WO2025121342A1 - Speckle glasses for preventing and/or delaying progression of myopia - Google Patents
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- A61F9/00—Methods or devices for treatment of the eyes; Devices for putting in contact-lenses; Devices to correct squinting; Apparatus to guide the blind; Protective devices for the eyes, carried on the body or in the hand
- A61F9/007—Methods or devices for eye surgery
- A61F9/008—Methods or devices for eye surgery using laser
Definitions
- speckle glasses for preventing and/or slowing the progression of myopia. More specifically, the present disclosure relates to "speckle glasses,” which are wearable devices (e.g., glasses) that can present high-contrast patterns (or "speckles") to a wearer's peripheral retina to prevent and/or slow the progression of myopia.
- high-contrast patterns or "speckles”
- Myopia or nearsightedness, is an increasingly prevalent refractive error that tends to develop in childhood but can occur at any age.
- Myopia usually occurs when the eye elongates more than normal, from front to back. Elongation of the eye is usually controlled in a closed-loop manner in a process called emmetropization, and the eye stops elongating when the image formed by the cornea and lens is focused on the retina.
- myopia increases the risk of many vision-threatening conditions, which are likely related to the pathological physical aspects of the myopic eye.
- Traditional monofocal spectacles and contact lenses are designed to perform on-axis correction to improve the focus of the retina on the visual axis and improve blurred vision at or near the fovea.
- speckle glasses are wearable devices (e.g., glasses) that can present high-contrast patterns (or “speckles”) to the wearer's peripheral retina to slow the progression of myopia, as described below.
- speckles can be presented to the wearer's peripheral retina in a manner that is independent of peripheral refractive state, and the treatment is compatible with conventional prescription lenses.
- the present disclosure includes a wearable ophthalmic device for providing a high contrast speckle pattern of light to a pupil of a wearer.
- the wearable ophthalmic device includes at least one lens and a frame configured to hold the at least one lens in front of at least one eye of a wearer to prevent and/or slow the progression of myopia in the at least one eye.
- the frame includes a substrate layer and can include one or more light sources within and/or on the frame. Each of the one or more light sources can be configured to generate a light signal corresponding to a color within the visible light spectrum.
- the substrate layer receives the light signals from the one or more light sources, forms a speckle pattern of the light signals, and transmits the speckle pattern of the light signals toward the pupil of the wearer (particularly toward the peripheral retina).
- the present disclosure includes an eyeglass frame capable of holding at least one lens in front of at least one eye of a wearer.
- the eyeglass frame includes a front plate that holds at least one lens in front of at least one eye, a substrate layer, and at least one arm extending from a side edge of the front plate to hold the eyeglass frame on the wearer's head.
- the eyeglass frame includes one or more light sources encapsulated within the eyeglass frame, each of the one or more light sources generating an optical signal corresponding to a color within the visible light spectrum.
- the substrate layer receives the optical signals from the one or more light sources, forms a speckle pattern of the optical signals, and transmits the speckle pattern of the optical signals toward a pupil of the wearer's at least one eye (particularly toward the peripheral retina) to prevent and/or slow the progression of myopia in the at least one eye.
- the present disclosure also includes methods for using such wearable ophthalmic devices to deliver high-contrast speckle patterns of light to the wearer's pupil to prevent and/or slow the progression of myopia in at least one eye.
- FIG. 1 is a diagram of a wearable ophthalmic device for preventing and/or slowing the progression of myopia.
- FIG. 2 illustrates an example of the wearable ophthalmic device of FIG. 1 implemented as glasses.
- 3 is a view of a portion of the eyeglasses of FIG. 2 as seen from the wearer's side.
- FIG. 3 is a plan view showing a portion of the eyeglasses of FIG. 2.
- 1 is a cutaway plan view of a portion of a pair of glasses showing an example of how light passes through the glasses.
- FIG. 1 is a cutaway plan view of a portion of a pair of glasses emphasizing the scattering surface.
