즈 실시예 D6의 오프-축 변조 전달 함수를 나타낸다.
도 59는, 본원에 개시되는 바와 같이, 축척화하지 않은, 나선형 배열의 도트형 비-굴절 피처를 갖는 예시적 콘택트 렌즈 실시예의 정면도 및 단면도를 예시한다.
도 60은, 본원에 개시되는 바와 같이, 예 7에서 설명되는, 컨트롤 렌즈 C7에 대한 가상 망막 모델의 온-세포 및 오프-세포 경로로부터 획득되는 출력 스파이크 트레인을 예시한다. 온-세포 및 오프-세포로부터 획득되는 스파이크 트레인은 상단 및 하단 서브-그래프로서 표현된다. 그래프의 Y-축은 이산 뉴런 번들을 표현하고, X-축은 밀리초의 시간을 표현한다. 그래프의 어두운 부분은 스파이크를 표현하고 흰 부분은 그 부족을 표현한다.
도 61은, 예 7에서 본원에 설명되는 바와 같이, 컨트롤 콘택트 렌즈 C7에 대해 획득되는, 가상 망막 모델의 온-세포(상단) 및 오프-세포(하단) 경로로부터, 시간의 함수로서, 평균 스파이크 속도를 나타낸다.
도 62는, 본원에 개시되는 바와 같이, 예 7에서 설명되는, 콘택트 렌즈 실시예 D7에 대한 가상 망막 모델의 온-세포 및 오프-세포 경로로부터 획득되는 출력 스파이크 트레인을 예시한다. 온-세포 및 오프-세포로부터 획득되는 스파이크 트레인은 상단 및 하단 서브-그래프로서 표현된다. 그래프의 Y-축은 이산 뉴런 번들을 표현하고, X-축은 밀리초의 시간을 표현한다. 그래프의 어두운 부분은 스파이크를 표현하고 흰 부분은 그 부족을 표현한다.
도 63은, 예 7에서 본원에 설명되는 바와 같이, 콘택트 렌즈 실시예 D7에 대해 획득되는, 가상 망막 모델의 온-세포(상단) 및 오프-세포(하단) 경로로부터, 시간의 함수로서, 평균 스파이크 속도를 나타낸다.
도 64는, 예 7에서 본원에 설명되는 바와 같이, 6 mm 동공 직경에서 평가되는, 컨트롤 콘택트 렌즈 C7 및 콘택트 렌즈 실시예 D7의 온-축 변조 전달 함수를 나타낸다.
도 65는, 예 7에서 본원에 설명되는 바와 같이, 7.5도의 필드 각도 및 6 mm 동공 직경에서 평가되는, 컨트롤 콘택트 렌즈 C7 및 콘택트 렌즈 실시예 D7의 오프-축 변조 전달 함수를 나타낸다.
도 66은, 축척화하지 않은, 본원에 개시되는 격자형 패턴으로서 배열되는 비-굴절 피처를 갖는 예시적 안경 렌즈 실시예, 및 종래 기술의 안경 렌즈의 정면도를 예시한다.
도 67은 가시 파장(예를 들어, 555 nm) 및 0 D의 버전스를 갖는 인입광이 종래 기술의 단초점 콘택트 렌즈로 교정되는 -3 D 근시 모형안 상에 입사할 때 온-센터/오프-서라운드 및 오프-센터/온-서라운드 망막 회로에 의해 기록되는 이론적 망막 신경절 세포 활성의 개략도를 예시한다.
도 68은 가시 파장(예를 들어, 555 nm) 및 0 D의 버전스를 갖는 인입광이 본원에 개시되는 콘택트 렌즈 실시예 중 하나로 교정되는 -3 D 근시 모형안 상에 입사할 때 온-센터/오프-서라운드 및 오프-센터/온-서라운드 망막 회로에 의해 기록되는 이론적 신경절 세포 활성의 개략도를 예시한다.
도 69는, 본원에 개시되는 바와 같이, 축척화하지 않은, 6개의 방사형 아암을 갖는 소용돌이 배열의 도트형 비-굴절 피처를 갖는 예시적 안경 렌즈 실시예의 정면도를 예시한다.
도 70은, 본원에 개시되는 바와 같이, 예 8에서 설명되는, 컨트롤 안경 렌즈 C8에 대한 가상 망막 모델의 온-세포 및 오프-세포 경로로부터 획득되는 출력 스파이크 트레인을 예시한다. 온-세포 및 오프-세포로부터 획득되는 스파이크 트레인은 상단 및 하단 서브-그래프로서 표현된다. 그래프의 Y-축은 이산 뉴런 번들을 표현하고, X-축은 밀리초의 시간을 표현한다. 그래프의 어두운 부분은 스파이크를 표현하고 흰 부분은 그 부족을 표현한다.
도 71은, 예 8에서 본원에 설명되는 바와 같이, 컨트롤 안경 렌즈 C8에 대해 획득되는, 가상 망막 모델의 온-세포(상단) 및 오프-세포(하단) 경로로부터, 시간의 함수로서, 평균 스파이크 속도를 나타낸다.
도 72는, 본원에 개시되는 바와 같이, 예 8에서 설명되는, 안경 렌즈 실시예 D8에 대한 가상 망막 모델의 온-세포 및 오프-세포 경로로부터 획득되는 출력 스파이크 트레인을 예시한다. 온-세포 및 오프-세포로부터 획득되는 스파이크 트레인은 상단 및 하단 서브-그래프로서 표현된다. 그래프의 Y-축은 이산 뉴런 번들을 표현하고, X-축은 밀리초의 시간을 표현한다. 그래프의 어두운 부분은 스파이크를 표현하고 흰 부분은 그 부족을 표현한다.
도 73은, 예 8에서 본원에 설명되는 바와 같이, 안경 렌즈 실시예 D8에 대해 획득되는, 가상 망막 모델의 온-세포(상단) 및 오프-세포(하단) 경로로부터, 시간의 함수로서, 평균 스파이크 속도를 나타낸다.
도 74는, 예 8에서 본원에 설명되는 바와 같이, 6 mm 동공 직경에서 평가되는, 컨트롤 안경 렌즈 C8 및 안경 렌즈 실시예 D8의 온-축 변조 전달 함수를 나타낸다.
도 75는, 예 8에서 본원에 설명되는 바와 같이, 10도의 필드 각도 및 6 mm 동공 직경에서 평가되는, 컨트롤 안경 렌즈 C8 및 안경 렌즈 실시예 D8의 오프-축 변조 전달 함수를 나타낸다.
도 76은, 본원에 개시되는 바와 같이, 축척화하지 않은, 격자 배열에서, 라인, 또는 줄무늬형 비-굴절 피처를 갖는 예시적 안경 렌즈 실시예의 정면도를 예시한다.
도 77은, 본원에 개시되는 바와 같이, 예 9에서 설명되는, 컨트롤 안경 렌즈 C9에 대한 가상 망막 모델의 온-세포 및 오프-세포 경로로부터 획득되는 출력 스파이크 트레인을 예시한다. 온-세포 및 오프-세포로부터 획득되는 스파이크 트레인은 상단 및 하단 서브-그래프로서 표현된다. 그래프의 Y-축은 이산 뉴런 번들을 표현하고, X-축은 밀리초의 시간을 표현한다. 그래프의 어두운 부분은 스파이크를 표현하고 흰 부분은 그 부족을 표현한다.
도 78은, 예 9에서 본원에 설명되는 바와 같이, 컨트롤 안경 렌즈 C9에 대해 획득되는, 가상 망막 모델의 온-세포(상단) 및 오프-세포(하단) 경로로부터, 시간의 함수로서, 평균 스파이크 속도를 나타낸다.
도 79는, 본원에 개시되는 바와 같이, 예 9에서 설명되는, 안경 렌즈 실시예 D8에 대한 가상 망막 모델의 온-세포 및 오프-세포 경로로부터 획득되는 출력 스파이크 트레인을 예시한다. 온-세포 및 오프-세포로부터 획득되는 스파이크 트레인은 상단 및 하단 서브-그래프로서 표현된다. 그래프의 Y-축은 이산 뉴런 번들을 표현하고, X-축은 밀리초의 시간을 표현한다. 그래프의 어두운 부분은 스파이크를 표현하고 흰 부분은 그 부족을 표현한다.
도 80은, 예 9에서 본원에 설명되는 바와 같이, 안경 렌즈 실시예 D9에 대해 획득되는, 가상 망막 모델의 온-세포(상단) 및 오프-세포(하단) 경로로부터, 시간의 함수로서, 평균 스파이크 속도를 나타낸다.
도 81은, 예 9에서 본원에 설명되는 바와 같이, 5 mm 동공 직경에서 평가되는, 컨트롤 안경 렌즈 C9 및 안경 렌즈 실시예 D9의 온-축 변조 전달 함수를 나타낸다.
도 82는, 예 9에서 본원에 설명되는 바와 같이, 필드 각도 of 10도의 필드 각도 및 5 mm 동공 직경에서 평가되는, 컨트롤 안경 렌즈 C9 및 안경 렌즈 실시예 D9의 오프-축 변조 전달 함수를 나타낸다.
도 83은, 본원에 개시되는 바와 같이, 축척화하지 않은, 무작위 배열의, 라인, 또는 줄무늬형 비-굴절 피처를 갖는 예시적 안경 렌즈 실시예의 정면도를 예시한다.
도 84는, 본원에 개시되는 바와 같이, 예 10에서 설명되는, 컨트롤 렌즈 C10에 대한 가상 망막 모델의 온-세포 및 오프-세포 경로로부터 획득되는 출력 스파이크 트레인을 예시한다. 온-세포 및 오프-세포로부터 획득되는 스파이크 트레인은 상단 및 하단 서브-그래프로서 표현된다. 그래프의 Y-축은 이산 뉴런 번들을 표현하고, X-축은 밀리초의 시간을 표현한다. 그래프의 어두운 부분은 스파이크를 표현하고 흰 부분은 그 부족을 표현한다.
도 85는, 예 10에서 본원에 설명되는 바와 같이, 컨트롤 안경 렌즈 C10에 대해 획득되는, 가상 망막 모델의 온-세포(상단) 및 오프-세포(하단) 경로로부터, 시간의 함수로서, 평균 스파이크 속도를 나타낸다.
도 86은, 본원에 개시되는 바와 같이, 예 10에서 설명되는, 안경 렌즈 실시예 D10에 대한 가상 망막 모델의 온-세포 및 오프-세포 경로로부터 획득되는 출력 스파이크 트레인을 예시한다. 온-세포 및 오프-세포로부터 획득되는 스파이크 트레인은 상단 및 하단 서브-그래프로서 표현된다. 그래프의 Y-축은 뉴런 번들을 표현하고, X-축은 밀리초의 시간을 표현한다. 그래프의 어두운 부분은 스파이크를 표현하고 흰 부분은 그 부족을 표현한다.
도 87은, 예 10에서 본원에 설명되는 바와 같이, 안경 렌즈 실시예 D10에 대해 획득되는, 가상 망막 모델의 온-세포(상단) 및 오프-세포(하단) 경로로부터, 시간의 함수로서, 평균 스파이크 속도를 나타낸다.
도 88은, 예 10에서 본원에 설명되는 바와 같이, 4 mm 동공 직경에서 평가되는, 컨트롤 안경 렌즈 C10 및 안경 렌즈 실시예 D10의 온-축 변조 전달 함수를 나타낸다.
도 89는, 예 10에서 본원에 설명되는 바와 같이, 10도의 필드 각도 및 4 mm 동공 직경에서 평가되는, 컨트롤 안경 렌즈 C10 및 안경 렌즈 실시예 D10의 오프-축 변조 전달 함수를 나타낸다.
도 2는 특정 실시예에 따른 그들이 다른 상이한 자극 또는 에지 프로파일 조건을 받을 때 온-센터/오프-서라운드 망막 수용 필드의 작용을 예시한다.
도 3은 본 개시의 일부 실시예의 작용을 설명하기 위해 사용되는 가상 망막 플랫폼을 개략적으로 설명하는 흐름도를 예시한다. 가상 망막 플랫폼은 망막의 3층 구조: 즉, 외망상층, 콘트라스트 이득 제어층 및 신경절 세포층에 의존하며; 이러한 망막-관련 도구는, 본원에 설명되는 바와 같이, 시각 장면을 활동 전위의 트레인으로 인코딩하는 데 도움이 된다.
도 4는 본 개시의 일부 실시예의 작용을 설명하기 위해 사용되는 가상 망막 플랫폼의 기능을 입증하기 위해 조립되는 망막 수용체 상으로의 망막 입력 이미지의 기본 샘플이다.
도 5는 본원에 개시되는 망막 수용체 평면에서 샘플 뉴런 위치에 대한 스파이크 트레인(즉, 래스터 플롯) 및 기본 망막 구성 중 하나에 대한 평균 망막 스파이크 속도를 예시한다. 망막 신경절 세포는 흰 배경 상의 검은 도트(dot)와 검은 배경 상의 흰 도트 사이의 공간적으로 균일한 플리커(flicker)에 반응한다.
도 6은 본원에 개시되는 망막 수용체 평면에서 샘플 뉴런 위치에 대한 스파이크 트레인(즉, 래스터 플롯) 및 다른 망막 구성에 대한 평균 망막 스파이크 속도를 예시한다. 망막 신경절 세포는 흰 배경 상의 검은 도트와 검은 배경 상의 흰 도트 사이의 공간적으로 균일한 플리커에 반응한다.
도 7은, 본원에 개시된 바와 같이, 축척화하지 않은, 다중 원형 개구로서 배열되는 비-굴절 피처를 갖는 예시적 콘택트 렌즈 실시예의 정면도 및 단면도를 예시한다.
도 8은, 본원에 개시된 바와 같이, 축척화하지 않은, 다중 육각형 개구로서 배열되는 비-굴절 피처를 갖는 다른 예시적 콘택트 렌즈 실시예의 정면도 및 단면도를 예시한다.
도 9는, 본원에 개시된 바와 같이, 축척화하지 않은, 비-굴절 피처로서 줄무늬를 갖는 더 다른 예시적 콘택트 렌즈 실시예의 정면도 및 단면도를 예시한다.
도 10은, 본원에 개시된 바와 같이, 축척화하지 않은, 비-굴절 피처로서 격자 라인을 갖는 더 다른 예시적 콘택트 렌즈 실시예의 정면도 및 단면도를 예시한다.
도 11은, 본원에 개시된 바와 같이, 축척화하지 않은, 3개의 추가적인 예시적 콘택트 렌즈 실시예(즉, 모아레 패턴, 곡선 패턴, 멤피스 패턴)의 정면도를 예시한다. 이러한 도면에서, 콘택트 렌즈의 광학 구역 부분만이 예시된다.
도 12는, 가시 파장(예를 들어, 555 nm) 및 0 D의 버전스(vergence)를 갖는 인입광이 종래 기술의 단초점 콘택트 렌즈로 교정되는 -3 D 근시 모형안 상에 입사할 때, 온-센터/오프-서라운드 및 오프-센터/온-서라운드 망막 회로에 의해 기록되는 이론적 망막 신경절 세포 활성의 개략도를 예시한다.
도 13은, 가시 파장(예를 들어, 555 nm) 및 0 D의 버전스(vergence)를 갖는 인입광이 본원에 개시되는 콘택트 렌즈 실시예 중 하나로 교정되는 -3 D 근시 모형안 상에 입사할 때, 온-센터/오프-서라운드 및 오프-센터/온-서라운드 망막 회로에 의해 기록되는 이론적 신경절 세포 활성의 개략도를 예시한다.
도 14는 비-선형 투영 루틴을 사용하여 광각 모형안(schematic eye)의 망막 상으로 투영되는 와이드-필드 시각 장면(가까운 가시 거리에 유지되는 모바일 폰의 이미지)의 소스 이미지 파일을 나타내며; 여기서 가상 망막은 원형 패턴으로 배열되는 뉴런 번들로 모델링된다.
도 15는 비-선형 투영 루틴을 사용하여 광각 모형안의 망막 상으로 투영되는 와이드-필드 시각 장면(중간 거리에 유지되는 모바일 폰의 이미지)의 소스 이미지 파일을 나타내며; 여기서 가상 망막은 원형 패턴으로 배열되는 뉴런 번들로 모델링된다.
도 16은 비-선형 투영 루틴을 사용하여 광각 모형안의 망막 상으로 투영되는 와이드-필드 시각 장면(Lenna 표준 이미지)의 소스 이미지 파일을 나타내며; 여기서 가상 망막은 원형 패턴으로 배열되는 뉴런 번들로 모델링된다.
도 17은 본원에 개시되는 바와 같이, 축척화하지 않은, 육각형 배열의 다중 원형 형상의 개구로서 비-굴절 피처를 갖는 예시적 콘택트 렌즈 실시예의 정면도 및 단면도를 예시한다.
도 18은, 본원에 개시되는 바와 같이, 예 1에서 설명되는 컨트롤(control) 렌즈 C1에 대한 가상 망막 모델의 온-세포 및 오프-세포 경로로부터 획득되는 바와 같은, 출력 스파이크 트레인을 예시한다. 온- 및 오프-세포로부터 획득되는 스파이크 트레인은 상단 및 하단 서브-그래프로서 표현된다. 그래프의 Y-축은 이산 뉴런 번들을 표현하고, X-축은 밀리초의 시간을 표현한다. 그래프의 어두운 부분은 스파이크를 표현하고 흰 부분은 그것의 부족(lack)을 표현한다.
도 19는, 예 1에서 본원에 설명되는 바와 같이, 컨트롤 콘택트 렌즈 C1에 대해 획득되는, 가상 망막 모델의 온-세포(상단) 및 오프-세포(하단) 경로로부터, 시간의 함수로서, 평균 스파이크 속도를 나타낸다.
도 20은, 본원에 개시된 바와 같이, 예1에서 설명되는, 콘택트 렌즈 실시예 D1에 대한 가상 망막 모델의 온-세포 및 오프-세포 경로로부터 획득되는 출력 스파이크 트레인을 예시한다. 온- 및 오프-세포로부터 획득되는 스파이크 트레인은 상단 및 하단 서브-그래프로서 표현된다. 그래프의 Y-축은 뉴런 번들을 표현하고, X-축은 밀리초의 시간을 표현한다. 그래프의 어두운 부분은 스파이크를 표현하고 흰 부분은 그 부족을 표현한다.
도 21은, 예 1에서 본원에 설명되는 바와 같이, 콘택트 렌즈 실시예 D1에 대해 획득되는, 가상 망막 모델의 온-세포(상단) 및 오프-세포(하단) 경로로부터, 시간의 함수로서, 평균 스파이크 속도를 나타낸다.
도 22는, 예 1에서 본원에 설명되는 바와 같이, 4 mm 동공 직경에서 평가되는, 컨트롤 콘택트 렌즈 C1 및 콘택트 렌즈 실시예 D1의 온-축(on-axis) 변조 전달 함수를 나타낸다.
도 23은, 예 1에서 본원에 설명되는 바와 같이, 7.5도의 필드 각도 및 4 mm 동공 직경에서 평가되는, 컨트롤 콘택트 렌즈 C1 및 콘택트 렌즈 실시예 D1의 오프-축(off-axis) 변조 전달 함수를 나타낸다.
도 24는, 본원에 개시되는 바와 같이, 축척화하지 않은, 육각형 배열 패턴의 도트형 비-굴절 피처를 갖는 예시적 콘택트 렌즈 실시예의 정면도 및 단면도를 예시한다.
도 25는, 본원에 개시되는 바와 같이, 예 2에서 설명되는, 컨트롤 렌즈 C2에 대한 가상 망막 모델의 온-세포 및 오프-세포 경로로부터 획득되는 출력 스파이크 트레인을 예시한다. 온- 및 오프-세포로부터 획득되는 스파이크 트레인은 상단 및 하단 서브-그래프로서 표현된다. 그래프의 Y-축은 이산 뉴런 번들을 표현하고, X-축은 밀리초의 시간을 표현한다. 그래프의 어두운 부분은 스파이크를 표현하고 흰 부분은 그 부족을 표현한다.
도 26은, 예 2에서 본원에 설명되는 바와 같이, 컨트롤 콘택트 렌즈 C2에 대해 획득되는, 가상 망막 모델의 온-세포(상단) 및 오프-세포(하단) 경로로부터, 시간의 함수로서, 평균 스파이크 속도를 나타낸다.
도 27은, 본원에 개시되는 바와 같이, 예 2에 설명되는, 콘택트 렌즈 실시예 D2에 대한 가상 망막 모델의 온-세포 및 오프-세포 경로로부터 획득되는 출력 스파이크 트레인을 예시한다. 온-세포 및 오프-세포로부터 획득되는 스파이크 트레인은 상단 및 하단 서브-그래프로서 표현된다. 그래프의 Y-축은 뉴런 번들을 표현하고, X-축은 밀리초의 시간을 표현한다. 그래프의 어두운 부분은 스파이크를 표현하고 흰 부분은 그 부족을 표현한다.
도 28은, 예 2에서 본원에 설명되는 바와 같이, 콘택트 렌즈 실시예 D2에 대해 획득되는, 가상 망막 모델의 온-세포(상단) 및 오프-세포(하단) 경로로부터, 시간의 함수로서, 평균 스파이크 속도를 나타낸다.
도 29는, 예 2에서 본원에 설명되는 바와 같이, 4 mm 동공 직경에서 평가되는, 컨트롤 콘택트 렌즈 C2 및 콘택트 렌즈 실시예 D2의 온-축 변조 전달 함수를 나타낸다.
도 30은, 예 2에서 본원에 설명되는 바와 같이, 7.5도의 필드 각도 및 4 mm 동공 직경에서 평가되는, 컨트롤 콘택트 렌즈 C2 및 콘택트 렌즈 실시예 D2의 오프-축 변조 전달 함수를 나타낸다.
도 31은, 본원에 개시되는 바와 같이, 축척화하지 않은, 무작위 배열의 비-굴절 피처로서 줄무늬를 갖는 예시적 콘택트 렌즈 실시예의 정면도 및 단면도를 예시한다.
도 32는, 본원에 개시되는 바와 같이, 예 3에서 설명되는, 컨트롤 렌즈 C3에 대한 가상 망막 모델의 온-세포 및 오프-세포 경로로부터 획득되는 출력 스파이크 트레인을 예시한다. 온-세포 및 오프-세포로부터 획득되는 스파이크 트레인은 상단 및 하단 서브-그래프로서 표현된다. 그래프의 Y-축은 이산 뉴런 번들을 표현하고, X-축은 밀리초의 시간을 표현한다. 그래프의 어두운 부분은 스파이크를 표현하고 흰 부분은 그 부족을 표현한다.
도 33은, 예 3에서 본원에 설명되는 바와 같이, 컨트롤 콘택트 렌즈 C3에 대해 획득되는, 가상 망막 모델의 온-세포(상단) 및 오프-세포(하단) 경로로부터, 시간의 함수로서, 평균 스파이크 속도를 나타낸다.
도 34는, 본원에 개시되는 바와 같이, 예 3에서 설명되는, 컨트롤 렌즈 D3에 대한 가상 망막 모델의 온-세포 및 오프-세포 경로로부터 획득되는 출력 스파이크 트레인을 예시한다. 온-세포 및 오프-세포로부터 획득되는 스파이크 트레인은 상단 및 하단 서브-그래프로서 표현된다. 그래프의 Y-축은 이산 뉴런 번들을 표현하고, X-축은 밀리초의 시간을 표현한다. 그래프의 어두운 부분은 스파이크를 표현하고 흰 부분은 그 부족을 표현한다.
도 35는, 예 3에서 본원에 설명되는 바와 같이, 콘택트 렌즈 실시예 D3에 대해 획득되는, 가상 망막 모델의 온-세포(상단) 및 오프-세포(하단) 경로로부터, 시간의 함수로서, 평균 스파이크 속도를 나타낸다.
도 36은, 예 3에서 본원에 설명되는 바와 같이, 6 mm 동공 직경에서 평가되는, 컨트롤 콘택트 렌즈 C3 및 콘택트 렌즈 실시예 D3의 온-축 변조 전달 함수를 나타낸다.
도 37은, 예 3에서 본원에 설명되는 바와 같이, 2.5도의 필드 각도와 6 mm 동공 직경에서 평가되는, 컨트롤 콘택트 렌즈 C3 및 콘택트 렌즈 실시예 D3의 오프-축 변조 전달 함수를 나타낸다.
도 38은, 본원에 개시되는 바와 같이, 축척화하지 않은, 비-굴절 피처로서 격자 라인을 갖는 예시적 콘택트 렌즈 실시예의 정면도 및 단면도를 예시한다.
도 39는, 본원에 개시되는 바와 같이, 예 4에서 설명되는, 컨트롤 렌즈 C4에 대한 가상 망막 모델의 온-세포 및 오프-세포 경로로부터 획득되는 출력 스파이크 트레인을 예시한다. 온-세포 및 오프-세포로부터 획득되는 스파이크 트레인은 상단 및 하단 서브-그래프로서 표현된다. 그래프의 Y-축은 이산 뉴런 번들을 표현하고, X-축은 밀리초의 시간을 표현한다. 그래프의 어두운 부분은 스파이크를 표현하고 흰 부분은 그 부족을 표현한다.
도 40은, 예 4에서 본원에 설명되는 바와 같이, 컨트롤 콘택트 렌즈 C4에 대해 획득되는, 가상 망막 모델의 온-세포(상단) 및 오프-세포(하단) 경로로부터, 시간의 함수로서, 평균 스파이크 속도를 나타낸다.
도 41은, 본원에 개시되는 바와 같이, 예 4에서 설명되는, 콘택트 렌즈 실시예 D4에 대한 가상 망막 모델의 온-세포 및 오프-세포 경로로부터 획득되는 출력 스파이크 트레인을 예시한다. 온-세포 및 오프-세포로부터 획득되는 스파이크 트레인은 상단 및 하단 서브-그래프로서 표현된다. 그래프의 Y-축은 이산 뉴런 번들을 표현하고, X-축은 밀리초의 시간을 표현한다. 그래프의 어두운 부분은 스파이크를 표현하고 흰 부분은 그 부족을 표현한다.
도 42는, 예 4에서 본원에 설명되는 바와 같이, 콘택트 렌즈 실시예 D4에 대해 획득되는, 가상 망막 모델의 온-세포(상단) 및 오프-세포(하단) 경로로부터, 시간의 함수로서, 평균 스파이크 속도를 나타낸다.
도 43은, 예 4에서 본원에 설명되는 바와 같이, 6 mm 동공 직경에서 평가되는, 컨트롤 콘택트 렌즈 C4 및 콘택트 렌즈 실시예 D4의 온-축 변조 전달 함수를 나타낸다.
도 44는, 예 4에서 본원에 설명되는 바와 같이, 7.5도의 필드 각도 및 6 mm 동공 직경에서 평가되는, 컨트롤 콘택트 렌즈 C4 및 콘택트 렌즈 실시예 D4의 오프-축 변조 전달 함수를 나타낸다.
도 45는, 본원에 개시되는 바와 같이, 축척화하지 않은, 방사형, 또는 스포크형(spoke-like) 배열에서, 비-굴절 피처로서, 라인, 또는 줄무늬를 갖는 예시적 콘택트 렌즈 실시예의 정면도 및 단면도를 예시한다.
도 46은, 본원에 개시되는 바와 같이, 예 5에서 설명되는, 컨트롤 렌즈 C5에 대한 가상 망막 모델의 온-세포 및 오프-세포 경로로부터 획득되는 출력 스파이크 트레인을 예시한다. 온-세포 및 오프-세포로부터 획득되는 스파이크 트레인은 상단 및 하단 서브-그래프로서 표현된다. 그래프의 Y-축은 이산 뉴런 번들을 표현하고, X-축은 밀리초의 시간을 표현한다. 그래프의 어두운 부분은 스파이크를 표현하고 흰 부분은 그 부족을 표현한다.
도 47은, 예 5에서 본원에 설명되는 바와 같이, 컨트롤 콘택트 렌즈 C5에 대해 획득되는, 가상 망막 모델의 온-세포(상단) 및 오프-세포(하단) 경로로부터, 시간의 함수로서, 평균 스파이크 속도를 나타낸다.
도 48은, 본원에 개시되는 바와 같이, 예 5에서 설명되는, 콘택트 렌즈 실시예 D5에 대한 가상 망막 모델의 온-세포 및 오프-세포 경로로부터 획득되는 출력 스파이크 트레인을 예시한다. 온-세포 및 오프-세포로부터 획득되는 스파이크 트레인은 상단 및 하단 서브-그래프로서 표현된다. 그래프의 Y-축은 이산 뉴런 번들을 표현하고, X-축은 밀리초의 시간을 표현한다. 그래프의 어두운 부분은 스파이크를 표현하고 흰 부분은 그 부족을 표현한다.
도 49는, 예 5에서 본원에 설명되는 바와 같이, 콘택트 렌즈 실시예 D5에 대해 획득되는, 가상 망막 모델의 온-세포(상단) 및 오프-세포(하단) 경로로부터, 시간의 함수로서, 평균 스파이크 속도를 나타낸다.
도 50은, 예 5에서 본원에 설명되는 바와 같이, 5 mm 동공 직경에서 평가되는, 컨트롤 콘택트 렌즈 C5 및 콘택트 렌즈 실시예 D5의 온-축 변조 전달 함수를 나타낸다.
도 51은, 예 5에서 본원에 설명되는 바와 같이, 7.5도의 필드 각도 및 5 mm 동공 직경에서 평가되는, 컨트롤 콘택트 렌즈 C5 및 콘택트 렌즈 실시예 D5의 오프-축 변조 전달 함수를 나타낸다.
도 52는, 본원에 개시되는 바와 같이, 축척화하지 않은, 무작위 배열의 도트형 비-굴절 피처를 갖는 예시적 콘택트 렌즈 실시예의 정면도 및 단면도를 예시한다.
도 53은, 본원에 개시되는 바와 같이, 예 6에 설명되는, 컨트롤 렌즈 C6에 대한 가상 망막 모델의 온-세포 및 오프-세포 경로로부터 획득되는 출력 스파이크 트레인을 예시한다. 온-세포 및 오프-세포로부터 획득되는 스파이크 트레인은 상단 및 하단 서브-그래프로서 표현된다. 그래프의 Y-축은 이산 뉴런 번들을 표현하고, X-축은 밀리초의 시간을 표현한다. 그래프의 어두운 부분은 스파이크를 표현하고 흰 부분은 그 부족을 표현한다.
도 54는, 예 6에서 본원에 설명되는 바와 같이, 컨트롤 콘택트 렌즈 C6에 대해 획득되는, 가상 망막 모델의 온-세포(상단) 및 오프-세포(하단) 경로로부터, 시간의 함수로서, 평균 스파이크 속도를 나타낸다.
도 55는, 본원에 개시되는 바와 같이, 예 6에서 설명되는, 콘택트 렌즈 실시예 D6에 대한 가상 망막 모델의 온-세포 및 오프-세포 경로로부터 획득되는 출력 스파이크 트레인을 예시한다. 온-세포 및 오프-세포로부터 획득되는 스파이크 트레인은 상단 및 하단 서브-그래프로서 표현된다. 그래프의 Y-축은 이산 뉴런 번들을 표현하고, X-축은 밀리초의 시간을 표현한다. 그래프의 어두운 부분은 스파이크를 표현하고 흰 부분은 그 부족을 표현한다.
도 56은, 예 6에서 본원에 설명되는 바와 같이, 콘택트 렌즈 실시예 D6에 대해 획득되는, 가상 망막 모델의 온-세포(상단) 및 오프-세포(하단) 경로로부터, 시간의 함수로서, 평균 스파이크 속도를 나타낸다.
도 57은, 예 6에서 본원에 설명되는 바와 같이, 4 mm 동공 직경에서 평가되는, 컨트롤 콘택트 렌즈 C6 및 콘택트 렌즈 실시예 D6의 온-축 변조 전달 함수를 나타낸다.
도 58은, 예 6에서 본원에 설명되는 바와 같이, 7.5도의 필드 각도 및 4 mm 동공 직경에서 평가되는, 컨트롤 콘택트 렌즈 C6 및 콘택트 렌즈 실시예 D6의 오프-축 변조 전달 함수를 나타낸다.
도 59는, 본원에 개시되는 바와 같이, 축척화하지 않은, 나선형 배열의 도트형 비-굴절 피처를 갖는 예시적 콘택트 렌즈 실시예의 정면도 및 단면도를 예시한다.
도 60은, 본원에 개시되는 바와 같이, 예 7에서 설명되는, 컨트롤 렌즈 C7에 대한 가상 망막 모델의 온-세포 및 오프-세포 경로로부터 획득되는 출력 스파이크 트레인을 예시한다. 온-세포 및 오프-세포로부터 획득되는 스파이크 트레인은 상단 및 하단 서브-그래프로서 표현된다. 그래프의 Y-축은 이산 뉴런 번들을 표현하고, X-축은 밀리초의 시간을 표현한다. 그래프의 어두운 부분은 스파이크를 표현하고 흰 부분은 그 부족을 표현한다.
