用于延缓近视进展的电子接触透镜的光学设计的制作方法

本技术涉及一种用于延缓近视进展的方法和设备。

背景技术：

0、背景

1、近视(myopia)，或者近视眼(near-sightedness)，是其中远的物体被聚焦在视网膜的前面的屈光不正。这可能与眼睛的轴向长度有关。一般来说，眼睛的轴向长度的1.0mm的增加对应于近视的2.5屈光度(“d”)的增加。

2、眼镜片、接触透镜和屈光手术可用于治疗眼睛的屈光不正，例如近视。虽然这些方法在治疗近视方面可以是有效的，但是眼睛可能继续轴向地生长，使得近视的量继续增加。近视的相对高的患病率促进了对理解轴向生长的潜在机制以及针对轴向生长的可行治疗的开发的研究。

3、虽然已知近视有遗传原因，但近视的发病率的急剧增加不能仅以遗传因素解释；更确切地，它们必须被简单地解释为视觉系统适应改变的环境条件、特别是视觉习惯从长距离到短距离以及从开放空间到封闭空间的转变的不寻常的能力。

4、尽管已经提出了药物治疗来治疗与轴向长度生长相关的近视，但是这些治疗在至少一些实例中可能有不太理想的结果。虽然阿托品(atropine)和其他毒蕈碱剂(muscarinic agents)可以减慢近视进展，但关于治疗后反弹效应以及与长期治疗相关的短期和长期副作用的可能的忧虑会阻碍这些药物的广泛使用。

5、一些研究表明视网膜散焦在近视进展中的作用。动物研究证明，可以通过与眼睛的有效屈光状态相关的视觉反馈来调节屈光发育和轴向生长。与本公开相关的工作表明，在视网膜的周边的视觉信号可以以独立于中心视觉的方式影响眼睛形状和轴向长度。

6、与本公开相关的工作表明，当眼睛变得更近视时，视网膜外壳变得更非球面。在eye&contact lens(2018；44：第231页)中cooper，j的“areview of current concepts ofthe etiology and treatment of myopia”中描述了在近视眼睛的视网膜上的图像外壳和传统矫正的示例。使用传统球面透镜，近视眼睛的周边非球面视网膜接收被聚焦在视网膜后面的光，而光被聚焦在视网膜的中心处，这可以触发生长信号，因为周边光被聚焦在视网膜后面，类似于具有不足的轴向长度的眼睛。传统球面或复曲面透镜(例如接触透镜或眼镜透镜)通常不能生成使停止生长信号的屈光矫正所需的最佳形状与视网膜匹配的图像外壳(image shell)，从而变得更加近视。一种方法是提供将光聚焦到非球面视网膜的周边区域上的非球面透镜。

7、先前的防止近视进展的屈光矫正设备在至少一些实例中可能产生不太理想的结果。在周边视网膜处提供适当聚焦的屈光矫正可能需要高度非球面的图像外壳，该高度非球面的图像外壳可以通过高度非球面光学器件创建。不幸的是，这种非球面光学器件在至少一些实例中可以生成具有显著像差的中心图像，损害远距离视觉并降低佩戴者的视觉的质量。一种方法是将非球面性的量限制到大约2d或更小，以便提供远距视觉而没有对中心视觉的显著像差，但是对非球面性的量的这个限制也可能限制对视网膜的周边部分的校正的量，这在一些实例中可能导致不太理想的治疗。

8、动物模型研究以及临床研究表明，因为根据图像模糊是远视的还是近视的，纵向色像差的符号将是相反的，可能通过利用纵向色像差作为指导，视网膜可以区分开“正模糊”与“负模糊”或者区分开由近视散焦引起的图像模糊与由远视散焦引起的图像模糊。然而，先前的临床方法在至少一些实例中可能没有充分解决色像差以延缓近视进展。

9、因此，需要一种新方法以延缓近视进展，该新方法可以满足年轻佩戴者对舒适性和外观的期望，同时提供有效的周边远视散焦。

技术实现思路

0、概述

1、在一些实施例中，一种接触透镜包括光源30和在视网膜的前方形成具有适当分辨率、焦深或衍射中的一个或更多个的图像的光学器件。在视网膜的区域的前方形成的图像可以包括比在该区域处的视网膜的分辨率更精细的分辨率。光束可以在相对于眼睛的光轴的一个角度下被引导到视网膜的区域，以便以比视网膜的相对应的位置更精细的分辨率照射视网膜的外部分。焦深可以被配置成以视网膜上的图像的模糊的适当量照射视网膜，并且光斑衍射可以被适当地调整尺寸以提供比视网膜的分辨率更精细的在视网膜的前方形成的图像的分辨率。

