TW202137954A - 用於近視管理的隱形眼鏡裝置 - Google Patents
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Abstract
本公開具體涉及用於近視治療的隱形眼鏡裝置和/或方法。 本公開針對通過隱形眼鏡來修改入射光，利用停止信號來減速近視進展的速度。 更具體地，本公開是涉及一種在隱形眼鏡原有基本單光光學區上有目的地配置非圓形非透明的孔徑光闌，它可以促進將光能重新分配到視網膜圖像的傾斜頻率中，以提供阻止，減少或控制進展性近視的屈光不正的光學停止信號。
Description
本公開特別涉及用於近視管理的隱形眼鏡裝置和/或方法。 本公開針對通過隱形眼鏡來修改入射光，所述隱形眼鏡利用停止信號來減慢近視發展的速度。
交叉引用
本申請要求，在2020年3月1日提交的名稱為“隱形眼鏡裝置”的澳大利亞臨時申請序號2020/900607的優先權，通過引用將其全部內容併入本文。
人眼在出生時是遠視的，眼球的長度對於眼睛的總光學能力而言太短。 隨著人從出生到青春期年紀的增大，眼球持續增長，直到眼睛的屈光狀態穩定下來。 眼睛的生長受到回饋機制的控制，並且主要由視覺體驗來調節，以使眼睛的視線與眼睛的長度相匹配，並保持體內平衡。 此過程稱為正視化。
引導正視眼過程的信號在視網膜水準上起始。 視網膜圖像特徵是通過生物過程監控的，該過程調節以開始或停止的信號，加速或減慢眼睛的生長。 從正視過程脫軌會導致屈光不正，如近視。 近視的問題正在迅速增加，據預測，到2050年，全球一半的人口可能會患有近視。
簡單的一對標準單光隱形眼鏡可以矯正近視。 儘管這樣的設備可以矯正屈光不正，但它們並不能解決導致視力惡化的狀況與眼睛過度生長有關的根本原因。 仍然需要不僅可以矯正潛在的屈光不正而且還可以防止眼軸過長的隱形眼鏡。
幾乎所有可用於延緩近視發展速度的隱形眼鏡的設計選項都包括對視網膜圖像特徵某種形式的光學操縱，例如，同時離焦，正球差，中心和/或周邊的正光焦度光學區或高階像差的操縱。 這種光學設計的缺點之一是它們損害了視覺品質。
鑒於框架眼鏡佩戴的依從性對功效的影響，視覺性能的顯著降低可能促進較差的依從性，因此導致延遲近視發展速度的較差功效。 因此，我們需要的是同時用於矯正近視和遲緩近視進展的光學設計，其不會引起與操縱光焦度相關的視覺障礙。
本公開的實施例針對用於延遲近視發展的替代性方法裝置或裝置，其不利用任何種類的近軸性離焦，無論是在軸上還是在軸外，或者沒有使用任何的正球面像差，或者任何種類的光學模糊作為停止信號。
本公開的某些實施例包括軟性和硬性的隱形眼鏡，包括角膜塑形鏡，和/或用於改變進入人眼的入射光特性的方法。 本公開的某些實施例針對用於矯正和治療屈光不正的隱形眼鏡的配置，方法和/或系統。
本公開的某些實施例旨在矯正近視屈光不正，並且同時提供阻止進一步的眼睛生長或近視發展的光學信號。 本公開的某些實施例特別涉及用於近視管理的隱形眼鏡裝置和/或方法。 本公開內容針對通過隱形眼鏡修改入射光，利用光學停止信號來減慢近視發展的速度。
更具體地，本公開內容涉及一種隱形眼鏡，該隱形眼鏡在其他基本上是單光光學區域上被有目的地配置有用作孔徑光闌的非圓形非透明區域，其可以促進改變的點擴散功能和 視網膜上的調製傳遞函數； 其中，視網膜上改變的點擴展函數和調製傳遞函數還可以通過視網膜圖像的光譜特徵來體現。 其中光譜特徵內的光能有目的地在傾斜頻率上重新分佈； 它可以作為光學停止信號，用於抑制，減少或控制進展性近視的屈光不正。
本發明涉及一種用於減少近視發展速度的設備，系統和/或方法，特別是涉及一種高級隱形眼鏡，在鏡片光學區域內配置有用作孔徑光闌的非圓形非透明區域。本發明涉及一種在軟性或硬性隱形眼鏡上，利用或引入用作孔徑光闌的非圓形非透明區域的技術來改變視網膜圖像特性的設備，系統和/或方法。當入射光束穿過眼睛和本公開的隱形眼鏡時，在視網膜上形成的圖像包含有視網膜圖像傾斜頻率中的附加特徵，或者將能量重新分配到視網膜圖像傾斜頻率中。結果改變了視網膜圖像，其中入射光能束被重新分配到傾斜頻率中，可以為近視眼的生長提供停止信號。
在本公開的某些實施例中，可以將用作孔徑光闌的有效非圓形非透明區域的預期特徵引入到硬性或軟性隱形眼鏡上，其中在孔徑光闌中可以至少部分地配置在隱形眼鏡的前表面，後表面上或嵌入在基質中。 在其中孔徑光闌配置在隱形眼鏡的前表面或後表面上的一些示例中，可以適用於化妝品隱形眼鏡工業中經常使用的傳統或常規印刷技術。 在其他示例中，其中非圓形非透明孔被配置在材料的基質內，可以考慮鐳射蝕刻或雕刻方法。在一些示例中，其中孔徑光闌配置在隱形眼鏡的前表面或後表面上，可以適用於化妝品隱形眼鏡工業中經常使用的傳統或常規印刷技術。在其他示例中，其中的非圓形非透明孔被配置在材料的基質內，可以考慮使用鐳射蝕刻或雕刻方法。
本公開的某些實施例設想了各種示例性方法，其針對將能量有目的地重新分配到在近視眼視網膜上形成圖像的傾斜頻率上。 本公開內容假設通過將能量重新分配到傾斜頻率，利用本公開內容的方法和設備形成的視網膜圖像的光譜特徵，類比了通過觀看自然場景而獲得的視網膜圖像，這繼而可以產生停止信號，以減少近視進展的速度。 所提出的公開內容的隱形眼鏡利用在基本單光學區域上有目的地設計非圓形非透明區域用作孔徑光闌，以有目的地，至少部分地，將進入的光能束重新分配為傾斜方向到中央和/或周邊視網膜上形成的圖像光譜特徵內。
本公開的某些實施例描述了用於減緩，延遲或預防近視發展中的至少一項的隱形眼鏡，其中，所述隱形眼鏡包括具有光學中心的光學區域和非光學區域；其中所述光學區域至少包括以下內容：（i）具有基本單光的透明區域，所述透明區域被配置為與近視眼的屈光不正度數基本匹配，從而提供進入近視眼的入射光束的聚焦視網膜圖像。其中，當使用點擴展函數，光學傳遞函數或調製傳遞函數或卷積圖像類比操作來表徵視網膜圖像時，會產生光譜特徵。（ii）圍繞透明區域的非圓形非透明區域被配置為形成隱形眼鏡的孔徑光闌；其中，所述隱形眼鏡的非圓形非透明的孔徑光闌能夠至少部分地將入射光重新分配到光譜特徵的多個傾斜空間頻率中，使得重新分佈的光譜圖像類比了觀看自然場景時形成的圖像的光譜特徵。其中，重新分配的光譜圖像與人造場景的光譜特徵明顯不同，人造場景的光譜特徵可能主要由水準和垂直頻率的資訊所控制；其中在近視眼的視網膜上重新分佈的光譜圖像所提供的光學停止信號可以減慢近視眼的進程。
在一些實施例中，用作孔徑光闌的非圓形非透明區域的面積可以有至少2.5平方毫米，至少5平方毫米，至少7.5平方毫米，至少10平方毫米或至少12.5平方毫米。 在一些實施例中，具有基本單光分佈的透明區域的面積可以有至少6平方毫米，至少9平方毫米，至少12平方毫米，至少15平方毫米或至少18平方毫米。
在一些實施例中，用作孔徑光闌的非圓形非透明區域可以從隱形眼鏡的光學中心偏心，並且偏心的大小可以為大約至少0.125毫米，至少0.25毫米， 至少0.5毫米，至少0.75毫米或至少1毫米。 在一些實施例中，非圓形不透明區域的偏心方向可以是水準，垂直，上方向或下方向，在其他實施方式中，非圓形非透明區域的偏心方向也可以在傾斜方向上。
在其他實施例中，用作孔徑光闌的非圓形非透明區域，可以大致地類似多種正多邊形：3和12邊之間，5和12邊之間，5和8邊之間，5和10邊之間，或6到14邊之間。 在又一個實施例中，非圓形非透明區域可以特別地排除了長方形，正方形或菱形的形狀。 在其他實施例中，在非圓形非透明區域包括長方形，正方形或菱形的形狀的情況下，非圓形非透明區域可能需要以長方形，正方形或菱形的方式取向可能需要傾斜放置。 在一些實施例中，可以考慮隱形眼鏡的合適的取向或穩定系統以將鏡片定位在期望的傾斜角度。