도 61은, 예 7에서 본원에 설명되는 바와 같이, 컨트롤 콘택트 렌즈 C7에 대해 획득되는, 가상 망막 모델의 온-세포(상단) 및 오프-세포(하단) 경로로부터, 시간의 함수로서, 평균 스파이크 속도를 나타낸다.
도 62는, 본원에 개시되는 바와 같이, 예 7에서 설명되는, 콘택트 렌즈 실시예 D7에 대한 가상 망막 모델의 온-세포 및 오프-세포 경로로부터 획득되는 출력 스파이크 트레인을 예시한다. 온-세포 및 오프-세포로부터 획득되는 스파이크 트레인은 상단 및 하단 서브-그래프로서 표현된다. 그래프의 Y-축은 이산 뉴런 번들을 표현하고, X-축은 밀리초의 시간을 표현한다. 그래프의 어두운 부분은 스파이크를 표현하고 흰 부분은 그 부족을 표현한다.
도 63은, 예 7에서 본원에 설명되는 바와 같이, 콘택트 렌즈 실시예 D7에 대해 획득되는, 가상 망막 모델의 온-세포(상단) 및 오프-세포(하단) 경로로부터, 시간의 함수로서, 평균 스파이크 속도를 나타낸다.
도 64는, 예 7에서 본원에 설명되는 바와 같이, 6 mm 동공 직경에서 평가되는, 컨트롤 콘택트 렌즈 C7 및 콘택트 렌즈 실시예 D7의 온-축 변조 전달 함수를 나타낸다.
도 65는, 예 7에서 본원에 설명되는 바와 같이, 7.5도의 필드 각도 및 6 mm 동공 직경에서 평가되는, 컨트롤 콘택트 렌즈 C7 및 콘택트 렌즈 실시예 D7의 오프-축 변조 전달 함수를 나타낸다.
도 66은, 축척화하지 않은, 본원에 개시되는 격자형 패턴으로서 배열되는 비-굴절 피처를 갖는 예시적 안경 렌즈 실시예, 및 종래 기술의 안경 렌즈의 정면도를 예시한다.
도 67은 가시 파장(예를 들어, 555 nm) 및 0 D의 버전스를 갖는 인입광이 종래 기술의 단초점 콘택트 렌즈로 교정되는 -3 D 근시 모형안 상에 입사할 때 온-센터/오프-서라운드 및 오프-센터/온-서라운드 망막 회로에 의해 기록되는 이론적 망막 신경절 세포 활성의 개략도를 예시한다.
도 68은 가시 파장(예를 들어, 555 nm) 및 0 D의 버전스를 갖는 인입광이 본원에 개시되는 콘택트 렌즈 실시예 중 하나로 교정되는 -3 D 근시 모형안 상에 입사할 때 온-센터/오프-서라운드 및 오프-센터/온-서라운드 망막 회로에 의해 기록되는 이론적 신경절 세포 활성의 개략도를 예시한다.
도 69는, 본원에 개시되는 바와 같이, 축척화하지 않은, 6개의 방사형 아암을 갖는 소용돌이 배열의 도트형 비-굴절 피처를 갖는 예시적 안경 렌즈 실시예의 정면도를 예시한다.
도 70은, 본원에 개시되는 바와 같이, 예 8에서 설명되는, 컨트롤 안경 렌즈 C8에 대한 가상 망막 모델의 온-세포 및 오프-세포 경로로부터 획득되는 출력 스파이크 트레인을 예시한다. 온-세포 및 오프-세포로부터 획득되는 스파이크 트레인은 상단 및 하단 서브-그래프로서 표현된다. 그래프의 Y-축은 이산 뉴런 번들을 표현하고, X-축은 밀리초의 시간을 표현한다. 그래프의 어두운 부분은 스파이크를 표현하고 흰 부분은 그 부족을 표현한다.
도 71은, 예 8에서 본원에 설명되는 바와 같이, 컨트롤 안경 렌즈 C8에 대해 획득되는, 가상 망막 모델의 온-세포(상단) 및 오프-세포(하단) 경로로부터, 시간의 함수로서, 평균 스파이크 속도를 나타낸다.
도 72는, 본원에 개시되는 바와 같이, 예 8에서 설명되는, 안경 렌즈 실시예 D8에 대한 가상 망막 모델의 온-세포 및 오프-세포 경로로부터 획득되는 출력 스파이크 트레인을 예시한다. 온-세포 및 오프-세포로부터 획득되는 스파이크 트레인은 상단 및 하단 서브-그래프로서 표현된다. 그래프의 Y-축은 이산 뉴런 번들을 표현하고, X-축은 밀리초의 시간을 표현한다. 그래프의 어두운 부분은 스파이크를 표현하고 흰 부분은 그 부족을 표현한다.
도 73은, 예 8에서 본원에 설명되는 바와 같이, 안경 렌즈 실시예 D8에 대해 획득되는, 가상 망막 모델의 온-세포(상단) 및 오프-세포(하단) 경로로부터, 시간의 함수로서, 평균 스파이크 속도를 나타낸다.
도 74는, 예 8에서 본원에 설명되는 바와 같이, 6 mm 동공 직경에서 평가되는, 컨트롤 안경 렌즈 C8 및 안경 렌즈 실시예 D8의 온-축 변조 전달 함수를 나타낸다.
도 75는, 예 8에서 본원에 설명되는 바와 같이, 10도의 필드 각도 및 6 mm 동공 직경에서 평가되는, 컨트롤 안경 렌즈 C8 및 안경 렌즈 실시예 D8의 오프-축 변조 전달 함수를 나타낸다.
도 76은, 본원에 개시되는 바와 같이, 축척화하지 않은, 격자 배열에서, 라인, 또는 줄무늬형 비-굴절 피처를 갖는 예시적 안경 렌즈 실시예의 정면도를 예시한다.
도 77은, 본원에 개시되는 바와 같이, 예 9에서 설명되는, 컨트롤 안경 렌즈 C9에 대한 가상 망막 모델의 온-세포 및 오프-세포 경로로부터 획득되는 출력 스파이크 트레인을 예시한다. 온-세포 및 오프-세포로부터 획득되는 스파이크 트레인은 상단 및 하단 서브-그래프로서 표현된다. 그래프의 Y-축은 이산 뉴런 번들을 표현하고, X-축은 밀리초의 시간을 표현한다. 그래프의 어두운 부분은 스파이크를 표현하고 흰 부분은 그 부족을 표현한다.
도 78은, 예 9에서 본원에 설명되는 바와 같이, 컨트롤 안경 렌즈 C9에 대해 획득되는, 가상 망막 모델의 온-세포(상단) 및 오프-세포(하단) 경로로부터, 시간의 함수로서, 평균 스파이크 속도를 나타낸다.
도 79는, 본원에 개시되는 바와 같이, 예 9에서 설명되는, 안경 렌즈 실시예 D8에 대한 가상 망막 모델의 온-세포 및 오프-세포 경로로부터 획득되는 출력 스파이크 트레인을 예시한다. 온-세포 및 오프-세포로부터 획득되는 스파이크 트레인은 상단 및 하단 서브-그래프로서 표현된다. 그래프의 Y-축은 이산 뉴런 번들을 표현하고, X-축은 밀리초의 시간을 표현한다. 그래프의 어두운 부분은 스파이크를 표현하고 흰 부분은 그 부족을 표현한다.
도 80은, 예 9에서 본원에 설명되는 바와 같이, 안경 렌즈 실시예 D9에 대해 획득되는, 가상 망막 모델의 온-세포(상단) 및 오프-세포(하단) 경로로부터, 시간의 함수로서, 평균 스파이크 속도를 나타낸다.
도 81은, 예 9에서 본원에 설명되는 바와 같이, 5 mm 동공 직경에서 평가되는, 컨트롤 안경 렌즈 C9 및 안경 렌즈 실시예 D9의 온-축 변조 전달 함수를 나타낸다.
도 82는, 예 9에서 본원에 설명되는 바와 같이, 필드 각도 of 10도의 필드 각도 및 5 mm 동공 직경에서 평가되는, 컨트롤 안경 렌즈 C9 및 안경 렌즈 실시예 D9의 오프-축 변조 전달 함수를 나타낸다.
도 83은, 본원에 개시되는 바와 같이, 축척화하지 않은, 무작위 배열의, 라인, 또는 줄무늬형 비-굴절 피처를 갖는 예시적 안경 렌즈 실시예의 정면도를 예시한다.
도 84는, 본원에 개시되는 바와 같이, 예 10에서 설명되는, 컨트롤 렌즈 C10에 대한 가상 망막 모델의 온-세포 및 오프-세포 경로로부터 획득되는 출력 스파이크 트레인을 예시한다. 온-세포 및 오프-세포로부터 획득되는 스파이크 트레인은 상단 및 하단 서브-그래프로서 표현된다. 그래프의 Y-축은 이산 뉴런 번들을 표현하고, X-축은 밀리초의 시간을 표현한다. 그래프의 어두운 부분은 스파이크를 표현하고 흰 부분은 그 부족을 표현한다.
도 85는, 예 10에서 본원에 설명되는 바와 같이, 컨트롤 안경 렌즈 C10에 대해 획득되는, 가상 망막 모델의 온-세포(상단) 및 오프-세포(하단) 경로로부터, 시간의 함수로서, 평균 스파이크 속도를 나타낸다.
도 86은, 본원에 개시되는 바와 같이, 예 10에서 설명되는, 안경 렌즈 실시예 D10에 대한 가상 망막 모델의 온-세포 및 오프-세포 경로로부터 획득되는 출력 스파이크 트레인을 예시한다. 온-세포 및 오프-세포로부터 획득되는 스파이크 트레인은 상단 및 하단 서브-그래프로서 표현된다. 그래프의 Y-축은 뉴런 번들을 표현하고, X-축은 밀리초의 시간을 표현한다. 그래프의 어두운 부분은 스파이크를 표현하고 흰 부분은 그 부족을 표현한다.
도 87은, 예 10에서 본원에 설명되는 바와 같이, 안경 렌즈 실시예 D10에 대해 획득되는, 가상 망막 모델의 온-세포(상단) 및 오프-세포(하단) 경로로부터, 시간의 함수로서, 평균 스파이크 속도를 나타낸다.
도 88은, 예 10에서 본원에 설명되는 바와 같이, 4 mm 동공 직경에서 평가되는, 컨트롤 안경 렌즈 C10 및 안경 렌즈 실시예 D10의 온-축 변조 전달 함수를 나타낸다.
도 89는, 예 10에서 본원에 설명되는 바와 같이, 10도의 필드 각도 및 4 mm 동공 직경에서 평가되는, 컨트롤 안경 렌즈 C10 및 안경 렌즈 실시예 D10의 오프-축 변조 전달 함수를 나타낸다.
근시 진행의 속도를 지연시키기 위해 이용가능한 광학 솔루션은 망막 이미지 특성의 광학 조작의 일부 형태, 예를 들어, 동시 디포커스, 포지티브 구면 수차, 광학 구역의 센터 및/또는 주변에서의 포지티브 배율(power), 또는 초점 심도를 확장하기 위한 고차 수차를 이용하는 렌즈를 포함한다.
그러한 광학 설계의 약점 중 하나는 그들이 시력의 질을 손상시킨다는 것이다. 그러한 렌즈의 효능에 대한 렌즈 착용의 컴플라이언스(compliance)의 영향을 고려할 때, 시각 성능의 상당한 감소는 열악한 컴플라이언스를 촉진시킬 수 있으며 따라서 더 열악한 효능을 야기한다.
따라서, 필요한 것은 근시의 교정 및 진행의 지연을 위한 설계이며, 이는 안과용 렌즈 내의 광학적 배율의 조작과 연관되는 시각 장애를 야기하지 않는다. 본 개시는 정지 시그널로서 광학적 디포커스를 사용하지 않는 근시의 진행을 지연시키는 대안적인 비-굴절 방법을 제안한다. 본 개시의 실시예는 에지, 또는 발광 콘트라스트 프로파일을 망막 이미지에 인위적으로 도입함으로써 근시의 진행을 지연시키는 대안적인 방법을 제안한다. 일부 실시예는 발광 콘트라스트 프로파일의 시공간적 변형을 본 개시의 렌즈를 통해 망막 상으로 투영되는 영상(imagery)으로 더 도입하고, 그것에 의해 추가적인 눈 성장을 차례로 억제할 수 있는 전반적인 망막 활성을 증가시킨다. 본 개시의 실시예 중 하나 이상은 망막 상에 입사하는 발광 프로파일의 공간적 및/또는 시간적 변화에 대한 우선적 반응을 생성하는 망막 신경절 세포의 센터-서라운드 아키텍처에 의존한다.
본 섹션에서, 본 개시는 하나 이상 콘택트 렌즈, 또는 하나 이상 안경 실시예를 참조하여 상세히 설명되며, 고려된 실시예 중 일부는 첨부 도면에 의해 예시되고 지지된다. 일부 콘택트 렌즈 및 안경 렌즈 실시예는 설명으로 제공되고 본 개시의 범위에 대한 제한으로서 해석되지 않아야 한다.
다음의 설명은 본 개시의 공통 특성 및 특징을 공유할 수 있는 수 개의 콘택트 렌즈 및 안경 렌즈 실시예와 관련하여 제공된다. 하나의 실시예의 하나 이상의 특징은 추가적인 실시예를 구성하는 임의의 다른 실시예의 하나 이상의 특징과 결합될 수 있다는 점이 이해되어야 한다. 본원에 개시되는 기능적 및 구조적 정보는 임의의 방식의 제한으로서 해석되지 않아야 하고 개시된 실시예 및 그러한 실시예의 변형을 다양한 방식으로 이용하기 위해 당업자를 교시하기 위한 대표적인 근거(basis)로서만 해석되어야 한다. 상세 설명 섹션에서 사용되는 소제목(sub-titles) 및 관련된 주제목은 독자의 용이한 참조를 위해서만 포함되었고 본 개시 또는 본 개시의 청구항 전반에 걸쳐 설명되는 주제를 제한하기 위해 어떠한 방법으로도 사용되지 않아야 한다. 소제목 및 관련된 주제목은 청구항 또는 청구한 제한의 범위를 해석할 시에 사용되지 않아야 한다.
근시 또는 진행성 근시를 발달시킬 위험을 갖는 개인을 식별하기 위해 사용가능한 것으로 보고된 기술 중 일부는 다음 인자 중 하나 이상에 대한 질의를 포함한다: 유전학, 민족성, 생활방식, 환경, 과도한 근시 작업 등. 본 개시의 특정 실시예는 근시 또는 진행성 근시를 발달시킬 위험에 있는 것으로서 식별되는 사람을 향하여 지향된다. 현재까지, 다수의 광학 설계는 눈 성장의 속도를 제어하거나 근시의 진행을 지연시키기 위해 제안되었다. 이러한 설계 중 일부는 기본 처방과 관련되는 일부 정도의 상대적 포지티브 배율의 사용을 특징으로 한다. 그러한 광학적 원리에 기초한 설계는 시력의 질의 상당한 손상을 가져온다. 효능에 대한 렌즈 착용의 컴플라이언스의 영향을 고려할 때, 시각 성능의 상당한 감소는 열악한 컴플라이언스를 촉진시킬 수 있으며 따라서 더 열악한 효능을 야기한다.
본 개시의 실시예는 망막 신경절 세포 활성을 증가시키도록 설계되는 다른 단초점 안과용 렌즈의 광학 구역 내에 의도적으로 구성된 비-굴절 피처의 효과를 이용하는 광학 설계에 관한 것이며 이는 차례로 근시 진행의 속도를 억제시키거나 감소시키는 것을 돕는다.
인간의 시각 시스템은 온-망막 및 오프-망막 채널 또는 경로로 조직된다. 망막 신경절 세포는 온-센터/오프-서라운드 양극성 세포 또는 반대로(vice versa) 조직되는 원형 수용 필드를 가지며; 그 작용은 도 1 및 도 2에서 간결하게 설명된다.
복합 망막 신경절 세포 회로는 시각 입력 장면의 입사광 내에 포함되는 시공간적 정보의 스파이크 트레인으로의 변환 및 시신경의 섬유를 형성하는 망막 신경절 세포의 축색돌기에 의한 시각 피질로 전달되는 활성의 패턴을 돕는다.
망막 신경절 세포의 2개의 그룹, 대세포 및 소세포는 망막 상에 캡처되는 인입광 시그널에 대한 상이한 타입의 반응을 돕는다. 대세포 및 소세포에 의해 운반되는 정보는 서로 평행하고 독립적이다.
대세포 또는 일시적인 경로는 인입광 시그널의 시간적 피처, 예를 들어, 입력 장면 내의 모션, 변화 및 시작(onset)을 캡처하는 반면; 소세포 또는 지속적인 경로는 인입광 시그널의 공간적 피처, 예를 들어, 입력 장면 내의 패턴 및 형상을 캡처한다.
대세포 경로는 큰 수용 필드, 짧은 레이턴시(latency)를 갖고, 신속 전도성 축색돌기를 이용하여 일시적인 방식으로 반응한다. 반면에, 소세포 경로는 더 작은 수용 필드, 긴 레이턴시를 갖고 느린 전도성 축색돌기를 이용함으로써 지속적인 방식으로 반응한다. 대세포 경로에 의해 캡처되는 상대적 변화 이벤트 및 소세포 경로에 의해 캡처되는 그레이-레벨의 지속적인 이미지 프레임은 시각 장면의 2개의 매우 직교적인 표현이다.
눈 성장의 조절이 국부적이고 전사적으로 매개되지 않는다는 것을 고려해 볼 때, 대세포 경로는, 적어도 일부 개인에 대해, 눈 성장의 조절, 또는 눈 성장의 항상성의 중재에 수반될 수 있다. 환언하면, 국부적인 상대적 변화에 대한 정보를 포함하는 대세포 망막 신경절 세포는 성장(growth) 온- 또는 성장 오프-시그널로 전사될 수 있는 시각 장면 내에서 동적 또는 시간적 콘트라스트를 인코딩하는 능력을 제공한다.
시각 장면의 시공간적 콘트라스트의 증가는 스파이크, 또는 단기간 증가를 망막 신경절 세포 활성에 도입할 가능성을 갖고; 망막 신경절 세포 활성이 클수록, 눈에 대한 성장 억제 시그널이 더 높다. 망막 수용 필드 회로의 구조로 인해, 다음의 2개의 조건은 망막 신경절 세포를 자극할 수 없다: (a) 뚜렷한 에지가 없는 균일하게 조명된 망막 장면(즉, 시각 경관에서 공간 콘트라스트의 부재); 또는 (b) 너무 긴 기간 동안 경관의 변화의 부족(즉, 시간적 콘트라스트의 부재). 망막 신경절 세포의 자극이 낮을수록 발화 활성(firing activity)이 더 낮으며 이는 차례로 전반적인 더 낮은 망막 활성을 의미하고; 망막의 비활성이 클수록 성장 억제 시그널이 더 낮아서 추가적인 눈 성장을 야기한다. 온-수용 및 오프-수용 필드 활성의 시간적 통합에서의 상대적인 차이는 추가적인 눈 성장을 결정한다.
본 개시는 비활성 망막이 눈 성장을 촉발시키고 활성 망막이 성장을 억제하거나 정지 시그널을 촉발시킨다고 가정한다. 본 개시는 종래 기술의 표준 단초점 콘택트 렌즈 또는 안경 렌즈 및/또는 공간적으로 균일한 시각 영상이 망막을 베이스라인 상태(즉, 망막 신경절 세포의 베이스라인 또는 일정한 발화 패턴)로 되게 하는 균일하고 실질적으로 에지가 없는(edge-less) 시각 영상에 기여하고 따라서 더 많은 근시를 초래하는 추가적인 눈 성장을 촉진시킨다는 점을 더 고려한다.
도 1은, 본 개시의 실시예 중 하나 이상을 설명하기 위해 사용되는, 망막 수용 필드의 오프-서라운드를 갖는 온-센터 타입, 및 온-서라운드를 갖는 오프-센터 타입의 작용을 예시한다.
도 1의 제1 및 제3 컬럼(column)은 이론적인 자극 프리젠테이션(presentation)의 4개의 경우를 강조한다: (a) 망막 수용 필드에 걸쳐 광이 없는 경우(101 및 111); (b) 망막 수용 필드의 센터 영역에 광이 없는 반면, 서라운드는 완전히 점등된 경우(102 및 112); (c) 망막 수용 필드의 서라운드 영역에 광이 없는 반면, 센터 영역은 완전히 점등된 경우(103 및 113); 및 (d) 망막 수용 필드의 센터 및 서라운드 둘 다 완전히 점등된 경우(104 및 114). 제2 및 제4 컬럼은 도 1(a) 내지 도 1(d)에 개시되는 다양한 대응하는 자극 조건에 대해 시간에 따른 발화 활동 전위(firing action potential)를 나타낸다.
예를 들어, 오프-서라운드 망막 수용 필드를 갖는 온-센터가 고려될 때(즉, 도 1의 첫 번째 2개의 컬럼), 광 자극의 부재에서(101), 망막 신경절 세포는 베이스라인 속도에서 발화한다(106). 광이 오프-서라운드 영역(102) 상에만 떨어지고 온-센터 영역 상에 떨어지지 않을 때, 그 다음, 베이스라인 발화는 자극 기간 동안 억제된다(107).
광점(light spot)이 온-센터 구역과 일치할 때(103), 망막 신경절 세포의 발화 속도는 그것의 최대에 있다(108). 광 서클이 온-센터 필드 및 오프-서라운드 필드 둘 다를 커버하기 위해 확장됨에 따라(104), 발화 패턴은 그것의 최대로부터 감소하고 기저(basal) 발화 속도에 더 가까워진다(109).
온-서라운드 수용 필드를 갖는 오프 센터가 고려될 때(즉, 도 1의 마지막 2개의 컬럼), 광 자극의 부재에서(111), 망막 신경절 세포는 베이스라인 속도에서 발화한다(116).
광이 온-서라운드 영역 상에만 떨어지고 오프-센터 영역 상에 떨어지지 않을 때(112), 그 다음, 망막 신경절 세포의 발화 속도는 그것의 최대에 있다(117). 광점이 오프-센터 구역과 일치할 때(113), 베이스라인 발화는 자극 기간 동안 억제된다(118). 광 서클이 오프-센터 및 온-서라운드 필드 둘 다를 커버하기 위해 확장됨에 따라(114), 발화 패턴은 그것의 최대로부터 감소하고 베이스라인 발화 속도(119)에 더 가까워진다(119). 도 1의 예시는 벤치-탑 랩 실험 이외의 실제 시나리오에서 모사하기 어려울 수 있는 이론적인 최고의 시나리오라는 것이 당업자에 의해 이해될 수 있다.
도 2는, 상이한 자극 조건을 받을 때, 오프-서라운드 망막 수용 필드를 갖는 온-센터의 발화 패턴의 다른 그래프 예시이다. 도 2의 상단 반부는 수용 필드가 직면할 수 있는 에지(206) 검출 시나리오 중 일부를 도시하는 5개의 상이한 광 자극 조건을 나타낸다: (i) 전체 수용 필드가 에지의 어두운 부분(dark part)에 놓여 있는 경우(201); (ii) 서라운드의 일부가 에지의 밝은 측면에 있는 반면, 오프-서라운드 구역의 센터 및 나머지가 여전히 에지의 어두운 부분에 있는 경우(202); (iii) 오프-서라운드 및 온-센터 영역의 일부가 에지의 밝은 측면 상에 있는 반면, 온-센터 및 오프-서라운드 영역의 대부분이 에지의 어두운 패치(patch)에 있는 경우(203); (iv) 모든 온-센터 영역이 에지의 밝은 측면에 있는 반면, 오프-서라운드 영역 중 일부는 에지의 어두운 측면에 있는 경우(204); 및 마지막으로 (v) 전체 수용 필드가 에지의 밝은 측면에 있는 경우(205).
도 2의 하단 반부는 수용 필드가 시간이 지남에 따라 직면할 수 있는 5개의 상이한 에지 검출 시나리오(201 - 205)에 대한 신경절 세포 발화 활동 전위를 나타낸다. 예를 들어, 전체 수용 필드가 에지의 어두운 부분에 놓여 있는 경우(201), 신경절 세포의 발화 속도는 도 2의 이중 블랙 실선으로서 도시된 바와 같은 기저 속도에 있다. 오프-서라운드 영역의 일부는 에지의 밝은 측면에 있는 반면, 온-센터가 여전히 에지의 어두운 측면에 있는 경우(202), 신경절 세포의 발화 속도는 기저 속도 아래로 억제된다. 오프-서라운드 및 온-센터 영역의 일부가 에지의 밝은 측면을 향하여 이동하는 경우(203), 발화 속도는 기저 속도로 되돌아간다. 전체 센터 영역이 어두운 측면 상의 서라운드 중 일부와 함께 에지의 밝은 측면에 있는 경우(204), 발화 속도는 그것의 피크를 달성한다.
최종적으로, 전체 수용 필드가 에지의 밝은 측면에 있는 경우(205), 발화 속도는 기저 속도를 향하여 가까이 그러나 다소 더 높은 범위 상으로 강하한다. 수용 필드의 서라운드는 또한 광수용체에 의해 방출되는 글루타메이트(glutamate)의 양에 영향을 미친다. 서라운드 필드가 어두우면, 그 다음, 이러한 영역의 광수용체는 탈분극되어 더 많은 글루타메이트의 방출을 야기할 것이다.
광이 온-센터 영역 상으로 떨어지는 반면, 오프-서라운드의 적어도 일부 부분이 상대적인 어둠을 경험하는 경우, 서라운드 필드에서 광수용체에 연결되는 수평 세포는 글루타메이트에 반응하여 탈분극되고 그들 자신의 억제적 신경전달물질을 방출할 것이며, 이는 센터 광수용체를 추가로 억제하여 그들이 심지어 더 적은 글루타메이트를 방출하게 할 것이다. 이러한 상황은 망막 신경절 세포의 발화 활동 전위에서 가장 높은 반응을 생성할 것이다. 정확히 그 반대는 서라운드가 광의 존재에 있을 때 일어난다. 광수용체는 서라운드에서 과분극되어 그것이 더 적은 글루타메이트를 방출하게 할 것이다.
서라운드 필드에서 광수용체에 연결되는 수평 세포는 응답으로 과분극되고 더 적은 그들 자신의 억제적 신경전달물질을 방출할 것이며, 이는 더 적은 억제적 반응을 생성하여 센터 광수용체가 억제되지 않고 심지어 더 많은 글루타메이트를 방출하는 것을 허용한다. 이것은 오프-센터 신경절 수용 필드에서 최고의 반응을 생성할 상황이다.
가상 망막 모델
도 2의 예시는 다양한 온- 및 오프-채널 망막 필드의 작업 모델의 이론적인 시나리오이고 그들은 개별 눈에 의해 경험되는 전형적인 실제 시나리오를 반영하지 않을 수 있다는 점이 당업자에 의해 이해될 수 있다. 다양한 실제 테스트 경우에 대한 적절성을 보여주기 위해, 가상 망막 자극 플랫폼은 다양한 실시예의 작용을 입증하기 위해 이용된다. 이용되는 가상 망막 플랫폼의 동작 원리 및 기술적 프레임워크는 본원에 설명된다.
가상 망막 플랫폼은 입력으로서 시간적 시퀀스를 포함하는 한 세트의 망막 이미지를 이용하고 그들을 망막의 전반적인 활성을 나타내는 한 세트의 스파이크 트레인 또는 활동 전위의 출력으로 변환하도록 구성된다. 본질적으로, 공간적 및/또는 시간적 변화에 대한 우선적 반응을 인입하는 시각 장면에 제공하는 신경절 세포의 센터-서라운드 아키텍처의 에지-검출 능력이 본원에 이용되었다. 가상 망막 플랫폼의 프레임워크 내의 수 개의 변수는 실제 시나리오를 모방하기 위해 와이드-필드 망막 이미지의 에뮬레이션(emulation)을 미세조정하도록 맞춤화될 수 있다.
다음의 과학 논문에서 설명되는 망막 회로 및 신경생리학에 대한 일부 정보는 본원에 개시되는 발명을 수행하기 위해 요구된다. 여기서, Wang, Aleman 및 Schaeffel에 의해 작성되고 Investigative Ophthalmology and Vision Science journal in June 2019에 공개된 명칭이 "Probing the potency of Artificial Dynamic On- or Off- stimuli to inhibit myopia development"인 과학 저널 논문은 전체적으로 본원에 참조된다. Wohrer 및 Kornprobst에 의해 작성되고 명칭이 "Virtual Retina: A biological retina model and simulator, with contrast gain control"인 Journal of Computational Neuroscience in 2009에 공개된 다른 논문은 전체적으로 본원에 참조된다. 게다가, 저자인 Cessac, Kornprobst, Kraria, Nasser, Pamplona, Portelli, 및 Vieville에 의해 작성되고, Frontiers of Neuroinformatics in 2017의 저널에 공개된 명칭이 "A New Platform for Retinal Analysis and Simulation"인 다른 과학 논문이 또한 전체적으로 본원에 참조된다.
이상적으로, 가상 망막 플랫폼에 대한 소스 입력 망막 이미지는, 개인이 본원에 개시되는 고려된 실시예 중 하나를 착용하고 있을 때 획득되는, 개별 인간 망막 상에 형성되는 이미지를 가까이 나타낼 수 있어야 한다. 실제 망막 이미지가 액세스가능하지 않음에 따라, 고려된 이미지의 작용은 본 개시된 실시예와 피팅되는 개략적인 모형안을 사용하여 에뮬레이트될 수 있거나, 대안적으로, 이미지는 본원에 개시되는 실시예와 피팅되는 물리적 모형안을 사용하여 획득될 수 있다.
본 개시는, 굴절이상의 개략적 모형안의 범위가 본원에 개시되는 실시예의 범위와 피팅될 때, 다양한 객체의 가상 망막 이미지를 획득하기 위해 진보된 광선-추적 및 개략적인 모델링을 광범위하게 이용한다. 다른 실시예의 경우, 개시된 실시예의 작용을 입증하기 위해 물리적 또는 벤치-탑 모형안의 유용성(utility)을 수반하는 대안적인 접근법을 고려할 수 있다. 가상 망막 처리의 확립된 모델은 본 개시의 다양한 안과용 렌즈 실시예의 작용을 설명하기 위해 이용되었다. 도 3은 본원에 개시되는 다양한 실시예의 내부 작용을 설명하기 위해 플랫폼으로서 이용되는 가상 망막 모델의 전반적인 구조의 흐름도를 나타낸다. 이러한 모델은 명칭이 "Virtual Retina: A biological retina model and simulator, with contrast gain control"인 동료 평가 논문(peer review paper)으로서 공개되는 Wohrer 및 Kornprobst의 작업(work)으로부터 채택된다.
가상 망막 모델의 제안된 3층 아키텍처(도 3)는 시각 장면에 존재하는 인입 시그널을 점진적으로 전송 및 변환하는 연속적으로 계속되는 시공간적 맵을 용이하게 한다. 인입 망막 시그널은 L(x, y, t)의 광도(luminosity) 프로파일을 가지며; 여기서 휘도(luminance)는 시간 포인트(t)에서 망막의 모든 공간적으로 분리된 포인트 또는 픽셀(x, y)에 대해 정의된다. 본 개시의 실시예를 설명하기 위해 사용되는 모든 시뮬레이션에 대해, 입력 시각 장면은 8-비트 그레이 레벨을 표현하는 0과 255 사이의 강도를 갖도록 디지털화되었다. 그러나, 10-비트, 또는 12-비트, 또는 16-비트 그레이 레벨을 표현하는 0과 1023 사이, 또는 0과 4095 사이, 또는 0과 65535 사이의 강도를 갖는 입력 이미지의 사용은 또한 본 개시의 다른 실시예의 유용성을 입증하기 위해 사용될 수 있다. 가상 망막 세포의 후속 층은 본원에 설명되는 한 세트의 수학식에 의해 구동되는 공간 연속체로서 모델링된다.