2、根据一些实施例，一种软接触透镜包括远离接触透镜的中心并朝着接触透镜的周边定位的微显示器，其中每个微显示器耦合到位于微显示器后面的微透镜阵列。微显示器可以包括oled(有机发光二极管)或微led的阵列。微透镜阵列可以与显示器光学地耦合以有效地收集来自微显示器的光，并且在将光投射到入射光瞳之前使光准直和/或使光会聚。由这些显示器创建的虚拟图像可以是近视散焦的，并且对称地被放置在视网膜上的多个区域(例如四个扇区(鼻侧下(nasal-inferior)、鼻侧上(nasal-superior)、颞侧下(temporal-inferior)和颞侧上(temporal-superior)))中。微显示器可以被定位成远离透镜的光学中心一段距离，该距离在从1.5mm至4.0mm(例如2.5mm至3.5mm)的范围内。接触透镜的中心光学区14可以被配置为向佩戴者提供正视视觉，并且可以具有在3.0mm至5.0mm的范围内的直径。每个微显示器可以生成具有适当形状(例如圆形或弓形)并且在中央凹处的大约20-60度的角度下的视网膜图像。在一些实施例中，视网膜图像以在15度至40度的范围内(例如在从20度至30度的范围内)的偏心度在周边视网膜处形成。接触透镜可以包括与微显示器一起安装在材料(例如塑料)的柔性透明片上的电子控制系统和其他部件。

3、在一些实施例中，微显示器12可以包括的oled，该的oled具有在从2.0微米(微米)至5.0微米的范围内的像素尺寸，间距在2.0至10.0微米的范围内。在一些实施例中，嵌在接触透镜中的微显示器包括照射物体(例如在它的前方并朝着眼睛放置的薄膜)的微led。微显示器可以包括多色或单色微显示器。多色图像可以由在具有不同颜色的oled或微led中的rgb像素形成，以阵列进行组织，以便形成rgb显示器。在一些实施例中，用于刺激轴向长度的变化的波长在从约450nm至约560nm的范围内，并且可以接近500nm(眼睛中的视杆的刺激的峰值波长)，但是其他波长也是可以被使用的。

4、在一些实施例中，一种光学配置包括耦合到光处理结构的一个或更多个光源，该光处理结构包括以下中的一个或更多个：准直透镜、反射镜、光导、波导或全息反射镜。该光处理结构对一个或更多个光源成像，以便将光源的图像投射到周边视网膜的前方，使得图像的焦点在视网膜表面的前方。在一些实施例中，该光学配置被放置在接触透镜的前表面处或附近，并且来自微显示器的光线由接触透镜聚焦。接触透镜可以被配置为向佩戴者提供屈光矫正，并且显示光学器件被配置为提供额外的聚焦以在视网膜上提供微显示器的散焦图像。在一些实施例中，散焦量在从大约2.00屈光度(d)到6.00d的范围内，并且可以在从大约2.0d到4.0d的范围内。

5、本技术提供了以下内容：

6、1)一种治疗具有视网膜的眼睛的近视的电子接触透镜，包括：

7、多个光源；以及

8、多个投射光学器件，所述多个投射光学器件耦合到所述多个光源以在视网膜前面投射多个图像以延缓眼睛的近视的进展。

9、2)根据1)所述的电子接触透镜，其中，所述透镜被配置为逆转近视。

10、3)根据1)所述的电子接触透镜，其中，所述多个投射光学器件被布置成以在相对于眼睛的中央凹的从15度至30度的范围内的偏心度将所述多个光源的多个图像投射在眼睛的视网膜的多个外部区域处。

11、4)根据1)所述的电子接触透镜，其中，所述多个投射光学器件中的每一个投射光学器件被布置成投射相对于视网膜表面近视地散焦的图像，其中，所述散焦的量在从2.0d至5.0d的范围内。

12、5)根据1)所述的电子接触透镜，其中，所述多个投射光学器件中的每一个投射光学器件位于距所述接触透镜的中心1.5mm至5.0mm处，以及可选地，其中所述多个投射光学器件沿着圆的圆周被定位。