根據本公開的另一個實施例，孔徑光闌可以是三角形，五邊形，六邊形，七邊形，八邊形或星形的。 根據本公開的其他實施例，限定非圓形不透明孔徑光闌的邊界可以配置有非直線，例如曲線。
在其他實施例中，用作孔徑光闌的非圓形非透明區域可以被配置為半透明的，或部分不透明的或基本不透明的。 為了促進將半透明或部分不透明或基本上不透明的非圓形非透明區域併入隱形眼鏡中，可以考慮化妝品工業中的傳統貿易工具。
在又一個實施例中，用作孔徑光闌的非圓形非透明區域被配置為使得其直徑顯著大於在暗視，中等暗視或昏暗的照明條件下測量的近視眼的生理瞳孔。
在本公開的某些實施例中，透明區域可以包括球面度數和/或散光度數； 在一些其他實施例中，透明區域可以進一步被配置為具有附加的正或負球差，以優化近視眼的視覺性能。 在某些實施例中，由本公開的一個或多個實施例形成的用於比較和/或評估視網膜圖像光譜特徵的性能的圖像場景可以包括代表自然場景的各種圖像。 例如，森林場景，山脈場景，野外場景，海灘場景，海岸場景，河流場景或瀑布場景。
在某些實施例中，由本公開的一個或多個實施例形成的用於比較和/或評估視網膜圖像的光譜特徵的性能的圖像場景可以包括代表人造場景的各種圖像。 例如，室內場景，街道場景，高層建築場景，城市景觀場景，高速公路場景，辦公室場景或肖像場景。
在一些實施例中，本公開的隱形眼鏡被配置為使得其能夠為佩戴者提供足夠的視野，與那些當前公開內容不含非圓形非透明區域的常規或傳統的單光隱形眼鏡幾乎沒有區別。在其他實施例中，鏡片可以被配置為使得其能夠為佩戴者提供足夠的視覺性能，該視覺性能與當前披露的基本沒有非圓形非透明區域的常規或傳統的單光隱形眼鏡基本上沒有區別。
在另一個實施例中，鏡片被配置能夠提供的可見光透射率，是當前公開的沒有非圓形非透明區域的常規或傳統的單光隱形眼鏡所提供的可見光透射率在至少80％，至少85％，至少90％或至少95％範圍之內。
在一些實施例中，本公開的隱形眼鏡實例的光學性能評估可包括：（i）使用至少一個在3mm（含）和6mm（含）之間的瞳孔直徑； （ii）使用至少一個在460 nm（含）至760 nm（含）之間的可見光波長； （iii）使用至少一個在0度（含）至30度（含）之間的視場角； （iv）使用包括點擴散函數，光學傳遞函數，調製傳遞函數或使用標準卷積運算中的至少一個對視網膜圖像進行模擬的圖像品質度量，從而計算出視網膜圖像 （v）使用示意圖或實物或臺式模擬眼睛。
在一些示例中，在一個或多個實施例中，通過對在具有自然場景或人造場景代表性圖像的光譜特徵的示意性，物理或臺式模型眼上所形成的視網膜圖像光譜特徵的比較，來確定本公開的一個或多個實施例的性能。
根據其中一個實施例，本公開針對配置有設計特徵的隱形眼鏡，例如，在基本單光學區域內的非圓形非透明的孔徑光闌，通過提供從自然場景觀看物體時形成的視網膜圖像類似的視網膜圖像輪廓，可以克服現有技術的局限性。
根據其中一個實施例，本公開針對配置有設計特徵的隱形眼鏡，例如，在基本單光學區域內的非圓形非透明的孔徑光闌，通過提供與從人造場景觀看物體時形成的視網膜圖像基本不同的視網膜圖像輪廓，可以克服現有技術的局限性。
在另一個實施例中，本發明針對一種角膜塑形鏡，其用於至少減緩，延遲或預防近視發展。 在一個實施例中，所述角膜塑形鏡包括前表面，後表面，非圓形的後光學區，光學中心；和圍繞光學中心的非圓形後光學區域，被配置有使角膜表面平坦化可以提供至少部分的和足夠的中央凹矯正，並且進一步配置非圓形准孔，可以至少部分地提供在視網膜圖像的光譜特徵內在傾斜方向上分佈的能量的增加，從而提供停止信號以減小近視進展的速率。
本公開的某些實施例還涉及一種角膜塑形隱形眼鏡，該角膜塑形隱形眼鏡被配置為有效地導致治療區域內的非圓形有效光學准孔，以矯正佩戴者的距離性屈光不正。其中，有效的非圓形准孔改變了入射光的透射特性，使得入射光能量被重新分配到光譜特徵的傾斜頻率中，以類比在觀看自然場景時形成的圖像的光譜特徵。在與所述角膜塑形隱形眼鏡有關的其他實施例中，其後表面可以被配置為有效地產生具有治療區域的橢圓有效准孔，以矯正佩戴者的遠距離屈光不正，可以將其傾斜放置。例如，橢圓有效准孔的位置可以在25度至75度之間，或者在110度至160度之間。其中，配置成傾斜定向的有效非圓形准孔，以使其有目的地改變入射光的透射特性，從而將能量重新分配到頻譜特徵的多個傾斜頻率中。
能量重新分配到傾斜頻率的視網膜圖像的光譜特徵類比了在觀看自然觀察場景時獲得的圖像的光譜特徵。本公開假定，類似於有傾斜頻率的自然場景的視網膜圖像體驗，具有針對進展性近視的保護作用。
本發明公開中提出的實施例涉及對增強功能眼用鏡片的持續需求，該鏡片可抑制或降低近視的發展速度，同時為佩戴者提供足夠的視覺性能。 本發明公開的實施例的各個方面解決了佩戴者的這種需求。
除非另有定義，本文所用術語與本領域技術人員通常使用的術語相同。 術語“近視眼”是指已經經歷近視，處於近視前階段或被診斷為具有向近視發展的屈光狀況的眼睛。
術語“進行中的近視眼”是指已被診斷為正在發展的近視眼，其通過至少-0.25 D /年的屈光不正的變化或至少0.1毫米/年的軸向長度的變化來衡量。
術語“准近視眼”或“近視風險眼”是指當時可能是正視眼或遠視力低，但根據以下因素被鑒定為有增加近視風險的眼睛：遺傳因素（例如，父母雙方都是近視的）和/或年齡（例如，年輕時是遠視的）和/或環境因素（例如，戶外時間）和/或行為因素（例如，在完成近距離任務時花費的時間） 。
術語“光學停止信號”是指可以促進減慢，反轉，制動，延遲，抑制或控制眼睛的生長和/或眼睛的屈光狀況的信號。
術語“隱形眼鏡”是指裝配在佩戴者的角膜上以影響眼睛光學性能的軟，硬或混合型隱形眼鏡製成品，通常包裝在小瓶，泡罩包裝或類似物中。 術語“角膜塑形”鏡片可以表示用於使角膜變平以提供視力矯正的隱形眼鏡。
術語“光學區”是指隱形眼鏡上具有規定光學效果的區域。 術語“隱形眼鏡的光學中心”是指隱形眼鏡的光學區域的幾何中心。術語幾何和幾何中心的意思基本相同。
術語或短語“單光光學區域”或“基本上單光區或輪廓”可以表示光學區域具有均勻的光度分佈，在整個光學區域的光度變化中具有或不具有非球面性。 單光光學區可以進一步分類為包括複曲面或散光的組成，以矯正距離性屈光不正。
作為當前公開的背景，這裡提供了對現有技術以及通常受關注的主題的詳細討論，以說明所公開的實施例，此外還區分了本公開相對于現有技術所預期的進步。
此處提供的任何材料均不應被視為承認，所述的材料是指之前已公開的，已知的，在本公開中闡述的各種實施例和/或請求項的優先順序上已知的，或部分公知的常識。
以下的描述提供了幾個實施例，可以分享本公開的一般特徵和特點。 應當理解，一個實施例的一個或多個特徵可以與任何其他實施例的一個或多個特徵結合以構成另外的實施例。
本公開以參考一個或多個實施例來詳細描述，其中一些實施例由附圖示出和支持。 通過解釋的方式提供了示例和實施例，並且其不應將其理解為對本公開的範圍的限制。
術語“包含”，“含有”，“包含有”，“具有”，“包括”，“包括有”或其任何變體描述，旨在表示非排他性的包含，例如設備，方法，過程或裝置，包括了獨立元件列表，其不僅包括所列舉的元件，而且還包括未直接列出的其他元件，以及本領域技術人員約定俗成已知的或顯而易見的等同物。