도 3의 차트로부터 언급된 바와 같이, 가상 망막 모델의 제1 스테이지는 광수용체 및 수평 세포를 포함하는 외망상층에서 입력 시그널의 처리를 수반한다. 제1 스테이지에서, 본원에 참조되는 Wohrer 및 Kornprobst의 교시에 기초한 간단한 시공간적 선형 필터는 입력 시퀀스 L(x, y, t)을 광수용체 센터 반응 C(x, y, t) 및 수평 서라운드 세포의 반응 S(x, y, t)로 분해하기 위해 사용된다. 또한, 반응 C(x, y, t) 및 S(x, y, t)는 대역 통과 흥분 전류(excitatory current) IOPL(x, y, t)을 정의하기 위해 외망상층 필터에서 사용되며 이는 그 다음 모델의 제2 스테이지에서 양극성(bipolar) 세포에 공급된다. 순간적 비-선형 콘트라스트 이득 제어는 흥분 전류 IGANG(x, y, t)를 야기하는 가변 피드백 게이트 션트 인덕턴스 gA(x, y, t)를 사용하여 양극성 층 VBP(x, y, t)에 적용된다. 제3 스테이지에서, 노이지 통합-및-발화 세포 모델을 관리하는 방정식의 이산 세트는 망막 신경절 세포 활성을 측정하기 위해 사용되는 스파이크 크레인으로 IGANG(x, y, t)의 변환을 돕는다. 스파이크는 일 대 일 연결을 사용하거나 대안적으로 수신되는 흥분 전류의 시냅스 풀링(pooling)을 사용하여 모델링될 수 있다.
망막의 층에서 발생하는 시그널 변환을 근사화하기 위해, 다중 선형 필터가 모델의 상이한 스테이지에서 사용된다. 계산의 복잡성을 단순화하고 큰 계산적 비효율성을 최소화하는 동시에, 실세계에 대한 적절성을 유지하기 위해, 일부 가정은 본 개시의 실시예의 작용을 설명하기 위해 모델에서 이루어진다.
본 개시는 실시예의 작용을 설명하기 위한 가상 망막 모델에 제한되지 않고 설계 또는 검증을 위한 개시된 모델 및 대안적인 모델에 대한 수정의 사용은 본 발명의 범위 내에 있는 것으로 간주된다. 외망상층에서 발생하는 가상 망막 모델의 제1 스테이지에서, 광수용체 C(x, y, t) 및 수평 세포 S(x, y, t)로부터 양극성 세포에 의해 수신되는 결과 전류 IOPL(X, y, t)은 다음과 같이 획득된다:
식 1에서, C(x, y, t)는 광수용체와 연관되는 센터 시그널을 나타내고; 및 S(x, y, t)는 수평 세포와 연관되는 서라운드 시그널을 나타낸다. 광변환 과정은 부분적 과도 필터(transient filter) 
에 의해 변조되는 지수 시간 로우-패스 커널 
및 감마 지수 캐스케이드 
를 갖는 부분 과도(transient) 선형 커널 캐스캐이드로서 모델링된다.
식 2의 기호 C는 센터 시그널 상의 커널 동작을 나타내고, U는 언더슈트를 의미하고, 식 3의 S는 서라운드 시그널 상의 커널 동작을 나타낸다. 식 2의 함수 
는 광수용체 사이의 갭 접합(gap junction)의 공간적 블러(blur)를 포함한다.
식 3의 함수 
는 수평 세포 사이의 커플링 갭 접합의 공간적 블러를 포함한다. 식 2 및 식 3의 사인
은 시간적 컨볼루션을 의미하는 반면; 신호
는 공간적 컨볼루션을 의미한다. 신호는 이후로 시간적 및 공간적 컨볼루션을 의미하기 위해 본 개시에서 사용된다. 상수 
은 센터-서라운드 필터의 전반적인 이득인 반면; 
은 센터 및 서라운드 시그널의 상대적인 가중치(weight)이다.
가상 망막 모델의 제2 스테이지의 콘트라스트 이득 제어 동작은 망막의 전기 신호 전달 특성에 대한 시각 입력 장면의 국소적 콘트라스트의 영향을 설명하며, 이는 본질적으로 비선형이고 동적이다. 양극성 세포의 레벨에서 비선형 피드백 루프에 기초한 콘트라스트 이득 제어는 다음과 같이 설명될 수 있다:
식 4, 식 5 및 식 6에서, 
는 정적 함수 
를 사용하여 활동화될 수 있는 양극성 세포의 멤브레인에서의 가변 누출(variable leakage)을 나타낸다. 누출은 
의 진화에 대한 
의 분활 효과로 이러한 레벨에서의 전류 통합(current integration)의 이득을 결정한다. 모델에서, 
는 시간 척도 
및 공간적 범위 
를 갖는 양극성 세포에 의해 고려되는 값에 동적으로 의존한다.
가상 망막 모델의 제3 스테이지는 양극성 세포의 활성로부터 망막 신경절 세포의 스파이크 트레인의 생성을 수반한다. 양극성 시그널 
는, 식 7 및 식 8에 설명되는 바와 같이, 정류되고 추가적인 시공간적 쉐이핑(shaping)을 수신하여 신경절 세포 IGANG(x, y, t) 상에 흥분 전류를 생성한다.
Wohrer 및 Kornprobst에 의해 제안되는 모델은 양극성 세포로부터 센터-서라운드 신경절 세포 전류로의 전환에서 시그널 쉐이핑을 모델링하기 위해 경험적 공식을 사용하였다. 이러한 모델은 본원에 개시되는 실시예 중 하나 이상의 작용을 입증하기 위해 적응되었다.
모델은, 식 7 및 식 8에서 설명되는 바와 같이, 대안적인 생물학적으로 그럴듯한 모델로부터 기대되는 반응의 기능적 재현(functional reproduction)에서 다양성을 허용하는 다수의 변수의 사용을 제안한다. 파라미터 ε은 2개의 입력값 -1 및 +1을 취하며, 여기서 네거티브 값은 오프-신경절 세포 활성을 나타내고 포지티브 값은 온-신경절 세포 활성의 표현을 허용한다.
양극성 층 시그널은 정적 비선형 함수 N(V)을 사용하여 정류되며; 여기서 파라미터 
및 
는 감소된 전류의 치수를 갖는 반면; 
는 신경절 세포의 선형성 임계값이다. 일부 추가적인 모델은 신호 처리의 저널에 공개된 명칭이 "Streaming an image through the eye: the retina seen as a dithered scalable image coder"인 논문에 Masmoudi, Antonini 및 Kornprobst에 의해 제안되었으며, 이는 전체적으로 본원에 통합된다. IGANG(x, y, t)로부터, 노이지 누출-통합-및-발화 뉴런(nLIF)의 배열은 출력 스파이크의 세트를 생성한다. 실제 망막에서, 내망상층의 시냅스 구조에 의해 용이하게 되는, 전기 신호의 추가적인 복합 변환이 발생하며, 이는 양극성 세포, 아마크린(amacrine) 세포 및 신경절 세포 사이의 시냅스 상호작용의 궤적(locus)이다.
본 개시의 실시예의 효과를 입증하기 위한 모델링의 목적을 위해, 아마크린 세포, 및 양극성 세포 사이의 복합 시냅스 관계는 일부 예에서 계산 효율 대신에 무시된다.
일부 다른 예의 경우, 수평 세포와 양극성 세포, 아마크린 세포와 양극성 세포 사이의 상호작용의 복잡성 중 하나 이상은 본원에 개시되는 바와 같이 고려된다. 본 개시의 고려된 안과용 렌즈 실시예의 작용을 설명하기 위해 외망상층 및 내망상층 상호작용의 다양한 다른 그럴듯한 조합을 포함하는 모델의 추가적인 확장은 본 발명의 범위 내에서 고려된다.
연속 시그널 IGANG(x, y, t)의 스파이크 트레인의 이산 세트로의 변환은 다음과 같이 설명되는 표준 nLIF 모델을 사용하여 세포의 출력으로부터 획득된다:
표준 nLIF 모델은 임계값이 도달될 때 스파이크된다: 
이고 불응기(refractory period)에서: 
이다. 여기서 
는 실제 신경절 세포에서 가변성을 재현하기 위해 스파이크 생성 과정에 추가될 수 있는 노이즈 소스이다.
망막 신경절 세포층의 스파이크를 에뮬레이트하기 위해, 가상 망막은 상대적인 생물학적 타당성(plausibility) 및 적응가능한 복잡도를 제공하는 다음의 파라미터를 사용하여 모델에서 정의되었다. 도 4의 다음의 예는, 본원에 설명되는 어떤 특정 망막 파라미터로 구성되는, 본 개시의 단락[00179] 내지 단락[00200]에서 설명되는 유효성(validity)을 확립한다.
이러한 예에서, 각각 512 x 512 픽셀의 치수를 갖는 일련의 50개의 이미지 프레임은 가상 망막 모델에 대한 입력 소스의 역할을 하기 위해 이미지 몽타주로서 구성되었다. 비디오 입력 스트림의 홀수 프레임은 어두운 배경(401) 상의 센터 원형의 밝은 영역(401)으로 구성된 반면, 짝수 프레임은 흰 배경(402) 상의 센터 원형의 어두운 영역으로 구성되었다.
이러한 예에서, 각각의 프레임은 가상 망막 모델에 대한 2.5초의 실시간 시뮬레이션 프리젠테이션을 설명하기 위해 50 밀리초 동안 제시되도록 구성되었다. 비디오 입력 스트림의 홀수 및 짝수 프레임 둘 다에 대해, 센터 원형 영역의 직경은 대략 50 픽셀이도록 구성되었으며, 이는 중심와(fovea)의 0.5°각현(angular subtense)과 등가이다. 입력 스트림의 각각의 픽셀에 대한 비트 깊이는 범위가 0에서 255(즉, 8-비트)에 이르도록 디지털화된다. 비디오 입력 스트림의 각현은 각각의 프레임이 모델 망막의 중심와 영역 상에서 대략 5°x 5°에 대하도록 구성되었다.
2개의 시뮬레이션 테스트 조건은 입력 이미지 스트림이 가상 망막 상에 제시된 때 망막 신경절 세포 활성을 계산하기 위해 사용되었다. 시뮬레이션은 2개의 상이한 세포 극성에서 실행되었다: 온- 및 오프-세포 모드. 망막 활성은 가상 망막 모델의 신경절 세포 층으로부터 나오는 스파이크 활성에 의해 측정되었다. 테스트 조건에 대한 스파이크 활성은 각각의 번들에 대해 평균 뉴런 스파이크 트레인으로서 그리고 시간의 함수로서 평균 스파이크 속도를 나타내는 주위-자극 히스토그램 표현으로서 표현되었다.
제1 테스트 조건은 하나의 뉴런 번들을 포함하였으며(403), 이는 비디오 입력 스트림의 센터가 원형 뉴런 번들의 중심와 일치하도록 위치되었다. 제2 테스트 조건은 7개의 원형 뉴런 번들을 포함하였으며(404), 이는 원주 직경이 모델 망막의 중심화 영역 상에서 대략 2.5°x 2.5°에 대하도록 하나의 번들이 비디오 입력 스트림의 센터에 있고 나머지 6개의 번들이 원주방향으로 배열되는 유각형 패턴의 위치에 있었다.
추가적으로, 가상 망막 플랫폼에 대한 작용을 입증하기 위해, 이러한 예에서, 외망상층은 대략 1.5°(즉, 식 2의 
)에 대하는 센터 영역 및 대략 4.75°(즉, 식 3의 
)에 대하는 서라운드 영역을 갖도록 구성되었다. 외망상층의 센터 및 서라운드 시간 스케일(temporal scale)은 대략 1 밀리초로 설정되었으며, 이는 식 2 및 식 3의 변수 
및 
각각을 나타낸다. 통합 센터-서라운드 시그널을 관리하는 변수는, 본원의 식 1에서 설명되는 바와 같이, 
및 
이도록 선택되었다.
도 4의 이러한 예에서 고려되는 입력 이미지 자극 특성의 단순성을 고려해 볼 때, 콘트라스트 이득 제어 메커니즘 및 아마크린 세포의 측면 연결성에 대한 옵션은 스파이크 트레인 및 스파이크 속도 분석을 계산할 때 뮤트되었다. 양극성 및 신경절 세포 시냅스의 정적 비선형 계수는 Wohrer 및 Kornprobst로부터 적응되었으며, 여기서 양극성 선형 임계값은 0으로 설정된 반면, 선형 임계 값은 80으로 일정하게 유지되었고, 양극성 증폭 값은 100으로 일정하게 유지되었다.
뉴런 모델에 대한 값은 또한 Wohrer 및 Kornprobst로부터 적응되었으며, 여기서 0.75의 누출, 20의 뉴런 노이즈, 150의 멤브레인 용량 및 2.4의 발화 임계값은 도 4, 도 5 및 도 6에서 설명되는 예에 대해 고려되었다. 시냅스 후(post-synaptic) 풀링 변수 시그마는 무시되었다.
본 개시의 하나 이상의 안과용 렌즈 실시예의 작용을 입증하기 위해, 양극성 및 신경절 세포 시냅스의 정적 비선형 계수는 도 4의 예에 대해 사용되는 것들과 상이할 수 있다. 예를 들어, 일부 실시예에서, 양극성 선형 임계값은 적어도 2, 적어도 5, 적어도 10 또는 적어도 15일 수 있다.
본 개시의 하나 이상의 안과용 렌즈 실시예의 작용을 입증하기 위해, 선형 임계 값은 적어도 30, 적어도 60, 적어도 90 또는 적어도 120의 상수 값일 수 있다. 본 개시의 하나 이상의 안과용 렌즈 실시예의 작용을 입증하기 위해, 양극성 증폭 값은 적어도 50, 적어도 75, 적어도 125 또는 적어도 150일 수 있다.
본 개시의 하나 이상의 안과용 렌즈 실시예의 작용을 입증하기 위해, 뉴런 모델의 누출은 적어도 0.25, 적어도 0.5, 적어도 1 또는 적어도 1.25의 값으로 설정될 수 있다. 본 개시의 하나 이상의 안과용 렌즈 실시예의 작용을 입증하기 위해, 뉴런 노이즈는 적어도 10, 적어도 25 또는 적어도 50으로 설정될 수 있다.
본 개시의 하나 이상의 안과용 렌즈 실시예의 작용을 입증하기 위해, 뉴런의 발화 임계값은 적어도 1.2, 적어도 2.4 또는 적어도 3.6으로 설정될 수 있다.
본 개시의 콘택트 렌즈 및 안경 렌즈 실시예에 대한 작용을 설명하기 위해 사용되는 다양한 다른 예시적 실시예에서, 다양한 구성은, 본원에 설명되는 바와 같이, 식 1 내지 식 9에서 설명되는 바와 같은, 다양한 정도의 복잡성으로 고려될 수 있다. 예 1 내지 예 7의 콘택트 렌즈 실시예의 시뮬레이션 각각에 대해 사용되는 특정 구성 설정은 아래 섹션에서 설명된다.
개시된 실시예의 비-굴절 피처
망막 경로의 온-채널 및 오프-채널로의 배열로 인하여, 시간 도메인에서, 망막 뉴런은 시각 장면 내에서 빠르게 증가하는 휘도(온-세포) 또는 감소하는 휘도(오프-세포)에 주로 반응한다. 공간 도메인에서, 망막 수용 필드는 센터-온 및 서라운드-오프 영역으로 또는 그 반대로 원형 패턴으로 배열된다. 망막 세포의 그러한 배열은 적절한 공간적 및/또는 시간적 분해능을 유지하는 동안 원하는 시각 처리를 달성하기 위해 망막 회로의 최적화된 이용을 허용한다.
망막 평면에서 캡처되는 시각 장면 내의 공간적 및/또는 시간적 변형의 결정적인 부족은 망막 신경절 세포의 열악한 자극 및 열악한 망막 활성을 야기하거나, 비활성 망막, 또는 불충분 활성 망막은 눈 성장을 촉발시키는 것으로 가정된다. 본 개시의 특정 실시예는 근시 또는 진행성 근시를 발생시킬 위험에 있는 사람을 향하여 지향된다. 본 개시의 실시예 중 하나 이상은 망막에 걸친 뚜렷한 에지, 시간적으로 변화하는 뚜렷한 에지, 또는 공간 발광 콘트라스트 프로파일, 또는 시간적으로 변화하는 공간 발광 콘트라스트 프로파일의 결정적인 부족이 그것의 베이스라인 상태, 환원하면 실질적으로 비활성 망막에 유사한 망막 신경절 세포 활성을 향하여 기여할 수 있다는 가설에 의존한다.
모든 수용 필드의 출력은 통합되어, 시각 환경에 대한 상대적인 온- 및 오프-입력 강도를 반영한다. 온- 및 오프-수용 필드 활성의 시간적 통합에서의 상대적인 차이는 추가적인 눈 성장을 결정하기 위해 가정된다. 본 개시는 비활성 망막이 눈 성장을 촉발시키고 활성 망막이 성장을 억제하거나 정지 시그널을 촉발시킨다고 가정한다.
본 개시는 종래 기술의 표준 단초점 안과용 렌즈 및/또는 공간적으로 균일한 시각 영상이 망막을 베이스라인 상태(즉, 망막 신경절 세포의 베이스라인 또는 일정한 발화 패턴)로 되게 하는 균일하고 실질적으로 공간적으로 에지가 없는 시각 영상에 기여하고 따라서 추가적인 눈 성장을 촉진하여 더 많은 근시를 초래한다고 추가적으로 고려한다.
다음의 장점 중 하나 이상은 본원에 개시되는 안과용 렌즈 설계의 개시된 광학 디바이스, 및/또는 방법 중 하나 이상에서 발견된다. 안과용 렌즈 또는 방법은 눈 성장의 속도를 지연시키거나 눈 성장의 속도를 정지시키는 정지-시그널, 또는 복수의 비굴절 특징을 이용하고 에지 또는 향상된(enhanced) 발광 공간 콘트라스트 프로파일 또는 향상된 시간적 콘트라스트 프로파일을 안과용 렌즈 상의 고려된 설계 피처를 통해 생성되는 망막 이미지로 인위적으로 도입함으로써 망막 활성의 증가에 기초하여 착용자의 눈의 굴절 오차의 상태에서의 증가를 제공한다.
콘택트 렌즈의 눈 위(on-eye) 이동은 진행성 근시를 관리하는 효율성을 증가시키기 위한 공간적 및 시간적 가변 정지 시그널을 제공함으로써 치료 효과의 강도를 더 증강시킬 수 있다.
특정의 다른 실시예는 디포커스, 난시, 또는 포지티브 구면 수차의 광학적 조작에만 기초하지 않는 콘택트 렌즈 디바이스 또는 방법에 관한 것이며, 이 모두는 착용자에 대해 잠재적인 시각 성능 저하로 고통받을 수 있다. 다음의 예시적 실시예는 눈 성장 및 근시 진행에 대한 온- 및 오프-시각 경로의 선택적 효과를 이용할 수 있는 안과용 렌즈를 통해 인입광을 수정하는 방법에 관한 것이다.
다음의 예시적 실시예는 불균일성을 시각 영상으로 인위적으로 도입하고 교정된 눈의 망막 평면에서 발광 콘트라스트 프로파일(즉, 인공 에지)을 생성하거나, 증가시킴으로써 망막 상의 온-경로의 자극에 의해 증가된 망막 신경절 활성을 제공하는 안과용 렌즈를 통해 인입광을 수정하는 방법에 관한 것이다. 이것은 안과용 렌즈의 다른 단초점 광학 구역 내의 복수의 개구, 구역, 세그먼트, 또는 영역의 실질적으로 불투명한 경계를 이용함으로써 달성될 수 있다.
요컨대, 다른 단초점 콘택트 렌즈 또는 안경 렌즈의 광학 구역 내의 고려된 다중 개구, 비-굴절 영역 또는 비-굴절 구역의 사용은, 광이 콘택트 렌즈 또는 안경 렌즈를 통과할 때, 인위적으로 도입된 공간 에지 프로파일에 의해 흥분되는 온- 및/또는 오프-경로를 자극함으로써 망막 신경절 세포의 활성의 증가를 제공할 수 있다.
또한, 단초점 콘택트 렌즈 또는 안경 렌즈 내의 흥분성 구역, 비-굴절 영역, 또는 복수의 개구의 이러한 사용은 본원에 개시되는 콘택트 렌즈 및 안경 렌즈 실시예를 사용하여 눈 이동 및/또는 눈꺼플의 블링크 액션에 의해 보조되는 시간적 콘트라스트의 변형을 제공할 수 있다.
모형안 및 시뮬레이션된 망막 이미지
진보된 개략적인 모형안은 본원에 개시되는 예시적 실시예 중 하나 이상의 와이드-필드 시뮬레이션된 망막 이미지 및 와이드-필드 광학 성능을 계산하기 위해 사용될 수 있다.
본 개시의 실시예에 대한 작용을 시뮬레이션하기 위해 사용되는 가상 망막 플랫폼에 대한 입력의 역할을 하는 망막 이미지를 획득하기 위해 사용되는 개략적인 모형안의 일반적인 처방이 다음의 표 1에 제공된다. 표 1의 설명된 파라미터는 본 개시의 실시예로 획득되는 설명된 효과를 입증하기 위해 필요하지 않다. 이것은 본원에 설명되는 가상 망막 플랫폼에 의해 수행되는 망막 처리의 에뮬레이션을 용이하게 하기 위해 망막 이미지를 획득하는 많은 방법 중 하나로서 고려되어야 한다. 예를 들어, 다른 예시적 실시예에서, 문헌의 다른 모형안은 표 1에 설명되는 모형안 대신에 사용될 수 있다. 사용되는 개략적인 모형안의 일반적인 파라미터는 표 1에서 표로 작성되는 처방에 기초한다. 이러한 예에서, 표 1의 일반적인 처방은, 모형안의 거리 처방이 6 mm의 동공 직경 및 589 nm의 1차 파장에서 정의된, 그것의 비수용 상태에서, 임의의 난시가 없는 1 D의 근시를 갖는 거리 굴절 오차(Rx: -1 D)를 갖는 개략적인 모형안을 제공한다.
표 1: -1 D의 거리 굴절 처방을 갖는 개략적인 근시 모형안의 처방.
본원에 개시되는 다양한 다른 실시예에서, 다양한 수정은 본원에 설명되는 다른 안과용 렌즈 실시예의 성능을 평가하기 위해 고려될 수 있다. 더욱이, 개략적인 모형안의 개별 파라미터, 예를 들어, 전방 각막, 후방 각막, 각막 두께, 전방 렌즈, 후방 렌즈, 렌즈 두께, 안구 매체의 굴절률, 망막 곡률, 또는 그 조합은 난시를 갖거나 갖지 않는 근시의 다양한 레벨에서 본 개시의 작용을 입증하기 위해, 그리고 그들의 이완 및 조절 상태에서의 다양한 근시안의 모델링을 위해 변경될 수 있다.
본 개시의 다양한 실시예와 피팅될 때 개략적인 모형안을 사용하여 와이드-필드 시뮬레이션된 망막 이미지를 획득하기 위해, 소스 이미지 파일은, 본원에 개시되는 바와 같이, 시각 장면의 비-선형 투영을 광학 모형안으로 고려하여, 원하는 시야에 걸치는 포인트 확산 함수의 어레이로 컨볼루션되었다. 실시예 중 하나 이상에 사용되는 3개의 소스 이미지 파일은 도 14, 도 15 및 도 16에 보여진다. 도 14의 좌측 부분 상에 보여지는 제1 소스 이미지는 흰 배경 스크린에 대한 모바일 폰 스크린 디스플레이의 소스 이미지 파일이며, 여기서 모바일 폰 스크린 디스플레이는 일부 판독가능한 문자로 구성되고 소스 스크린의 각현(angular subtense)은 50 cm 가시 거리에서 15도 시야를 캡처하도록 구성되었다.
도 14는 비-선형 투영 루틴을 사용하여 광각 모형안의 망막 상으로 투영되는 와이드-필드 시각 장면(1401)의 소스 이미지 파일을 나타내며; 여기서 가상 망막은 원형 패턴(1402)으로 배열되는 뉴런 번들로 모델링된다. 흰 배경에 대한 모바일 폰의 와이드-필드 시각 장면(1401) 및 가상 망막(1402)을 나타내는 프레임 둘 다는 다양한 실시예에서 대략 5, 15 또는 20°의 망막 필드에 대한다. 도 15의 좌측 부분 상에 예시되는 제2 소스 이미지는 흰 배경 스크린에 대한 다른 모바일 폰 스크린 디스플레이의 소스 이미지 파일이며, 여기서 모바일 폰 스크린 디스플레이는 일부 판독가능한 문자로 구성되고 소스 스크린의 각현은 1 미터 가시 거리에서 15°의 시야를 캡처하도록 구성되었다
도 15는 비-선형 투영 루틴을 사용하여 광각 모형안의 망막 상으로 투영되는 와이드-필드 시각 장면(1501)의 소스 이미지 파일을 나타내며; 여기서 가상 망막(1502)은 원형 패턴으로 배열되는 뉴런 번들로 모델링된다. 흰 배경에 대한 모바일 폰의 와이드-필드 시각 장면(1501) 및 가상 망막(1502)을 나타내는 프레임 둘 다는 다양한 실시예에서 대략 5, 15 또는 20°의 망막 필드에 대한다. 도 16의 좌측 부분 상에 보여지는 제3 소스 이미지 파일은 8-비트 그레이스케일 Lenna 이미지의 소스 이미지 파일이며; 여기서 Lenna 이미지는 6 미터 가시 거리에서 5도 또는 15도 또는 20도 시야에 대하는, 2개의 변형으로 구성될 수도 있다.
도 16은 비-선형 투영 루틴을 사용하여 광각 모형안의 망막 상으로 투영되는 와이드-필드 시각 장면(1601)의 소스 이미지 파일을 나타내며; 여기서 가상 망막(1502)은 원형 패턴으로 배열되는 뉴런 번들로 모델링된다. 8-비트 그레이스케일로 제시되는 표준 Lenna 테스트 이미지의 와이드-필드 시각 장면(1601) 및 가상 망막(1602)을 나타내는 프레임 둘 다는 다양한 실시예에서 대략 5, 15 또는 20°의 망막 필드에 대한다.
포인트 확산 함수의 어레이는 수정된 이미지 파일에서 모든 픽셀에 대해 보간된다. 각각의 픽셀에서, 유효 포인트 확산 함수는 수정된 소스 이미지 파일과 컨볼루션된다.
원하는 필드에서 포인트 확산 함수를 계산하기 위해, 호이겐스의 원리(Huygens's principle)는 상대적으로 작은 비-굴절 피처의 모델링된 효과가 증가된 계산 효율을 위해 종종 사용되는 푸리에 추정에 의해 손상될 수 있음에 따라 본 개시에서 적응되었다.
원하는 시야에 걸쳐 포인트 확산 함수의 어레이의 계산은 회절 및 수차의 영향(effect)을 포함한다. 결과적으로 시뮬레이션된 망막 이미지는 검출된 왜곡 레벨을 설명하기 위해 스케일링되고 신장된다. 시뮬레이션된 망막 이미지의 밝기(brightness)는 본원에 개시되는 컨볼루션 연산을 위해 고려되는 입력 소스 이미지와 동일한 피크 밝기를 갖도록 중간 츨력 이미지를 정규화함으로써 결정된다.
본 개시의 다양한 실시예에서, 가상 망막 이미지의 시뮬레이션을 위해 필요한 다양한 파라미터의 설정은 개인에 의해 경험될 수 있는 다양한 실제 시나리오를 캡처하기 위해 변경되었다.
특정 실시예에서, 망막 이미지 시뮬레이션의 정확도가 입력 소스 이미지의 분해능에 의해 제한됨에 따라, 상당한 주의(due care)는 에일리어싱 효과에 의해 종종 매니페스트되는 출력 이미지의 명백한 픽셀 이산화를 회피하기 위해 512 x 512 픽셀의 입력 이미지 분해능을 적어도 유지하도록 기울여졌고, 또한, 필요한 곳이라면 어디든 입력 소스의 오버샘플링은 상대적으로 더 긴 계산 시간을 희생하면서 그러한 효과를 최소화하기 위해 고려되었다.
콘택트 렌즈 실시예
도 7은, 축척화하지 않은, 예시적 콘택트 렌즈 실시예의 정면도 및 단면도를 도시한다. 예시적 콘택트 렌즈 실시예의 정면도는 광학 구역(701), 렌즈 직경(702) 및 고려된 설계의 복수의 비-굴절 피처(703)를 더 예시한다.
이러한 예시적 예에서, 렌즈 직경은 대략 14 mm이고, 광학 구역은 실질적으로 단초점 굴절력으로 설계되고 직경이 대략 8 mm이고, 비-굴절 피처는 광학 구역 내의 다중 원형 개구의 경계의 형태로 배열되고 각각 직경에서 대략 1 mm이다. 다중 원형 개구의 형태로 배열되는 이러한 비-굴절 피처(703)의 경계는 완전 불투명과 실질적 불투명 사이에 있도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 비-굴절 피처의 투과 특성, 이러한 예에서 다중 원형 개구의 경계는 비-굴절 피처 또는 경계 상에 입사하는 광의 >95%가 흡수되거나 투과되지 않도록 구성될 수 있다.
도 7에 고려된, 다중 원형 개구, 즉 비-굴절 피처의 경계의 폭(704)은 대략 50 ㎛이다. 그것은 피처의 가독성(legibility)을 입증하고 개선하기 위해 본원에 설명되는 콘택트 렌즈의 크기에 비례하여 확대된다. 복수의 개구 내에 투명 영역을 포함하는, 고려된 비-굴절 피처가 없는 광학 구역의 나머지는 착용자의 기본 처방과 일치하는 단초점 설계를 포함한다.
도 8은, 축척화하지 않은, 다른 예시적 콘택트 렌즈 실시예의 정면도 및 단면도를 도시한다. 예시적 콘택트 렌즈 실시예의 정면도는 광학 구역(801), 렌즈 직경(802) 및 고려된 설계의 복수의 결합된 육각형 형상의 비-굴절 피처(803)를 더 예시한다. 이러한 예시적 예에서, 렌즈 직경은 대략 14.2 mm이고, 실질적으로 단초점 굴절력으로 설계되는 광학 구역은 직경이 대략 9 mm이고, 광학 구역 내의 다중 육각형 개구의 경계의 형태로 배열되는 비-굴절 피처는 각각 최대 직경에서 대략 1 mm이다.
다중 육각형 개구의 형태로 배열되는 이러한 비-굴절 피처(803)의 경계는 완전 불투명과 반투명 사이에 있도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 투과 특성은 비-굴절 피처 또는 경계 상에 입사하는 광의 >90%가 흡수되거나 투과되지 않도록 구성될 수 있다.
도 8에 고려된 다중 육각형 개구, 즉 비-굴절 피처의 경계의 폭(804)은 대략 25 ㎛이다. 그것은 피처의 가독성(legibility)을 입증하고 개선하기 위해 본원에 설명되는 콘택트 렌즈의 크기에 비례하여 확대된다. 복수의 개구 내에 투명 영역을 포함하는, 고려된 비-굴절 피처가 없는 광학 구역의 나머지는 착용자의 기본 처방과 일치하는 단초점 설계를 포함한다.
더 다른 콘택트 렌즈 실시예에서, 복수의 비-굴절 피처는 복수의 원형, 반원형, 타원형, 또는 육각형, 또는 임의의 다른 다각형 형상의 개구의 경계로서 배열될 수 있으며; 여기서 복수는 적어도 2, 3, 5, 7, 9, 12 또는 15개의 비-굴절 피처를 포함한다.
일부 다른 콘택트 렌즈 실시예에서, 복수의 다각형 형상의 개구의 경계의 형태로 배열되는 비-굴절 설계 피처의 수는 4 내지 7, 또는 3 내지 9, 또는 2 내지 12, 또는 3 내지 15 사이일 수 있다. 일부 실시예에서, 복수의 개구의 경계의 형태로 배열되는 비-굴절 설계 피처는 분리될 수 있는 반면, 그들은 다른 실시예에서 인접되거나, 결합될 수 있다.
더 다른 콘택트 렌즈 실시예에서, 다중 개구 또는 다중 영역, 또는 다중 구역, 또는 다중 세그먼트의 경계로서 구성되는 비-굴절 피처는 콘택트 렌즈의 광학 구역의 센터 1, 2, 3, 4, 5 또는 6 mm 사이에 배열될 수 있다. 더 다른 콘택트 렌즈 실시예에서, 다중 개구 또는 다중 영역, 또는 다중 구역, 또는 다중 세그먼트의 경계로서 구성되는 비-굴절 피처는, 본원에 개시되는 바와 같이, 콘택트 렌즈의 광학 구역의 센터 1 mm 내지 3 mm, 또는 센터 2 mm 내지 4 mm, 또는 센터 3 mm 내지 5 mm 또는 센터 2 mm 내지 6 mm 사이에 배열될 수 있다.