- FIG. 2 is a cutaway plan view of a portion of a pair of glasses including multiple light sources.
- FIG. 1 is a diagram of an example system for controlling eyeglasses.
- FIG. 1 is a process flow diagram illustrating a method for controlling an optical signal delivered to at least one eye of a wearer.
- the wearable device or wearable ophthalmic device and eyeglass frame according to the present disclosure will be described in detail. Note that the present disclosure is not limited to the following embodiments, and various modifications can be made to the present disclosure without departing from the gist of the present disclosure.
- myopia also known as “nearsightedness” refers to a general vision condition in which close (proximal) objects are seen clearly, while distant objects appear blurred.
- Myopia can be classified as axial, resulting from an increase in the axial length of the retina, and/or refractive, resulting from the condition of the refractive elements of the eye.
- the related adjective relating to or having myopia is "myopic”.
- speckle and/or “speckle pattern” refer to a high-contrast, random intensity pattern formed by the mutual interference of a series of wavefronts with different phases and/or path lengths between a light source and a receiver.
- a speckle pattern can be formed by directing highly coherent light (e.g., from a laser producing low-intensity, long-coherence light) onto a surface with a complex, rough structure. The light scatters from the complex, rough surface to form a high-contrast speckle pattern. This phenomenon results from the interference of the various reflected portions of the incident beam with the random relative optical phases.
- scattering refers to disrupting an optical signal such that at least a portion of the optical signal is forced to deviate from a straight-line trajectory within the medium. Reflection of an optical signal that has undergone scattering is often referred to as diffuse reflection, while reflection that is not scattered is referred to as specular (mirror-like) reflection. Examples of features within a medium that can cause scattering include, without limitation, particles, bubbles, droplets, density variations in a fluid, microcrystals in a polycrystalline solid, defects in a single crystal solid, surface roughness, or other irregularities.
- total internal reflection and/or “TIR” refer to the phenomenon where a wave (e.g., one or more rays of light) travels through a first medium and upon reaching an interface/boundary between the first and second medium is completely reflected from the interface back into the first medium without being redirected into the second medium.
- TIR can occur when the angle of incidence of light on a surface is greater than the critical angle (the smallest angle of incidence that results in total internal reflection and/or the largest angle at which there are refracted rays).
- TIR can occur at the boundary between two transparent media when a ray in the medium with the higher refractive index approaches the other medium at an angle of incidence that is greater than the critical angle for that wavelength and material.
- angle of incidence and “angle of incidence” refer to the angle between a ray of light incident on a surface and a line (called the normal) that is perpendicular (at a 90 degree angle) to the surface at the point of incidence.
- the terms “wearable device” and “wearable ophthalmic device” refer to a device that can be worn on a user's body and that can affect the user's vision.
- a wearable device is a pair of glasses.
- Other examples include, without limitation, monoculars, goggles, visors, AR/VR headsets, etc.
- eyeglasses has a similar meaning to the terms “spectacle” and “glasses” and refers to one or more lenses attached to a frame that holds one or more lenses in front of a person's eye, each lens having at least one arm (and typically two arms) that extends over the wearer's ear. Eyeglasses can be used to correct or treat low vision (e.g., nearsightedness, farsightedness, astigmatism, etc.), as sunglasses, safety glasses, and/or simply for aesthetic purposes.
- low vision e.g., nearsightedness, farsightedness, astigmatism, etc.
- a frame refers to a device and/or mechanism designed to hold one or more lenses in place on a person's head so that the lens or lenses are in front of the person's eyes.
- Frames come in a variety of styles, sizes, materials, shapes, and colors.
- a frame includes at least a bridge over the nose, a rim that rests around at least a portion of each of the one or more lenses (typically two lenses) to hold the one or more lenses in the frame, and hinged arms (or temples/temple pieces) that extend from side portions of the rim to the temple tips during use and rest over and/or around a portion of the user's ear.