除了未特別敘述的以外，在本發明的實踐中使用的結構，佈置，應用，比例，元素，材料或元件，或在不背離本發明的範圍基礎上，以其他方式特定適用於特定環境，製造規格，設計參數或其他操作要求，這些都是可以改變的，並旨在包括在本公開中。
在整個本公開中，公開了發明人此時已知的本發明的各種示例性實施例。這些實施例和模式無意以任何方式限制範圍，適用性或配置或本發明。相反，以下公開旨在教導示例性實施例，模式，以及對於本領域技術人員而言已知或顯而易見的任何等效的模式或實施例的操作實施。另外，所有包括的圖例是示例性實施例和模式的非限制性圖示，其類似地可用于本領域技術人員已知或顯而易見的任何等效的模式或實施例。在此部分中，將參考一個或多個實施例來詳細描述本公開，其中一些示例由附圖示出和支持。通過解釋的方式提供了示例和實施例，並且不應將其解釋為對本公開範圍的限制。 本文公開的功能和結構資訊不應被解釋為以任何方式進行的限制，而應僅被解釋為用於教導本領域技術人員以各種方式採用所公開的實施例和那些實施例的變型代表的基礎。在詳細描述部分中使用的字幕和相關主題標題，僅是為了便於讀者的參考而包括的，而絕不會用於限制貫穿本發明或本公開的申請專利範圍所發現的主題。 此外，在解釋請求項或請求項的範圍時，不應使用副標題和相關主題標題。
涉及自然和人造場景的複雜視覺刺激的分類不斷地挑戰著人類的視覺系統。 可以使用空間域分析來理解這些視覺場景的特徵，例如，通過根據圖元亮度，亮度，強度或顏色來描述一個場景，作為圖元間距的函數。 相反，還可以使用傅立葉域分析來分析場景，該分析本質上涉及將視覺場景分解為使用視覺場景的幅度和相位頻譜創建的雙重表示。 振幅譜對應於跨空間頻率和方向的亮度對比度的分佈，而相位譜對應於視覺場景內空間頻率之間的空間關係。 視覺場景中亮度變化相對於其平均亮度的大小稱為亮度對比度。
視覺系統利用諸如空間頻率和亮度對比度之類的低水準特徵來實現識別，並且，從神經生物學的觀點來看，已知視網膜和視覺皮層水準的細胞都對亮度對比度，空間頻率， 和方向有反應。 圖像中較低空間頻率中包含的粗略資訊能夠傳達視覺場景的合理解釋。 最初的粗略資訊進一步指導了高空間頻率的處理，以在個人的視覺皮層上提供視覺場景的精細資訊。
視覺場景的傅立葉分析捕獲了大量圖像冗餘，因為視覺場景的功率光譜（即，其幅度譜的平方）提供了其自相關的直接量度。 本公開的某些部分集中于對自然和人造場景的視覺場景進行傅立葉分析。 特別是，由Torralba和Oliva撰寫的題為“自然圖像類別的統計資訊”的論文（在《計算神經系統》，第14卷，2003年，第391-412頁）中全文引用作為參考。 可以使用極座標對平均功率光譜建模，在該極座標中，光譜的形狀主要取決於視覺場景或圖像內的方向特徵。
在整個公開中，這可以被稱為視覺場景或圖像的光譜特徵，特別是本文所討論的光譜特徵的特性。與本發明有關的光譜特徵的特性包括光譜特徵的形狀以及與傾斜方向上能量分佈相比的在水準和垂直方向上的能量分佈。在現實世界的視覺場景（包括自然場景和人造場景）中，垂直和水準方向比傾斜方向更為頻繁。換句話說，無論是自然場景還是人造場景，真實視覺場景的光譜特徵在水準和垂直方向上的能量分佈都比傾斜方向的能量更多。在仔細觀察自然和人造視覺場景的光譜特徵內的傾斜方向時，可以注意到，傾斜方向在自然場景中比在人造場景中更頻繁。此外，在一些人造場景中，傾斜方向可能幾乎不存在或很小，可以忽略不計。
圖1是從現有技術出版物[Torralba等，“自然圖像類別的統計”，電腦神經系統，14卷（2003），第394頁]中複製的，其全文併入本文。圖1突出顯示了兩種不同類型的視覺場景的光譜特徵，一種是通過對自然場景的大量圖像進行平均而獲得的代表性樣本（101），而通過對人造場景的許多圖像進行平均而獲得的另一樣本（102）。對許多代表性的自然和人造圖像進行後處理會導致所描繪的光譜特徵（101和102）。光譜特徵中的兩條輪廓線代表光譜特徵中捕獲的能量的50％（內部）和80％（外部）。在101和102的x軸和y軸上的標記表示每個圖元0.1個週期的任意空間頻率閾值。在該示例中使用的空間頻率標度被歸一化。 101和102之間的明顯差異可以歸因於頻譜特徵中的各向同性或缺乏各向異性（即，各向異性）。代表性的自然圖像通過在水準，垂直和傾斜方向觀察到的能量分量，提供了更加各向同性的光譜特徵。相反，人造的代表性場景提供了各向異性的光譜特徵，並且在傾斜方向上捕獲的能量最少。當考慮到人造場景時，在較小的差異尺度上，在光譜特徵的水準方向上會捕獲更多的相對能量。另一方面，當考慮自然場景時，在光譜特徵的垂直方向上會捕獲更多的相對能量。
本公開內容設想圖像中取向的各向異性分佈可以具有調節准近視眼或近視眼的神經生物學的能力，當該眼主要暴露於一種類型的圖像到另一類型的場景。 例如，暴露於更多人造場景的近視眼可能會產生出適當的神經生物學變化，以適應相應的視覺動力。
換句話說，本公開考慮到人造場景或場景缺乏傾斜頻率會產生對眼睛生長的刺激。 相反，當眼睛暴露于自然圖像或提供傾斜頻率的圖像時，這些圖像可能會提供光學停止信號，從而使眼睛的生長或近視發展減速。
圖2也是從現有技術的出版物[Torralba等，“自然圖像類別的統計”，電腦神經系統，14卷（2003），第395頁]中複製，其全文併入本文。圖2展示了大約14種不同類型場景的光譜特徵，其中包括7種自然起源的代表性場景和7種人造場景。每個類別中的14張代表性圖像的後處理（例如，對功率光譜進行平均）將產生所描繪的光譜特徵。圖2進一步突出顯示了14個光譜特徵的不同等高線圖，其中每個光譜特徵中的三條輪廓線代表了所捕獲能量的60％，80％和90％。傅立葉分量的平方總和形成等高線圖，該等高線圖描述了總能量的散佈。儘管代表性場景描繪的是遠距離視覺場景，但可以將概念延展到中間或近距離視覺場景的光譜特徵。例如，在室內設置中查看電腦，筆記型電腦，平板電腦，書籍，智慧手機等。
如本文所注意到的，來自14種不同類別的場景的平均功率譜表現出明顯不同的取向和空間頻率分佈。各種人造類別之間的區別主要在於在不同比例的水準輪廓和垂直輪廓之間的關係，並且在光譜特徵的傾斜方向上散佈的能量非常小。但是，自然環境的光譜特徵似乎在光譜形狀上具有廣泛得多的變化。在考慮其基本類別的級別時，例如森林場景與城市場景，一些單獨場景類別的光譜特徵顯著不同。從這裡注意到的圖2的等高線圖中，主要的空間比例和主要的方向是非常典型的場景類別，代表著不同體積或深度範圍。大型場景的圖像的光譜特徵主要由水準方向決定，例如，海灘場景與海岸場景。當場景背景變得更接近觀察者時，例如，山的圖像與封閉的自然物體的圖像對比，光譜特徵變得更加各向同性，並且在高空間頻率中顯得更密集。自然環境中光譜特徵的形狀似乎與圖像主要成分的比例或大小相關，例如，在森林場景中觀察到的質地較細，而在瀑布中觀察到的質地則較粗。
本公開內容假設，自然圖像和人造圖像之間的差異可能是對進展性近視的可能性的解釋。 此外本公開內容設想，在視網膜上形成的圖像的光譜特徵內的各向異性能量分佈，或缺乏傾斜取向的光譜特徵，當准近視眼或近視眼主要暴露於從一種場景到另一種類型的圖像或場景時，可以調節該眼的神經生物學性能。 例如，暴露在比自然場景更多的人造場景下的近視眼可能會發展出適當的神經生物學變化，以適應相應的視覺動力。例如，基於人口的證據或觀察結果所支持的假設是，與在城市或現代城市生活或長大的同齡人相比，在農村，村莊，小城鎮或鄉下生活或長大的孩子更不易患上近視。