특정 콘택트 렌즈 실시예에서, 콘택트 렌즈의 광학 구역 내의 고려된 비-굴절 설계 피처의 완전히 불투명한, 실질적으로 불투명한, 또는 반투명한 경계의 폭은 적어도 5 ㎛, 10 ㎛, 20 ㎛, 30 ㎛, 40 ㎛ 또는 50 ㎛의 폭일 수 있다. 특정 콘택트 렌즈 실시예에서, 콘택트 렌즈의 광학 구역 내의 고려된 설계 피처의 불투명한 경계의 폭은 5 ㎛ 내지 15 ㎛, 15 ㎛ 내지 25 ㎛, 또는 10 ㎛내지 50 ㎛ 사이의 폭일 수 있다.
일부 다른 실시예에서, 콘택트 렌즈의 광학 구역 내의 고려된 설계 피처의 경계는 불투명일 수 있고 더 일부 다른 실시예에서, 고려된 설계 피처의 경계는 반투명일 수 있다. 일부 실시예에서, 경계 또는 설계 피처의 폭은 다중 개구에 걸쳐 일정하지 않을 수 있다. 다중 개구의 형상은 또한 본 개시의 하나의 실시예 내에서 상이할 수 있다.
도 9는, 축척화하지 않은, 다른 예시적 콘택트 렌즈 실시예의 정면도 및 단면도를 도시한다. 예시적 콘택트 렌즈 실시예의 정면도는 광학 구역(901), 렌즈 직경(902) 및 고려된 설계의 복수의 비-굴절 피처(903)를 더 예시한다.
이러한 예시적 예에서, 렌즈 직경은 대략 14.5 mm이고, 단초점 굴절력으로 실질적으로 설계되는 광학 구역은 직경이 대략 8 mm이고, 라인 세그먼트, 또는 줄무늬로서 구성되는 비-굴절 피처는 길이가 대략 2 mm이다. 이러한 비-굴절 피처(903)는 실질적으로 불투명일 수 있으며; 여기서 비-굴절 피처 상에 입사하는 광의 95%는 투과 또는 흡수되지 않는다.
도 9에 고려된 비-굴절 피처의 폭(904)은 대략 25 ㎛ 내지 50 ㎛ 사이에 있으며, 그것은 본원에 설명되는 콘택트 렌즈의 크기에 비례하여 피처를 입증하기 위해 도에서만 확대된다. 바람직한 실시예에서, 비-굴절 피처의 최대 폭은 분해능 특성에 대한 원치않는 결과적 영향을 회피하기 위해 100 ㎛, 150 ㎛, 또는 200 ㎛를 초과하지 않는다. 복수의 개구 내의 투명 영역을 포함하는, 고려된 비-굴절 피처가 없는 광학 구역의 나머지는 착용자의 기본 처방과 일치하는 단초점 설계를 포함한다.
도 10은, 축척화하지 않은, 다른 예시적 콘택트 렌즈 실시예의 정면도 및 단면도를 도시한다. 예시적 콘택트 렌즈 실시예의 정면도는 광학 구역(1001), 렌즈 직경(1002) 및 비-굴절 피처(1003)를 더 예시한다.
이러한 예에서, 렌즈 직경은 직경이 대략 14 mm이고, 단초점 굴절력으로 실질적으로 설계되는 광학 구역은 직경이 대략 8 mm이다. 이러한 실시예의 고려된 설계 피처는 높이 및 폭에서 약 3 mm에 걸치는 콘택트 렌즈의 센터에 위치되는 격자 패턴이다. 이러한 격자 라인(1003)의 경계는 완전히 불투명하거나 실질적으로 불투명하게 구성될 수 있다. 도 10에 고려된 비-굴절 피처의 폭(1004)은 대략 50 ㎛ 내지 100 ㎛ 사이이며, 그것은 본원에 설명되는 콘택트 렌즈의 크기에 비례하여 피처를 입증하기 위해 도면에서만 확대된다.
도 10의 실시예는 또한 다른 변형으로 구성될 수 있으며, 예를 들어, 광학 구역 내의 고려된 비-굴절 설계 피처는 폭에서 적어도 5 ㎛, 10 ㎛, 20 ㎛, 30 ㎛, 40 ㎛ 또는 50 ㎛일 수 있다. 도 10의 실시예는 또한 다른 변형으로 구성될 수 있으며, 예를 들어, 광학 구역 내의 고려된 비-굴절 설계 피처는 폭에서 5 내지 15 ㎛, 15 내지 25 ㎛, 또는 10 내지 50 ㎛ 사이에 있을 수 있다. 도 10의 실시에의 바람직한 변화에서, 비-굴절 피처의 최대 폭, 즉 격자 패턴을 형성하는 라인의 폭은 눈의 분해능 특성에 대한 원치않는 결과적 영향을 회피하기 위해 150 ㎛, 200 ㎛ 또는 250 ㎛를 초과하지 않는다.
다른 실시예에서, 고려된 비-굴절 설계 피처는 광학 구역의 주변에 배치되어 위치될 수 있다. 더 다른 콘택트 렌즈 실시예에서, 격자 패턴을 형성하는 미세 라인, 또는 줄무늬의 수는 적어도 5, 9, 15 또는 25개일 수 있다. 일부 다른 콘택트 렌즈 실시예에서, 격자 패턴을 형성하는 설계 피처, 라인 또는 줄무늬의 수는 5 내지 9, 또는 9 내지 15, 또는 9 내지 15, 또는 5 내지 25 사이에 있을 수 있다. 하나의 다른 실시예에서, 단지 하나의 긴 실질적으로 끊어지지 않은 곡선 라인 또는 지그-재그 라인은 적어도 3 mm, 6 mm, 9 mm, 또는 12 mm의 길이로 광학 구역을 통과하도록 고려될 수 있다.
더 다른 콘택트 렌즈 실시예에서, 하나 이상 줄무늬는 대칭 또는 무작위 방식으로 배열될 수 있으며, 그들은 광축과 동심이거나 탈센터링될 수 있다. 줄무늬는 또한 직선 또는 곡선으로 구성될 수 있으며, 그들은 서로 터치하거나 교차할 수 있거나, 모두 별개로, 또는 그 조합으로 배치될 수 있다. 줄무늬는 폭 및 길이에서 가변적일 수 있다. 좌안 또는 우안에 착용되는 렌즈에 적용되는 상이한 패턴이 있을 수 있다.
더 다른 콘택트 렌즈 실시예에서, 콘택트 렌즈의 광학 구역 내의 고려된 설계 피처(즉, 복수의 줄무늬 또는 모아레 패턴)는 서로로부터 분리될 수 있다. 더 다른 실시예에서, 고려된 복수의 비-굴절 피처는 서로 인접하거나 인터레이스되도록 구성될 수 있다.
상부 및 하부 눈꺼플의 결합된 액션에 의해 용이하게 되는 자연스러운 블링크로 인해, 콘택트 렌즈는 착용자의 동공에 대해 자유롭게 이동할 수 있다. 이것은 일시적 가변 자극을 야기할 수 있으며, 이는 시각 영상으로 인위적으로 도입되는 불균일성을 더 증대시켜, 근시 착용자의 진행의 속도를 감소시킨다.
도 11은, 축척화하지 않은, 3개의 추가적인 예시적 콘택트 렌즈 실시예의 정면도를 도시한다. 예시적 콘택트 렌즈 실시예의 정면도는 광학 구역(1101), 및 3개의 고려된 비-굴절 설계 피처(1103a, 1103b, 및 1103c)의 줌인된 뷰만을 예시한다. 이러한 예에서, 비-굴절 설계 피처(1103a)는 고려된 모아레 패턴의 대표적인 예이며, 이는 콘택트 렌즈 실시예의 센터로부터 떨어져 구성된다.
비-굴절 설계 피처(1103b)는 광학 구역에 걸쳐 고려된 곡선 패턴의 다른 표현을 예시하며; 이는 나선형 패턴을 가정한다. 비-굴절 설계 피처(1103c)는 콘택트 렌즈의 광학 센터에 대해 센터링되는 멤피스(Memphis) 패턴을 예시한다. 광학 구역은 실질적으로 단초점 굴절력으로 설계되고 직경에서 대략 8 mm이다. 설계 피처의 폭은 범위가 5 ㎛에서 100 ㎛에 이르며, 도면 내의 실질적으로 불투명한 피처는 본원에 설명되는 콘택트 렌즈의 크기에 비례하여 피처를 입증하기 위해 강조된다.
더 다른 콘택트 렌즈 실시예에서, 설계된 피처(즉, 복수의 비-굴절 줄무늬 또는 모아레 패턴)는 콘택트 렌즈의 광학 구역의 센터 1, 2, 3, 4, 5 또는 6 mm 내에 포함될 수 있다. 더 다른 콘택트 렌즈 실시예에서, 설계 피처(즉, 복수의 비-굴절 줄무늬 또는 모아레 패턴)는 콘택트 렌즈의 광학 구역의 센터 1 mm 내지 3 mm, 또는 센터 2 mm 내지 4 mm, 또는 센터 3 mm 내지 5 mm 또는 센터 2 mm 내지 6 mm 사이에 포함될 수 있다. 더 다른 콘택트 렌즈 실시예에서, 콘택트 렌즈의 광학 구역 내의 고려된 설계 피처(즉, 복수의 줄무늬 또는 모아레 패턴)는 서로 분리될 수 있다. 더 다른 실시예에서, 고려된 복수의 비-굴절 피처는 서로 인접하거나 인터레이스되도록 구성될 수 있다. 특정 콘택트 렌즈 실시예에서, 콘택트 렌즈의 광학 구역 내의 고려된 설계 피처(즉, 복수의 줄무늬 또는 모아레 패턴)의 폭은 적어도 5 ㎛, 10 ㎛, 20 ㎛, 30 ㎛, 40 ㎛ 또는 50 ㎛의 폭일 수 있다.
특정 콘택트 렌즈 실시예에서, 콘택트 렌즈의 광학 구역 내의 고려된 설계 피처의 폭은 5 내지 15 ㎛, 15 내지 25 ㎛, 또는 10 내지 50 ㎛ 사이의 폭일 수 있다. 일부 다른 실시예에서, 콘택트 렌즈의 광학 구역 내의 고려된 설계 피처의 경계는 불투명할 수 있지만 더 일부 다른 실시예에서, 고려된 설계 피처의 경계는 반투명할 수 있다. 일부 실시예에서, 설계 피처의 폭은 복수의 비-굴절 피처에 걸쳐 일정하지 않을 수 있다.
도 12는 종래 기술의 표준 단초점 렌즈(1202)로 교정되는, 2 D 근시 모형안(1200)으로 진입하는 광각 시야(1201)로부터, 버전스 0 D를 갖는, 가시 파장, 예를 들어, 555 nm의 인입광을 도시하는 개략도를 도시한다.
온-센터/오프-서라운드 및 오프-센터/온-서라운드 회로(1203)에 의해 기록되는 망막 신경절 세포 활성은, 종래 기술의 표준 단초점 렌즈(1202)가 자연스러운 블링크 액션, 또는 습관적인 안구 운동, 또는 그 조합으로 인해 눈의 전방 표면 상에서 이동할 때, 기저 속도에서 최소 망막 활성 또는 망막 활성을 입증하거나 보여준다. 온- 및 오프-수용 필드 활성의 시간적 통합에서의 상대적인 차이는 추가적인 눈 성장을 결정한다.
본 개시는 비활성 망막이 눈 성장을 촉발시키고 활성 망막이 성장을 감소시키기거나 정지 시그널을 촉발시킨다고 가정한다. 본 개시는 추가적으로 종래 기술의 표준 단초점 콘택트 렌즈 또는 안경 렌즈 및/또는 공간적으로 균일한 시각 영상이 망막을 베이스라인 상태(즉, 망막 신경절 세포의 베이스라인 또는 일정한 발화 패턴)로 되게 하는 균일하고 실질적으로 에지가 없는 시각 영상에 기여하고 따라서 추가적인 눈 성장을 촉진하여 더 많은 근시를 초래한다고 고려한다.
도 13은 본원에 개시되는 예시적 실시예(1302) 중 하나로 교정되는, 2 D 근시 모형안(1300)으로 진입하는 광각 시야(1301)로부터, 버전스 0 D를 갖는, 가시 파장, 예를 들어, 555 nm의 광의 인입 번들을 도시하는 개략도를 도시한다. 온-센터/오프-서라운드 및 오프-센터/온-서라운드 회로(1303)에 의해 기록되는 망막 신경절 세포 활성은, 예시적 실시예(1302)가 자연스러운 블링크 액션, 또는 습관적인 안구 운동, 또는 그 조합으로 인해 눈의 전방 표면 상에서 이동할 때, 베이스라인 상태와 비교하여 망막에서 증가된 활성을 입증하거나 보여준다.
단순한 모형안은 도 12 및 도 13에서 예시적 목적을 위해 선택되었으며, 그러나, 다른 실시예에서, Liou-Brennan, Escudero-Navarro 등과 유사한 개략적인 광선추적(raytracing) 모형안이 대신에 사용될 수 있다. 본원에 제공되는 예는 본 발명을 개시하기 위해 2 D 근시 모형안을 사용하였으며, 그러나 동일한 개시는 다른 정도의 근시, 즉 -1 D, -3 D, -5 D 또는 -6 D로 확장될 수 있다. 또한, 난시와 함께 다양한 정도의 근시를 갖는 눈으로 확장을 드로잉할 수 있다는 점이 이해된다. 실시예에서, 참조는 555 nm의 특정 파장에 대해 이루어졌으며, 그러나 420 nm 내지 760 nm 사이의 다른 가시 파장으로 확장을 드로잉할 수 있다는 점이 이해된다.
다양한 예시적 콘택트 렌즈 실시예(D1 내지 D7)의 모델링은 단초점 광학 프로파일과 함께 사용되는 고려된 비-굴절 피처가, 본원에 개시되는 가상 망막 플랫폼을 사용하여 획득되는 평균 망막 스파이크 속도의 증가에 의해 측정되는, 망막 신경절 세포 활성의 증가를 제공한다는 것을 입증한다.
다른 실시예에서, 망막 신경절 세포 활성의 다양한 다른 대리 척도(surrogate measure)가 고려될 수 있으며, 예를 들어, 선택된 뉴런 번들에 대한 스파이크 트레인 분석의 검사가 고려될 수 있다.
본 발명에 따른 콘택트 렌즈 실시예에 대한 작용을 입증하기 위해, 진보된 광학 모델링 실험은 본원에 설명되는 바와 같은 각각의 테스트 경우(즉, 예 1 내지 예 7)에 대해 2개의 상이한 타입의 콘택트 렌즈를 사용하여 수행되었다. 제1 타입은 표준 치료를 에뮬레이트하는, 굴절 오차의 교정을 제공하기 위해, 개략적인 모형안의 기본 처방에 매칭된 단초점 컨트롤 콘택트 렌즈(C1 내지 C7)를 포함하였다. 제2 타입은 다양한 예시적 콘택트 렌즈 실시예(D1 내지 D7)를 포함하였으며, 이는 본 발명에 따라 설계되는, 추가적인 비-굴절 피처로 더 구성되는 본질적으로 동일한 단초점, 표준 치료, 컨트롤 콘택트 렌즈(C1 내지 C7)이다.
본 발명의 작용을 입증하기 위해, 컨트롤(C1 내지 C7) 및 예시적 실시예 콘택트 렌즈(D1 내지 D7)는 예 1 내지 예 7에서 설명되는 수정된 개략적인 모형안 각각에 대해, 한 번에 하나씩, 피팅, 테스트/평가되었다. 이러한 예 1 내지 예 7의 작용을 입증하기 위한 목적을 위해, 콘택트 렌즈의 광학 구역(8 mm)만이 모델링되었다. 다른 예에서, 주변 구역 및 에지를 포함하는 전체 콘택트 렌즈는 바람직한 것으로서 모델링될 수 있다.
콘택트 렌즈의 전면(front surface)의 표면 투과 특성은 예 1 내지 예 7의 피처를 설계하기 위해 수정되었다. 투과는 100%의 비율(fraction)로서 계산되며, 100%는 모든 광이 마치 흡수, 반사, 또는 비네팅(vignetting) 손실이 없는 것과 같이 투과된다는 것을 의미한다. 본 개시의 특정 실시예에서, 표면 투과율(transmittance)은 광선이 표면을 통해 투과하는 강도의 상대적 임의의 비율로서 정의되었다. 본 개시의 일부 다른 실시예에서, 강도의 상대적 임의의 비율은 파장 의존적이도록 구성될 수 있다. 본 개시의 특정 다른 실시예에서, 강도의 임의의 비율은 편광 민감성이도록 구성될 수 있다.
시뮬레이션된 망막 신경절 세포 활성을 평가하기 위해, 콘택트 렌즈는 수직 방향으로 블링크와 함께 눈 위 렌즈 이동 및/또는 수평 방향으로 도약(saccadic) 안구 운동으로 야기될 수 있는 상대적 렌즈 이동을 모방하는 다양한 탈센터(decentration) 위치에서 전방 각막 표면에 대해 슬라이딩되었다. 전방 각막 표면의 중심에 대한 콘택트 렌즈 이동은 수평 및 수직 방향 둘 다에서 +/- 1 mm 사이에 포함되었다. 콘택트 렌즈의 눈 위 이동을 에뮬레이트하기 위해, 탈센터 및 경사 기능이 모델링 장치에서 사용되었다.
탈센터링된 렌즈 위치 각각에서, 와이드-필드 망막 이미지 시뮬레이션이 수행되었다. 48개(48)의 그러한 시뮬레이션된 망막 이미지는 망막 신경절 세포 활성을 산출하기 위해 가상 망막 플랫폼에 대한 입력 스트림을 구성하였다. 이러한 예에서, 48개의 이미지 프레임 각각은 가상 망막 모델에 대한 2.4초의 실시간 시뮬레이션 프리젠테이션을 설명하는 50 밀리초로 구성되었다. 입력 스트림의 각각의 프레임은 512 x 512 픽셀에 걸쳐 구성되었으며, 여기서 각각의 프레임은, 가상 망막 플랫폼의 망막의 영역 대략, 5°x 5°(중심와) 또는 15°x 15°(황반)을 포함하는, 원형 뉴런 영역의 전체 직경을 커버하도록 구성되었다. 입력 스트림 내의 각각의 픽셀에 대한 비트 깊이는 범위가 0에서 255(즉, 8-비트)에 이르도록 디지털화되었다. 본 개시의 콘택트 렌즈 실시예에 대한 작용을 입증하기 위해 사용되는, 식 1 내지 식 9에 설명되는, 특정 망막 설정 및 구성은 다음의 섹션에서 논의된다.
모든 예 1 내지 예 7에서, 외망상층은 대략 1.5°(즉, 식 2의 
)에 대하는 센터 영역 및 대략 4.75°(즉, 식 3의 
)에 대하는 서라운드 영역을 갖도록 구성되었다. 외망상층의 센터 및 서라운드 시간 스케일은, 식 2 및 식 3의 변수 
및 
각각에 의해 표현되는, 대략 1 밀리초로 설정되었다. 통합 센터-서라운드 시그널을 관리하는 변수는, 본원의 식 1에서 설명되는 바와 같이, 
및 
이도록 선택되었다. 양극성 및 신경절 세포 시냅스의 정적 비선형 계수는 모든 예 1 내지 예 7에 걸쳐 고정되었다. 양극성 선형 임계값은 0으로 설정되었고, 선형 임계 값은 80으로 일정하게 유지되었고, 양극성 증폭 값은 100으로 유지되었다.
뉴런 모델에 대한 값은 예 1 내지 예 7에 걸쳐 유지되었으며, 여기서 0.75의 누출, 20의 뉴런 노이즈, 150의 멤브레인 용량 및 2.4의 발화 임계값은 예 1 내지 예 7의 시뮬레이션에 대해 사용되었다. 시냅스 후(post-synaptic) 풀링 변수 시그마는 무시되었다. 콘트라스트 이득 제어 메커니즘에 대한 옵션, 외망상층의 보조 고역 통과 필터의 유용성 및 아마크린(amacrine) 세포의 측면 연결성의 유용성은 예 1 내지 예 7에 걸쳐 가변적으로 유지되었다. 사용되는 특정 설정의 추가 상세는 본원에 개시된다.
예 1 - 컨트롤(C1) 및 예시적 실시예(D1) 설계
이러한 예에서, 표 1의 개략적인 모형안의 다음의 파라미터는 그것의 2D 수용 상태에서 1 D 근시안(즉, -1 D의 기본 처방 Rx)을 구성하도록 변경되었다; (1) 전방 렌즈 곡률 반경(R = 8.22 mm); 및 (2) 전방 렌즈 원추 상수(Q=-2.314). 모델은 눈으로부터 대략 50 cm 떨어진 가까운 객체에 초점을 맞추도록 구성되었다. 수정된 근시성의 개략적인 모형안은, 컨트롤(C1) 및 예시적 실시예(D1) 콘택트 렌즈로, 한 번에 하나씩, 교정되었다. 컨트롤 콘택트 렌즈 C1은 전면 반경(R= 7.936 mm, Q= -0.221), 센터 두께(0.135 mm), 후면 반경(R= 7.75 mm, Q= -0.25) 및 1.42의 굴절률을 사용하여 모델링되었다. 컨트롤 콘택트 렌즈 C1은 이러한 본 개시에서 고려되는 임의의 비-굴절 피처에서 자유롭다/임의의 비-굴절 피처가 없다.
예시적 실시예(D1) 콘택트 렌즈는 도 17에 개시되는 바와 같이 추가적인 비-굴절 피처로 더 구성된 컨트롤(C1)과 동일한 광학 설계를 갖는 단초점 콘택트 렌즈이다.
도 17은, 축척화하지 않은, 예시적 콘택트 렌즈 실시예 D1의 정면도 및 단면도를 도시한다. 예시적 콘택트 렌즈 실시예의 정면도는 광학 구역(1701), 렌즈 직경(1702) 및 고려된 설계(D1)의 결합된 원형 형상의 비-굴절 피처를 포함하는 복수의 비-굴절 피처(1703)를 더 예시한다. 원형 개구의 총 수는 7개이다. 다중 개구를 포함하는 비-굴절 피처의 총 치수는 직경에서 대략 3.75 mm이다. 각각의 개구의 치수는 직경에서 대략 1.25 mm이다. 개구 각각의 경계의 폭(1704)은 대략 100 ㎛이다.
비-굴절 피처는 식별 및 가독성을 위해 콘택트 렌즈의 다른 피처에 비례하여 확대된다. 예시적 실시예 D1의 비-굴절 피처가 없는 광학 구역(1701)의 나머지 부분은 눈의 기본 처방과 일치하는 근본적인 단초점 처방 파라미터로 구성된다.
이러한 예시적 예 D1에 있어서, 렌즈 직경은 대략 14.2 mm이고, 실질적으로 단초점 굴절력으로 설계되는 광학 구역은 직경에서 대략 8mm이고, 광학 구역 내에 다중 원형 개구의 형태로 배열되는 비-굴절 피처는 각각 직경에서 대략 1 mm이다. 시뮬레이션된 망막 이미지는, 단락[00271] 내지 단락[00273]에 개시되는 단계를 따라, 예 1의 개략적인 모형안 상에, 한 번에 하나씩, 피팅되는 컨트롤 C1 및 실시예 D1 콘택트 렌즈 설계로 계산 및 분석되었다.
이러한 예 1에서, 가상 망막 플랫폼의 추가적인 변수는 다음의 설정으로 고려되었다; 식 1, 식 5 및 식 6에 설명되는 콘트라스트 이득 제어 메커니즘의 옵션은 다음의 입력 파라미터 값과 함께 사용되었다: (i) 정규화된 휘도 유닛 당 150 Hz의 외망상 증폭 
값; (ii) 5 Hz의 양극성 불활성 누출 
; (iii) Hz에서 100의 피드백 증폭 
; (iv) 2.5°의 공간 스케일 
; 및 (v) 0.01 밀리초의 시간 스케일 
. 뉴런 번들(1402)의 배열은 15°x 15°시야를 가로질러 걸치는 원형 배열이었다.
가상 망막의 희소(sparse) 측면 연결 모드는 10%의 포지티브 가중치(positive weight) 및 0.01의 가중치 분산(weight variance)을 갖는 10개의 시냅스 전(pre-synaptic) 뉴런과 함께 사용되었다. 또한, 식 2 및 식 3에 설명되는 외망상층의 보조 고역 통과 필터 옵션은 사용되지 않았다. 시냅스 후 풀링 옵션은 뮤트되었다.
본원에 논의되는 바와 같은, 가상 망막 플랫폼을 사용하는, 예 1의 컨트롤(C1) 콘택트 렌즈 설계의 계산된 시뮬레이션된 망막 이미지의 후처리는, 온- 및 오프-극성 둘 다를 갖는 세포에 대해, 시간의 함수로서 스파이크 트레인(도 18) 및 시간의 함수로서 평균 스파이크 속도를 강조하는 주위-자극(peri-stimulus) 히스토그램(도 19)을 야기한다. 도 18 및 도 19의 상단 및 하단 서브-그래프는 각각 온-세포 및 오프-세포에 대한 데이터를 나타낸다.
본원에 논의되는 바와 같은, 가상 망막 플랫폼을 사용하는, 실시예(D1) 콘택트 렌즈 설계의 계산된 시뮬레이션된 망막 이미지의 후처리는, 온- 및 오프-극성 둘 다를 갖는 세포에 대해, 시간의 함수로서 스파이크 트레인(도 20) 및 시간의 함수로서 평균 스파이크 속도를 강조하는 주위-자극 히스토그램(도 21)을 야기한다. 도 20 및 도 21의 상단 및 하단 서브-그래프는 각각 온-세포 및 오프-세포에 대한 데이터를 나타낸다.
도 18의 스파이크 트레인으로서 도시되는, 컨트롤(C1) 콘택트 렌즈에 의한 뉴런 활성은, 두 가지 타입의 극성, 온- 및 오프를 갖는 세포에 대해, 시간의 함수로서 시불변 또는 단조적이다.
반면에, 도 20의 스파이크 트레인으로서 도시되는, 실시예(D1) 콘택트 렌즈에 의한 뉴런 활성은, 두 가지 타입의 극성, 온- 및 오프를 갖는 세포에 대해, 시간의 함수로서 시변적 또는 비-단조적이다.
예 1에서, 도 19의 평균 스파이크 트레인으로서 도시되는, 컨트롤(C1) 콘택트 렌즈에 의한 뉴런 활성은 시그널의 안정화를 나타내는 초기 100 밀리초 다음에 단조적 프로파일을 따른다. 이러한 관찰된 패턴은 두 가지 타입의 극성, 온- 및 오프를 갖는 세포에 대해 유사하다. 예 1에서, 온-타입 세포에 대한, 최초 100 밀리초 안정화 기간 다음의, 컨트롤(C1) 콘택트 렌즈에 의한 평균 스파이크 속도는, 본원에 개시되는 바와 같이, 오프-타입 세포로 획득되는 것에 대해 크기에서 대략 4분의 1(1/4)이다(도 19). 반면에, 도 21의 평균 스파이크 속도로서 도시되는, 실시예(D1) 콘택트 렌즈에 의한 뉴런 활성은, 시간의 함수로서 시변적 또는 비-단조적이다.
이러한 예 1에서, 실시예(D1) 콘택트 렌즈로 획득되는 온-타입 세포에 대한 평균 스파이크 속도는 일반적으로 컨트롤(C1) 콘택트 렌즈로 온-타입 세포에 대해 획득되는 것의 적어도 3배 내지 4배이다. 이러한 예에서, 실시예(D1) 콘택트 렌즈로 획득되는, 도 21에 설명되는, 시간의 함수로서 평균 스파이크 속도는 온-타입 및 오프-타입 세포 둘 다에 대해 준-사인파 패턴을 따른다.
실시예 렌즈로 획득되는 스파이킹 반응의 비-정상성(non-stationarity) 및 비-선형성(non-linearity)은 망막 이미지에서 인공 에지, 또는 발광 콘트라스트 프로파일, 또는 인공 에지의 시간적 변형에 기여된다.
이러한 예 1에서, 광학 성능의 온-축 및 오프-축 평가는, 4 mm 동공 분석 직경의 명소 조건(photopic condition)에서 밝기의 인간 시지각의 평균 스펙트럼 감도를 설명하는 광도 함수를 사용하여, 470 nm 내지 650 nm에 걸치는, 다색 모드에서 모델링되었다.
본원의 도 22 및 도 23에 설명되는 바와 같이, 컨트롤(C1) 콘택트 렌즈와 예시적 실시예(D1) 콘택트 렌즈 사이의, 4 mm 동공 직경에서 공간 주파수의 함수로서 변조 전달 함수를 사용하여 측정되는 바와 같은, 와이드-필드 광학 성능은 상당히 유사하며, 즉 검은 실선 및 검은 파선에 의해 표현되는 곡선 아래의 영역에서 5% 미만의 변형을 갖는다. 오프-축 성능의 경우, 예 1에서, 성능의 평가를 위해 고려되는 시야는 15°이었으며, 이는 센터로부터 ±7.5°이다.
예 2 - 컨트롤(C2) 및 예시적 실시예(D2) 설계
이러한 예에서, 표 1의 개략적인 모형안의 다음의 파라미터는, 그것의 2D 수용 상태에서, 1 DC 난시를 갖는 2 D 근시안(즉, -2D/-1DC의 기본 처방 Rx)을 나타내도록 변경되었다; (i) X-축을 따라 전방 각막 반경(Rx = 7.829 mm); (ii) X-축을 따라 전방 각막 원추 상수(Qx = -0.604); (iii) 17.339 mm의 유리체방 깊이; (iv) 전바 렌즈 반경(R=8.22 mm); 및 (v) 전방 렌즈 원추 상수(Q=-2.314). 모델은 눈으로부터 대략 50 cm 떨어진 가까운 객체에 초점을 맞추도록 구성되었다. 수정된 근시성의 개략적인 모형안은 컨트롤(C2) 및 예시적 실시예(D2) 콘택트 렌즈로, 한 번에 하나씩, 교정되었다.
컨트롤(C2) 콘택트 렌즈는 다음의 파라미터를 사용하여 모델링되는 단초점 토릭(toric) 모델을 나타낸다: 전면(R= 8.226 mm, Q= -0.392), 센터 두께(0.135 mm), 토릭 후면(Ry= 7.75 mm, Qy= -0.25; Rx= 7.829 mm, Qx= -0.604) 및 1.38의 굴절률. 컨트롤 콘택트 렌즈 C2는 이러한 본 개시에서 고려되는 임의의 비-굴절 피처에서 자유롭다/임의의 비-굴절 피처가 없다.
예시적 실시예 콘택트 렌즈(D2)는 도 24에 개시되는 추가적인 비-굴절 피처로 더 구성된 컨트롤 C2와 동일한 광학 설계를 갖는 단초점 토릭이다.
예시적 실시예인 예 D2의 비-굴절 피처는, 육각형 배열로 배열되는 복수의 도트를 포함하는, 도트 패턴(2403)을 포함한다. 이러한 무작위 패턴(2403)은 콘택트 렌즈의 광학 센터(2402)에 대해 광학 구역(2401) 내에 위치된다. 토트의 총 수는 7개이다. 도트 패턴의 총 치수는 직경에서 대략 3.5 mm이다. 도트 패턴 내의 각각의 도트의 치수(2404)는 직경에서 대략 125 ㎛이다.
비-굴절 피처는 식별 및 가독성을 위해 콘택트 렌즈의 다른 피처에 비례하여 확대된다. 예시적 실시예 D2의 비-굴절 피처가 없는 광학 구역(2401)의 나머지 부분은 눈의 기본 처방과 일치하는 근본적인 단초점 처방 파라미터로 구성된다.
시뮬레이션된 망막 이미지는, 단락[00271] 내지 단락[00273]에 개시되는 단계에 따라, 예 2의 개략적인 모형안 상에 피팅된 때 컨트롤 C2 및 실시예 D2 콘택트 렌즈 설계로 계산 및 분석되었다.
이러한 예 2에서, 가상 망막 플랫폼의 추가적인 변수는 다음의 설정으로 고려되었다; 식 1, 식 5 및 식 6에 설명되는 콘트라스트 이득 제어 메커니즘의 옵션은 다음의 입력 파라미터 값과 함께 사용되었다: (i) 정규화된 휘도 유닛 당 150 Hz의 외망상 증폭 
값; (ii) 5 Hz의 양극성 불활성 누출 
; (iii) Hz에서 100의 피드백 증폭 
; (iv) 2.5°의 공간 스케일 
; 및 (v) 0.01 밀리초의 시간 스케일 
. 뉴런 번들(1402)의 배열은 15°x 15°시야에 걸치는 원형 배열이었다.