- a frame can also be described as having at least one arm and a front plate that surrounds at least the rim and the bridge.
- the terms "user,” “subject,” “wearer,” and “patient” may be used interchangeably and refer to any warm-blooded organism capable of wearing a wearable device, such as, but not limited to, humans, pigs, rats, mice, dogs, cats, goats, sheep, horses, monkeys, apes, rabbits, cows, etc.
- Myopia is the most common refractive error worldwide and tends to develop in childhood, but can develop at any age, and if left untreated, it gradually worsens. People with severe myopia are more likely to experience significant eye problems such as glaucoma, retinal detachment, macular degeneration, and cataracts. For myopic patients, light is focused in front of the retina, resulting in blurred and out-of-focus vision when looking at distant objects, and the loss of contrast on the retina has been proven to be a contributing factor in myopia elongating axially. Traditional single vision corrective lenses improve contrast on the retina's visual axis, improving blurred vision, but the periphery remains out of focus.
- the present disclosure relates to "speckle glasses,” which are wearable devices (e.g., glasses) that can present high-contrast patterns (or “speckles") to a wearer's peripheral retina to prevent and/or slow the progression of myopia.
- the "speckle glasses” can be used in conjunction with/on existing wearable devices (also referred to as “wearables”), with or without corrective lenses. Such wearables can be worn throughout the active states of daily life without requiring the user to significantly change their habits, sit still for any period of time, and/or undergo any pharmaceutical-based treatment.
- the "speckle glasses” can provide a low-intensity, high-contrast speckle pattern with a given range of spatial frequencies in the visible light spectrum that can be applied to the eye (particularly the peripheral retina) to protect against elongation.
- One aspect of the present disclosure includes a wearable ophthalmic device 10 (FIG. 1) that can be worn by a wearer (not shown) to prevent and/or slow the progression of myopia in at least one of the wearer's eyes.
- the wearable ophthalmic device 10 can deliver a high contrast speckle pattern of light to at least a portion of the wearer's eye (not shown), which can at least partially prevent and/or slow the progression of myopia.
- the portion of the wearer's eye can include a peripheral retina, and the high contrast speckle pattern of light can be delivered independent of the refractive state of the peripheral retina.
- the wearable ophthalmic device 10 can provide both contrast and a spatial frequency range that can prevent and/or slow the progression of myopia due to at least peripheral retinal elongation. It is understood that the wearable ophthalmic device 10 can be in the form of a device worn on the user's body to affect the user's vision (e.g., eyeglasses (as shown in FIGS. 2-8), monoculars, goggles, visors, AR/VR headsets, etc.). In some cases, the wearable ocular device may be at least partially incorporated into at least a portion of a soft contact lens and/or a hard contact lens. The wearable ocular device 10 may be worn by a wearer continuously throughout the day and/or periodically at one or more predetermined times throughout the day.
- the wearable ophthalmic device 10 can include a frame 12 and one or more light sources 18 that can be positioned to send one or more light signals to at least a portion of the frame 12.
- the frame 12 can hold one or more lenses 14 and can include a substrate layer 16 (e.g., located on an inner surface of a front plate of the frame 12).
- the one or more light sources 18 can each generate one or more light signals that can correspond to colors within the visible light spectrum.
- the one or more light sources 18 can send the light signals to the substrate layer 16 in the frame 12 (shown as arrows).
- the substrate layer 16 can receive the light signals, form a speckle pattern of the light signals, and transmit the speckle pattern of the light signals toward a pupil of the wearer (not shown).
- one or more light sources 18 can send at least a portion of one or more optical signals (long-coherence visible light signals) to the substrate layer 16 (shown as arrows).
- the substrate layer 16 can have at least one scattering feature, as an example.
- any portion of the frame 12 can have at least one scattering feature, and one or more light sources 18 can send at least a portion of one or more optical signals to the frame 12.
- the one or more optical signals can have a long/high (used interchangeably throughout) coherence (e.g., 0.05 mm or more, 0.1 mm or more, 0.2 mm or more, 0.5 mm or more, 1 mm or more, etc.).