本發明提出了一種替代方法，該方法通過利用如本文所公開的單光隱形眼鏡上的非圓形非透明孔徑光闌，有目的地引入或增加能量擴散到視網膜光譜特徵的傾斜維度上，從而延緩近視的發展。在一些示例中，有意地將能量擴散引入或增加到視網膜光譜特徵的傾斜維度中，可以限於視網膜上的特定區域，或者可以不限於視網膜上的任何特定區域。在一些實施例中，隱形眼鏡可包括軟性隱形眼鏡，而在又一實施例中，隱形眼鏡可以是指用於角膜塑形（使眼睛的前表面角膜變平塑形）在白天或晚上佩戴的透氣性或硬性隱形眼鏡。本公開的另一個實施例包括一種延遲近視的替代方法，即，使用經過專門設計的角膜塑形鏡，採用本文討論的專用後表面設計，利用角膜上的非圓形扁平區域，將角膜塑形鏡配置為提供非圓形的治療區域，有目的地在視網膜光譜特徵的傾斜維度上增加能量散佈。在這樣的示例中，應理解的是，扁平角膜的非圓形治療區可產生准孔。換句話說，在這種情況下，孔不是由不透明的邊界形成的，而是由非圓形功能的角膜屈光度改變而形成的，在本文中也稱為准孔。
例如，當眼暴露於更多的無傾斜頻率的人造場景時，無論是在遠處的和/或在近處的視覺環境，都可能產生適當的神經生物學變化以適應這種相應的視覺動力，從而進一步加速了近視。 換句話說，本發明公開考慮到人造場景或缺乏傾斜頻率的場景會進一步刺激眼睛的生長。 相反，當眼睛暴露於能量散佈到傾斜頻率的圖像上時，可能會產生眼睛生長的停止信號。
在中央和外周視網膜中分佈有不同大小和間隔距離的視錐和視杆感受器。在本公開的一些實施例中，視覺場景的功率光譜分析也可以考慮這些因素。此外，視覺場景的功率光譜與視覺場景的波長譜之間可能存在相互作用。
視覺場景的波長光譜包括入射光的波長特性。 在一些視覺場景中，視覺場景的波長可能主要偏向視覺光譜的藍光端，包括大約420 nm和490 nm。 在一些其他視覺場景中，視覺場景的波長可能主要偏向視覺光譜的綠帶，包括約500nm和590nm。
在另一些其他視覺場景中，視覺場景的波長可以主要偏向視覺光譜的紅端，大約為600 nm和760 nm。 在又一些其他視覺場景中，視覺場景的波長可能主要偏向人視錐敏感度函數，這是一種非線性函數，其峰值敏感度朝大約555 nm。
隱形眼鏡裝置或方法，基於在其他情況下在單光光學區域內採用非圓形非透明孔徑光闌，可提供延遲眼睛的生長速度或停止眼睛的生長的停止信號或佩戴者屈光不正的狀態，可以促進描述視網膜上的能量分佈的點擴散函數和調製傳遞函數的改變；其中形成所述改變的點擴展函數的視網膜上的能量分佈，使得能量被分佈到傾斜頻率上，其可以用作抑制，減少或控制進展性近視屈光不正的光學停止信號。
本發明涉及一種用於降低近視發展速度的設備和/或方法，尤其涉及一種在所設計鏡片的光學區域內配置有非圓形非透明孔徑光闌的高級隱形眼鏡，可以有目的地將能量引入視網膜頻譜特徵的傾斜頻率中，其中改變的視網膜圖像可以為近視眼的生長提供停止信號。
本公開還涉及一種角膜塑形隱形眼鏡，該角膜塑形隱形眼鏡被構造成導致非圓形的有效准孔，以矯正佩戴者的距離性屈光不正。 其中，有效的非圓形准孔改變了入射光的透射特性，人為地引入了傾斜頻率，其他情況下這些傾斜頻率只能在觀看自然場景中被觀察到。 這些傾斜的頻率可能會產生停止信號，以減少近視的進展。
圖3示出了當准直光束穿過示意性模型眼睛的圓形（301），橢圓（302），三角形（303）和正方形（304）孔徑時獲得的視網膜點擴散函數。在311中展示了配置有圓形孔徑光闌或瞳孔的示意性模型眼的軸上點擴展傳遞函數。如此處所注意到的（311），能量在所有子午線上旋轉對稱地分佈，包括水準方向，垂直和傾斜方向。與使用圓形孔徑（301）觀察到的視網膜點擴展函數不同，使用橢圓形孔徑光闌或瞳孔獲得的視網膜點擴展函數是旋轉不對稱的，特別是觀察到水準和垂直子午線之間的變化。此外，在示意性眼睛內使用三角形的孔徑光闌或瞳孔，將能量重新分配到其視網膜點擴展函數的傾斜頻率上（313）。另一方面，使用正方形孔（304）觀察到的視網膜點擴展函數（314）完全減輕或減弱了傾斜頻率。
如本公開所預期的，將優選地將三角形孔（303）及其對應的視網膜點擴展功能（313）配置在本文公開的裝置中，而不是正方形孔（304），因為其對應的視網膜點擴展函數（314），從自然場景投射的圖像中是未能觀察到傾斜頻率的。
在本公開的一些其他實施例中，多邊形瞳孔的取向可以被配置為在其他傾斜，水準或垂直頻率上選擇性地減輕或減弱特定的傾斜頻率。
圖4示出了當准直光束穿過示意性模型眼五邊形（401），六邊形（402），八邊形（403）和不規則六邊形（404）孔徑時觀察到的視網膜點擴展功能。配置有五邊形，六邊形，八邊形和不規則六邊形孔徑光闌或瞳孔的示意模型眼的軸上點擴散函數分別顯示在411、412、413和414中。如本公開所預期的那樣，五角形（401），六邊形（402），八角形（403）和不規則六邊形（404）孔徑及其對應的點擴展函數（分別為411、412、413和414）將是優選的孔徑類型在本文公開的預期的光學裝置（即隱形眼鏡）內配置的光學器件。在此示例中，使用此類孔徑會將能量重新分配給傾斜頻率，從而可能類比在觀看自然圖像或觀看從自然場景投射的視覺場景時獲得的光學性能。在一些其他實施例中，多邊形瞳孔的取向可以被配置為在其他傾斜，水準或垂直頻率上選擇性地減輕或減弱特定的傾斜頻率
圖5展示了兩個人造場景的素描草圖，其被用於評估由一個或多個實施例形成的視網膜圖像的光譜特徵的性能。第一個人造場景是代表城市天際線的草圖，第二個人造場景是代表室內辦公環境的草圖。為了便於評估，將圖5的兩個人造場景視為源點陣圖檔，其中，這些源點陣圖檔與在示意圖模型眼睛的視網膜處計算出的點擴展函數陣列進行卷積，該點擴展函數陣列跨越了視網膜上一定的視場角範圍。當使用本公開的一個或多個實施例來矯正合適的示意性近視模型眼時，如本文的實施例1至5（圖6至圖13）所述，得到了其性能表現。用於計算點擴散函數的網格採樣設置為65536（256 x 256陣列）。在實施例示例1-4中描述的性能評估是在不同的配置下進行的，包括不同的瞳孔，波長和視場角。
對示例1至4的每個實施例的光譜特徵的計算至少包括以下步驟：（i）對源點陣圖（例如，圖5的兩個人造圖像之一）進行過採樣至少是2的倍數; （ii）至少確定要在期望視野內的每個方向上計算的點擴展函數的數目，其中，在期望視野內的每個方向上的點擴展函數的數目至少為11×11陣列； （iii）第三，在裝配有本公開的各種實施例的示意性模型眼睛的視網膜上，在期望視場角上計算點擴散函數的至少11×11陣列網格；其中，使用惠更斯的衍射原理計算點擴展函數的陣列網格，該原理考慮了系統的像差和在本公開的任意孔徑光闌的形狀的邊緣周圍的衍射效應。（iv）然後針對修改後的源點陣圖中的每個圖元對點擴展函數的陣列網格內的每個點擴展函數進行插值；其中，在每個圖元處，將有效點擴展函數與修改後的源點陣圖進行卷積，以確定所得的畸變點陣圖圖像；其中最終的點陣圖圖像I（x，y）最終被縮放和拉伸以考慮期望的圖像圖元大小，畸變和橫向像差（如果有的話）； （v）對所得的點陣圖圖像I（x，y）進行傅立葉域分析，並使用等式1-2中的公式推導歸一化的功率光譜，從而得到頻譜特徵； （vi）最後，可以重新縮放通過等式1-2獲得的歸一化功率光譜內的資料，使得可以保留在功率光譜內捕獲至少60％，70％或80％的能量。
– 等式1
– 等式2
示意性模型眼被用於計算本公開的示例性實施例的光譜特徵。 表1中列出了用於計算光譜特徵的示意性模型眼的處方參數。表1中的處方不應解釋為強制性方法，以證明本公開的預期示例性實施方案的效果。