13、6)根据1)所述的电子接触透镜，其中，所述多个投射光学器件包括光学地耦合到所述多个光源以在视网膜的表面前面投射所述多个图像的多个图像形成光学器件。

14、7)根据6)所述的电子接触透镜，其中，所述多个光源中的每一个光源具有不超过26微米并且可选地不超过10微米的最大距离跨度，以及可选地，其中所述最大距离跨度包括直径。

15、8)根据6)所述的电子接触透镜，其中，所述多个投射光学器件中的每一个投射光学器件包括以下中的一个或更多个：反射镜、透镜或光导。

16、9)根据8)所述的电子接触透镜，其中，所述多个图像形成光学器件中的每一个图像形成光学器件包括以下中的一个或更多个：衍射元件、菲涅耳透镜或复合gabor透镜。

17、10)根据8)所述的电子接触透镜，其中，所述多个图像形成光学器件中的每一个图像形成光学器件具有在从1.5mm至200微米的范围内的最大距离跨度，以及可选地，其中所述最大距离跨度包括直径。

18、11)根据8)所述的电子接触透镜，其中，所述多个图像形成光学器件中的每一个图像形成光学器件都是非球面的，并且针对图像像差被校正。

19、12)根据8)所述的电子接触透镜，其中，所述多个图像形成光学器件中的每一个图像形成光学器件包括凸面反射镜和凹面反射镜的组合。

20、13)根据11)所述的电子接触透镜，其中，所述多个图像形成光学器件中的所述每一个图像形成光学器件以在从距中央凹15度至30度的范围内的偏心度以及可选地在从距所述中央凹25度至30度的范围内的偏心度在视网膜的外部分前面形成图像。

21、14)根据11)所述的电子接触透镜，其中，所述多个图像形成光学器件中的所述每一个图像形成光学器件以在从25至100的范围内的图像放大倍数在视网膜前面创建图像。

22、15)根据1)所述的电子接触透镜，其中，在视网膜的外部分前面的图像包括在10lp/mm的空间频率处不小于0.75以及在50lp/mm的空间频率处不小于0.40的调制传递函数的幅度。

23、16)根据8)所述的电子接触透镜，其中，所述多个投射光学器件中的每一个投射光学器件包括图像形成光学器件，所述图像形成光学器件包括被配置为在视网膜前面形成所述图像的准直光学器件。

24、17)根据8)所述的电子接触透镜，其中，所述投射光学器件包括单个透镜以用作准直光学器件和图像形成光学器件。

25、18)根据8)所述的电子接触透镜，其中，所述投射光学器件包括图像形成光学器件以用不大于30度的偏心度和不大于1.0d的焦深在视网膜的外部分前面创建图像。

26、19)根据17)所述的电子接触透镜，其中，所述光学器件以不大于30度的偏心度在视网膜的外部分前面创建所述图像，其中所述图像的调制传递函数对于1.0屈光度的散焦减小最小0.1个单位。

27、20)一种软接触透镜，包括：

28、耦合到多个光学元件的多个光源，所述多个光源和所述多个光学元件嵌在软接触透镜材料中，其中，所述多个光学元件中的每一个光学元件生成被聚焦在佩戴者的周边视网膜的前方的图像。

29、21)根据20)所述的软接触透镜，其中，所述多个光源包括多个微显示器。

30、22)根据20)所述的软接触透镜，其中，所述多个光源包括多个发光二极管(led)。

31、23)根据20)所述的软接触透镜，其中，所述多个光学元件中的每一个光学元件包括准直由相对应的微显示器发射的光并将所得到的光束引导到眼睛的瞳孔内的反射镜组件，其中，所述光束被聚焦以在视网膜的前方形成周边图像。

32、24)根据20)所述的软接触透镜，其中，所述多个光学元件中的每一个光学元件包括接收由相对应的微显示器发射的光并将所得到的光束引导到眼睛的瞳孔内的透镜，其中，所述光束被聚焦以在视网膜的前方形成图像。