- the one or more optical signals can interact with the at least one scattering feature to form high-contrast interference that results in a "speckle pattern.”
- the phenomenon of high-contrast interference from a scattering surface can be described as laser speckle.
- the speckle pattern is formed by the multiple path lengths (e.g., path lengths that differ by up to several millimeters) taken by the scattered long-coherence light.
- the speckle pattern may appear as a fine grained texture that appears at least partially detached from the surface of the frame 12.
- the substrate layer 16 can cause partial and/or total internal reflection (TIR) of the optical signal such that the reflected optical signal can form a speckle pattern that can illuminate at least a portion of the wearer's retina.
- the portion of the wearer's retina can, by way of example, correspond to where the wearer of the frame 12 would normally look at the frame (e.g., around the peripheral retina, depending on where the user is looking through the lens).
- the speckle pattern of the optical signal can be delivered to the pupil from multiple angles.
- the speckle pattern of the optical signal can be distributed across a range of visual angles as the wearer's gaze moves across the external visual scene (e.g., up, down, right, left, etc.).
- the speckle pattern of the optical signal delivered to the wearer's eye can, for example, prevent and/or slow the progression of myopia by providing a high-contrast visual stimulus to at least one peripheral portion of the retina.
- FIG. 2 Illustrated in FIG. 2 is a diagram of a pair of glasses 20 (interchangeably referred to as "spectacles") illustrating an example of a wearable ophthalmic device.
- the glasses 20 can be configured to be worn by a wearer (not shown) and can include one or more lenses 14 (shown as two lenses) and a frame 12 (having a substrate 16 covering at least a portion of the inside of the frame 12 and one or more light sources 18 within and/or on the frame).
- the glasses 20 can also receive power from a power source 22.
- the glasses 20 can be customized for a single wearer and/or can be interchangeable between different wearers (e.g., sized to fit a group of wearers).
- the glasses 20 can be any generic pair of glasses, but can include one or more lenses 14 held in place by a frame 12 as shown.
- the frame 12 has at least two hinged arms (hinges not shown for ease of illustration) and a front plate (not numbered, but may include a nosepiece, and/or bridge, and/or rim that holds the lenses 14 within the frame 12).
- the front plate may have, by way of example, a wearer/inner side and/or face and an outer/front side and/or face that faces away from the wearer. Any commonly known eyeglass shape and/or configuration having at least a partial rim around the lenses 14 is contemplated (e.g., cat eye, round, rectangular, square, etc.).
- the one or more lenses 14 may be prescription lenses and/or non-prescription lenses (glass and/or plastic).
- the one or more lenses 14 may be, for example, one or more refractive corrective lenses. To treat existing myopia and prevent its worsening, the one or more lenses 14 may have a negative optical prescription.
- the frame 12 can include a substrate layer 16 that can be in and/or on at least a portion of the portion of the frame 12 that faces the eye (e.g., in/on one or more rims of the frame 12).
- the substrate layer 16 can be disposed along at least a portion of the circumference of at least one lens 14 (e.g., in/on one or more rims).
- the substrate layer 16 can be in at least a portion of the arms of the frame 12 as well as at least a portion of the rim.
- the substrate layer 16 can include multiple portions disposed within the frame (e.g., the arrangement can be equidistant portions disposed along at least a portion of the circumference of at least one lens 14).
- the substrate layer 16 can be at least partially optically transparent to emit light (e.g., a speckle pattern of optical signals) to at least one eye of the wearer.
- the substrate layer 16 can include at least one scattering feature to form a speckle pattern from an optical signal emitted into the substrate layer by the light source 18.
- the front surface of the frame 12 (not shown in FIG. 2) facing away from the user can include other layers that can be opaque and/or partially opaque in some cases. Other layers can be used, for example, for aesthetic purposes, as additional redirection/refraction/scattering sources, and/or to block light from exiting the eyewear 20 away from the wearer. Other layers can also block ambient light from entering the frame 12 and toward the substrate layer 16.