這僅僅是本領域技術人員可以用於光學類比目的的許多方法中的一種。 在其他示例中，鏡片設計者還可以改變模型眼睛的各個要素的參數；例如，角膜，晶狀體，視網膜，介質或其組合，以說明更好地模擬所描述的效果。 例如，為了演示其他實施例的效果，也可以替代地使用其他示意性模型眼睛，例如，Atchison，Escudero-Navarro，Liou-Brennan，Polans，Goncharov-Dainty。 在其他示例中，可以使用物理或臺式模型眼代替示意圖模型眼。
表1：-3 DS的近視眼模型示意圖處方。
| 類型 | 評價 | 半徑 （毫米） | 厚度 （毫米） | 折射率 | 半直徑 （毫米） | 錐體常數 |
| 標準 | 不限 | 不限 | 0 | 0 | ||
| 標準 | 初始 | 不限 | 5 | 4 | 0 | |
| 標準 | 角膜前部 | 7.75 | 0.55 | 1.376 | 5.75 | -0.25 |
| 標準 | 角膜後部 | 6.4 | 3 | 1.334 | 5.5 | -0.4 |
| 標準 | 瞳孔 | 不限 | 0.45 | 1.334 | 5 | 0 |
| 標準 | 晶體前部 | 10.8 | 3.8 | 1.423 | 4.5 | -4.798 |
| 標準 | 晶體後部 | -6.25 | 17.72 | 1.334 | 4.5 | -4.101 |
| 標準 | 視網膜 | -12 | 0 | 6 | 0 |
表1的示意性模型眼睛用常規或傳統的單光隱形眼鏡矯正；單光鏡的光學區域直徑約為6毫米，比傳統的單光隱形眼鏡小。 以下參數用於模擬單光隱形眼鏡； 前表面半徑為8.675毫米，非球面度Q為零，後表面半徑為8.13，非球面度Q為-0.13。 為了模擬本公開的一個或多個實施例，如本文所述的實施例示例1至4所示，改變其光學區的透射特性。
實施例1
圖6示出了示例性隱形眼鏡實施例的正視圖，未按比例繪製。 該正視圖示出了光學區域（601），鏡片直徑（602）和設計特徵（603a至603c），即孔徑光闌的非圓形非透明特徵。 在該示例中，鏡片直徑大約為14mm，光學區被設計為基本上具有單光屈光，並且直徑大約為6mm。
在該示例中，被顯示的非圓形非透明區域是一個內切於等邊三角形內直徑為6 mm的圓內的省略區域，該等邊三角形的三個邊的定義長度為2 * R * cos（30度） ，其中R ＝ 3mm。 在該示例中，由等邊三角形定義的光學區域內的透明區域的面積約為11.66平方毫米。 在此示例中，非圓形非透明區域的面積約為16.6平方毫米。
圖7示出了圖6中公開的示例性實施例之一，佩戴在表1中描述的示意性近視模型眼上形成的視網膜圖像的光譜特徵。[0075]段中描述的單光隱形眼鏡被配置為兩種不同的配置，（a）沒有任何預期的非圓形非透明特徵，和（b）具有在圖6（603）中描述的預期的非圓形非透明孔徑光闌特徵。當它與本公開的不具有任何特徵的單光隱形眼鏡獲得的視網膜圖像（701）的光譜特徵進行比較時，使用配置在單光隱形眼鏡內的非圓形非透明孔徑光闌（603），會有助於將光能重新分配到視網膜圖像（702）的光譜特徵的傾斜頻率中， 觸發了向進展性近視的眼睛發出停止信號。在此示例中，頻譜特徵代表本文所述功率光譜分析（701和702）中捕獲的能量的60％。 在其他示例中，可能需要進行其他功率光譜分析，以在頻譜特徵內包括至少70％或80％的捕獲能量。在此示例中，使用以下參數進行了計算：（a）模型眼的瞳孔直徑為5 mm； （b）0.589微米的單色波長； （c）15度的視場角，以及（d）圖5中所述的室內人造場景（501）。
實施例2
圖8示出了示例性隱形眼鏡實施例的正視圖，未按比例繪製。 該正視圖示出了光學區域（801），鏡片直徑（802）和設計特徵（803a至803f），即孔徑光闌的非圓形非透明特徵。 在該示例中，鏡片直徑為大約14.2mm，光學區被設計為基本上具有單光屈光，並且直徑為大約6mm。
在該示例中，特徵非圓形非透明區域是內切於正六邊形內的6mm圓內的省略區域，正六邊形的六個邊具有限定的長度R，其中R = 3mm。 在此示例中，由正六邊形定義的光學區域內的透明區域的面積約為23.38平方毫米。 在此示例中，非圓形非透明區域的面積約為4.88平方毫米。
圖9示出了圖8中公開的示例性實施例之一，佩戴在表1中描述的示意性近視模型眼上形成的視網膜圖像的光譜特徵。[0075]段中描述的單光隱形眼鏡被配置為兩種不同的配置，（a）沒有任何預期的非圓形非透明特徵，以及（b）具有圖8中所述的預期的非圓形非透明孔徑光闌特徵（803）。當它與本公開的不具有任何特徵的單光隱形眼鏡獲得的視網膜圖像（901）的光譜特徵進行比較時，使用配置在單光隱形眼鏡內的非圓形非透明孔徑光闌（803），會有助於將光能重新分配到視網膜圖像（902）的光譜特徵的傾斜頻率中， 觸發了向進展性近視的眼睛發出停止信號。在此示例中，頻譜特徵代表本文所述功率光譜分析（901和902）中捕獲的能量的70％。 在其他示例中，可能需要進行其他功率光譜分析，以在頻譜特徵內包括至少50％或80％的捕獲能量。在此示例中，使用以下參數完成了計算：（a）模型眼的瞳孔直徑為5 mm； （b）代表明視光度函數的多色波長源； （c）20度的視場角，以及（d）圖5中描述的室內人造場景（501）。
在該示例中，使用正六邊形孔徑的透明區域可能會導致非圓形非透明區域太窄而無法在所有情況下均有效。其中，或者太多的光被阻擋，或者自然的光瞳形狀使得孔徑覆蓋了所考慮的公開的特徵。在這樣的情況下，可以優化設計特徵以應對由於佩戴者在日常情況下可能經歷的可變照明條件下而導致的可變瞳孔尺寸的問題。例如，設計特徵的最優化方法之一可以包括分離六邊形孔（803a至803f）的六條邊，並配置為與中心的距離不同。其中，至少一個邊緣將影響功率光譜，同時保持對光通量的某種調製。 可替代地，在一些其他實施例中，這種設計特徵的優化可以包括所建議的六角形（803）孔徑的偏心。
實施例3
圖10示出了示例性隱形眼鏡實施例的正視圖，未按比例繪製。 該正視圖示出了光學區域（1001），鏡片直徑（1002）和設計特徵（1003a至1003f），即孔徑光闌的非圓形非透明特徵。 在該示例中，鏡片直徑大約為13.8mm，光學區被設計為基本上具有單光屈光並且直徑大約為6mm。
在該示例中，被顯示的非圓形非透明區域是內切于被定義為規則形狀的星形的透明區域內直徑6mm圓的省略區域。 在此示例中，由規則形狀的星形定義的光學區域內的透明區域的面積約為23.32平方毫米。 在此示例中，非圓形非透明區域的面積約為4.94平方毫米。
圖11顯示了由圖10中公開的示例性實施例之一，佩戴在表1中描述的示意性近視模型眼上形成的視網膜圖像的光譜特徵。[0075]段中描述的單光隱形眼鏡被配置為兩種不同的配置，（a）沒有任何預期的非圓形非透明特徵，以及（b）具有圖10（1003）中所述的預期的非圓形非透明孔徑光闌特徵。
當它與本公開的不具有任何特徵的單光隱形眼鏡獲得的視網膜圖像（1101）的光譜特徵進行比較時，使用配置在單光隱形眼鏡內的非圓形非透明孔徑光闌（1003），會有助於將光能重新分配到視網膜圖像（1102）的光譜特徵的傾斜頻率中， 觸發了向進展性近視的眼睛發出停止信號。
在此示例中，頻譜特徵代表本文所述功率譜分析（1101和1102）中捕獲的能量的60％。 在其他示例中，可能需要進行額外的功率譜分析，以將至少80％或90％的捕獲能量包括在頻譜特徵內.