가상 망막의 희소 측면 연결 모드는 10%의 포지티브 가중치 및 0.01의 가중치 분산을 갖는 10개의 시냅스 전 뉴런과 함께 사용되었다. 또한, 식 2 및 식 3에 설명되는, 외망상층의 보조 고역 통과 필터 옵션은 다음의 파라미터 값과 함께 사용되었다: 0.2 밀리초의 시간 스케일 및 0.5°의 공간 스케일. 시냅스 후 풀링 옵션은 뮤트되었다.
본원에 논의되는 바와 같은, 가상 망막 플랫폼을 사용하는, 예 2의 컨트롤(C2) 콘택트 렌즈 설계의 계산된 시뮬레이션된 망막 이미지의 후처리는, 온- 및 오프-극성 둘 다를 갖는 세포에 대해, 시간의 함수로서 스파이크 트레인(도 25) 및 시간의 함수로서 평균 스파이크 속도를 강조하는 주위-자극 히스토그램(도 26)을 야기한다. 도 25 및 도 26의 상단 및 하단 서브-그래프는 각각 온-세포 및 오프-세포에 대한 데이터를 나타낸다.
본원에 논의되는 바와 같은, 가상 망막 플랫폼을 사용하는, 예 2의 실시예(D2) 콘택트 렌즈 설계의 계산된 시뮬레이션된 망막 이미지의 후처리는, 온- 및 오프-극성 둘 다를 갖는 세포에 대해, 시간의 함수로서 스파이크 트레인(도 27) 및 시간의 함수로서 평균 스파이크 속도를 강조하는 주위-자극 히스토그램(도 28)을 야기한다. 도 27 및 도 28의 상단 및 하단 서브-그래프는 각각 온-세포 및 오프-세포에 대한 데이터를 나타낸다.
도 25의 스파이크 트레인으로서 도시되는, 컨트롤(C2) 콘택트 렌즈에 의한 뉴런 활성은, 두 가지 타입의 극성, 온- 및 오프를 갖는 세포에 대해, 시간의 함수로서 시불변 또는 단조적이다. 반면에, 도 26의 스파이크 트레인으로서 도시되는, 실시예(D1) 콘택트 렌즈에 의한 뉴런 활성은 시간의 함수로서 시변적 또는 비-단조적이다.
예 2에서, 도 26의 평균 스파이크 속도로서 도시되는, 컨트롤(C2) 콘택트 렌즈에 의한 뉴런 활성은 시그널의 안정화를 나타내는 초기 150 밀리초의 선형 프로파일 바 데이터를 따른다. 이러한 관찰된 패턴은 두 가지 타입의 극성, 온- 및 오프를 갖는 세포에 대해 유사하다.
예 2에서, 온-타입 세포에 대한, 첫 번째의 150 밀리초 안정화 기간 다음의, 평균 스파이크 속도는, 본원에 개시되는 바와 같이, 오프-타입 세포로 획득되는 것에 대해 크기에서 대략 1/3 내지 1/4이다.
반면에, 도 28의 평균 스파이크 속도로서 도시되는, 실시예(D1) 콘택트 렌즈에 의한 뉴런 활성은, 시간의 함수로서 시변적 또는 비-단조적이다. 그러나, 예 2의 실시예 D2로 획득되는 시간 함수로서 스파이크 속도 내의 변형은 예 1의 실시예 D1으로 획득되는 결과와 비교할 때 진폭 및 주파수 둘 다에서 더 낮다.
이러한 예 2에서, 실시예(D2) 콘택트 렌즈로 획득되는 온-타입 세포에 대한 평균 스파이크 속도는 일반적으로 컨트롤(C2) 콘택트 렌즈로 획득되는 온-타입 세포에 대해 획득되는 것의 적어도 1.5배이다. 이러한 예에서, 실시예(D2) 콘택트 렌즈로 획득되는, 도 28에 설명되는, 시간의 함수로서 평균 스파이크 속도는 온-타입 및 오프-타입 세포 둘 다에 대해 시변 패턴을 따른다. 실시예 렌즈로 획득되는 스파이킹 반응의 비-정상성 및 비-선형성은 망막 이미지에서 인공 에지, 또는 발광 콘트라스트 프로파일, 또는 인공 에지의 시간적 변형에 기여된다.
이러한 예 2에서, 광학 성능의 온-축 및 오프-축 평가는 단색 모드(589 nm)로 그리고 4 mm 동공 분석 직경에서 모델링되었다. 본원의 도 29 및 도 30에 설명되는 바와 같이, 컨트롤(C2) 콘택트 렌즈와 예시적 실시예(D2) 콘택트 렌즈 사이의, 4 mm 동공 직경에서 공간 주파수의 함수로서 변조 전달 함수를 사용하여 측정되는 바와 같은, 와이드-필드 광학 성능은 사실상 구별할 수 없다. 오프-축 성능의 경우, 예 2에서, 성능의 평가를 위해 고려되는 시야는 15°이었으며, 이는 센터로부터 ±7.5°이다.
예 3 - 컨트롤 C3 및 예시적 실시예 설계 D3
이러한 예 3에서, 표 1의 개략적인 모형안의 다음의 파라미터는, 그것의 비수용 상태에서, 3D 근시안(즉, -3D의 기본 처방 Rx)을 나타내도록 변경되었다; (i) 17.65 mm의 유리체방 깊이, 및 (ii) 13.5 mm에 이르는 망막 곡률 반경.
모델은 눈으로부터 대략적으로 광학 무한대에 있는 가까운 객체에 초점을 맞추도록 구성되었다. 수정된 근시성의 개략적인 모형안은 컨트롤(C3) 및 예시적 실시예(D3) 콘택트 렌즈로, 한 번에 하나씩, 교정되었다. 컨트롤(C3) 콘택트 렌즈는 다음의 파라미터를 사용하여 모델링되는 단초점 렌즈를 나타낸다: 전면(R= 8.262 mm, Q= -0.137), 센터 두께(0.135 mm), 후면(R= 7.75 mm, Q= -0.25) 및 1.42의 굴절률. 컨트롤 콘택트 렌즈 C3는 이러한 본 개시에서 고려되는 임의의 비-굴절 피처에서 자유롭다/임의의 비-굴절 피처가 없다.
제2 렌즈 D3는 도 31에 개시되는 비-굴절 피처로 더 구성된 컨트롤 C3와 동일한 파라미터를 갖는 또한 단초점 콘택트 렌즈인 예시적 실시예를 나타낸다.
예시적 실시예인 예 D3의 비-굴절 피처(3100)는, 복수의 바를 포함하는, 바 또는 두꺼운 라인의 무작위 패턴(3103)을 포함한다. 이러한 무작위 패턴은 콘택트 렌즈(3102)의 광학 구역(3101)의 광학 센터에 대해 광학 내에 위치된다. 바의 총 수는 7개이다. 격자 패턴의 총 치수는 직경에서 대략 4 mm이다. 무작위 바 패턴 내의 각각의 바의 치수(3104)는 대략 50 ㎛ x 1.25 mm 사이이다.
비-굴절 피처는 식별 및 가독성을 위해 콘택트 렌즈의 다른 피처에 비례하여 확대된다. 예시적 실시예 D3의 비-굴절 피처가 없는 광학 구역(3101)의 나머지 부분은 눈의 기본 처방과 일치하는 근본적인 단초점 처방 파라미터로 구성된다.
시뮬레이션된 망막 이미지는, 단락[00271] 내지 단락[00273]에 개시되는 단계에 따라, 예 3의 개략적인 모형안 상에 피팅된 때 컨트롤 C3 및 실시예 D3 콘택트 렌즈 설계로 계산 및 분석되었다.
이러한 예 3에서, 가상 망막 플랫폼의 추가적인 변수는 다음의 설정으로 고려되었다; 식 1, 식 5 및 식 6에 설명되는 콘트라스트 이득 제어 메커니즘의 옵션은 다음의 입력 파라미터 값과 함께 사용되었다: (i) 정규화된 휘도 유닛 당 150 Hz의 외망상 증폭 
값; (ii) 5 Hz의 양극성 불활성 누출 
; (iii) Hz에서 100의 피드백 증폭 
; (iv) 2.5°의 공간 스케일 
; 및 (v) 0.01 밀리초의 시간 스케일 
. 뉴런 번들(1602)의 배열은 15°x 15°시야에 걸치는 원형 배열이었다. 가상 망막의 희소 측면 연결 모드는 사용되지 않았다. 또한, 식 2 및 식 3에 설명되는, 외망상층의 보조 고역 통과 필터 옵션은 다음의 파라미터 값과 함께 사용되었다: 0.2 밀리초의 시간 스케일 및 0.5°의 공간 스케일. 시냅스 후 풀링 옵션은 뮤트되었다.
본원에 논의되는 바와 같은, 가상 망막 플랫폼을 사용하는, 예 3의 컨트롤(C3) 콘택트 렌즈 설계의 계산된 시뮬레이션된 망막 이미지의 후처리는, 온- 및 오프-극성 둘 다를 갖는 세포에 대해, 시간의 함수로서 스파이크 트레인(도 32) 및 시간의 함수로서 평균 스파이크 속도를 강조하는 주위-자극 히스토그램(도 33)을 야기한다. 도 32 및 도 33의 상단 및 하단 서브-그래프는 각각 온-세포 및 오프-세포에 대한 데이터를 나타낸다. 본원에 논의되는 바와 같은, 가상 망막 플랫폼을 사용하는, 예 3의 실시예(D3) 콘택트 렌즈 설계의 계산된 시뮬레이션된 망막 이미지의 후처리는, 온- 및 오프-극성 둘 다를 갖는 세포에 대해, 시간의 함수로서 스파이크 트레인(도 34) 및 시간의 함수로서 평균 스파이크 속도를 강조하는 주위-자극 히스토그램(도 35)을 야기한다. 도 34 및 도 35의 상단 및 하단 서브-그래프는 각각 온-세포 및 오프-세포에 대한 데이터를 나타낸다.
도 32의 스파이크 트레인으로서 도시되는, 컨트롤(C3) 콘택트 렌즈에 의한 뉴런 활성은, 두 가지 타입의 극성, 온- 및 오프를 갖는 세포에 대해, 시간의 함수로서 상대적으로 시불변거나 최소 변형 또는 변동을 갖는다. 반면에, 도 34의 스파이크 트레인으로서 도시되는, 실시예(D1) 콘택트 렌즈에 의한 뉴런 활성은 시간의 함수로서 상대적으로 시변적이거나 더 큰 변형 또는 변동을 갖는다.
예 3에서, 도 33의 평균 스파이크 속도로서 도시되는, 컨트롤(C3) 콘택트 렌즈에 의한 뉴런 활성은 시그널의 안정화를 나타내는 초기 150 밀리초 다음에 상대적으로 단조로운 프로파일을 따른다. 이러한 관찰된 패턴은 두 가지 타입의 극성, 온- 및 오프를 갖는 세포에 대해 유사하다. 예 3에서, 온-타입 세포에 대해, 최초 100 밀리초 안정화 기간을 폐기하는, 컨트롤(C3) 콘택트 렌즈에 의한 평균 스파이크 속도는, 본원에 개시되는 바와 같이, 오프-타입 세포로 획득되는 것에 대해 크기에서 대략 4배이다.
반면에, 도 34의 평균 스파이크 속도로서 도시되는, 실시예(D3) 콘택트 렌즈에 의한 뉴런 활성은 시간의 함수로서 시변적 또는 비-단조적이다. 이러한 예 3에서, 실시예 D3으로 획득되는 시간 함수로서 누적 평균 스파이크 속도는 온-타입 및 오프-타입 세포 둘 다에 대해 예 3의 컨트롤 C3으로 획득되는 결과와 비교하여 더 낮다.
실시예 렌즈로 획득되는 스파이킹 반응의 비-정상성 및 비-선형성은 망막 이미지에서 인공 에지, 또는 발광 콘트라스트 프로파일, 또는 인공 에지의 시간적 변형에 기여된다.
이러한 예에서, 실시예(D2) 콘택트 렌즈로 획득되는, 도 28에 설명되는, 시간 함수로서 평균 스파이크 속도는 온-타입 및 오프-타입 세포 둘 다에 대해 시변 패턴을 따른다. 이러한 예 3에서의 컨트롤(C3) 콘택트 렌즈는 도 33에 도시된 바와 같이 온-타입 및 오프-타입 평균 스파이크 속도 둘 다에서 일부 시분산(time-variance)을 디스플레이하지만, 실시예(D3) 콘택트 렌즈로 획득되는 평균 스파이크 속도 내에서 관찰되는 시간적 변형은 컨트롤(C3) 콘택트 렌즈보다 훨씬 더 크다.
이러한 예 3에서, 광학 성능의 온-축 및 오프-축 평가는 6 mm 동공 분석 직경의 명소 조건에서 밝기의 인간 시지각의 평균 스펙트럼 감도를 설명하는 광도 함수를 사용하여, 470 nm 내지 650 nm에 걸치는, 다색 모드로 모델링되었다.
이러한 예에서, 함수 망막 편심률로서 광수용체 밀도는 단순성을 위해 일정하게 유지되었으며, 그러나 광수용체 밀도의 변화를 포함하는 망막 모델의 다른 변형이 고려될 수 있다.
본원의 도 36 및 도 37에 설명되는 바와 같이, 컨트롤(C3) 콘택트 렌즈와 예시적 실시예(D3) 콘택트 렌즈 사이의, 6 mm 동공 직경에서 공간 주파수의 함수로서 변조 전달 함수를 사용하여 측정되는 바와 같은, 와이드-필드 광학 성능은 사실상 구별할 수 없다. 오프-축 성능의 경우, 예 3에서, 성능의 평가를 위해 고려되는 시야는 5°이었으며, 이는 센터로부터 ±2.5°이다.
예 4 - 컨트롤 C4 및 예시적 실시예 설계 D4
이러한 예 4에서, 표 1의 개략적인 모형안의 다음의 파라미터는 그것의 비수용 상태에서 3D 근시안(즉, -3D의 기본 처방 Rx)을 나타내도록 변경되었다; (i) 17.65 mm의 유리체방 깊이, 및 (ii) 13.5 mm에 이르는 망막 곡률 반경. 모델은 눈으로부터 대략적으로 광학 무한대에 있는 가까운 객체에 초점을 맞추도록 구성되었다.
수정된 근시성의 개략적인 모형안은 컨트롤(C4) 및 예시적 실시예(D4) 콘택트 렌즈로, 한 번에 하나씩, 교정되었다. 컨트롤(C4) 콘택트 렌즈는 다음의 파라미터를 사용하여 모델링되는 단초점 렌즈를 나타낸다: 전면(R= 8.262 mm, Q= -0.137), 센터 두께(0.135 mm), 후면(R= 7.75 mm, Q= -0.25) 및 1.42의 굴절률. 컨트롤 콘택트 렌즈 C4는 이러한 본 개시에서 고려되는 임의의 비-굴절 피처에서 자유롭다/임의의 비-굴절 피처가 없다.
제2 렌즈 D4는 도 38에 개시되는 비-굴절 피처로 더 구성된 컨트롤 C4와 동일한 파라미터를 갖는 또한 단초점 콘택트 렌즈인 예시적 실시예를 나타낸다.
예시적 실시예인 예 D4의 비-굴절 피처(3100)는, 복수의 라인, 또는 줄무늬 피처를 포함하는, 격자 패턴(3803)을 포함한다. 이러한 격자 패턴(3803)은 콘택트 렌즈(3802)의 광학 구역(3801)의 광학 센터에 대해 광학 내에 위치된다. 라인형, 또는 줄무늬형 피처의 총 수는 6개이며, 3개는 수평 방향 및 3개는 수직 방향으로 있다. 격자 패턴의 총 치수는 직경에서 대략 3 mm이다. 격자 패턴의 각각의 라인, 또는 줄무늬의 치수(3804)는 대략적으로 75 ㎛ x 1 mm 사이이다. 비-굴절 피처는 식별 및 가독성을 위해 콘택트 렌즈의 다른 피처에 비례하여 확대된다. 예시적 실시예 D4의 비-굴절 피처가 없는 광학 구역(3801)의 나머지 부분은 눈의 기본 처방과 일치하는 근본적인 단초점 처방 파라미터로 구성된다.
시뮬레이션된 망막 이미지는, 단락[00271] 내지 단락[00273]에 개시되는 단계에 따라, 예 4의 개략적인 모형안 상에 피팅된 때 컨트롤 C4 및 실시예 D4 콘택트 렌즈 설계로 계산 및 분석되었다.
이러한 예 4에서, 가상 망막 플랫폼의 추가적인 변수는 다음의 설정으로 고려되었다: 식 1, 식 5 및 식 6에 설명되는, 콘트라스트 이득 제어 메커니즘의 옵션은 뮤트되었다. 뉴런 번들(1602)의 배열은 15°x 15°시야에 걸치는 원형 배열이었다. 가상 망막의 희소 측면 연결 모드는 사용되지 않았다.
또한, 식 2 및 식 3에 설명되는, 외망상층의 보조 고역 통과 필터 옵션은 뮤트되었다. 시냅스 후 풀링 옵션은 또한 뮤트되었다.
본원에 논의되는 바와 같은, 가상 망막 플랫폼을 사용하는, 예 4의 컨트롤(C4) 콘택트 렌즈 설계의 계산된 시뮬레이션된 망막 이미지의 후처리는, 온- 및 오프-극성 둘 다를 갖는 세포에 대해, 시간의 함수로서 스파이크 트레인(도 39) 및 시간의 함수로서 평균 스파이크 속도를 강조하는 주위-자극 히스토그램(도 40)을 야기한다. 도 39 및 도 40의 상단 및 하단 서브-그래프는 각각 온-세포 및 오프-세포에 대한 데이터를 나타낸다.
본원에 논의되는 바와 같은, 가상 망막 플랫폼을 사용하는, 예 4의 실시예(D4) 콘택트 렌즈 설계의 계산된 시뮬레이션된 망막 이미지의 후처리는, 온- 및 오프-극성 둘 다를 갖는 세포에 대해, 시간의 함수로서 스파이크 트레인(도 41) 및 시간의 함수로서 평균 스파이크 속도를 강조하는 주위-자극 히스토그램(도 42)을 야기한다. 도 41 및 도 42의 상단 및 하단 서브-그래프는 각각 온-세포 및 오프-세포에 대한 데이터를 나타낸다.
도 39의 스파이크 트레인으로서 도시되는, 컨트롤(C4) 콘택트 렌즈에 의한 뉴런 활성은, 두 가지 타입의 극성, 온- 및 오프를 갖는 세포에 대해, 시간의 함수로서 상대적으로 시불변거나 최소 변형 또는 변동을 갖는다. 반면에, 도 41의 스파이크 트레인으로서 도시되는, 실시예(D1) 콘택트 렌즈에 의한 뉴런 활성은 시간의 함수로서 상대적으로 시변적이거나 더 큰 변형 또는 변동을 갖는다.
예 4에서, 도 40의 평균 스파이크 속도로서 도시되는, 컨트롤(C4) 콘택트 렌즈에 의한 뉴런 활성은 시그널의 안정화를 나타내는 초기 150 밀리초 다음에 상대적으로 단조로운 프로파일을 따른다. 이러한 관찰된 패턴은 두 가지 타입의 극성, 온- 및 오프를 갖는 세포에 대해 유사하다.
예 3에서, 온-타입 세포에 대해, 최초 100 밀리초 안정화 기간을 폐기하는, 컨트롤(C3) 콘택트 렌즈에 의한 평균 스파이크 속도는, 본원에 개시되는 바와 같이, 오프-타입 세포로 획득되는 것에 대해 크기에서 대략 2배이다.
반면에, 도 41의 평균 스파이크 속도로서 도시되는, 실시예(D4) 콘택트 렌즈에 의한 뉴런 활성은 시간의 함수로서 시변적이다.
이러한 예에서, 실시예(D4) 콘택트 렌즈로 획득되는, 도 42에 설명되는, 시간 함수로서 평균 스파이크 속도는 온-타입 및 오프-타입 세포 둘 다에 대해 시변을 따른다. 실시예(D4) 콘택트 렌즈로 획득되는 평균 스파이크 속도 내에 관찰되는 시간적 변형의 진폭 또는 크기는 본원의 다른 실시예 콘택트 렌즈보다 더 작다.
이러한 예에서 4, 광학 성능의 온-축 및 오프-축 평가는 단색 모드(589 nm)로 그리고 4 mm 동공 분석 직경에서 모델링되었다. 본원의 도 43 및 도 44에서 설명되는 바와 같이, 컨트롤(C4) 콘택트 렌즈와 예시적 실시예(D4) 콘택트 렌즈 사이의, 6 mm 동공 직경에서 공간 주파수의 함수로서 변조 전달 함수를 사용하여 측정되는 바와 같은, 와이드-필드 광학 성능은 사실상 구별할 수 없다. 오프-축 성능의 경우, 예 4에서, 성능의 평가를 위해 고려되는 시야는 15°로, ±7.5°이었다.
예 5 - 컨트롤 C5 및 예시적 실시예 설계 D5
이러한 예 5에서, 표 1의 개략적인 모형안의 다음의 파라미터는 그것의 1 D 수용 상태에서 3D 근시안(Rx: -3 D)을 나타내도록 변경되었다; (i) 17.65 mm의 유리체방 깊이; (ii) 13.5 mm에 이르는 망막 곡률 반경; 및 (iii) 전방 렌즈 반경(R= 9.081 mm) 및 원추 상수(Q= -4.123)
모델은 눈으로부터 대략 1 미터에 있는 가까운 객체에 초점을 맞추도록 구성되었다. 수정된 근시성의 개략적인 모형안은 컨트롤(C5) 및 예시적 실시예(D5) 콘택트 렌즈로, 한 번에 하나씩, 교정되었다.
컨트롤(C5) 콘택트 렌즈는 다음의 파라미터를 사용하여 모델링되는 단초점 렌즈를 나타낸다: 전면(R= 8.262 mm, Q= -0.137), 센터 두께(0.135 mm), 후면(R= 7.75 mm, Q= -0.25) 및 1.42의 굴절률. 컨트롤 콘택트 렌즈 C5는 이러한 본 개시에서 고려되는 임의의 비-굴절 피처에서 자유롭다/임의의 비-굴절 피처가 없다.
제2 렌즈 D5는 도 45에 개시되는 비-굴절 피처로 더 구성된 컨트롤 C5와 동일한 파라미터를 갖는 또한 단초점 콘택트 렌즈인 예시적 실시예를 나타낸다.
예시적 실시예인 예 D5의 비-굴절 피처(4500)는, 복수의 라인 피처를 포함하는, 스포크(spoke) 패턴(4503)을 포함한다. 이러한 스포크 패턴(4503)은 콘택트 렌즈(4502)의 광학 구역(4501) 내에 위치된다. 스포크 피처의 총 수는 8개이다. 스포크 패턴의 총 치수는 직경에서 대략 4 mm이다. 스포크 패턴 내의 각각의 라인의 치수(4504)는 대략 100 ㎛ x 1 mm 사이이다.
비-굴절 피처는 식별 및 가독성을 위해 콘택트 렌즈의 다른 피처에 비례하여 확대된다. 예시적 실시예 D5의 비-굴절 피처가 없는 광학 구역(4201)의 나머지 부분은 눈의 기본 처방과 일치하는 근본적인 단초점 처방 파라미터로 구성된다.
시뮬레이션된 망막 이미지는, 단락[00271] 내지 단락[00273]에 개시되는 단계에 따라, 예 5의 개략적인 모형안 상에 피팅된 때 컨트롤 C5 및 실시예 D5 콘택트 렌즈 설계로 계산 및 분석되었다.
이러한 예 5에서, 가상 망막 플랫폼의 추가적인 변수는 다음의 설정으로 고려되었다; 식 1, 식 5 및 식 6에 설명되는 콘트라스트 이득 제어 메커니즘의 옵션은 다음의 입력 파라미터 값과 함께 사용되었다: (i) 정규화된 휘도 유닛 당 150 Hz의 외망상 증폭 
값; (ii) 5 Hz의 양극성 불활성 누출 
; (iii) Hz에서 100의 피드백 증폭 
; (iv) 2.5°의 공간 스케일 
; 및 (v) 0.01 밀리초의 시간 스케일 
. 뉴런 번들(1602)의 배열은 15°x 15°시야에 걸치는 원형 배열이었다. 가상 망막의 희소 측면 연결 모드는 사용되지 않았다. 또한, 식 2 및 식 3에 설명되는, 외망상층의 보조 고역 통과 필터 옵션은 뮤트되었다. 시냅스 후 풀링 옵션은 또한 뮤트되었다.
본원에 논의되는 바와 같은, 가상 망막 플랫폼을 사용하는, 예 5의 컨트롤(C5) 콘택트 렌즈 설계의 계산된 시뮬레이션된 망막 이미지의 후처리는, 온- 및 오프-극성 둘 다를 갖는 세포에 대해, 시간의 함수로서 스파이크 트레인(도 46) 및 시간의 함수로서 평균 스파이크 속도를 강조하는 주위-자극 히스토그램(도 47)을 야기한다. 도 46 및 도 47의 상단 및 하단 서브-그래프는 각각 온-세포 및 오프-세포에 대한 데이터를 나타낸다. 본원에 논의되는 바와 같은, 가상 망막 플랫폼을 사용하는, 예 5의 실시예(D5) 콘택트 렌즈 설계의 계산된 시뮬레이션된 망막 이미지의 후처리는, 온- 및 오프-극성 둘 다를 갖는 세포에 대해, 시간의 함수로서 스파이크 트레인(도 48) 및 시간의 함수로서 평균 스파이크 속도를 강조하는 주위-자극 히스토그램(도 49)을 야기한다. 도 48 및 도 49의 상단 및 하단 서브-그래프는 각각 온-세포 및 오프-세포에 대한 데이터를 나타낸다. 도 46의 스파이크 트레인으로서 도시되는, 컨트롤(C5) 콘택트 렌즈에 의한 뉴런 활성은, 두 가지 타입의 극성, 온- 및 오프를 갖는 세포에 대해, 시간의 함수로서 상대적으로 시불변거나 최소 변형 또는 변동을 갖는다. 반면에, 도 48의 스파이크 트레인으로서 도시되는, 실시예(D5) 콘택트 렌즈에 의한 뉴런 활성은 시간의 함수로서 상대적으로 시변적이고 단조적으로 감소 또는 증가하고 있다.
예 5에서, 도 47의 평균 스파이크 속도로서 도시되는, 컨트롤(C4) 콘택트 렌즈에 의한 뉴런 활성은 시그널의 안정화를 나타내는 초기 150 밀리초 다음에 상대적으로 단조로운 프로파일을 따른다. 이러한 관찰된 패턴은 두 가지 타입의 극성, 온- 및 오프를 갖는 세포에 대해 유사하다. 예 5에서, 온-타입 세포에 대해, 최초 100 밀리초 안정화 기간을 폐기하는, 컨트롤(C5) 콘택트 렌즈에 의한 평균 스파이크 속도는, 본원에 개시되는 바와 같이, 오프-타입 세포로 획득되는 것에 대해 크기에서 대략 3배이다.
반면에, 도 49의 평균 스파이크 속도로서 도시되는, 실시예(D5) 콘택트 렌즈에 의한 뉴런 활성은 시간의 함수로서 시변적이다. 이러한 예에서, 실시예(D5) 콘택트 렌즈로 획득되는, 도 49에 설명되는, 시간 함수로서 평균 스파이크 속도는 온-타입 및 오프-타입 세포 둘 다에 대해 시변을 따른다. 실시예 렌즈로 획득되는 스파이킹 반응의 비-정상성 및 비-선형성은 망막 이미지에서 인공 에지, 또는 발광 콘트라스트 프로파일, 또는 인공 에지의 시간적 변형에 기여된다.
이러한 예 5에서, 광학 성능의 온-축 및 오프-축 평가는 5 mm 동공 분석 직경의 명소 조건에서 밝기의 인간 시지각의 평균 스펙트럼 감도를 설명하는 광도 함수를 사용하여 다색 모드로 모델링되었다.
본원의 도 50 및 도 51에서 설명되는 바와 같이, 컨트롤(C5) 콘택트 렌즈와 예시적 실시예(D5) 콘택트 렌즈 사이의, 5 mm 동공 직경에서 공간 주파수의 함수로서 변조 전달 함수를 사용하여 측정되는 바와 같은, 와이드-필드 광학 성능은 상당히 유사하며, 즉, 검은 실선 및 검은 파선에 의해 표현되는 곡선 아래의 영역에서 5% 미만의 변형을 갖는다. 오프-축 성능의 경우, 예 5에서, 성능의 평가를 위해 고려되는 시야는 15°로, ±7.5°이었다.
예 6 - 컨트롤 C6 및 예시적 실시예 설계 D6
이러한 예 6에서, 표 1의 개략적인 모형안의 다음의 파라미터는 그것의 2 D 수용 상태에서 4 D 근시안(즉, -4 D의 기본 처방 Rx)을 나타내도록 변경되었다; (i) 18.04 mm의 유리체방 깊이; (ii) 13.5 mm의 망막 곡률 반경; 및 (iii) 전방 렌즈 반경(R= 7.794 mm) 및 원추 상수(Q= -3.959) 파라미터.
모델은 눈으로부터 대략 50 cm에 있는 가까운 객체에 초점을 맞추도록 구성되었다. 수정된 근시성의 개략적인 모형안은 컨트롤(C6) 및 예시적 실시예(D6) 콘택트 렌즈로, 한 번에 하나씩, 교정되었다. 컨트롤(C6) 콘택트 렌즈는 다음의 파라미터를 사용하여 모델링되는 단초점 렌즈를 나타낸다: 전면(R= 8.41 mm, Q= -0.112), 센터 두께(0.135 mm), 후면(R= 7.75 mm, Q= -0.25) 및 1.42의 굴절률. 컨트롤 콘택트 렌즈 C6는 이러한 본 개시에서 고려되는 임의의 비-굴절 피처에서 자유롭다/임의의 비-굴절 피처가 없다.
제2 렌즈 D6은 도 45에 개시되는 비-굴절 피처로 더 구성된 컨트롤 C6와 동일한 파라미터를 갖는 또한 단초점 콘택트 렌즈인 예시적 실시예를 나타낸다.
예시적 실시예인 예 D6의 비-굴절 피처는, 수평 방향으로 약간 연장된(elongated), 복수의 타원의 도트형 피처를 포함하는, 무작위 패턴(5203)을 포함한다. 이러한 무작위 패턴은 예시적 실시예의 콘택트 렌즈(5202)의 광학 센터에 대해 광학 구역(5201) 내에 위치된다. (5202) 내의 타원의 도트형 피처의 총 수는 18개이다. 나선형 패턴의 총 치수는 직경에서 대략 3 mm이다. 각각의 타원의 도트형 피처의 치수(5204)는 대략 125 ㎛ x 200 ㎛ 사이이다.
비-굴절 피처는 식별 및 가독성을 위해 콘택트 렌즈의 다른 피처에 비례하여 확대된다. 예시적 실시예 D8의 비-굴절 피처가 없는 광학 구역(5201)의 나머지 부분은 눈의 기본 처방과 일치하는 근본적인 단초점 처방 파라미터로 구성된다.
시뮬레이션된 망막 이미지는, 단락[00271] 내지 단락[00273]에 개시되는 단계에 따라, 예 6의 개략적인 모형안 상에 피팅된 때 컨트롤 C6 및 실시예 D6 콘택트 렌즈 설계로 계산 및 분석되었다. 이러한 예 6에서, 가상 망막 플랫폼의 추가적인 변수는 다음의 설정으로 고려되었다: 식 1, 식 5 및 식 6에 설명되는, 콘트라스트 이득 제어 메커니즘의 옵션은 뮤트되었다. 뉴런 번들(1602)의 배열은 15°x 15°시야에 걸치는 원형 배열이었다.
가상 망막의 희소 측면 연결 모드는 10%의 포지티브 가중치 및 0.01의 가중치 분산을 갖는 10개의 시냅스 전 뉴런과 함께 사용되었다. 식 2 및 식 3에 설명되는, 외망상층의 보조 고역 통과 필터 옵션은 뮤트되었다. 시냅스 후 풀링 옵션은 또한 뮤트되었다.
본원에 논의되는 바와 같은, 가상 망막 플랫폼을 사용하는, 예 6의 컨트롤(C6) 콘택트 렌즈 설계의 계산된 시뮬레이션된 망막 이미지의 후처리는, 온- 및 오프-극성 둘 다를 갖는 세포에 대해, 시간의 함수로서 스파이크 트레인(도 53) 및 시간의 함수로서 평균 스파이크 속도를 강조하는 주위-자극 히스토그램(도 54)을 야기한다. 도 53 및 도 54의 상단 및 하단 서브-그래프는 각각 온-세포 및 오프-세포에 대한 데이터를 나타낸다.