33、25)根据20)所述的软接触透镜，其中，所述多个光源生成多色照明，以及可选地，其中所述多个光源包括生成多色照明的多个微显示器。

34、26)根据20)所述的软接触透镜，其中，所述图像在视网膜的前方约0.5mm至2.0mm处。

35、27)根据20)所述的软接触透镜，其中，所述图像具有至少30lp/mm的分辨率。

36、28)根据20)所述的软接触透镜，其中，所述图像具有不大于100倍的放大倍数。

37、29)根据20)所述的软接触透镜，其中，所述图像具有不大于2.5屈光度的焦深，以及可选地，其中所述焦深不大于约0.9mm。

38、30)根据20)所述的软接触透镜，其中，所述图像以在从约15度至约45度的范围内的偏心度被投射。

39、31)根据30)所述的软接触透镜，其中，所述范围是从约25度至约30度。

40、32)根据20)所述的软接触透镜，其中，所述微显示器以在从约0.1cd/m2至10cd/m2的范围内的照度照射瞳孔。

41、33)根据20)所述的软接触透镜，其中，所述图像被聚焦在一个位置处的所述周边视网膜的前方一距离处，并且所述图像包括焦深和空间分辨率，所述焦深小于所述距离，所述空间分辨率大于在所述位置处的所述周边视网膜的空间分辨率。

42、34)根据20)所述的软接触透镜，所述软接触透镜还包括传感器以当所述接触透镜被放置在佩戴者的眼睛上时接收来自佩戴者的输入。

43、35)根据前述任一项所述的软接触透镜，所述软接触透镜还包括耦合到所述多个光源以控制所述多个光源的照明的处理器。

44、36)根据前述任一项所述的软接触透镜，所述软接触透镜还包括操作地耦合到所述多个光源以控制所述多个光源的照明的无线通信电路。

45、37)根据前述任一项所述的软接触透镜，所述软接触透镜还包括操作地耦合到移动设备以用于供佩戴者控制所述多个光源的照明的无线通信电路。

46、38)根据前述任一项所述的软接触透镜，所述软接触透镜还包括操作地耦合到处理器以用于供保健提供者对所述多个光源的照明周期和强度编程的无线通信电路。

47、39)一种被嵌有至少一个微显示器的软接触透镜，其中所述微显示器生成被聚焦在佩戴者的周边视网膜的前方的图像。

48、40)根据39)所述的透镜，其中，所述透镜提供对佩戴者的屈光不正的最佳屈光矫正。

49、41)根据39)所述的透镜，其中，所述微显示器从所述透镜的光学中心移位约2.5mm至约5.0mm。

50、42)根据39)所述的透镜，其中，其包括沿所述透镜的弧均匀地布置的一组4到8个微显示器，每个微显示器从所述透镜的光学中心相等地移位。

51、43)根据39)所述的透镜，其中，所述图像被聚焦在视网膜的前方0.5mm至2.5mm处。

52、44)根据39)所述的透镜，其中，所述图像相对于在佩戴者的中央凹处的最佳焦点1.0d至3.0d近视地被聚焦。

53、45)根据39)所述的透镜，其中，所述透镜包括至少一个微显示器、asic、电压斜坡、可再充电电池、无线接收器和发射器、闪存和非易失性存储器。

54、46)根据39)所述的透镜，其中，所述微显示器是微oled。

55、47)根据39)所述的透镜，其中，所述微显示器是微led。

56、48)根据39)所述的透镜，其中，所述微显示器与微透镜阵列光学地耦合。

57、49)根据39)或45)中的任一项所述的透镜，其中，所述阵列具有范围从1mm2至8mm2以及可选地从1mm2至8mm2的尺寸。

58、50)根据39)所述的透镜，其中，当所述透镜在眼睛上时，1)中的所述图像的持续时间是可编程的。

59、51)根据47)所述的透镜，其中，所述图像每天连续地被投射约1小时至约12小时。

60、52)根据47)所述的透镜，其中，所述图像被偶发性地一天投射若干次，投射的总持续时间范围为从每天1小时至每天12小时。

61、53)根据39)所述的透镜，其中，所述图像在佩戴者睡着时被投射。

62、54)根据39)所述的透镜，其中，所述图像是单色的，优选地处于500nm。

63、55)根据39)所述的透镜，其中，所述图像是多色的，其中波长分布优选地匹配视网膜对可见光的响应。

64、56)根据39)所述的透镜，其中，所述透镜具有每日一次性的形式。

65、57)根据39)所述的透镜，其中，所述透镜具有计划更换的形式。