在該示例中，使用規則形狀的星形孔的透明區域可能導致非圓形非透明區域區域可能太窄而不能在所有情況下都有效。其中，或者太多的光被阻擋，或者自然的光瞳形狀使得孔徑覆蓋了所考慮的公開的特徵。這兩者都是不希望的情況，在這樣的情況下，可以優化設計特徵以應對由於佩戴者在日常情況下可能經歷的可變照明條件下而導致的可變瞳孔尺寸的問題。例如，設計特徵的優化方法之一是可以包括將規則星形開口的六個較小的三角形（1003a至1003f）分開並且被重新配置為距中心不同的距離。其中，至少一個邊緣將影響視網膜圖像的光譜特徵的功率光譜，同時保持對光通量的一些期望的調製。替代性地，在本公開的一些其他實施例中，這種設計特徵的優化還可以包括使所提出的規則形狀的星形孔徑偏心具有不規則特徵。可以考慮使用在隱形眼鏡內配置的修改的非圓形非透明孔徑光闌特徵（1003），使得將能量分佈到軸上和/或離軸視網膜圖像的光譜特徵的傾斜頻率上。以觸發進展性近視眼的停止信號。近視眼的各種其他生理因素也可以納入設計特徵的優化中，從而在保持刺激以減緩進展性近視的同時，在隱形眼鏡的視覺性能之間達到總體平衡。
在該示例中，使用以下參數進行計算：（a）模型眼上的瞳孔直徑為6mm； （b）代表視光度函數的多色波長源； （c）20度的視場角，以及（d）圖5中所述的室外人造場景（502）。
實施例4
圖12示出了示例性隱形眼鏡實施例的正視圖，未按比例繪製。 該正視圖示出了光學區域（1201），鏡片直徑（1202）和設計特徵（1203），即孔徑光闌的非圓形非透明特徵。 在該示例中，鏡片直徑大約為14mm，光學區被設計為基本上具有單光屈光，並且直徑大約為6mm。
在該示例中，特徵性非圓形非透明區域是內切於規則形狀馬爾他十字內直徑為6mm的圓內的省略區域。 在此示例中，由規則形狀定義的光學區域內的透明區域的面積約為24平方毫米。 在此示例中，非圓形非透明區域的面積約為4平方毫米。
圖13顯示了由圖12中公開的示例性實施例之一，佩戴在表1中描述的示意性近視模型眼上形成的視網膜圖像的光譜特徵。[0075]段中描述的單光隱形眼鏡被配置為兩種不同的配置，（a）沒有任何預期的非圓形非透明特徵，以及（b）具有圖12（1203）中所述的預期的非圓形非透明孔徑光闌特徵。
當它與本公開的不具有任何特徵的單光隱形眼鏡獲得的視網膜圖像（1301）的光譜特徵進行比較時，使用配置在單光隱形眼鏡內的非圓形非透明孔徑光闌（1203），會有助於將光能重新分配到視網膜圖像（1302）的光譜特徵的傾斜頻率中， 觸發了向進展性近視的眼睛發出停止信號。
在此示例中，頻譜特徵代表本文所述功率譜分析（1301和1302）中捕獲的能量的60％。 在其他示例中，可能需要進行額外的功率譜分析，以將至少80％或90％的捕獲能量包括在頻譜特徵內.
在該示例中，使用以下參數進行計算：（a）模型眼上的瞳孔直徑為6mm； （b）0.589微米的單色波長源； （c）25度的視場角，以及（d）圖5中所述的室外人造場景（502）。
在另一個隱形眼鏡的實施例中，光學區域可以具有散光設計以矯正佩戴者的距離性屈光不正。 在另一個隱形眼鏡實施例中，光學區域可以具有非球面設計，即引入球面像差（正或負）。 在又一個隱形眼鏡實施例中，非圓形非透明孔可以是橢圓形，三角形，正方形，矩形，五邊形，六邊形，七邊形，八邊形，星形或其他類型的多邊形。
在另一個隱形眼鏡實施例中，設計特徵，即非圓形非透明孔徑光闌可以包含在隱形眼鏡光學區域中心的1、2、3、4、5或6毫米內。在又一個隱形眼鏡實施例中，設計特徵，即非圓形非透明孔徑光闌可以包含在隱形眼鏡光學區域中心的1毫米與3毫米之間，或2毫米至4毫米之間，或3毫米至5毫米之間，或2毫米至6毫米之間。非圓形非透明孔徑光闌的尺寸的選擇可以考慮瞳孔生理尺寸的最大和最小變化。在某些其他隱形眼鏡實施例中，隱形眼鏡的預期設計特徵可以位於，形成或放置在隱形眼鏡的兩個表面之一上，並且另一表面可以具有用於進一步減少眼睛生長的附加特徵。例如，使用其他功能，例如離焦，像散或球差。為了避免進入佩戴者眼睛的透射率不足，非圓形非透明孔大小的選擇要使到通過預期鏡片的總透射率至少是現有技術的標準單光眼鏡的85％，90％或95％。
在本公開的一些實施例中，可以使用非圓形非透明孔徑光闌來配置停止信號，另外的情況下以單光光學來設計而沒有明顯的球差。 在另一些其他實施例中，可以用具有正或負球差的單光學來設計軟性或硬性隱形眼鏡的光學區域。 在一些其他實施例中，軟性或硬性隱形眼鏡的光學區域可以另外以單光光學設計，該單光光學包括球面屈光和柱面屈光，以矯正佩戴者的距離性屈光不正。
圖14示出了體現本公開原則的硬性透氣性角膜塑形隱形眼鏡。當將本公開預期的鏡片定位在近視眼的角膜上，並且被配置為在角膜中央（1411）和角膜其他選定區域（1412、1413）有眼部支撐區域，從而當眼瞼（圖中未顯示）合上時，可確認鏡片上的壓力均勻，從而使角膜重新塑形。基於近視眼（1411、1412和1413）的角膜表面地形特徵，鏡片後表面（1401、1402和1403）曲率的選擇性安排限定了眼球支承區域，從而允許重塑近視眼角膜的相應部分。根據本公開實施例中之一，如圖14所示，用於近視的角膜塑形的硬性透氣性隱形眼鏡包括至少三個區域，即，基弧區（1401），和至少一個校準弧區 （1402）及周邊弧區（1403）；基弧區配置在跨越限定區域的非圓形區域上，該非圓形區域的曲率小於中央角膜區域的測得曲率（1411），並產生主壓力以使中央角膜區域變平，並為該區域提供矯正近視。校準弧區（1402）圍繞或外接在基弧區上，並配置為具有比基弧區（1401）更大形狀，大小和曲率，以產生二次壓力以使中央角膜區域變平；以及至少一個圍繞校準弧區（1402）的外周弧區（1403），其構造成具有另一種限定的形狀，大小和曲率，該形狀，大小和曲率小於所測量的角膜的中週邊部分的曲率（1413），以使鏡片基本上在角膜中央區域上方對齊並居中；其中，當將鏡片戴在近視眼上時，鏡片的非圓形基弧區（1401）產生相應的扁平角膜非圓形區域（1411），作為非圓形准孔；其中通過該非圓形准孔進入到近視眼的光，引入了另外的至少部分的衍射效應，導致一部分光能在視網膜上的傾斜方向上分佈，在頻譜特徵中以傾斜頻率觀察到的信號，類比了視覺化的自然場景的視覺體驗，從而向進展性近視眼產生了停止信號。在該示例中，頻譜特徵代表本文所述功率譜分析中捕獲的能量為60％。
一種用於近視眼的硬性透氣性角膜塑形鏡，包括：基弧部分，其被配置為具有比所述近視眼睛的中央角膜區域更平坦的曲率；以及鏡片的驗配弧區，其曲率比鏡片的基弧曲率大得多。鏡片的校準弧區，其曲率比角膜的下層部分陡峭，使得與角膜部分接觸；當將鏡片安裝在眼睛上時，鏡片的校準區，驗配區和基弧區結合在一起，可為中央角膜區提供壓力，從而可以使角膜的中央部分變平，從而在閉合眼瞼的情況下取得足夠的屈光矯正；所述鏡片的外周弧區部分具有比角膜有更平坦的曲率。其中，對於不同的方位角，基弧區和驗配區部分的相交徑向點是不同的，從而產生角膜上的非圓形平坦區域，該非圓形平坦區產生了非圓形的有效瞳孔，以傾斜角度定位，導致光譜特徵中沿傾斜方向人為地引入能量分佈，從而向進展性近視眼產生停止信號。在一些實施例中，至少一個外周弧區部分被設計為包括厚度特性，該厚度特性在眼睛閉合條件下提供了鏡片有力的穩定性。本發明可以與任何潛在可影響近視發展的裝置/方法結合使用。這些可以包括但不僅限於，本領域技術人員可以考慮的各種設計的框架眼鏡鏡片，濾色片，藥物製劑，行為變化和環境條件。在以下示例集中，很少描述有其他示例性實施例。