본원에 논의되는 바와 같은, 가상 망막 플랫폼을 사용하는, 예 6의 실시예(D6) 콘택트 렌즈 설계의 계산된 시뮬레이션된 망막 이미지의 후처리는, 온- 및 오프-극성 둘 다를 갖는 세포에 대해, 시간의 함수로서 스파이크 트레인(도 55) 및 시간의 함수로서 평균 스파이크 속도를 강조하는 주위-자극 히스토그램(도 56)을 야기한다. 도 55 및 도 56의 상단 및 하단 서브-그래프는 각각 온-세포 및 오프-세포에 대한 데이터를 나타낸다.
도 53의 스파이크 트레인으로서 도시되는, 컨트롤(C6) 콘택트 렌즈에 의한 뉴런 활성은, 두 가지 타입의 극성, 온- 및 오프를 갖는 세포에 대해, 시간의 함수로서 상대적으로 시불변거나 최소 변형 또는 변동을 갖는다. 반면에, 도 55의 스파이크 트레인으로서 도시되는, 실시예(D6) 콘택트 렌즈에 의한 뉴런 활성은 시간의 함수로서 상대적으로 시변적이고 단조적으로 감소 또는 증가하고 있다. 실시예 렌즈로 획득되는 스파이킹 반응의 비-정상성 및 비-선형성은 망막 이미지에서 인공 에지, 또는 발광 콘트라스트 프로파일, 또는 인공 에지의 시간적 변형에 기여된다.
예 6에서, 도 54의 평균 스파이크 속도로서 도시되는, 컨트롤(C6) 콘택트 렌즈에 의한 뉴런 활성은 시그널의 안정화를 나타내는 초기 150 밀리초 다음에 상대적으로 단조로운 프로파일을 따른다. 이러한 관찰된 패턴은 두 가지 타입의 극성, 온- 및 오프를 갖는 세포에 대해 유사하다. 예 6에서, 온-타입 세포에 대해, 최초 100 밀리초 안정화 기간을 폐기하는, 컨트롤(C6) 콘택트 렌즈에 의한 평균 스파이크 속도는, 본원에 개시되는 바와 같이, 오프-타입 세포로 획득되는 것에 대해 크기에서 대략 3배이다.
반면에, 도 56의 평균 스파이크 속도로서 도시되는, 실시예(D6) 콘택트 렌즈에 의한 뉴런 활성은 시간의 함수로서 시변적이다. 이러한 예에서, 실시예(D5) 콘택트 렌즈로 획득되는, 도 56에 설명되는, 시간 함수로서 평균 스파이크 속도는 온-타입 및 오프-타입 세포 둘 다에 대해 시변 패턴을 따른다.
이러한 예 6에서, 광학 성능의 온-축 및 오프-축 평가는 단색 모드(589 nm)로 그리고 4 mm 동공 분석 직경에서 모델링되었다.
본원의 도 57 및 도 58에서 설명되는 바와 같이, 컨트롤(C5) 콘택트 렌즈와 예시적 실시예(D5) 콘택트 렌즈 사이의, 4 mm 동공 직경에서 공간 주파수의 함수로서 변조 전달 함수를 사용하여 측정되는 바와 같은, 와이드-필드 광학 성능은 검은 실선 및 검은 파선에 의해 사실상 구별할 수 없도록 표현된다. 오프-축 성능의 경우, 예 6에서, 성능의 평가를 위해 고려되는 시야는 15°로, ±7.5°이었다.
예 7 - 컨트롤 C7 및 예시적 실시예 설계 D7
이러한 예에서 7, 표 1의 개략적인 모형안의 다음의 파라미터는 그것의 비수용 상태에서 4 D 근시안(즉, -4 D의 기본 처방 Rx)을 나타내도록 변경되었다; (i) 18.04 mm의 눈의 유리체방 깊이; (ii) 13.5 mm에 이르는 망막 곡률 반경. 모델은 눈으로부터 광학 무한대에 있는 먼 객체에 초점을 맞추도록 구성되었다. 수정된 근시성의 개략적인 모형안은 컨트롤(C7) 및 예시적 실시예(D7) 콘택트 렌즈로, 한 번에 하나씩, 교정되었다. 컨트롤(C7) 콘택트 렌즈는 다음의 파라미터를 사용하여 모델링되는 단초점 렌즈를 나타낸다: 전면(R= 8.41 mm, Q= -0.112), 센터 두께(0.135 mm), 후면(R= 7.75 mm, Q= -0.25) 및 1.42의 굴절률. 컨트롤 콘택트 렌즈 C7은 이러한 본 개시에서 고려되는 임의의 비-굴절 피처에서 자유롭다/임의의 비-굴절 피처가 없다. 제2 렌즈 D7은 도 59에 개시되는 비-굴절 피처로 더 구성된 컨트롤 C7과 동일한 파라미터를 갖는 또한 단초점 콘택트 렌즈인 예시적 실시예를 나타낸다.
예시적 실시예인 예 D7의 비-굴절 피처는, 복수의 도트형 피처를 포함하는, 나선형 패턴(5903)을 포함한다. 나선형 패턴은 콘택트 렌즈(5902)의 광학 구역(5901) 내에 위치된다. 각각의 아암의 도트형 피처의 총 수는 49개이다. 나선형 패턴의 총 치수는 직경에서 대략 6 mm이다. 각각의 도트형 피처의 폭(5904)은 대략 125 ㎛ 사이이다. 비-굴절 피처는 식별 및 가독성을 위해 콘택트 렌즈의 다른 피처에 비례하여 확대된다. 예시적 실시예 D8의 비-굴절 피처가 없는 광학 구역(5901)의 나머지 부분은 눈의 기본 처방과 일치하는 근본적인 단초점 처방 파라미터로 구성된다.
시뮬레이션된 망막 이미지는, 단락[00271] 내지 단락[00273]에 개시되는 단계에 따라, 예 7의 개략적인 모형안 상에 피팅된 때 컨트롤 C7 및 실시예 D7 콘택트 렌즈 설계로 계산 및 분석되었다.
이러한 예 7에서, 가상 망막 플랫폼의 추가적인 변수는 다음의 설정으로 고려되었다; 식 1, 식 5 및 식 6에 설명되는 콘트라스트 이득 제어 메커니즘의 옵션은 다음의 입력 파라미터 값과 함께 사용되었다: (i) 정규화된 휘도 유닛 당 150 Hz의 외망상 증폭 
값; (ii) 5 Hz의 양극성 불활성 누출 
; (iii) Hz에서 100의 피드백 증폭 
; (iv) 2.5°의 공간 스케일 
; 및 (v) 0.01 밀리초의 시간 스케일 
. 뉴런 번들(1602)의 배열은 15°x 15°시야에 걸치는 원형 배열이었다. 가상 망막의 희소 측면 연결 모드는 뮤트되었다. 식 2 및 식 3에 설명되는, 외망상층의 보조 고역 통과 필터 옵션은 뮤트되었다. 시냅스 후 풀링 옵션은 또한 뮤트되었다. 본원에 논의되는 바와 같은, 가상 망막 플랫폼을 사용하는, 예 7의 컨트롤(C7) 콘택트 렌즈 설계의 계산된 시뮬레이션된 망막 이미지의 후처리는, 온- 및 오프-극성 둘 다를 갖는 세포에 대해, 시간의 함수로서 스파이크 트레인(도 60) 및 시간의 함수로서 평균 스파이크 속도를 강조하는 주위-자극 히스토그램(도 61)을 야기한다. 도 60 및 도 61의 상단 및 하단 서브-그래프는 각각 온-세포 및 오프-세포에 대한 데이터를 나타낸다. 본원에 논의되는 바와 같은, 가상 망막 플랫폼을 사용하는, 예 7의 실시예(D7) 콘택트 렌즈 설계의 계산된 시뮬레이션된 망막 이미지의 후처리는, 온- 및 오프-극성 둘 다를 갖는 세포에 대해, 시간의 함수로서 스파이크 트레인(도 62) 및 시간의 함수로서 평균 스파이크 속도를 강조하는 주위-자극 히스토그램(도 63)을 야기한다. 도 62 및 도 63의 상단 및 하단 서브-그래프는 각각 온-세포 및 오프-세포에 대한 데이터를 나타낸다.
도 60의 스파이크 트레인으로서 도시되는, 컨트롤(C7) 콘택트 렌즈에 의한 뉴런 활성은, 두 가지 타입의 극성, 온- 및 오프를 갖는 세포에 대해, 시간의 함수로서 상대적으로 시불변거나 최소 변형 또는 변동을 갖는다. 반면에, 도 62의 스파이크 트레인으로서 도시되는, 실시예(D7) 콘택트 렌즈에 의한 뉴런 활성은 시간의 함수로서 상대적으로 시변적이고 가변 주기성으로 변동하고 있다.
예 7에서, 도 61의 평균 스파이크 속도로서 도시되는, 컨트롤(C7) 콘택트 렌즈에 의한 뉴런 활성은 시그널의 안정화를 나타내는 초기 150 밀리초 다음에 상대적으로 단조로운 프로파일을 따른다. 이러한 관찰된 패턴은 두 가지 타입의 극성, 온- 및 오프를 갖는 세포에 대해 유사하다.
반면에, 도 62의 평균 스파이크 속도로서 도시되는, 실시예(D6) 콘택트 렌즈에 의한 뉴런 활성은 시간의 함수로서 가변적이다. 이러한 예에서, 실시예(D7) 콘택트 렌즈로 획득되는, 도 63에 설명되는, 시간 함수로서 평균 스파이크 속도는 온-타입 및 오프-타입 세포 둘 다에 대해 시변을 따른다.
이러한 예 7에서, 광학 성능의 온-축 및 오프-축 평가는 단색 모드(589 nm)로 그리고 6 mm 동공 분석 직경에서 모델링되었다. 본원의 도 64 및 도 65에 설명되는 바와 같이, 컨트롤(C7) 콘택트 렌즈와 예시적 실시예(D7) 콘택트 렌즈 사이의, 6 mm 동공 직경에서 공간 주파수의 함수로서 변조 전달 함수를 사용하여 측정되는 바와 같은, 와이드-필드 광학 성능은 검은 실선 및 검은 파선에 의해 사실상 구별할 수 없도록 표현된다.
오프-축 성능의 경우, 예 7에서, 성능의 평가를 위해 고려되는 시야는 15°로, ±7.5°이었다. 본원에 설명되는 시뮬레이션 기술은 본원에 개시되는 고려된 비-굴절 피처를 갖는 단초점 콘택트 렌즈가 표준 치료(standard of care) 단초점 콘택트 렌즈와 비교하여 망막 신경절 세포 활성의 증가를 제공한다는 것을 입증하는 많은 방법 중 하나이다.
안경 렌즈 실시예
다양한 안경 렌즈 실시예는 단초점 광학 프로파일과 함께 사용되는 비-굴절 피처가, 착용자의 눈의 성능을 에뮬레이트하는, 가상 망막 플랫폼과 함께 평균 망막 신경절 세포 스파이크 속도에서의 증가의 대리 척도에 의해 측정되는, 망막 신경절 세포 활성의 증가를 제공한다는 것을 입증하기 위해 모델링된다.
도 66은, 축척화하지 않은, 종래 기술의 안경 렌즈(6601) 및 예시적 안경 렌즈(6602) 실시예의 정면도를 도시한다. 안경 렌즈의 치수는 대략 40 mm x 50 mm이다. 두 경우에 있어서, 전체 안경 렌즈 영역은 그것의 광학 구역을 구성한다. 안경 렌즈 실시예(6602)는, 4개의 수평 라인, 또는 줄무늬 및 4개의 수직 라인, 또는 줄무늬를 포함하는, 격자 패턴을 포함하는 비-굴절 피처(6603)로 구성된다. 광학 구역은 눈의 기본 처방과 일치하는 단초점 굴절력으로 시각 센터(6605)에 대해 실질적으로 설계하였다. 격자 패턴은 약 25 mm 높이 및 폭에 걸치는 안경 렌즈 실시예의 센터에 위치하였다. 이러한 격자 라인(6603)의 경계는 완전히 불투명하거나 실질적으로 불투명하게 구성되었다. 비-굴절 피처의 폭(6604)은 대략 50 ㎛ 내지 100 ㎛ 사이이며, 그것은 단지본원에 설명되는 콘택트 렌즈의 크기에 비례하여 피처를 설명하기 위해 도면에서 확대된다. 도 66의 실시예는 또한 다른 변형으로 구성될 수 있으며, 예를 들어, 광학 구역 내의 고려된 비-굴절 설계 피처의 폭은 적어도 125 ㎛, 150 ㎛, 175 ㎛, 200 ㎛, 또는 250 ㎛의 폭일 수 있다. 도 66의 실시예는 또한 다른 변형으로 구성될 수 있으며, 예를 들어, 고려된 비-굴절 설계 피처는 무작위 패턴, 복수의 원형, 타원형, 삼각형, 직사각형, 육각형, 정다각형 또는 불규칙 다각형을 포함할 수 있으며; 여기서 복수의 개구를 정의하는 경계의 폭은 50 ㎛ 내지 125 ㎛, 150 ㎛ 내지 250 ㎛, 또는 100 ㎛ 내지 300 ㎛ 사이의 폭일 수 있다. 도 66의 실시예의 바람직한 변형에서, 비-굴절 피처의 최대 폭, 즉, 격자 패턴을 형성하는 라인, 또는 임의의 다른 패턴의 폭은 착용자의 눈의 분해능 특성에 대한 원치않는 결과적 영향을 회피하기 위해 150 ㎛, 200 ㎛ 또는 250 ㎛를 초과하지 않는다. 다른 실시예에서, 고려된 비-굴절 설계 피처는 안경 설계의 광학 구역의 주변에 위치되도록 배치될 수 있다. 더 다른 안경 렌즈 실시예에서, 격자 패턴을 형성하는 미세 라인, 또는 줄무늬의 수는 적어도 5, 9, 15 또는 25개일 수 있다. 일부 다른 안경 렌즈 실시예에서, 격자 패턴을 형성하는, 설계 피처, 라인 또는 줄무늬의 수는 5 내지 9, 또는 5 내지 15, 또는 9 내지 15, 또는 5 내지 25 사이에 있을 수 있다. 하나의 다른 실시예에서, 하나의 긴 실질적으로 끊어지지 않은 곡선 라인 또는 지그-재그 라인만이 적어도 3 mm, 6 mm, 9 mm, 또는 12 mm의 길이를 갖는 광학 구역을 통과하도록 고려될 수 있다.
더 다른 안경 렌즈 실시예에서, 하나 이상 줄무늬는 대칭 또는 무작위 방식으로 배열될 수 있으며, 그들은 광축과 동심으로 위치될 수 있거나 광학 센터에 대해 탈센터링될 수 있다. 줄무늬는 또한 직선 또는 곡선으로 구성될 수 있으며, 그들은 서로 터치하거나 교차할 수 있거나, 모두 별개로, 또는 그 조합으로 구성될 수 있다. 줄무늬는 폭 및 길이에서 가변적일 수 있다. 좌안 또는 우안에 착용되는 렌즈에 적용되는 상이한 패턴이 있을 수 있다.
더 다른 안경 렌즈 실시예에서, 안경 렌즈 내의 고려된 설계 피처(즉, 복수의 줄무늬 또는 모아레(
) 패턴)는 서로로부터 분리될 수 있다. 더 다른 실시예에서, 고려된 복수의 비-굴절 피처는 서로 인접하거나 인터레이스되도록 구성될 수 있다.
안경 착용자의 자연스런 도약 안구 운동은 시간적 가변 자극을 야기할 수 있으며, 이는 시각 영상으로 인위적으로 도입되는 불균일성을 더 신장시킬 수 있으며, 이는 차례로 착용자에 대한 치료적 이점의 효능, 예를 들어, 착용자의 근시 진행의 속도에서의 더 큰 감소를 신장시킬 수 있다. 도 67은 종래의 표준 단초점 렌즈(6702)로 교정되는, 2 D 근시 모형안(6700)으로 진입하는 광각 시야(6701)로부터, 버전스 0 D를 갖는, 가시 파장, 예를 들어, 555 nm의 인입광을 도시하는 개략도를 도시한다. 망막 신경절 세포 활성은 온-센터/오프-서라운드 및 오프-센터/온-서라운드 회로(6703)에 의해 기록되었다. 종래 기술의 표준 단초점 렌즈(6702)에 의한 망막 신경절 세포 활성은 시뮬레이션된 습관적인 도약 안구 운동에 의해 용이하게 되는 망막 평면에서 캡처되었으며, 기저 속도에서 최소 망막 활성 또는 망막 활성 또는 망막 활성의 최소 시간적 변형을 입증한다. 온- 및 오프-수용 필드 활동의 시간적 통합에서의 상대적인 차이는 추가적인 눈 성장을 결정한다.
본 개시는 비활성 망막이 눈 성장을 촉발시키고 활성 망막이 성장을 억제하거나 정지 시그널을 촉발시킨다고 가정한다. 본 개시는 추가적으로 종래 기술의 표준 단초점 또는 안경 렌즈 및/또는 공간적으로 균일한 시각 영상이 망막을 베이스라인 상태(즉, 망막 신경절 세포의 베이스라인 또는 일정한 발화 패턴)로 되게 하는 균일하고 실질적으로 에지가 없는 시각 영상에 기여하고 따라서 추가적인 눈 성장을 촉진하여 더 많은 근시를 초래한다고 고려한다.
도 68은 안경 실시예(6802)로 교정되는, 2 D 근시 모형안(6800)으로 진입하는 광각 시야(6801)로부터, 버전스 0 D를 갖는, 가시 파장, 예를 들어, 555 nm의 인입광을 도시하는 개략도를 도시한다. 표준 안경 실시예(6802)를 사용하여 온-센터/오프-서라운드 및 오프-센터/온-서라운드 회로(6803)에 의해 기록되는 망막 신경절 세포 활성은 시뮬레이션된 습관적인 도약 안구 운동에 의해 용이하게 되는 망막 평면에서 캡처되어, 베이스라인 상태와 비교하여 망막에서의 증가된 활성을 입증하거나 보여준다.
단순한 모형안은 도 67 및 도 68에서 예시적인 목적을 위해 선택되었으며, 그러나, 다른 실시예에서, Liou-Brennan, Escudero-Navarro 등과 유사한 개략적인 광선추적 모형안이 대신에 사용될 수 있다. 본원에 제공되는 예는 본 개시를 개시하기 위해 2 D 근시 모형안을 사용하였으며, 그러나 동일한 개시는 다른 정도의 근시, 즉 -1 D, -3 D, -5 D 또는 -6 D로 확장될 수 있다. 또한, 난시와 함께 다양한 정도의 근시를 갖는 눈으로 확장을 드로잉할 수 있다는 점이 이해된다. 실시예에서, 참조는 555 nm의 특정 파장에 대해 이루어졌으며, 그러나 420 nm 내지 760 nm 사이의 다른 가시 파장으로 확장을 드로잉할 수 있다는 점이 이해된다.
다양한 예시적 콘택트 렌즈 실시예(D8 내지 D10)의 모델링은 단초점 설계와 함께 사용되는 고려된 비-굴절 피처가, 본원에 개시되는 가상 망막 플랫폼을 사용하여 획득되는 평균 망막 스파이크 속도의 증가에 의해 측정되는, 망막 신경절 세포 활성의 증가를 제공한다는 것을 입증한다. 다른 실시예에서, 망막 신경절 세포 활성의 다양한 다른 대리 척도가 고려될 수 있으며, 예를 들어, 선택된 뉴런 번들에 대한 스파이크 트레인 분석의 검사가 고려될 수 있다.
본 개시에 따른 안경 렌즈 실시예에 대한 작용을 입증하기 위해, 진보된 광학 모델링 실험은 본원에 설명되는 바와 같은 각각의 테스트 경우(즉, 예 8 내지 예 10)에 대해 2개의 상이한 타입의 콘택트 렌즈를 사용하여 수행되었다.
제1 타입은 표준 치료를 에뮬레이트하는, 굴절 오차의 교정을 제공하기 위해, 개략적인 모형안의 기본 처방에 매칭된 단초점 안경 렌즈(C8 내지 C10)를 포함하였다.
제2 타입은 다양한 예시적 안경 렌즈 실시예(D8 내지 D10)를 포함하였으며, 이는, 본 발명에 따라 설계되는, 추가적인 비-굴절 피처로 더 구성되는 본질적으로 동일한 단초점, 표준 치료, 컨트롤 안경 렌즈(C8 내지 C10)이다. 본 발명의 작용을 입증하기 위해, 컨트롤(C8 내지 C10) 및 예시적 실시예 안경 렌즈(D8 내지 D10)는 예 8 내지 예 10에서 설명되는 수정된 개략적인 모형안 각각에 대해, 한 번에 하나씩, 피팅, 테스트/평가되었다. 안경 렌즈의 전면의 표면 투과 특성(property)은 예 8 내지 예 10의 피처를 설계하기 위해 수정되었다. 투과는 100%의 비율로서 계산되며, 100%는 모든 광이 마치 흡수, 반사, 또는 비네팅(vignetting) 손실이 없는 것과 같이 투과된다는 것을 의미한다. 본 개시의 특정 실시예에서, 표면 투과율은 광선이 표면을 통해 투과하는 강도의 상대적 임의의 비율로서 정의되었다. 본 개시의 일부 다른 실시예에서, 강도의 상대적 임의의 비율은 파장 의존적이도록 구성될 수 있다. 본 개시의 특정 다른 실시예에서, 강도의 임의의 비율은 편광 민감성으로 구성될 수 있다. 시뮬레이션된 망막 신경절 세포 활성을 평가하기 위해, 안경 렌즈는 도약 안구 운동을 모방하는 다양한 탈센터 위치에서 모형안의 광축에 대해 수평으로 탈센터링될 수 있다. 모형안의 광학 센터에 대한 안경 렌즈 이동은 수평 방향으로 ±5 mm 사이에 포함되었다. 탈센터링된 안경 위치 각각에서, 와이드-필드 망막 이미지 시뮬레이션이 수행되었다. 101개(101)의 그러한 시뮬레이션된 망막 이미지는 망막 신경절 세포 활성을 산출하기 위해 가상 망막 플랫폼에 대한 입력 스트림을 구성하였다. 이러한 예에서, 101개의 이미지 프레임 각각은 가상 망막 모델에 대한 5.05초의 실시간 시뮬레이션 프리젠테이션을 설명하기 위해 50 밀리초가 되도록 구성되었다. 입력 스트림의 각각의 프레임은 512 x 512 픽셀에 걸쳐 구성되었으며, 여기서 각각의 프레임은 원형 뉴런 영역의 전체 직경을 커버하도록 구성되었으며, 가상 망막 플랫폼의 망막의 영역 대략, 15°x 15°(황반) 또는 20°x 20°(파라-황반)을 포함한다. 입력 스트림의 각각의 픽셀에 대한 비트 깊이는 범위가 0에서 255(즉, 8-비트)에 이르도록 디지털화된다. 본 개시의 콘택트 렌즈 실시예에 대한 작용을 입증하기 위해 사용되는, 식 1 내지 식 9에 설명되는, 특정 망막 설정 및 구성이 다음 섹션에서 논의된다.
모든 예 8 내지 예 10에서, 외망상층은 대략 1.5°(즉, 식 2의 
)에 대하는 센터 영역 및 대략 4.75°(즉, 식 3의 
)에 대하는 서라운드 영역을 갖도록 구성되었다. 외망상층의 센터 및 서라운드 시간 스케일(temporal scale)은, 식 2 및 식 3의 변수 
및 
각각에 의해 표현되는, 대략 1 밀리초로 설정되었다. 본원의 식 1에 설명되는 바와 같은, 통합 센터-서라운드 시그널을 관리하는 변수는 
및 
이도록 선택되었다. 양극성 및 신경절 세포 시냅스의 정적 비선형 계수는 예 8 내지 예 10 모두에 걸쳐 고정되었다. 양극성 선형 임계값은 0으로 설정되었고, 선형 임계 값은 80으로 일정하게 유지되었고, 양극성 증폭 값은 100으로 유지되었다. 뉴런 모델에 대한 값은 예 8 내지 예 10 모두에 걸쳐 유지되었으며, 여기서0.75의 누출, 20의 뉴런 노이즈, 150의 멤브레인 용량(capacitance) 및 2.4의 발화 임계값은 예 8 내지 예 10의 시뮬레이션에 대해 사용되었다. 스냅스 후 풀링 변수 시그마는 무시되었다. 콘트라스트 이득 제어 메커니즘에 대한 옵션, 외망상층의 보조 고역 통과 필터의 유용성 및 아마크린(amacrine) 세포의 측면 연결성의 유용성은 예 8 내지 예 10에 걸쳐 가변적으로 유지되었다. 사용되는 특정 설정의 추가 상세는 본원에 개시된다.
진보된 광학 모델링 실험은 본원에 설명되는 각각의 예시적 실시예에 대해 2가지 타입의 안경 렌즈를 사용하여 수행되었다: (1) 표준 치료를 시뮬레이션하는, 굴절 오차의 교정을 제공하기 위해 개략적인 모형안의 기본 처방과 매칭되는 단초점 안경 렌즈; (2) 표준 치료 단초점 안경 렌즈와 비교하여 망막 신경절 세포 활성의 증가를 제공하기 위해 본 발명에 따라 설계되는 추가적인 비-굴절 피처를 갖는 위에 설명된 동일한 표준 단초점 안경 렌즈.
특정 안경 렌즈 실시예에서, 안경 렌즈의 광학 구역 내의 고려된 설계 피처(즉, 개구)의 불투명한 또는 반투명한 또는 흡수 경계는 폭에서 적어도 15 ㎛, 25 ㎛, 35 ㎛, 50 ㎛, 75 ㎛, 100 ㎛, 150 ㎛, 200 ㎛ 또는 250 ㎛일 수 있다.
특정 안경 렌즈 실시예에서, 안경 렌즈의 광학 구역 내의 고려된 설계 피처(즉, 개구)의 불투명한 또는 반투명한 또는 흡수 경계는 교정된 눈의 분해능 성능의 잠재적인 저하를 회피하고/하거나 모든 관찰 조건에서 광의 투과의 적정량을 유지하기 위해 예를 들어 착용자에 의해 경험될 수 있는 희미하고, 주변적이고 높은-레벨의 광 조건에 걸치는, 2 내지 7 mm 사이의 정규 동공 변화를 수용하기 위해 폭에서 300 ㎛, 325 ㎛, 350 ㎛, 375 ㎛, 또는 400 ㎛보다 더 크게 구성되지 않을 수 있다.
안경 렌즈의 미용적 외관으로 인해, 반투명 또는 흡수/착색 경계는 불투명한 경계에 비해 설계 피처로서 선호될 수 있다. 특정 안경 렌즈 실시예에서, 안경 렌즈 상의 고려된 설계 피처의 반투명 경계는 폭에서 15 ㎛ 내지 30 ㎛, 25 ㎛ 내지 50 ㎛, 또는 30 ㎛ 내지 75 ㎛, 또는 15 ㎛ 내지 100 ㎛ 사이일 수 있다. 일부 실시예에서, 설계 피처의 폭은 다중 개구에 걸쳐 일정하지 않을 수 있다.
더 다른 안경 실시예에서, 광학 구역 내의 고려된 다중 개구는 착용자가 특히 가까운 시각 작업을 수행할 때, 예를 들어, 책을 읽거나, 글을 쓰거나, 비디오 게임을 하거나, 모바일 폰을 사용하거나, 태블릿을 사용하거나 컴퓨터를 사용할 때에만 사용될 수 있다.
안경 렌즈에서 고려된 설계 피처의 구현에 대해, 특정 실시예에서, 다수의 경계는 편광 선택성을 가질 수 있는 재료를 이용하여 도입될 수 있다. 그러한 편광 민감성 재료의 사용은 착용자에 대한 미용술을 향상시킬 수 있지만 바람직한 에지 효과를 제공하여 정지 시그널을 제공한다. 선택적 테스트 경우는 편광 민감성 재료로 구성되는 다중 개구를 사용할 때 고려될 수 있다(액정 디스플레이(LCD), 발광 다이오드 디스플레이의 사용).
예 8 - 컨트롤(C8) 및 예시적 실시예(D8) 설계
이러한 예에서 8, 표 1의 개략적인 모형안의 다음의 파라미터는 그것의 비수용 상태에서 3 D 근시안(즉, -3 D의 기본 처방 Rx)을 나타내도록 변경되었다; (i) 17.63 mm의 눈의 유리체방 깊이; (ii) 13.5 mm에 이르는 망막 곡률 반경.
모델은 눈으로부터 광학 무한대에 있는 먼 객체에 초점을 맞추도록 구성되었다. 수정된 근시성의 개략적인 모형안은 컨트롤(C7) 및 예시적 실시예(D7) 안경 렌즈로, 한 번에 하나씩, 교정되었다. 컨트롤(C7) 안경 렌즈는 다음의 파라미터를 사용하여 모델링되는 단초점 렌즈를 나타낸다: 전면(R= 2000 mm), 센터 두께(1.5 mm), 후면(R= 144.2 mm) 및 50 mm의 총 블랭크 직경을 갖는 1.5의 굴절률. 컨트롤 안경 렌즈 C8은 이러한 본 개시에서 고려되는 임의의 비-굴절 피처에서 자유롭다/임의의 비-굴절 피처가 없다. 제2 렌즈 D8은 도 69에 개시되는 비-굴절 피처로 더 구성된 컨트롤 C8과 동일한 파라미터를 갖는 또한 단초점 안경 렌즈인 예시적 실시예를 나타낸다. 예시적 실시예인 예 D8(6900)의 비-굴절 피처는 6-아암(6902)을 갖는 소용돌이 패턴을 포함하며, 각각의 아암은 피처를 더 포함한다. 소용돌이 패턴은 안경 렌즈(6901)의 광학 센터에 대해 위치된다. 각각의 아암(6902)의 도트형 피처의 총 수는 대략 10개이다. 소용돌이 패턴의 총 치수는 직경에서 대략 5 mm이다. 도트형 피처의 폭(6904)은 대략 75 ㎛ 사이이다. 예시적 실시예 D8의 나머지 부분(6905)은 눈의 기본 처방과 일치하는 단초점 파라미터로 구성된다. 예시적 실시예인 예 D8의 비-굴절 피처는 그것이 비-굴절 피처 상에 입사하는 광의 적어도 90%를 흡수하도록 구성된다. 시뮬레이션된 망막 이미지는, 단락[00385] 내지 단락[00387]에 개시되는 단계에 따라, 예 8의 개략적인 모형안 상에 피팅된 때 컨트롤 C8 및 실시예 D8 안경 설계로 계산 및 분석되었다.
이러한 예 8에서, 가상 망막 플랫폼의 추가적인 변수는 다음의 설정으로 고려되었다; 식 1, 식 5 및 식 6에 설명되는 콘트라스트 이득 제어 메커니즘의 옵션은 다음의 입력 파라미터 값과 함께 사용되었다: (i) 정규화된 휘도 유닛 당 150 Hz의 외망상 증폭 
값; (ii) 5 Hz의 양극성 불활성 누출 
; (iii) Hz에서 100의 피드백 증폭 
; (iv) 2.5°의 공간 스케일 
; 및 (v) 0.01 밀리초의 시간 스케일 
. 뉴런 번들(1602)의 배열은 15°x 15°시야에 걸치는 원형 배열이었다.
가상 망막의 희소 측면 연결 모드는 10%의 포지티브 가중치 및 0.01의 가중치 분산을 갖는 10개의 시냅스 전 뉴런과 함께 사용되었다. 또한, 식 2 및 식 3에 설명되는, 외망상층의 보조 고역 통과 필터 옵션은 다음의 파라미터 값과 함께 사용되었다: 0.2 밀리초의 시간 스케일 및 0.5°의 공간 스케일. 스냅스 후 풀링 옵션은 또한 뮤트되었다. 본원에 논의되는 바와 같은, 가상 망막 플랫폼을 사용하는, 예 8의 컨트롤(C8) 안경 설계의 계산된 시뮬레이션된 망막 이미지의 후처리는, 온- 및 오프-극성 둘 다를 갖는 세포에 대해, 시간의 함수로서 스파이크 트레인(도 70) 및 시간의 함수로서 평균 스파이크 속도를 강조하는 주위-자극 히스토그램(도 71)을 야기한다. 도 70 및 도 71의 상단 및 하단 서브-그래프는 각각 온-세포 및 오프-세포에 대한 데이터를 나타낸다.
본원에 논의되는 바와 같은, 가상 망막 플랫폼을 사용하는, 예 8의 실시예(D8) 안경 설계의 계산된 시뮬레이션된 망막 이미지의 후처리는, 온- 및 오프-극성 둘 다를 갖는 세포에 대해, 시간의 함수로서 스파이크 트레인(도 72) 및 시간의 함수로서 평균 스파이크 속도를 강조하는 주위-자극 히스토그램(도 73)을 야기한다. 도 72 및 도 73의 상단 및 하단 서브-그래프는 각각 온-세포 및 오프-세포에 대한 데이터를 나타낸다.