- One or more light sources can be located on and/or within the frame 12.
- light source 18 is shown as one or more light sources represented as a single light source located on and/or on the arm of the frame 12 that faces the user's face.
- additional and/or alternative light sources can be located on and/or within the frame on the same arm as shown, on the other arm, or around the rim.
- additional and/or alternative light sources can be provided on an outer portion of one of the frame 12 and/or lenses 14 (e.g., emitting toward at least a portion of the lens and/or frame rather than toward the user's eye).
- Light source 18 can be configured to send one or more light signals (having high coherence) at multiple (e.g., two or more) angles and/or positions along the circumference of one or more lenses 14.
- Light source 18 can be, for example, a laser diode, a VCSEL, and/or a compact and efficient laser, each capable of emitting light in a narrow band of colors.
- the light source 18 can emit a single color at a time, but can also be configured to emit multiple colors with various powers and/or intensities.
- the wavelength and power of the light source 18 can be selected (e.g., by a switch, controller, etc.) based on the requirements of least variation while most efficiency, for aesthetic reasons, based on the ambient light.
- the light source 18 can be controlled to turn on and off at a given frequency, and the frequency can be timed to have a therapeutic effect faster than the brain can perceive light.
- the intensity of the light signal can be controlled to be below, equal to, or not significantly above (e.g., within 10%, 5%, 1%, etc.) the intensity of any ambient light to prevent the therapy from interfering with the wearer's daily activities and comfort.
- the illuminance at the wearer's retina may be 0-10,000 lux.
- the frame 12 can function as a light pipe to transmit light from one or more light sources 18 around the frame.
- the substrate layer 16 can function as a light pipe.
- the exterior surface of the frame 12 can be a smooth surface with a transparent substrate facing the wearer, a tinted exterior cosmetic surface facing outward, and a significant scattering surface (e.g., substrate 16) sandwiched inside the frame between the smooth substrate facing the wearer and the cosmetic surface facing outward. Any light signal that hits the inside of the smooth surface at a glancing angle can be totally internally reflected back to the frame 12 and can be further scattered around the substrate 16 by redirecting the scattering surface (by the substrate acting as a light pipe).
- substantially perpendicular angle e.g., "substantially” can mean a variation of up to 10 degrees, 5 degrees, 2 degrees, 1 degree, less than 1 degree, etc., or can mean a variation of 0 or near 0).
- the purpose of the scattering surface is to create paths for the optical signals of multiple interfering path lengths and to spread the light over a range of angles.
- the optical signals can be reflected off the surface of the lens plate instead of being sent through the plate as a light pipe.
- Optical signals with long coherence can form high-contrast interference even when the path lengths taken by the light are widely different.
- the coherence length (L) can be strongly dependent on the wavelength ( ⁇ ), where n g is the group index of the medium.
- Each of the one or more light sources 18 can generate at least one optical signal having a narrow wavelength band of a single color of light (e.g., the wavelength band can be 3 nm or less, 2 nm or less, 1 nm or less, 0.5 nm or less, 0.1 nm or less, etc.).
- the wavelength band can be 3 nm or less, 2 nm or less, 1 nm or less, 0.5 nm or less, 0.1 nm or less, etc.
- green light with a central wavelength of 530 nm and a bandwidth of 1 nm will have a coherence length of 124 ⁇ m.
- Path length variations shorter than this distance will generally prevent useful contrast, while path length variations significantly longer than this distance will not contribute to useful contrast.
- a single color speckle pattern can be generated as an output to the wearer's pupil.
- Such a single color speckle pattern is a high contrast speckle pattern.
- an optical signal having two different narrow wavelength bands corresponding to two colors of light can be generated (e.g., from separate light sources 18). This can create a high contrast speckle pattern such that the same photoreceptors in the eye are not stimulated by at least two colors simultaneously.