示例集“ A”
一種用於減緩，延遲或預防近視發展中之一的隱形眼鏡，該隱形眼鏡包括具有光學中心的光學區和非光學區；光學區包括：具有基本單光分佈的透明區域，該透明區域被配置為與近視眼的屈光不正基本匹配，從而提供進入近視眼的入射光束的聚焦視網膜圖像；其中，當使用傅立葉轉換的功率光譜來表徵視網膜圖像時，會產生光譜特徵。以及，包圍透明區域的非圓形非透明區域，其被配置為形成隱形眼鏡的孔徑光闌；其中，所述隱形眼鏡的孔徑光闌能夠至少部分地將入射光重新分配到光譜特徵的多個傾斜空間頻率中，使得重新分佈的光譜圖像類比了自然場景的光譜特徵。其中重新分配的光譜圖像提供了光學停止信號，以減慢近視眼的發展。
示例集合A的一項或多項前述權利要求的隱形眼鏡，其中透明區域的面積至少為12.5平方毫米，15平方毫米，17.5平方毫米，20平方毫米，22.5平方毫米或25平方毫米。
示例集合A的一項或多項前述權利要求的隱形眼鏡，其中所述非圓形非透明區域的面積至少為2.5平方毫米，5平方毫米，7.5平方毫米，10平方毫米或12.5平方毫米。
示例集合A的一項或多項前述權利要求的隱形眼鏡，其中所述非圓形非透明區域的形狀基本上像正多邊形，介於3到12邊之間，5到12邊之間，5到8邊之間， 5和10邊之間，或6和14邊之間。
示例集合A的一個或多個前述權利要求的隱形眼鏡，其中所述非圓形非透明區域的形狀基本上不像長方形，正方形或菱形。
示例集合A的一個或多個前述權利要求的隱形眼鏡，其中所述非圓形非透明區域是半透明的，部分不透明的或基本不透明的。
示例集合A的一個或多個前述權利要求的隱形眼鏡，其中所述非圓形非透明區域被配置為使得其直徑實質上大於近視眼的生理瞳孔，以暗視或昏暗光照條件下測量。
示例集合A的一個或多個前述權利要求的隱形眼鏡，其中所述透明區域包括球面和散光。
示例集合A的一個或多個前述權利要求的隱形眼鏡，其中所述透明區域包括正或負球差。
示例集合A的一個或多個前述權利要求的隱形眼鏡，其中所述非圓形非透明區域相對於所述隱形眼鏡的光學中心基本上偏心。
示例集合A的一項或多項前述權利要求的隱形眼鏡，其中自然場景包括森林場景，山脈場景，田野場景，海灘場景，海岸場景，河流場景或瀑布場景 。
示例集合A的一個或多個前述權利要求的隱形眼鏡，其中重新分佈的光譜圖像與人造場景的光譜特徵基本上不同。
示例集合A的一項或多項前述權利要求的隱形眼鏡，其中人造場景包括室內場景，街道場景，高層建築場景，城市景觀場景，高速公路場景，辦公室場景或人像場景。
示例集合A的一個或多個前述權利要求的隱形眼鏡，其中，所述隱形眼鏡能夠為佩戴者提供足夠的視野，這與所述的沒有非圓形非透明區域的常規或傳統單光隱形眼鏡基本上沒有區別。
示例集合A的一個或多個前述權利要求的隱形眼鏡，其中，所述隱形眼鏡能夠為佩戴者提供足夠的視覺性能，這與所述的沒有非圓形非透明區域的常規或傳統單光隱形眼鏡基本上沒有區別。
示例集合A的一項或多項前述權利要求的隱形眼鏡，其中，所述鏡片能夠提供可見光透射率，該可見光透射率在由沒有非圓形非透明區域的常規或傳統單光隱形眼鏡所提供的可見光透射率的至少80％內。
示例集合A的一個或多個前述權利要求的隱形眼鏡，其中導致光譜特徵的類比視網膜圖像的計算包括了3毫米（含）至6毫米（含）之間的瞳孔直徑。
示例集合A的一個或多個前述權利要求的隱形眼鏡，其中導致光譜特徵的類比視網膜圖像的計算包括介於460nm至760nm之間的可見光波長。
示例集合A的一個或多個前述權利要求的隱形眼鏡，其中類比視網膜圖像的計算導致光譜特徵包括至少5度，10度，15度，20度，25度或30度的視場角。
示例集合A的一項或多項前述權利要求的隱形眼鏡，其中在配置有與基本屈光度特性曲線相匹配的距離性屈光不正的模型眼上進行測試，可為3毫米（含）至6毫米（含）之間的一個光瞳，和420nm（含）至760nm（含）之間的至少一個波長提供視網膜圖像；其中以快速傅立葉轉換表徵的視網膜圖像產生了光譜特徵。其中，隱形眼鏡的孔徑光闌將入射光重新分配到光譜特徵的多個傾斜空間頻率中，使得重新分佈的光譜圖像類比自然場景的光譜特徵。其中重新分配的光譜特徵與沒有非圓形非透明區域的常規或傳統單光隱形眼鏡在類似條件下的模型上測試時所獲得的光譜特徵實質上不同。
示例集合A的一個或多個前述權利要求的隱形眼鏡，其中所述模型眼睛是示意圖，物理或臺式模型眼睛。
示例集合A的一個或多個前述權利要求的隱形眼鏡，其中，所述鏡片的非圓形非透明孔徑向進展性近視眼產生停止信號。
示例集“ B”
一種用於近視眼的角膜塑形隱形眼鏡，包括至少三個區域：基弧區，校準區和至少一個外周弧區；所述基弧區配置在跨越限定區域的非圓形區域上，所述非圓形區域的曲率小於中央角膜區測得的曲率，並產生首次壓力以使中央角膜區域變平並為近視眼提供矯正；圍繞非圓形基弧區的校準區，其配置形狀，尺寸和曲率大於基弧區，產生二次壓力以使中央角膜區域變平；至少一個圍繞校準區的外周弧區，其配置為具有限定的形狀，大小和曲率，曲率小於角膜中間週邊部分的曲率，以使鏡片基本上對準並居中在角膜中央區域；其中，當將鏡片置於近視眼時，鏡片的非圓形基弧區產生相應的扁平角膜非圓形區域，以作為非圓形准孔；其中通過該非圓形准孔進入近視眼的光引入了附加的衍射效應，導致一部分光能在視網膜圖像的光譜特徵中被分配為傾斜頻率。
示例集B的前述示例的鏡片，其中，所述鏡片由透氣材料構成。
示例集B的一個或更多個前述示例的鏡片，其中，所測量的中央角膜區域跨越至少2毫米的直徑。
示例集B的一個或多個前述示例的鏡片，其中，所測量的中央角膜區域的直徑至少為3毫米。
示例集B的一個或多個前述示例的鏡片，其中，所述鏡片的基弧區的曲率比所測量的中央角膜區域至少平坦0.5D，或者0.75D，或者1D。
示例集B的一個或多個前述示例的鏡片，其中，所述鏡片的基弧區的面積為至少15平方毫米，18平方毫米或21平方毫米。
示例集B的一個或多個前述示例的鏡片，其中，所述鏡片的基弧區的非圓形形狀可以是橢圓形，三角形，正方形，長方形，五邊形，六邊形，七邊形，八邊形，星形或另一類型的多邊形。
示例集B的一個或多個前述示例的鏡片，其中限定非圓形非透明孔的多邊形形狀的邊界線可以是曲線形或枕形的。
示例集B的一個或多個前述示例的鏡片，其中，所述鏡片的校準弧區的曲率比基弧區的曲率至少陡峭0.5 D，0.75D或1D 。
示例集B的一個或多個前述示例的鏡片，其中，所述鏡片的校準弧區的面積為至少9平方毫米，12平方毫米或15平方毫米。
示例集B的一個或多個前述示例的鏡片，其中所述鏡片的校準弧區的形狀可以是非圓形或橢圓形的。
示例集B的一個或多個前述示例的鏡片，其中，所述鏡片上的外周弧區的數量可以是1個，2個或3個區域。
示例集B的一個或多個前述示例的鏡片，其中，所測量的角膜區域的中周部分跨越至少2毫米的寬度。
示例集B的一個或多個前述示例的鏡片，其中，所述鏡片的至少一個外周弧區的曲率比在其角膜中周部分的測得的曲率至少平坦0.25D。