도 70의 스파이크 트레인으로서 도시되는, 컨트롤(C8) 콘택트 렌즈에 의한 뉴런 활성은 시간의 함수로서 상대적으로 시불변거나, 최소 변형을 갖거나, 변형가 없거나, 변동이 없다. 이러한 관찰된 패턴은 두 가지 타입의 극성, 온- 및 오프를 갖는 세포에 대해 유사하다. 반면에, 도 72의 스파이크 속도로서 도시되는, 실시예(D8) 안경 렌즈에 의한 뉴런 활성은 시간에 따른 변동을 입증하는 상대적으로 시변적이다. 시간의 함수로서 관찰된 변동은 관찰된 변동의 작은 진폭으로 비주기적이다. 실시예 렌즈로 획득되는 스파이킹 반응의 비-정상성 및 비-선형성은 망막 이미지에서 인공 에지, 또는 발광 콘트라스트 프로파일, 또는 인공 에지의 시간적 변형에 기여된다.
예 8에서, 도 71의 평균 스파이크 속도로서 도시되는, 컨트롤(C8) 안경 렌즈에 의한 뉴런 활성은 시그널의 안정화를 나타내는 초기 100 밀리초 다음에 상대적으로 단조로운 프로파일을 따른다. 이러한 관찰된 패턴은 두 가지 타입의 극성, 온- 및 오프를 갖는 세포에 대해 유사하다.
반면에, 도 73의 평균 스파이크 속도로서 도시되는, 실시예(D8) 안경 렌즈에 의한 뉴런 활성은 온-타입 및 오프-타입 세포 둘 다에 대해 시변 패턴을 따른다. 이러한 예 8에서, 광학 성능의 온-축 및 오프-축 평가는, 6 mm 동공 분석 직경의 명소 조건에서 밝기의 인간 시지각의 평균 스펙트럼 감도를 설명하는 광도 함수를 사용하여, 470 nm 내지 650 nm에 걸치는, 다색 모드로 모델링되었다.
본원의 74 및 도 75에서 설명되는 바와 같이, 컨트롤(C1) 안경 렌즈와 예시적 실시예(D1) 안경 렌즈 사이의, 6 mm 동공 직경에서 공간 주파수의 함수로서 변조 전달 함수를 사용하여 측정되는 바와 같은, 와이드-필드 광학 성능은 검은 실선 및 검은 파선에 의해 사실상 구별할 수 없도록 표현된다. 오프-축 성능의 경우, 예 8에서, 성능의 평가를 위해 고려되는 시야는 20°이었으며, 이는 센터로부터 ±10°이다.
예 9 - 컨트롤(C9) 및 예시적 실시예(D9) 설계
이러한 예 9에서, 표 1의 개략적인 모형안의 다음의 파라미터는 그것의 1D 수용 상태에서 1 D 근시안(즉, -3 D의 기본 처방 Rx)을 나타내도록 변경되었다; (i) 16.92 mm의 눈의 유리체방 깊이; (ii) 12 mm에 이르는 망막 곡률 반경; 및 (iii) 전방 렌즈 반경(R= 9.34 mm) 및 원추 상수(Q= -3.2) 파라미터.
모델은 눈으로부터 1 미터 떨어진 먼 객체에 초점을 맞추도록 구성되었다. 수정된 근시성의 개략적인 모형안은 컨트롤(C9) 및 예시적 실시예(D9) 안경 렌즈로, 한 번에 하나씩, 교정되었다. 컨트롤(C8) 안경 렌즈는 다음의 파라미터를 사용하여 모델링되는 단초점 렌즈를 나타낸다: 전면(R= 2000 mm), 센터 두께(1.5 mm), 후면(R= 379.1 mm) 및 50 mm의 총 블랭크 직경을 갖는 1.5의 굴절률. 컨트롤 안경 렌즈 C9는 이러한 본 개시에서 고려되는 임의의 비-굴절 피처에서 자유롭다/임의의 비-굴절 피처가 없다.
제2 렌즈 D9는 도 76에 개시되는 비-굴절 피처로 더 구성된 컨트롤 C9와 동일한 파라미터를 갖는 또한 단초점 안경 렌즈인 예시적 실시예를 나타낸다.
예시적 실시예인 예 D9의 비-굴절 피처는 안경 렌즈(7601)의 광학 센터에 대해 위치되는 복수의 정사각형 개구를 더 포함하는 정사각형-격자 패턴(7602)을 포함한다. 패턴(7602) 내에 설계되는 개수의 총 수는 대략 16개이다. 정사각형-격자의 총 치수는 대략 3 x 3 mm이다. 정사각형 개구를 형성하는 라인, 또는 경계의 폭(7604)은 대략 50 ㎛ 사이이다. 예시적 실시예 D9의 나머지 부분(6905)은 눈의 기본 처방과 일치하는 단초점 파라미터로 구성된다. 예시적 실시예의 예 D9의 비-굴절 피처는 그것이 비-굴절 피처 상에 입사하는 광의 적어도 85%를 흡수하도록 구성된다.
시뮬레이션된 망막 이미지는, 단락[00385] 내지 단락[00387]에 개시되는 단계에 따라, 예 9의 개략적인 모형안 상에 피팅된 때 컨트롤 C9 및 실시예 D9 안경 설계로 계산 및 분석되었다. 이러한 예 9에서, 가상 망막 플랫폼의 추가적인 변수는 다음의 설정으로 고려되었다; 식 1, 식 5 및 식 6에 설명되는 콘트라스트 이득 제어 메커니즘의 옵션이 있었다. 뉴런 번들(1602)의 배열은 20°x 20°시야에 걸치는 원형 배열이었다.
가상 망막의 희소 측면 연결 모드는 10%의 포지티브 가중치 및 0.01의 가중치 분산을 갖는 10개의 시냅스 전 뉴런과 함께 사용되었다. 식 2 및 식 3에 설명되는 외망상층의 보조 고역 통과 필터 옵션은 뮤트되었다. 스냅스 후 풀링 옵션은 또한 뮤트되었다.
본원에 논의되는 바와 같은, 가상 망막 플랫폼을 사용하는, 예 9의 컨트롤(C9) 안경 설계의 계산된 시뮬레이션된 망막 이미지의 후처리는, 온- 및 오프-극성 둘 다를 갖는 세포에 대해, 시간의 함수로서 스파이크 트레인(도 77) 및 시간의 함수로서 평균 스파이크 속도를 강조하는 주위-자극 히스토그램(도 78)을 야기한다. 도 77 및 도 78의 상단 및 하단 서브-그래프는 각각 온-세포 및 오프-세포에 대한 데이터를 나타낸다.
본원에 논의되는 바와 같은, 가상 망막 플랫폼을 사용하는, 예 9의 실시예(D9) 안경 설계의 계산된 시뮬레이션된 망막 이미지의 후처리는, 온- 및 오프-극성 둘 다를 갖는 세포에 대해, 시간의 함수로서 스파이크 트레인(도 79) 및 시간의 함수로서 평균 스파이크 속도를 강조하는 주위-자극 히스토그램(도 80)을 야기한다. 도 79 및 도 80의 상단 및 하단 서브-그래프는 각각 온-세포 및 오프-세포에 대한 데이터를 나타낸다.
도 77의 스파이크 트레인으로서 도시되는, 컨트롤(C9) 콘택트 렌즈에 의한 뉴런 활성은, 두 타입의 극성, 온- 및 오프를 갖는 세포에 대해, 시간의 함수로서 상대적으로 시불변거나, 최소 변형 또는 변동을 갖는다. 반면에, 도 79의 스파이크 트레인으로서 도시되는, 실시예(D9) 안경 렌즈에 의한 뉴런 활성은 시간의 함수로서 상대적으로 시변적이고 가변 주기로 변동한다. 예 9에서, 도 78의 평균 스파이크 속도로서 도시되는, 컨트롤(C9) 안경 렌즈에 의한 뉴런 활성은 시그널의 안정화를 나타내는 초기 100 밀리초 다음에 상대적으로 단조로운 프로파일을 따른다. 이러한 관찰된 패턴은 두 가지 타입의 극성, 온- 및 오프를 갖는 세포에 대해 유사하다. 오프-타입 세포 반응은 시간의 함수로서 평균 스파이크 속도의 일부 가변성을 보여 주었으며; 그러나, 변화의 크기는 크기에서 작았다. 반면에, 실시예(D9) 안경 렌즈로 획득되는, 도 80에 설명되는, 시간 함수로서 평균 스파이크 속도로서 도시되는 실시예(D9) 안경 렌즈에 의한 뉴런 활성은 온-타입 및 오프-타입 세포 둘 다에 대해 시변 패턴을 따른다. 도 77의 스파이크 트레인으로서 도시되는, 컨트롤(C9) 안경 렌즈에 의한 뉴런 활성은, 두 타입의 특성에 대해, 상대적으로 시불변적이다. 실시예 렌즈로 획득되는 스파이킹 반응의 비-정상성 및 비-선형성은 망막 이미지에서 인공 에지, 또는 발광 콘트라스트 프로파일, 또는 인공 에지의 시간적 변형에 기여된다.
이산 뉴런 번들의 반응으로부터 알 수 있는 바와 같이, 활성 이산 오프-타입 뉴런 번들의 수는 대응하는 활성 이산 온-타입 뉴런 번들보다 수에서 3 내지 4배 더 낮다. 반면에, 도 79의 스파이크 트레인으로서 도시되는, 실시예(D9) 안경 렌즈에 의한 뉴런 활성은 두 타입의 극성에 대해 상대적으로 시변적이다. 또한, 활동 오프-타입 이산 뉴런 번들의 총 수는 활성 온-타입 이산 뉴런 번들의 수와 비교할 만 하였다.
이러한 예 9에서, 광학 성능의 온- 및 오프-축 평가는 단색 모드 (589 nm)로 그리고 5 mm 동공 분석 직경에서 모델링되었다. 본원의 도 81 및 도 82에 설명된 바와 같이, 컨트롤(C9) 안경 렌즈와 예시적 실시예(D9) 안경 렌즈 사이의, 5 mm 동공 직경에서 공간 주파수의 함수로서 변조 전달 함수를 사용하여 측정되는 바와 같은, 와이드-필드 광학 성능은 사실상 구별할 수 없다. 오프-축 성능의 경우, 예 9에서, 성능의 평가를 위해 고려되는 시야는 20°이었으며, 이는 센터로부터 ±10°이다.
예 10 - 컨트롤(C10) 및 예시적 실시예(D10) 설계
이러한 예 10에서, 표 1의 개략적인 모형안의 다음의 파라미터는 그것의 2D 수용 상태에서 4 D 근시안(즉, -4 D의 기본 처방 Rx)을 나타내도록 변경되었다; (i) 18 mm mm의 눈의 유리체방 깊이; (ii) 12 mm에 이르는 망막 곡률 반경; 및 (iii) 전방 렌즈 반경(R= 7.934 mm) 및 원추 상수(Q= -1.962) 파라미터.
모델은 눈으로부터 50 cm 떨어진 먼 객체에 초점을 맞추도록 구성되었다. 수정된 근시성의 개략적인 모형안은 컨트롤(C10) 및 예시적 실시예(D10) 안경 렌즈로, 한 번에 하나씩, 교정되었다. 컨트롤(C10) 안경 렌즈는 다음의 파라미터를 사용하여 모델링되는 단초점 렌즈를 나타낸다: 전면(R= 2000 mm), 센터 두께(1.5 mm), 후면(R= 102.26 mm) 및 50 mm의 총 블랭크 직경을 갖는 1.5의 굴절률. 컨트롤 안경 렌즈 C10은 이러한 본 개시에서 고려되는 임의의 비-굴절 피처에서 자유롭다/임의의 비-굴절 피처가 없다.
제2 렌즈 D10은 도 83에 개시되는 비-굴절 피처로 더 구성된 컨트롤 C10과 동일한 파라미터를 갖는 또한 단초점 안경 렌즈인 예시적 실시예를 나타낸다. 예시적 실시예인 예 D10의 비-굴절 피처는 안경 렌즈(8301)의 광학 센터에 대해 위치되는 일련의 라인, 또는 줄무늬를 더 포함하는 무작위 패턴(8302)으로서 구성되는 비-굴절 피처를 포함한다. 패턴(8302) 내에 설계되는 라인, 또는 줄무늬의 총 수는 대략 16개이다. 라인, 또는 줄무늬의 길이(8306)는 대략 0.75 mm 내지 1.25 mm 사이이다.
라인, 또는 줄무늬의 폭(8304)은 대략 25 ㎛ 내지 75 ㎛ 사이이다. 예시적 실시예 D10의 나머지 부분(8305)은 눈의 기본 처방과 일치하는 단초점 파라미터로 구성된다. 예시적 실시예의 예 D10의 비-굴절 피처는 그것이 비-굴절 피처 상에 입사하는 광의 적어도 80%를 흡수하도록 구성된다.
시뮬레이션된 망막 이미지는, 단락 [00385] 내지 단락 [00387]에 개시되는 단계에 따라, 예 10의 개략적인 모형안 상에, 한 번에 하나씩, 피팅된 때, 컨트롤 C10 및 실시예 D10 안경 설계로 계산 및 분석되었다. 이러한 예 10에서, 가상 망막 플랫폼의 추가적인 변수는 다음의 설정으로 고려되었다; 식 1, 식 5 및 식 6에 설명되는 콘트라스트 이득 제어 메커니즘의 옵션이 있었다. 뉴런 번들(1602)의 배열은 20°x 20°시야에 걸치는 원형 배열이었다. 가상 망막의 희소 측면 연결 모드는 뮤트되었다. 식 2 및 식 3에 설명되는 외망상층의 보조 고역 통과 필터 옵션은 뮤트되었다. 스냅스 후 풀링 옵션은 또한 뮤트되었다. 본원에 논의되는 바와 같은, 가상 망막 플랫폼을 사용하는, 예 10의 컨트롤(C10) 안경 설계의 계산된 시뮬레이션된 망막 이미지의 후처리는, 온- 및 오프-극성 둘 다를 갖는 세포에 대해, 시간의 함수로서 스파이크 트레인(도 84) 및 시간의 함수로서 평균 스파이크 속도를 강조하는 주위-자극 히스토그램(도 85)을 야기한다. 도 84 및 도 85의 상단 및 하단 서브-그래프는 각각 온-세포 및 오프-세포에 대한 데이터를 나타낸다. 본원에 논의되는 바와 같은, 가상 망막 플랫폼을 사용하는, 예 10의 실시예(D10) 안경 설계의 계산된 시뮬레이션된 망막 이미지의 후처리는, 온- 및 오프-극성 둘 다를 갖는 세포에 대해, 시간의 함수로서 스파이크 트레인(도 86) 및 시간의 함수로서 평균 스파이크 속도를 강조하는 주위-자극 히스토그램(도 87)을 야기한다.
도 86 및 도 87의 상단 및 하단 서브-그래프는 각각 온-세포 및 오프-세포에 대한 데이터를 나타낸다. 도 84의 스파이크 트레인으로서 도시되는, 컨트롤(C10) 콘택트 렌즈에 의한 뉴런 활성은, 두 타입의 극성, 즉, 온-타입 세포(도 84의 상단 서브-그래프) 및 오프-타입 세포(도 84의 하단 서브-그래프)에 대해, 상대적으로 시불변적이다. 서브-그래프의 Y-축은 이산 뉴런 번들의 반응을 나타낸다.
알 수 있는 바와 같이, 활성 이산 오프-타입 뉴런 번들의 수는 대응하는 활성 이산 온-타입 뉴런 번들보다 수에서 3 내지 4배 더 낮다. 반면에, 도 86의 스파이크 트레인으로서 도시되는, 실시예(D10) 안경 렌즈에 의한 뉴런 활성은 두 타입의 극성, 즉, 온-타입 세포(도 86의 상단 서브-그래프) 및 오프-타입 세포(도 86의 하단 서브-그래프)에 대해, 상대적으로 시변적이다. 그러나, 실시예(D10) 안경 렌즈의 경우, 활성 오프-타입 이산 뉴런 번들의 총 수는 활성 온-타입 이산 뉴런 번들의 수에 비교할 만 하였다.
예 10에서, 도 85의 평균 스파이크 속도로서 도시되는, 컨트롤(C10) 안경 렌즈에 의한 뉴런 활성은, 온-타입 세포(도 85의 상단-그래프)에 대한 시그널의 안정화를 나타내는, 초기 100 밀리초 다음에 상대적으로 단조로운 프로파일을 따른다. 한편, 오프-타입 세포는 시간의 함수로서 평균 스파이크 속도에서 작은 변화를 입증하였으며, 그러나 이러한 변화는 크기에서 작았다.
대조적으로 상이하게, 도 87에서 평균 스파이크 속도로서 도시되는, 실시예(D10) 안경 렌즈에 의한 이산 뉴런 활성은 시간의 함수로서 가변적이다. 시변 패턴은 두 온-타입 및 오프-타입 세포에서 관찰되며; 그러나, 그것은 오프-타입 세포와의 크기에서 더 크다. 시간 포인트 2000 밀리초 내지 3000 밀리초 사이의 오프-타입 세포(도 87의 하단 그래프)에서 관찰되는 패턴인, 평균 스파이크 속도는 준-사인파 패턴을 따른다. 오프-타입 세포 반응의 다양한 다른 시간 포인트에서, 준-사인파 패턴은 그것의 진폭에서 감소한다. 온-타입 세포 반응은 또한 시간의 함수로서 평균 스파이크 속도의 변형을 입증하지만 변형의 크기는 더 낮다.
실시예 렌즈로 획득되는 스파이킹 반응의 비-정상성 및 비-선형성은 망막 이미지에서 인공 에지, 또는 발광 콘트라스트 프로파일, 또는 인공 에지의 시간적 변형에 기여된다. 예 10에서, 광학 성능의 온-축 및 오프-축 평가는 4 mm 동공 분석 직경의 명소 조건에서 밝기의 인간 시지각의 평균 스펙트럼 감도를 설명하는 광도 함수를 사용하여, 470 nm 및 650 nm에 걸치는, 다색 모드로 모델링되었다.
본원의 도 88 및 도 89에서 설명되는 바와 같이, 컨트롤(C10) 안경 렌즈와 예시적 실시예(D10) 안경 렌즈 사이의, 4 mm 동공 직경에서 공간 주파수의 함수로서 변조 전달 함수를 사용하여 측정되는 바와 같은, 와이드-필드 광학 성능은 검은 실선 및 검은 파선에 의해 실질적으로 유사하도록 표현된다. 오프-축 성능의 경우, 예 10에서, 성능의 평가를 위해 고려되는 시야는 20°이었으며, 이는 센터로부터 ±10°이다.
예시적 클레임 세트 A
눈을 위한 콘택트 렌즈에 있어서, 상기 콘택트 렌즈는: 전면; 후면; 다음: 즉, 상기 눈의 거리 굴절 오차에 대한 실질적인 교정을 제공하는 기본 처방(base prescription), 및 복수의 비-굴절 피처를 포함하는 광학구역; 및 상기 광학 구역을 둘러싸는 주변 구역을 포함하는, 콘택트 렌즈.
상기 세트 A의 클레임 예의 콘택트 렌즈에 있어서, 상기 눈에 대한 상기 기본 처방은 다음: 즉, 구면 교정, 난시 교정, 또는 구면 및 난시 교정 중 적어도 하나를 포함하는, 콘택트 렌즈.
상기 세트 A의 클레임 예 중 하나 이상의 콘택트 렌즈에 있어서, 상기 복수의 비-굴절 피처는 다음: 즉, 복수의 개구 - 각각의 개구는 실질적으로 투명한 영역을 둘러쌈 -를 형성하는 복수의 실질적으로 불투명한 경계, 또는 실질적으로 뚜렷한 경계가 없는 하나 이상의 패턴을 형성하는 복수의 실질적으로 불투명한 피처(feature) 중 적어도 하나를 포함하는, 콘택트 렌즈.
상기 세트 A의 클레임 예 중 하나 이상의 콘택트 렌즈에 있어서, 각각의 실질적으로 투명한 영역은 상기 눈에 대한 상기 기본 처방을 포함하는, 콘택트 렌즈.
상기 세트 A의 클레임 예 중 하나 이상의 콘택트 렌즈에 있어서, 상기 복수의 개구 중 적어도 하나의 형상은 원형, 타원형, 타원형, 삼각형, 직사각형, 정사각형, 오각형, 또는 육각형, 또는 팔각형, 또는 임의의 다른 정다각형, 또는 불규칙 다각형, 또는 무작위 형상인, 콘택트 렌즈.
상기 세트 A의 클레임 예 중 하나 이상의 콘택트 렌즈에 있어서, 상기 복수의 개구는 원형, 육각형, 방사형, 나선형, 규칙, 불규칙, 또는 무작위 배열로 구성되는, 콘택트 렌즈.
상기 세트 A의 클레임 예 중 하나 이상의 콘택트 렌즈에 있어서, 상기 복수의 개구 중 적어도 하나의 상기 둘러싸인 투명한 영역의 표면적은 0.25 sq mm 내지 2.5 sq mm, 또는 0.5 sq mm 내지 5 sq mm, 또는 0.75 sq mm 내지 7.5 sq mm, 또는 0.25 sq mm 내지 7.5 sq mm 사이에 있는, 콘택트 렌즈.
상기 세트 A의 클레임 예 중 하나 이상의 콘택트 렌즈에 있어서, 상기 복수의 개구 중 임의의 개구의 상기 실질적으로 불투명한 경계의 폭은 상기 실질적으로 불투명한 경계가 실질적으로 비-회절로 남아 있도록 광의 가시 스펙트럼의 평균 파장(즉 555 nm)의 적어도 3배, 적어도 4배, 또는 적어도 6배, 또는 적어도 8배, 또는 적어도 10배인, 콘택트 렌즈.
상기 세트 A의 클레임 예 중 하나 이상의 콘택트 렌즈에 있어서, 상기 복수의 개구 중 임의의 개구의 상기 실질적으로 불투명한 경계의 상기 폭은 5 ㎛ 내지 75 ㎛, 또는 25 ㎛ 내지 150 ㎛, 또는 50 ㎛ 내지 250 ㎛ 사이에 있는, 콘택트 렌즈.상기 세트 A의 클레임 예 중 하나 이상의 콘택트 렌즈에 있어서, 상기 복수의 개구 내의 개구의 총 수는 적어도 2, 적어도 3, 적어도 4, 적어도 5, 적어도 6, 또는 적어도 7개의 개구인, 콘택트 렌즈.
상기 세트 A의 클레임 예 중 하나 이상의 콘택트 렌즈에 있어서, 실질적으로 뚜렷한 경계가 없는 상기 복수의 패턴은 적어도: 스포크 휠 패턴, 나선형 패턴, 소용돌이 패턴, 격자 패턴, 멤피스 패턴, 도트형 패턴, 규칙 패턴, 불규칙 패턴, 모아레 프린지 패턴, 간섭 패턴, 도트를 갖는 무작위 패턴, 직선을 갖는 무작위 패턴, 비-원형 도트를 갖는 무작위 패턴, 곡선 라인을 갖는 무작위 패턴, 호(arc)를 갖는 무작위 패턴, 지그-재그 라인을 갖는 무작위 패턴을 포함하며; 상기 복수의 패턴 중 각각의 패턴은 도트, 라인 또는 줄무늬로 구성되는 실질적으로 불투명한 피처로 형성되는, 콘택트 렌즈.
상기 세트 A의 클레임 예 중 하나 이상의 콘택트 렌즈에 있어서, 실질적으로 뚜렷한 경계를 갖지 않는 복수의 패턴은 광학 구역 내에 센터링되거나, 탈센터링되는, 콘택트 렌즈.
상기 세트 A의 클레임 예 중 하나 이상의 콘택트 렌즈에 있어서, 상기 복수의 비-굴절 피처의 상기 총 표면적은 상기 광학 구역의 상기 총 표면적의 2.5 퍼센트 내지 10 퍼센트, 또는 5 퍼센트 내지 15 퍼센트, 또는 7.5 퍼센트 내지 20 퍼센트 사이를 점유하는, 콘택트 렌즈.
상기 세트 A의 클레임 예 중 하나 이상의 콘택트 렌즈에 있어서, 상기 복수의 비-굴절 피처는 상기 광학 구역의 센터 3 mm, 또는 센터 4 mm, 또는 센터 5 mm, 또는 센터 6 mm 내에 있도록 구성되는, 콘택트 렌즈.
상기 세트 A의 클레임 예 중 하나 이상의 콘택트 렌즈에 있어서, 상기 광학 구역의 상기 센터 6.5 mm 외부, 또는 상기 센터 7 mm 외부 또는 상기 센터 7.5 mm 외부의 영역은 실질적으로 상기 비-굴절 피처가 없는, 콘택트 렌즈.
상기 세트 A의 클레임 예 중 하나 이상의 콘택트 렌즈에 있어서, 상기 복수의 비-굴절 피처는 상기 전면, 또는 상기 후면, 또는 전면 및 후면 둘 다 상에 적용되는, 콘택트 렌즈.
상기 세트 A의 클레임 예 중 하나 이상의 콘택트 렌즈에 있어서, 상기 복수의 비-굴절 피처는 상기 콘택트 렌즈의 매트릭스 내에 적용되는, 콘택트 렌즈.
상기 세트 A의 클레임 예 중 하나 이상의 콘택트 렌즈에 있어서, 상기 광학 구역을 통한 총 광 투과율은 상기 비-굴절 피처가 없는 유사한 단초점 렌즈의 상기 광학 구조를 통한 상기 총 광 투과율의 85 퍼센트 내지 90 퍼센트, 또는 90 퍼센트 내지 95 퍼센트, 또는 92.5 퍼센트 내지 97.5 퍼센트, 또는 85 퍼센트 내지 99 퍼센트 사이에 있는, 콘택트 렌즈.
상기 세트 A의 클레임 예 중 하나 이상의 콘택트 렌즈에 있어서, 상기 복수의 비-굴절 피처는 상기 인입광의 편광에 적어도 부분적으로 민감하도록 구성되는, 콘택트 렌즈.
상기 세트 A의 클레임 예 중 하나 이상의 콘택트 렌즈에 있어서, 상기 복수의 비-굴절 피처는, 상기 인입광이 선형으로, 또는 원형으로, 또는 타원형으로 편광될 때, 적어도 부분적으로, 활성화되고 불투명하게 변하는, 콘택트 렌즈.
상기 세트 A의 클레임 예 중 하나 이상의 콘택트 렌즈에 있어서, 상기 복수의 비-굴절 피처는, 상기 인입광이 LCD 또는 LED 또는 OLED 모니터 스크린, TV 스크린, 태블릿 스크린, 또는 모바일 스크린 또는 유사한 전자 디바이스의 스크린으로부터 오고 있을 때, 적어도 부분적으로, 활성화되고 불투명하게 변하는, 콘택트 렌즈.
상기 세트 A의 클레임 예 중 하나 이상의 콘택트 렌즈에 있어서, 상기 복수의 비-굴절 피처는 적어도 부분적으로 전자적으로 조정가능하도록 구성되는, 콘택트 렌즈.
상기 세트 A의 클레임 예 중 하나 이상의 콘택트 렌즈에 있어서, 상기 비-굴절 피처는 상기 재료 특성이 420 nm 내지 760 nm 사이를 포함하는 특정 가시 파장에 스펙트럼적으로 민감하도록 구성되는, 콘택트 렌즈.
상기 세트 A의 클레임 예 중 하나 이상의 콘택트 렌즈에 있어서, 상기 렌즈는 상기 착용자에게 비-굴절 피처가 없는 단초점 렌즈로 획득되는 것과 실질적으로 유사한 적절한 시각 성능을 제공할 수 있는, 콘택트 렌즈.
상기 세트 A의 클레임 예 중 하나 이상의 콘택트 렌즈에 있어서, 상기 비-굴절 피처는 상기 재료 특성이 420 nm 내지 760 nm 사이의 특정 가사 파장에 스펙트럼적으로 민감하도록 구성되는, 콘택트 렌즈.
상기 세트 A의 클레임 예 중 하나 이상의 콘택트 렌즈에 있어서, 상기 기본 처방과 실질적으로 일치하는 거리 굴절 오차로 구성되는 모형안 상에서 테스트될 때, 상기 비-굴절 피처가 없는 단초점 콘택트 렌즈로 획득되는 것과 실질적으로 등가인, 3 mm 및 6 mm 사이를 포함하는 적어도 하나의 동공, 및 420 nm 내지 760 nm를 포함하는 적어도 하나의 파장에 대해, 온-축 변조 전달 함수를 제공하는, 콘택트 렌즈.
상기 세트 A의 클레임 예 중 하나 이상의 콘택트 렌즈에 있어서, 상기 기본 처방과 실질적으로 일치하는 거리 굴절 오차로 구성되는 모형안 상에서 테스트될 때, 상기 비-굴절 피처가 없는 단초점 콘택트 렌즈로 획득되는 것과 실질적으로 등가인, 3 mm 및 6 mm 사이를 포함하는 적어도 하나의 동공, 및 420 nm 내지 760 nm를 포함하는 적어도 하나의 파장에 대해, 오프-축 와이드-필드 변조 전달 함수를 제공하는, 콘택트 렌즈.
상기 세트 A의 클레임 예 중 하나 이상의 콘택트 렌즈에 있어서, 상기 망막의 상기 와이드-필드는 상기 시야의 적어도 5°, 또는 10°, 또는 15°, 또는 20°, 또는 25°, 또는 30°를 포함하는, 콘택트 렌즈.
상기 세트 A의 클레임 예 중 하나 이상의 콘택트 렌즈에 있어서, 상기 기본 처방과 실질적으로 일치하는 거리 굴절 오차로 구성되는 모형안 상에서 테스트될 때, 상기 눈의 상기 거리 굴절 오차의 실질적인 교정을 제공하고 상기 모형안의 상기 망막의 상기 와이드-필드에 걸쳐 확산되는 인공 에지, 또는 공간 발광 콘트라스트 프로파일을 야기하는, 콘택트 렌즈.
상기 세트 A의 클레임 예 중 하나 이상의 콘택트 렌즈에 있어서, 상기 기본 처방과 실질적으로 일치하는 거리 굴절 오차로 구성되는 모형안 상에서 테스트될 때, 다음: 즉, 상기 콘택트 렌즈의 눈 위 이동; 상기 착용자의 안구 운동, 또는 그 조합 중 하나를 에뮬레이트하는 다양한 탈센터(decentration) 위치에서, 상기 모형안의 상기 망막의 상기 와이드-필드에 걸쳐 확산되는 상기 인공 에지, 또는 공간 발광 콘트라스트 프로파일의 시간적 변형을 제공하는, 콘택트 렌즈.
상기 세트 A의 클레임 예 중 하나 이상의 콘택트 렌즈에 있어서, 상기 모형안은 개략적, 물리적, 또는 벤치-탑 모형안인, 콘택트 렌즈.
상기 세트 A의 클레임 예 중 하나 이상의 콘택트 렌즈에 있어서, 상기 기본 처방과 실질적으로 일치하는 거리 굴절 오차로 구성되는 벤치-탑, 또는 물리적 모형안 상에서 테스트될 때, 상기 모형안의 상기 거리 굴절 오차의 실질적인 교정을 야기하는, 콘택트 렌즈.
상기 세트 A의 클레임 예 중 하나 이상의 콘택트 렌즈에 있어서, 전하 결합 디바이스, 또는 상보적 금속 산화물 센서를 갖는 카메라를 포함하는 상기 벤치-탑, 또는 물리적 모형안의 상기 망막은 상기 콘택트 렌즈로 교정되는 상기 모형안을 통해 투영되는 시각 장면의 이미지를 캡처하도록 구성되는, 콘택트 렌즈.
상기 세트 A의 클레임 예 중 하나 이상의 콘택트 렌즈에 있어서, 상기 모형안의 상기 망막에 의해 캡처되는 상기 이미지는 본원에 개시되는 3개의 이미지 처리 단계: 즉, (a) 대역 통과 전류를 야기하는 이미지의 입력 스트림의 시공간적 필터링, (b) 가변 피드백 게이트 션트 인덕턴스를 사용하는 순간 비-선형 콘트라스트 이득 제어, 및 (c) 신경절 세포 활성을 도시하는 스파이크 트레인을 야기하는, 노이지 통합-및-발화 세포 모델의 이산 세트 중 적어도 하나를 포함하는 가상 망막 시뮬레이터에 대한 입력 스트림의 역할을 하는, 콘택트 렌즈.