- the two different narrow wavelength bands can be selected to avoid signal summation of two random patterns. This generally results in lower contrast and less effective treatment than the individual patterns alone.
- the at least two color light signals can be separated in time (e.g., emitted at different times) or the wavelengths of the at least two color light signals can be selected to minimize co-excitation of the same photoreceptors (e.g., two-color excitation with colors at opposite ends of the visible spectrum, e.g., near 450 nm and 630 nm, rather than two colors between 550 nm and 600 nm).
- the at least two color light signals can be separated in time (e.g., emitted at different times) or the wavelengths of the at least two color light signals can be selected to minimize co-excitation of the same photoreceptors (e.g., two-color excitation with colors at opposite ends of the visible spectrum, e.g., near 450 nm and 630 nm, rather than two colors between 550 nm and 600 nm).
- Speckle patterns can be formed from the optical signals of one or more light sources 18 based on the path length difference (e.g., variation) created by the substrate layer 16.
- Path length refers to the illumination geometry.
- the optical signals can interfere constructively. If the path length difference is wavelength/2, the path lengths can interfere completely destructively. The optical signals can continue to interfere, periodically constructively and destructively, until the path length difference between the optical signals exceeds the coherence length of the light sources. In this case, the interference is randomized to the point where the intensity is uniform, rather than interference fringes.
- Speckle e.g., speckle patterns
- speckle patterns are formed when there are multiple different random path lengths (between the matched length and the coherence length of one or more light sources) between one or more light sources and a receiver (e.g., the pupil of an eye).
- the path length difference can be at least as large as wavelength/4, preferably at least wavelength/2, or more.
- the light signal can reach the eye by a diffuse path that covers a range of angles (e.g., a speckle pattern), rather than being concentrated as from a point source.
- Speckle can be described as interference with 100% or near 100% contrast, such that the valley of destructive interference between optical signals of different path lengths is complete.
- high contrast refers to a hypothetical zero-to-maximum characteristic of illumination that varies between fully destructive and fully constructive interference as a rapidly changing function of viewing position.
- Contrast can generally be defined as the illuminance of an area minus the illuminance of the background, all divided by the illuminance of the background.
- the illuminance of the speckle pattern can "sit" on top of any existing background illumination and can vary from near zero to maximum illumination (depending on the light source). Contrast can be limited by the amount of illumination that can be provided and how much background illumination can be suppressed.
- the intensity of the background illumination on the retina may require the intensity of the speckle pattern to be too bright for safety and/or comfort (e.g., regulated by standards such as, without limitation, ISO 62471, ANZI 136, and IEC 60825) or may require the generation of excessive system power.
- safety and/or comfort e.g., regulated by standards such as, without limitation, ISO 62471, ANZI 136, and IEC 60825
- high contrast to the speckle can be achieved in a manner that is safer and/or more comfortable and unobtrusive to the user.
- the speckle pattern may include a range of spatial frequencies higher than those imparted by an unfocused illumination source.
- the spatial frequency distribution of the speckle pattern may be limited by the wavelength of the generated optical signal (e.g., longer wavelengths lead to lower spatial frequency speckles) and the size of the wearer's pupil if the pupil limits the angle of the optical signal entering the eye (e.g., larger pupils lead to higher spatial frequency speckles).
- a contact lens (not shown) may be included to limit the pupil diameter of a child wearer (as children tend to have larger pupils) to access lower spatial frequencies.
- a power source 22 and any associated circuitry may be coupled (via wired or wireless connection) to the wearable ophthalmic device 10 (of which the eyeglasses 20 are an example) to power at least one or more light sources 18.
- the power source 22 may be external to the eyeglasses 20 as shown, or may be on and/or within the frame 12.
- the power source may be, for example, a replaceable battery, a rechargeable battery, a solar cell, or the like.