示例集B的一個或多個前述示例的鏡片，其中，所述鏡片的至少一個外周弧區曲率比角膜中周部分所測得的曲率至少平坦0.5D，0.75D或1D。
示例集B的一個或多個前述示例的鏡片，其中，所述鏡片的至少一個外周弧區的面積為至少3平方毫米，6平方毫米，9平方毫米。
示例集B的一個或多個前述示例的鏡片，其中，所述鏡片的至少一個外周弧區的形狀可以是圓形或橢圓形的。
示例集B的一個或多個前述示例的鏡片，其中，所述鏡片至少一個外周弧區包括厚度輪廓，該厚度輪廓在眼睛閉合條件下提供了所述鏡片的有力的穩定性。
示例集B的一個或多個前述示例的鏡片，其中，所述鏡片的非圓形准孔能夠修改入射光，使得視網膜圖像特性類比了在視覺化自然場景下形成的圖像的光譜特徵。
示例集B的一個或多個前述示例的鏡片，其中，所述鏡片的非圓形准孔向進展性近視眼產生停止信號。
一種通過提供至少一個鏡片來減少人的近視進展的方法，如在示例集B的一個或多個前述示例中所述。
無
圖1示出了兩種截然不同的視覺場景的光譜特徵，如本文所公開的，一個是代表自然場景的樣本，另一個是代表人造場景的樣本。
圖2示出了十四種（14）不同類型的視覺場景的光譜特徵，七（7）個自然場景和七（7）個人造場景的代表性樣本，如本文所公開的。
圖3示出了如本文所公開的，當准直光束穿過眼睛的作為光學系統的圓形，橢圓形，三角形和正方形孔徑時，在視網膜處的單通點擴展函數。
圖4示出了如本文所公開的，當准直光束穿過眼睛的作為光學系統的五角形，六邊形，八角形和不規則六邊形的形狀孔時，在視網膜處的單通點擴展函數。
圖5示出了兩個人造場景的輪廓/草圖，即（i）代表城市天際線； （ii）代表室內辦公室環境。
圖6為如本文所公開的示例性隱形眼鏡實施例的正視圖和橫截面圖，未按比例繪製。 非圓形非透明光學孔徑光闌包括光學區域內的三角形透明區域。
圖7示出了如本文所公開的在圖6中由安裝在示意性近視模型眼的公開示例性實施例之一形成的視網膜圖像的光譜特徵。如本文所公開的，以兩種不同的配置獲得兩個光譜特徵，（a）具有和（b）不具有非圓形非透明孔徑光闌特徵
圖8是如本文所公開的示例性隱形眼鏡實施例的正視圖和剖視圖，未按比例繪製。 非圓形非透明光學孔徑光闌包括了光學區域內的正六邊形透明區域。
圖9示出了由裝配在示意性近視模型眼上的圖8中公開的示例性實施例之一形成的視網膜圖像的光譜特徵。 如本文所公開的，以兩種不同的配置獲得兩個光譜特徵，（a）具有和（b）不具有非圓形非透明孔徑光闌特徵。
圖10是如本文所公開的示例性隱形眼鏡實施例的正視圖和橫截面圖，未按比例繪製。 非圓形非透明光學孔徑光闌包括了光學區域內的星形透明區域。
圖11示出了由裝配在示意性近視模型眼上的圖10中公開的示例性實施例之一形成的視網膜圖像的光譜特徵。如本文所公開的，以兩種不同的配置獲得兩個光譜特徵，（a）具有和（b）不具有非圓形非透明孔徑光闌特徵。
圖12為如本文公開的示例性隱形眼鏡實施例的正視圖和截面圖，未按比例繪製。 非圓形非透明光學孔徑光闌包括了光學區域內的馬爾他十字形透明區域。
圖13示出了由裝配在示意性近視模型眼上的圖12中公開的示例性實施例之一形成的視網膜圖像的光譜特徵。 如本文所公開的，以兩種不同的配置獲得兩個光譜特徵，（a）具有和（b）不具有非圓形非透明孔徑光闌特徵。
圖14是本文未公開的示例性角膜塑形硬性隱形眼鏡實施例的橫截面正視圖，未按比例繪製。
Claims (20)
- 一種用於近視眼的隱形眼鏡，該隱形眼鏡包括具有光學中心的光學區域和非光學的週邊區域，光學區域包括： 具有基本單光特徵的透明區域； 圍繞透明區域的非圓形非透明區域，該非圓形非透明區域被配置為形成隱形眼鏡的孔徑光闌； 在配置了與單光屈光度基本匹配的遠距離屈光不正的模型眼上進行測試來表徵該隱形眼鏡，以至少一個在3mm（含）到6mm（含）之間的瞳孔直徑，以至少一個在420nm（含）到760 nm（含）之間的波長，以至少一個在視網膜上的廣域視場角，提供了視網膜圖像； 其中，當使用焦度光譜傅立葉轉換分析進一步表徵視網膜圖像時，會產生視網膜圖像的光譜特徵； 其中，所述隱形眼鏡的孔徑光闌能夠至少部分地把進入所述模型眼睛的入射光能重新分配到所述光譜特徵的多個傾斜空間頻率中； 和 其中，光譜特徵基本不同於在類似條件下，在模型眼睛上測試配置了無孔徑光闌的單光分佈特徵的單光隱形眼鏡時所獲得的光譜特徵。
- 如請求項1所述的隱形眼鏡，其中，所述模型眼是示意性，物理或臺式模型眼。
- 如請求項1和2所述的隱形眼鏡，其中所述透明區域跨越至少12.5平方毫米的面積。
- 如請求項1至3所述的隱形眼鏡，其中所述非圓形非透明區域跨越至少2.5平方毫米的面積。
- 如請求項1至4所述的隱形眼鏡，其中所述非圓形非透明區域的形狀基本上像有多於3條邊，且不大於12條邊的正多邊形。
- 如請求項1至5所述的隱形眼鏡，其中所述非圓形非透明區域的形狀基本上不像矩形，正方形或菱形。
- 如請求項1至6所述的隱形眼鏡，其中，所述透明區域包括球面和/或散光度數。
- 如請求項1至7所述的隱形眼鏡，其中，所述透明區域包括正或負球差。
- 如請求項1至8所述的隱形眼鏡，其中所述非圓形非透明區域是半透明的，部分不透明的或基本上不透明的。
- 如請求項1至9所述的隱形眼鏡，其中所述非圓形非透明區域相對於所述隱形眼鏡的光學中心基本上是偏心的。
- 如請求項1至10所述的隱形眼鏡，其中，所述非圓形非透明區域被配置為使其直徑顯著大於在暗視野或暗光條件下測得的近視眼的生理瞳孔。
- 如請求項1至11所述的隱形眼鏡，其中，所述視網膜圖像的光譜特徵基本上類比通過自然場景的光度光譜傅立葉轉換分析獲得的光譜特徵；以及如請求項1至11所述的隱形眼鏡，其中，自然場景包括森林場景，山脈場景，田野場景，海灘場景，海岸場景，河流場景或瀑布場景。
- 如請求項1至12所述的隱形眼鏡，其中，所述視網膜圖像的光譜特徵與通過人工場景的光度光譜傅裡葉變換分析獲得的光譜特徵基本不同；其中，人造場景包括室內場景，街道場景，高層建築場景，城市景觀場景，高速公路場景，辦公室場景或肖像場景。
- 如請求項1至13所述的隱形眼鏡，其中，所述視網膜圖像的光譜特徵提供光學停止信號以減慢所述近視眼的進展。
- 如請求項1至14所述的隱形眼鏡，其中所述隱形眼鏡能夠為佩戴者提供足夠的視野，所述視野與沒有所述非圓形非透明孔徑光闌的常規單光隱形眼鏡比較是基本沒有區別的 。
- 如請求項1至15所述的隱形眼鏡，其中所述隱形眼鏡能夠為佩戴者提供足夠的視覺性能，所述視覺性能與沒有所述非圓形非透明孔徑光闌的常規單光隱形眼鏡比較是基本沒有區別的 。
- 如請求項1至16所述的隱形眼鏡，其中，隱形眼鏡能夠提供的可見光透射率，是在無非圓形非透明孔徑光闌色設計的常規單光隱形眼鏡提供的可見光透射率的至少80％以內。
- 如請求項中的一項或多項所述的隱形眼鏡，其中，導致光譜特徵的視網膜圖像至少包括3mm（含）至6mm（含）之間的兩個瞳孔直徑。
- 如請求項中的一項或多項所述的隱形眼鏡，其中，導致光譜特徵的視網膜圖像至少包括460nm（含）至760nm（含）之間的兩個可見光波長。
- 如請求項中的一項或多項所述的隱形眼鏡，其中，導致光譜特徵的視網膜圖像的廣域視場角至少包括15度的視場角。
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