상기 세트 A의 클레임 예 중 하나 이상의 콘택트 렌즈에 있어서, 상기 복수의 비-굴절 영역은 상기 비-굴절 피처가 없는 단초점 콘택트 렌즈로 획득되는 것과 비교하여 상기 망막 신경절 세포 활성의 증가를 제공하도록 구성되는, 콘택트 렌즈.
상기 세트 A의 클레임 예 중 하나 이상의 콘택트 렌즈에 있어서, 특정 시간 프레임에 대해 통합되는 평균 망막 스파이크 속도로서 측정되는 상기 망막 신경절 세포 활성은 상기 비-굴절 피처가 없는 단초점 콘택트 렌즈의 상기 망막 신경절 세포 활성의 적어도 1.25배, 1.5배, 1.75배, 2배, 2.25배, 2.5배, 2.75배, 3배인, 콘택트 렌즈.
상기 세트 A의 클레임 예 중 하나 이상의 콘택트 렌즈에 있어서, 상기 평균 망막 스파이크 속도가 통합되는 상기 특정 시간 프레임은 적어도 1초, 또는 적어도 3초, 또는 적어도 10초, 또는 적어도 30초, 또는 적어도 60초, 또는 적어도 120초, 또는 적어도 180초일 수 있는, 콘택트 렌즈.
상기 세트 A의 클레임 예 중 하나 이상의 콘택트 렌즈에 있어서, 평균 망막 스파이크 속도로서 측정되는 상기 망막 신경절 세포 활성, 또는 신경 반응에서의 비-정상성은 온-센터/오프-서라운드 망막 필드, 또는 온-서라운드/오프-센터 망막 필드, 또는 둘 다에서 관찰되는, 콘택트 렌즈.
상기 세트 A의 클레임 예 중 하나 이상의 콘택트 렌즈에 있어서, 시간의 함수로서 평균 망막 스파이크 속도의 관점에서 측정되는, 상기 모형안의 망막에서의 전반적인 망막 신경절 세포 활성, 또는 신경 반응에서의 비-정상성을 설명하는 함수는 상기 전반적인 망막 신경절 세포 활성의 시간적 변형을 도시하는 비-선형, 또는 비주기, 또는 사인파, 또는 준-사인파, 방형파, 준 방형파, 구형파, 준 구형파, 또는 비-단조 패턴을 따르는, 콘택트 렌즈.
상기 세트 A의 클레임 예 중 하나 이상의 콘택트 렌즈에 있어서, 상기 복수의 비-굴절 영역은 상기 눈의 축방향 길이 또는 거리 굴절 오차의 변화에 의해 측정되는 근시 진행을 둔화, 지연, 또는 방지하는 것 중 적어도 하나를 제공하는, 콘택트 렌즈.
상기 세트 A의 클레임 예 중 하나 이상의 콘택트 렌즈에 있어서, 상기 콘택트 렌즈는 상기 눈의 상기 굴절 오차에 대한 적절한 중심와(foveal) 교정을, 적어도 부분적으로, 제공하고, 상기 비-굴절 피처는 상기 근시 진행의 속도를 감소시키기 위해 시간적으로 변하는 또는 공간적으로 변하는 정지 시그널을, 적어도 부분적으로, 제공하는, 콘택트 렌즈.
상기 세트 A의 클레임 예 중 하나 이상의 콘택트 렌즈에 있어서, 근시 진행을 둔화, 지연, 또는 방지하는 것 중 적어도 하나의 효과는 적어도 12, 24, 36, 48, 또는 60개월의 렌즈 착용에 걸쳐 유지되는, 콘택트 렌즈.
상기 세트 A의 클레임 예 중 하나 이상의 콘택트 렌즈에 있어서, 상기 주변 영역은 상기 복수의 실질적으로 불투명한 피처가 없는, 콘택트 렌즈.
상기 세트 A의 클레임 예 중 하나 이상의 콘택트 렌즈에 있어서, 상기 비-굴절 피처는 패드-프린팅, 레이저 에칭, 포토-에칭, 또는 레이저 프린팅을 사용하여 적용되는, 콘택트 렌즈.
세트 B의 안경 렌즈 클레임 예 중 하나 이상과 결합되는 세트 A의 클레임 예 중 하나 이상의 콘택트 렌즈는 추가적인 실시예를 구성한다.
예시적 청구항 세트 B
눈을 위한 안경 렌즈로서, 상기 안경 렌즈는: 전방 볼록면; 후방 오목면; 기본 처방이 상기 눈의 거리 굴절 오차에 대한 실질적인 교정을 제공하도록 구성되고, 복수의 비-굴절 피처를 더 포함하는 광학 센터를 포함하는, 안경 렌즈.
상기 세트 B의 클레임 예의 안경 렌즈에 있어서, 상기 눈에 대한 상기 기본 처방은 다음: 즉, 구면 교정, 난시 교정, 또는 구면 및 난시 교정 중 적어도 하나를 포함하는, 안경 렌즈.
상기 세트 B의 클레임 예 중 하나 이상의 안경 렌즈에 있어서, 상기 복수의 비-굴절 피처는 다음: 즉, 복수의 개구 - 각각의 개구는 실질적으로 투명한 영역을 둘러쌈 -를 형성하는 복수의 실질적으로 불투명한 경계, 또는 실질적으로 뚜렷한 경계가 없는 하나 이상의 패턴을 형성하는 복수의 실질적으로 불투명한 피처(feature) 중 적어도 하나를 포함하는, 안경 렌즈.
상기 세트 B의 클레임 예 중 하나 이상의 안경 렌즈에 있어서, 각각의 실질적으로 투명한 영역은 상기 눈에 대한 상기 기본 처방을 포함하는, 안경 렌즈.
상기 세트 B의 클레임 예 중 하나 이상의 안경 렌즈에 있어서, 상기 복수의 개구 중 적어도 하나의 형상은 원형, 타원형, 타원형, 삼각형, 직사각형, 정사각형, 오각형, 또는 육각형, 또는 팔각형, 또는 임의의 다른 정다각형, 또는 불규칙 다각형, 또는 무작위 형상인, 안경 렌즈.
상기 세트 B의 클레임 예 중 하나 이상의 안경 렌즈에 있어서, 상기 복수의 개구 중 적어도 하나의 상기 둘러싸인 투명한 영역의 표면적은 0.25 sq mm 내지 2.5 sq mm, 또는 0.5 sq mm 내지 5 sq mm, 또는 0.75 sq mm 내지 7.5 sq mm, 또는 0.25 sq mm 내지 7.5 sq mm 사이에 있는, 안경 렌즈.
상기 세트 B의 클레임 예 중 하나 이상의 안경 렌즈에 있어서, 상기 복수의 개구 중 임의의 개구의 상기 실질적으로 불투명한 경계의 폭은 상기 실질적으로 불투명한 경계가 실질적으로 비-회절로 남아 있도록 광의 가시 스펙트럼의 평균 파장(즉 555 nm)의 적어도 3배, 적어도 4배, 또는 적어도 6배, 또는 적어도 8배, 또는 적어도 10배인, 안경 렌즈.
상기 세트 B의 클레임 예 중 하나 이상의 안경 렌즈에 있어서, 상기 복수의 개구 중 임의의 개구의 상기 실질적으로 불투명한 경계의 상기 폭은 5 ㎛ 내지 75 ㎛, 또는 25 ㎛ 내지 150 ㎛, 또는 50 ㎛ 내지 250 ㎛ 사이에 있는, 안경 렌즈.
상기 세트 B의 클레임 예 중 하나 이상의 안경 렌즈에 있어서, 상기 복수의 개구 내의 개구의 총 수는 적어도 6, 적어도 9, 적어도 12, 적어도 18, 적어도 24, 또는 적어도 30개의 개구인, 안경 렌즈.
상기 세트 B의 클레임 예 중 하나 이상의 안경 렌즈에 있어서, 상기 복수의 개구는 원형, 육각형, 방사형, 나선형, 규칙, 불규칙, 또는 무작위 배열로 구성되는, 안경 렌즈.
상기 세트 B의 클레임 예 중 하나 이상의 안경 렌즈에 있어서, 실질적으로 뚜렷한 경계가 없는 상기 복수의 패턴은 적어도: 스포크 휠 패턴, 나선형 패턴, 소용돌이 패턴, 격자 패턴, 멤피스 패턴, 도트형 패턴, 규칙 패턴, 불규칙 패턴, 모아레 프린지 패턴, 간섭 패턴, 도트를 갖는 무작위 패턴, 직선을 갖는 무작위 패턴, 비-원형 도트를 갖는 무작위 패턴, 곡선 라인을 갖는 무작위 패턴, 호(arc)를 갖는 무작위 패턴, 지그-재그 라인을 갖는 무작위 패턴을 포함하며; 상기 복수의 패턴 중 각각의 패턴은 도트, 라인 또는 줄무늬로 구성되는 실질적으로 불투명한 피처로 형성되는, 안경 렌즈.
상기 세트 B의 클레임 예 중 하나 이상의 안경 렌즈에 있어서, 실질적으로 뚜렷한 경계가 없는 복수의 패턴은 상기 안경 렌즈의 내에 센터링되거나, 탈센터링되는, 안경 렌즈.
상기 세트 B의 클레임 예 중 하나 이상의 안경 렌즈에 있어서, 상기 복수의 비-굴절 피처의 총 표면적은 상기 안경 렌즈의 상기 총 표면적의 5 퍼센트 내지 15 퍼센트, 또는 7.5 퍼센트 내지 20 퍼센트, 또는 12.5 퍼센트 내지 25 퍼센트 사이를 점유하는, 안경 렌즈.
상기 세트 B의 클레임 예 중 하나 이상의 안경 렌즈에 있어서, 상기 복수의 비-굴절 피처는 상기 안경 렌즈의 센터 10 mm, 또는 센터 15 mm, 또는 센터 20 mm, 또는 센터 30 mm 내에 있도록 구성되는, 안경 렌즈.
상기 세트 B의 클레임 예 중 하나 이상의 안경 렌즈에 있어서, 상기 안경 렌즈의 상기 센터 30 mm 외부, 또는 상기 센터 35 mm 외부 또는 상기 센터 405 mm 외부의 영역은 실질적으로 상기 비-굴절 피처가 없는, 안경 렌즈.
상기 세트 B의 클레임 예 중 하나 이상의 안경 렌즈에 있어서, 상기 복수의 비-굴절 피처는 상기 전면, 또는 상기 후면, 또는 전면 및 후면 둘 다 상에 적용되는, 안경 렌즈.
상기 세트 B의 클레임 예 중 하나 이상의 안경 렌즈에 있어서, 상기 복수의 비-굴절 피처는 상기 콘택트 렌즈의 매트릭스 내에 적용되는, 안경 렌즈.
상기 세트 B의 클레임 예 중 하나 이상의 안경 렌즈에 있어서, 상기 실질적으로 불투명한 경계 또는 피처는 그것이 상기 실질적으로 불투명한 경계 또는 피처 상에 입사하는 광의 적어도 80 퍼센트, 적어도 90 퍼센트, 또는 적어도 99 퍼센트를 흡수하도록 구성되는, 안경 렌즈.
상기 세트 B의 클레임 예 중 하나 이상의 안경 렌즈에 있어서, 상기 광학 구역을 통한 총 광 투과율은 상기 비-굴절 피처가 없는 유사한 단초점 렌즈의 상기 광학 구조를 통한 상기 총 광 투과율의 85 퍼센트 내지 90 퍼센트, 또는 90 퍼센트 내지 95 퍼센트, 또는 92.5 퍼센트 내지 97.5 퍼센트, 또는 85 퍼센트 내지 99 퍼센트 사이에 있는, 안경 렌즈.
상기 세트 B의 클레임 예 중 하나 이상의 안경 렌즈에 있어서, 상기 복수의 비-굴절 피처는 상기 인입광의 편광에 적어도 부분적으로 민감하도록 구성되는, 안경 렌즈.
상기 세트 B의 클레임 예 중 하나 이상의 안경 렌즈에 있어서, 상기 복수의 비-굴절 피처는, 상기 인입광이 선형으로, 또는 원형으로, 또는 타원형으로 편광될 때, 적어도 부분적으로, 활성화되고 불투명하게 변하는, 안경 렌즈.
상기 세트 B의 클레임 예 중 하나 이상의 안경 렌즈에 있어서, 상기 복수의 비-굴절 피처는, 상기 인입광이 LCD 또는 LED 또는 OLED 모니터 스크린, TV 스크린, 태블릿 스크린, 또는 모바일 스크린 또는 유사한 전자 디바이스의 스크린으로부터 오고 있을 때, 적어도 부분적으로, 활성화되고 불투명하게 변하는, 안경 렌즈.
상기 세트 B의 클레임 예 중 하나 이상의 안경 렌즈에 있어서, 상기 복수의 비-굴절 피처는 적어도 부분적으로 전자적으로 조정가능하도록 구성되는, 안경 렌즈.
상기 세트 B의 클레임 예 중 하나 이상의 안경 렌즈에 있어서, 상기 비-굴절 피처는 상기 재료 특성이 420 nm 내지 760 nm 사이를 포함하는 특정 가시 파장에 스펙트럼적으로 민감하도록 구성되는, 안경 렌즈.
상기 세트 B의 클레임 예 중 하나 이상의 안경 렌즈에 있어서, 상기 렌즈는 상기 착용자에게 비-굴절 피처가 없는 단초점 렌즈로 획득되는 것과 실질적으로 유사한 적절한 시각 성능을 제공할 수 있는, 안경 렌즈.
상기 세트 B의 클레임 예 중 하나 이상의 안경 렌즈에 있어서, 상기 기본 처방과 실질적으로 일치하는 거리 굴절 오차로 구성되는 모형안 상에서 테스트될 때, 상기 비-굴절 피처가 없는 단초점 콘택트 렌즈로 획득되는 것과 실질적으로 등가인, 3 mm 및 6 mm 사이를 포함하는 적어도 하나의 동공, 및 420 nm 내지 760 nm를 포함하는 적어도 하나의 파장에 대해, 온-축 변조 전달 함수를 제공하는, 안경 렌즈.
상기 세트 B의 클레임 예 중 하나 이상의 안경 렌즈에 있어서, 상기 기본 처방과 실질적으로 일치하는 거리 굴절 오차로 구성되는 모형안 상에서 테스트될 때, 상기 비-굴절 피처가 없는 단초점 콘택트 렌즈로 획득되는 것과 실질적으로 등가인, 3 mm 및 6 mm 사이를 포함하는 적어도 하나의 동공, 및 420 nm 내지 760 nm를 포함하는 적어도 하나의 파장에 대해, 오프-축 와이드-필드 변조 전달 함수를 제공하는, 안경 렌즈.
상기 세트 B의 클레임 예 중 하나 이상의 안경 렌즈에 있어서, 상기 망막의 상기 와이드-필드는 상기 시야의 적어도 5°, 또는 10°, 또는 15°, 또는 20°, 또는 25°, 또는 30°를 포함하는, 안경 렌즈.
상기 세트 B의 클레임 예 중 하나 이상의 안경 렌즈에 있어서, 상기 기본 처방과 실질적으로 일치하는 거리 굴절 오차로 구성되는 모형안 상에서 테스트될 때, 상기 눈의 상기 거리 굴절 오차의 실질적인 교정을 제공하고 상기 모형안의 상기 망막의 상기 와이드-필드에 걸쳐 확산되는 인공 에지, 또는 공간 발광 콘트라스트 프로파일을 야기하는, 안경 렌즈.
상기 세트 B의 클레임 예 중 하나 이상의 안경 렌즈에 있어서, 상기 기본 처방과 실질적으로 일치하는 거리 굴절 오차로 구성되는 모형안 상에서 테스트될 때, 상기 착용자의 안구 운동을 에뮬레이트하는 다양한 탈센터 위치에서, 상기 모형안의 상기 망막의 상기 와이드-필드에 걸쳐 확산되는 상기 인공 에지, 또는 공간 발광 콘트라스트 프로파일의 시간적 변형을 제공하는, 안경 렌즈.
상기 세트 B의 클레임 예 중 하나 이상의 안경 렌즈에 있어서, 상기 모형안은 개략적, 물리적, 또는 벤치-탑 모형안인, 안경 렌즈.
상기 세트 B의 클레임 예 중 하나 이상의 안경 렌즈에 있어서, 상기 기본 처방과 실질적으로 일치하는 거리 굴절 오차로 구성되는 벤치-탑, 또는 물리적 모형안 상에서 테스트될 때, 상기 모형안의 상기 거리 굴절 오차의 실질적인 교정을 야기하는, 안경 렌즈.
상기 세트 B의 클레임 예 중 하나 이상의 안경 렌즈에 있어서, 전하 결합 디바이스, 또는 상보적 금속 산화물 센서를 갖는 카메라를 포함하는 상기 벤치-탑, 또는 물리적 모형안의 상기 망막은 상기 콘택트 렌즈로 교정되는 상기 모형안을 통해 투영되는 시각 장면의 이미지를 캡처하도록 구성되는, 안경 렌즈.
상기 세트 B의 클레임 예 중 하나 이상의 안경 렌즈에 있어서, 상기 모형안의 상기 망막에 의해 캡처되는 상기 이미지는 본원에 개시되는 3개의 이미지 처리 단계: 즉, (a) 대역 통과 전류를 야기하는 이미지의 입력 스트림의 시공간적 필터링, (b) 가변 피드백 게이트 션트 인덕턴스를 사용하는 순간 비-선형 콘트라스트 이득 제어, 및 (c) 신경절 세포 활성을 도시하는 스파이크 트레인을 야기하는, 노이지 통합-및-발화 세포 모델의 이산 세트 중 적어도 하나를 포함하는 가상 망막 시뮬레이터에 대한 입력 스트림의 역할을 하는, 안경 렌즈.
상기 세트 B의 클레임 예 중 하나 이상의 안경 렌즈에 있어서, 상기 복수의 비-굴절 영역은 상기 비-굴절 피처가 없는 단초점 콘택트 렌즈로 획득되는 것과 비교하여 상기 망막 신경절 세포 활성의 증가를 제공하도록 구성되는, 안경 렌즈.
상기 세트 B의 클레임 예 중 하나 이상의 안경 렌즈에 있어서, 특정 시간 프레임에 대해 통합되는 평균 망막 스파이크 속도로서 측정되는 상기 망막 신경절 세포 활성은 상기 비-굴절 피처가 없는 단초점 콘택트 렌즈의 상기 망막 신경절 세포 활성의 적어도 1.25배, 1.5배, 1.75배, 2배, 2.25배, 2.5배, 2.75배, 3배인, 안경 렌즈.
상기 세트 B의 클레임 예 중 하나 이상의 안경 렌즈에 있어서, 상기 평균 망막 스파이크 속도가 통합되는 상기 특정 시간 프레임은 적어도 1초, 또는 적어도 3초, 또는 적어도 10초, 또는 적어도 30초, 또는 적어도 60초, 또는 적어도 120초, 또는 적어도 180초일 수 있는, 안경 렌즈.
상기 세트 B의 클레임 예 중 하나 이상의 안경 렌즈에 있어서, 평균 망막 스파이크 속도로서 측정되는 상기 망막 신경절 세포 활성, 또는 신경 반응에서의 비-정상성은 온-센터/오프-서라운드 망막 필드, 또는 온-서라운드/오프-센터 망막 필드, 또는 둘 다에서 관찰되는, 안경 렌즈.
상기 세트 B의 클레임 예 중 하나 이상의 안경 렌즈에 있어서, 시간의 함수로서 평균 망막 스파이크 속도의 관점에서 측정되는, 상기 모형안의 망막에서의 전반적인 망막 신경절 세포 활성, 또는 신경 반응에서의 비-정상성을 설명하는 함수는 상기 전반적인 망막 신경절 세포 활성의 시간적 변형을 도시하는 비-선형, 또는 비주기, 또는 사인파, 또는 준-사인파, 방형파, 준 방형파, 구형파, 준 구형파, 또는 비-단조 패턴을 따르는, 안경 렌즈.
상기 세트 B의 클레임 예 중 하나 이상의 안경 렌즈에 있어서, 상기 복수의 비-굴절 영역은 상기 눈의 축방향 길이 또는 거리 굴절 오차의 변화에 의해 측정되는 근시 진행을 둔화, 지연, 또는 방지하는 것 중 적어도 하나를 제공하는, 안경 렌즈.
상기 세트 B의 클레임 예 중 하나 이상의 안경 렌즈에 있어서, 상기 안경 렌즈는 상기 눈의 상기 굴절 오차에 대한 적절한 중심와(foveal) 교정을, 적어도 부분적으로, 제공하고, 상기 비-굴절 피처는 상기 근시 진행의 속도를 감소시키기 위해 시간적으로 변하는 또는 공간적으로 변하는 정지 시그널을, 적어도 부분적으로, 제공하는, 안경 렌즈.
상기 세트 B의 클레임 예 중 하나 이상의 안경 렌즈에 있어서, 근시 진행을 둔화, 지연, 또는 방지하는 것 중 적어도 하나의 효과는 적어도 12, 24, 36, 48, 또는 60개월의 렌즈 착용에 걸쳐 유지되는, 안경 렌즈.
상기 세트 B의 클레임 예 중 하나 이상의 안경 렌즈에 있어서, 상기 주변 영역은 상기 복수의 실질적으로 불투명한 피처가 없는, 안경 렌즈.
상기 세트 B의 클레임 예 중 하나 이상의 안경 렌즈에 있어서, 상기 비-굴절 피처는 패드-프린팅, 레이저 에칭, 포토-에칭, 또는 레이저 프린팅을 사용하여 적용되는, 안경 렌즈.
세트 A의 콘택트 렌즈 클레임 예 중 하나 이상과 결합되는 세트 B의 클레임 예 중 하나 이상의 안경 렌즈는 추가적인 실시예를 구성한다.
Claims (32)
- 눈을 위한 안과용 렌즈로서, 상기 안과용 렌즈는 전면, 후면, 광학 센터, 및 상기 광학 센터 주위의 광학 구역을 포함하며, 상기 광학 구역은 상기 눈에 대한 기본 처방(base prescription), 및 복수의 비-굴절 피처(feature)를 포함하며; 상기 기본 처방은 구면 교정, 난시 교정, 또는 구면 및 난시 교정을 포함하는, 렌즈.
- 제1항에 있어서,
상기 복수의 비-굴절 피처는 복수의 개구(aperture)를 형성하는 복수의 실질적으로 불투명한 경계(border)를 포함하며, 각각의 개구는 실질적으로 투명한 영역을 둘러싸며; 각각의 실질적으로 투명한 영역은 상기 눈에 대한 상기 기본 처방을 포함하는, 렌즈. - 제2항에 있어서,
복수의 개구를 형성하는 상기 복수의 실질적으로 불투명한 경계 중 적어도 하나의 형상은 원형, 타원형, 타원형, 삼각형, 직사각형, 정사각형, 오각형, 또는 육각형, 또는 팔각형, 또는 임의의 다른 정다각형, 또는 불규칙 다각형, 또는 무작위 형상이고; 상기 복수의 개구 중 적어도 하나의 상기 둘러싸인 투명한 영역의 표면적은 0.25 sq mm 내지 7.5 sq mm 사이인, 렌즈. - 제3항에 있어서,
상기 복수의 개구는 원형, 육각형, 방사형, 나선형, 규칙, 불규칙, 또는 무작위 배열로 구성되는, 렌즈. - 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 실질적으로 불투명한 경계의 폭은 상기 실질적으로 불투명한 경계가 실질적으로 비-회절성으로 남아 있도록 광의 가시 스펙트럼의 평균 파장(즉 555 nm)의 적어도 3배인, 렌즈. - 제5항에 있어서,
상기 복수의 개구 중 임의의 개구의 상기 실질적으로 불투명한 경계의 상기 폭은 5 ㎛ 내지 250 ㎛ 사이인, 렌즈. - 제1항에 있어서,
상기 복수의 비-굴절 피처는 실질적으로 뚜렷한 경계가 없는 적어도 하나의 패턴을 형성하며; 상기 패턴은: 스포크 휠 패턴, 나선형 패턴, 소용돌이 패턴, 격자 패턴, 멤피스 패턴, 도트형 패턴, 규칙 패턴, 불규칙 패턴, 모아레 프린지 패턴, 간섭 패턴, 도트를 갖는 무작위 패턴, 직선을 갖는 무작위 패턴, 비-원형 도트를 갖는 무작위 패턴, 곡선 라인을 갖는 무작위 패턴, 호를 갖는 무작위 패턴, 지그-재그 라인을 갖는 무작위 패턴을 포함하며; 상기 복수의 패턴 중 각각의 패턴은 도트, 라인 또는 줄무늬를 포함하는 실질적으로 불투명한 피처로 형성되는, 렌즈. - 제7항에 있어서,
상기 실질적으로 불투명한 피처의 상기 폭은 적어도 5 ㎛이고 250 ㎛보다 크지 않은, 렌즈. - 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
복수의 비-굴절 피처는 상기 광학 구역 내에서 센터링되거나, 탈센터링되는, 렌즈. - 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 복수의 비-굴절 피처의 총 표면적은 상기 광학 구역의 상기 총 표면적의 2.5 퍼센트 내지 15 퍼센트 사이를 점유하는, 렌즈. - 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 렌즈는 콘택트 렌즈이고 상기 복수의 비-굴절 피처는 상기 광학 구역의 센터 5 mm 내에 있도록 구성되고; 상기 광학 구역의 센터 6 mm 외부의 영역은 실질적으로 상기 비-굴절 피처가 없는, 렌즈. - 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 렌즈는 안경 렌즈이고 상기 복수의 비-굴절 피처는 상기 광학 구역의 센터 20 mm 내에 있도록 구성되고; 상기 광학 구역의 센터 35 mm 외부의 영역은 실질적으로 상기 비-굴절 피처가 없는, 렌즈. - 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 복수의 비-굴절 피처는 위치: 즉, 상기 렌즈의 상기 전면 상에, 상기 후면 상에, 또는 재료 내의 위치 중 적어도 하나에 적용되는, 렌즈. - 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 실질적으로 불투명한 경계 또는 피처는 그것이 상기 실질적으로 불투명한 경계 또는 피처 상에 입사하는 광의 적어도 80 퍼센트, 적어도 90 퍼센트, 또는 적어도 99 퍼센트를 흡수하도록 구성되는, 렌즈. - 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 광학 구역을 통한 총 광 투과율은, 상기 비-굴절 피처가 없는, 상기 기본 처방을 갖는, 유사한 단초점 렌즈의 상기 광학 구역을 통한 상기 총 광 투과율의 85 퍼센트 내지 99 퍼센트 사이인, 렌즈. - 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 복수의 비-굴절 피처는 적어도 부분적으로 전자적으로 조정가능하고, 상기 인입광이 선형으로, 또는 원형적으로, 또는 타원형으로 편광될 때, 적어도 부분적으로 활성화되는, 렌즈. - 제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 비-굴절 피처는 상기 재료 특성이 420 내지 760 nm 사이를 포함하는 특정 가시 파장에 스펙트럼적으로 민감하도록 구성되는, 렌즈. - 제1항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 렌즈는 비-굴절 피처가 없는 단초점 렌즈로 획득되는 것과 실질적으로 유사한 시각 성능을 제공할 수 있는, 렌즈. - 제1항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 기본 처방과 실질적으로 일치하는 거리 굴절 오차로 구성되는 모형안 상에서 테스트될 때 3 mm 내지 6 mm 사이를 포함하는 적어도 하나의 동공, 및 420 nm 내지 760 nm를 포함하는 적어도 하나의 파장에 대해 온-축, 및 오프-축 와이드-필드, 변조 전달 함수를 제공하며, 이는 상기 비-굴절 피처가 없는 단초점 콘택트 렌즈로 획득되는 것과 실질적으로 등가이며; 상기 오프-축 와이드-필드는 상기 모형안의 시야의 적어도 5도를 포함하는, 렌즈. - 제1항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 기본 처방과 실질적으로 일치하는 거리 굴절 오차로 구성되는 모형안 상에서 테스트될 때, 상기 눈의 상기 거리 굴절 오차의 실질적인 교정을 제공하고 상기 모형안의 망막의 와이드 필드에 걸쳐 확산되는 인공 에지, 또는 공간 발광 콘트라스트 프로파일을 야기하는, 렌즈. - 제1항 내지 제20항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 기본 처방과 실질적으로 일치하는 거리 굴절 오차로 구성되는 모형안 상에서 테스트될 때, 다음: 즉, 상기 콘택트 렌즈의 눈 위 이동; 상기 착용자의 안구 운동, 또는 그 조합 중 하나를 에뮬레이트하기 위한 다양한 탈센터 위치에서, 상기 모형안의 상기 망막의 상기 와이드-필드에 걸쳐 확산되는 상기 인공 에지, 또는 공간 발광 콘트라스트 프로파일의 시간적 변형을 제공하는, 렌즈. - 제19항 내제 제21항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 모형안은 개략적, 물리적, 또는 벤치-탑 모형안인, 렌즈. - 제1항 내지 제22항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 기본 처방과 실질적으로 일치하는 거리 굴절 오차로 구성되는 벤치-탑, 또는 물리적, 모형안 상에서 테스트될 때, 상기 모형안의 상기 거리 굴절 오차의 실질적인 교정을 야기하며; 전하 결합 디바이스, 또는 상보적 금속 산화물 센서를 갖는 카메라를 포함하는 상기 벤치-탑, 또는 물리적 모형안의 상기 망막은 상기 렌즈로 교정되는 상기 모형안을 통해 투영되는 시각 장면의 이미지를 캡처하도록 구성되는, 렌즈. - 제19항 내지 제23항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 모형안의 상기 망막에 의해 캡처되는 상기 이미지는 본원에 개시되는 3개의 이미지 처리 단계: 즉, (a)대역 통과 전류를 야기하는 이미지의 입력 스트림의 시공간적 필터링, (b)가변 피드백 게이트 션트 인덕턴스를 사용하는 순간 비-선형 콘트라스트 이득 대조, 및 (c)노이지 통합-및-발화 세포 모델의 이산 세트 중 적어도 하나를 포함하는 상기 가상 망막 시뮬레이터의 상기 입력 스트림의 역할을 하며, 신경절 세포 활성을 도시하는 스파이크 트레인을 야기하는, 렌즈. - 제1항 내지 제24항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 복수의 비-굴절 영역은 상기 비-굴절 피처가 없는 단초점 콘택트 렌즈로 획득되는 것과 비교하여 상기 망막 신경절 세포 활성의 증가를 제공하도록 구성되는, 렌즈. - 제25항에 있어서,
특정 시간 프레임에 대해 통합되는 평균 망막 스파이크 속도로서 측정되는 상기 망막 신경절 세포 활성은 상기 비-굴절 피처가 없는 단초점 렌즈의 상기 망막 신경절 세포 활성의 적어도 1.5배이며; 상기 망막 신경절 세포 활성은 온-경로, 오프-경로, 또는 둘 다에 대해 계산되는, 렌즈. - 제26항에 있어서,
상기 평균 망막 스파이크 속도가 통합되는 상기 특정 시간 프레임은 적어도 2초, 적어도 3초, 또는 적어도 5초일 수 있는, 렌즈. - 제17항에 있어서,
신경 반응에서 평균 망막 스파이크 속도, 또는 비-정상성(non-stationarity)으로서 측정되는 상기 망막 신경절 세포 활성은 온-센터/오프-서라운드 망막 필드, 또는 온-서라운드/오프-센터 망막 필드, 또는 둘 다에서 관찰되는, 렌즈. - 제28항에 있어서,
시간의 함수로서 평균 망막 스파이크 속도의 관점에서 측정되는 상기 모형안의 상기 망막, 또는 신경 반응의 비-정상성에서 상기 전반적인 망막 신경절 세포 활성을 설명하는 상기 함수는 상기 전반적인 망막 신경절 세포 활성의 시간적 변형을 도시하는 비-선형, 또는 사인파, 또는 비-단조적 패턴을 따르는, 렌즈. - 제1항 내지 제29항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 복수의 비-굴절 피처는 상기 눈의 축방향 길이 또는 거리 굴절 오차의 변화에 의해 측정되는 근시 진행을 둔화, 지연, 또는 방지하는 것 중 적어도 하나를 제공하는, 렌즈. - 제1항 내지 제30항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 렌즈는, 적어도 부분적으로, 상기 눈의 상기 굴절 오차에 대한 중심와(foveal) 교정을 제공하고, 상기 비-굴절 피처는, 적어도 부분적으로, 근시 진행의 속도를 감소시키기 위해 시간적으로 변하는 및/또는 공간적으로 변하는 정지 시그널을 제공하는, 렌즈. - 제31항에 있어서,
근시 진행을 둔화, 지연, 또는 방지하는 것 중 적어도 하나의 효과는 적어도 12, 24, 36, 48, 또는 60개월의 렌즈 착용에 걸쳐 유지되는, 렌즈.
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