- circuitry may include, without limitation, analog or digital control mechanisms (e.g., on-off switch circuitry, microcontroller, etc.), one or more sensors (e.g., accelerometers, gyroscopes, photodetectors, etc.), connection circuitry for wired and/or wireless (e.g., Wi-Fi, Bluetooth® Low Energy, etc.) communication, and the like.
- the eyeglasses 20 may wirelessly communicate with one or more external devices (e.g., computers, tablets, smartphones, etc.) having non-transitory memory and processors capable of executing applications related to the use of the eyeglasses.
- FIG. 3 and 4 show a view 30 (FIG. 3) and a plan view 40 (FIG. 4) of a portion of the exemplary eyeglasses of FIG. 2 from the wearer's side, with the following common features:
- the substrate layer (substrate layer 16 in FIG. 2) is located at least in the rim of the frame 12 in FIGS. 3 and 4, but may be located elsewhere as described with respect to FIG. 2.
- one light source 18 (shown as an arrow) emitting a light signal is shown in the arm of the frame 12, but it should be understood that the light source can be one or more light sources, each emitting one or more light signals (as described above).
- the substrate layer 16 can include two regions, a non-optimized region 32 and an optimized region 34 (it should be understood that the substrate layer 16 is not generally shown). Both the non-optimized region 32 and the optimized region 34 of the substrate layer 16 can utilize one or more scattering features (also referred to as irregularities 44) and total internal reflection (TIR) to spread the light signal emitted from the light source 18 toward alternative angles around the wearer's pupil.
- the optimized region 34 can be optimized to transmit the speckle pattern of the optical signal to the eye (e.g., pupil) of the wearer of the frame 12.
- the optimized region 34 can have a surface normal that can approximately intersect with the pupil of the wearer.
- a surface normal that is tilted toward the pupil can increase the tendency of the speckle pattern to reach the pupil via refraction and TIR.
- the optimized region 34 can be a light pipe that helps to send the speckle pattern to the user's pupil.
- the non-optimized region 32 can generally face toward the wearer without being optimized to emit a speckle pattern to illuminate the eye, and can have at least a surface normal that can increase refraction/redirection through the entire substrate layer.
- the non-optimized region 32 can utilize TIR to suppress leakage of light that would not otherwise reach the pupil.
- the non-optimized region 32 can additionally and/or alternatively include one or more diffraction gratings, or other features, to effectively direct the beam of the optical signal at an angle different than direct reflection.
- the optimized region 34 and the non-optimized region 32 of the substrate layer 16 can be disposed along the periphery of the lens 14, with the optimized region 34 being closer to the lens than the non-optimized region.
- the optimized region 34 and the non-optimized region 32 can be concentric with the lens 14, but are not otherwise required.
- the non-optimized region 32 and the optimized region 34 can have any shape and position relative to the lens 14.
- the non-optimized region 32 and the optimized region 34 can be uniquely positioned, sized, and shaped for different examples of glasses according to one or more requirements for forming and transmitting a speckle pattern to the wearer's pupil (e.g., the differences may be due to the shape of the frame or the needs of the wearer).
- One or more light sources 18 can be disposed within the arms of the frame 12 and can emit light signals toward the non-optimized region 32 and/or the optimized region 34 of the substrate layer 16. In some cases, the one or more light sources 18 can also emit light signals through a portion of the arm (which may or may not include the non-optimized region 32). It should be noted that, as shown in other figures, the substrate layer 16 may not include distinct optimization regions, in which case the one or more light sources 18 may generally emit optical signals toward one or more scattering features and/or scattering surfaces of the substrate layer 16.
- the optimized region 34 can be positioned relative to the lens such that the optimized region 34 is at least primarily on the wearer-proximal side of the rim (e.g., for peak light transmission), while the non-optimized region 32 can be at least a portion of the remainder of the rim (or the entire frame as shown).
- the non-optimized region 32 can include at least one irregularity 44 (e.g., at least one scattering feature).
- One or more light sources 18 can emit optical signals toward the non-optimized region 32, which can scatter and/or redirect the optical signals at various angles to form a speckle pattern. Once the optical signals enter the optimized region 34, the speckle pattern of the optical signals can be transmitted to the wearer's eye (e.g., pupil) at multiple angles.
- At least one of the substrate-to-air interfaces of the optimized region 34 has a surface normal substantially oriented toward the pupil of the wearer's eye to direct the speckle pattern of the optical signals toward the pupil.
- the speckle pattern does not have to be a single pattern, and the one or more speckle patterns do not have to be any particular pattern disclosed herein, but instead can be any speckle pattern formed at a given time from the optical signal emitted from the light source 18 (the nature of the pattern is not important, so long as a speckle pattern is formed).
- the opaque layer 42 may be at least partially opaque to the light signals emitted by one or more light sources 18.
- the interface between the opaque layer 42 and the non-optimized region 32 of the substrate layer 16 may additionally and/or alternatively be a scattering feature.
- the opaque layer 42 may be aesthetic in nature (e.g., making the glasses look like conventional glasses).
- the opaque layer 42 may prevent all or part of the light signal from traveling away from the user.
- the opaque layer 42 may also prevent at least a portion of the ambient light from reaching the substrate layer 16 and/or the wearer's eyes.
- the opaque layer 42 may shield the substrate layer 16 from ambient light disrupting the high contrast speckle pattern.
- the substrate layer 16 can include a tint to absorb ambient light, and/or the scattering features (e.g., the irregularities 44) can be angled to reduce ambient light scattering toward the eye.
- the arms of the eyeglasses can also include an opaque outer layer.
- the opaque layer 42 can be the outward-facing, fashionable portion of the eyeglasses that is visible to persons other than the user wearing the eyeglasses.
- the substrate layer 16 illustrated and described herein may include optimized regions 34 and non-optimized regions 32, which are not marked for ease of illustration and description.
- the substrate layer 16 may include a first surface 52 at the interface of the substrate layer with the opaque layer 42, a second surface 54 at the interface of the substrate layer 16 with air on the wearer side of the frame, and an interior volume 56 between the first surface 52 and the second surface 54.
- the first surface 52 may include at least one scattering feature (shown and described in more detail in FIG. 6) that scatters the optical signal at one or more angles of incidence to form part of the speckle pattern of the optical signal.
- the first surface 52 may be the interface of the substrate layer 16 with the opaque layer 42 adjacent to the substrate layer.
- the second surface 54 can transmit or reflect portions of the optical signal depending on the angle of incidence of the portions of the optical signal relative to the second surface.
- the second surface 54 can introduce a path length difference or phase distortion into the optical signal to modify or even shape the speckle pattern.
- the second surface 54 can transmit the speckle pattern of the optical signal toward the pupil 59 of the eye 58 of the wearer of the eyeglasses. For example, most (e.g., 50 percent or more) or all of the speckle pattern can be transmitted through the second surface 54 in an optimal region of the substrate layer 16.
- the second surface 54 can reflect a portion of the optical signal by total internal reflection.
- the second surface 54 can be a mirror surface.
- the second surface 54 can include a metal coating on at least a portion of the exterior of the second surface (e.g., the wearer side of the frame).
- the metal coating can generate internal reflection.
- a metal coating can be included when the angle of incidence may not support total internal reflection (TIR) or when TIR may be unstable due to surface contaminants such as direct skin contact, direct fingerprints, etc.
- the interior volume 56 can receive optical signals from one or more light sources 18 and can transmit the optical signals toward the first and second surfaces.
- the interior volume 56 can be any optically transparent material (e.g., without limitation, glass, acrylic, and/or plastic).
- the interior volume can include one or more irregularities 44 (two shown) that can further scatter the optical signal.
- the substrate layer 16 can include at least one scattering feature (shown as a scattering surface 62 in FIG. 6).
- the scattering surface 62 can be at least one scattering feature of a first surface (shown as 52 in FIG. 5) that includes at least one irregularity in the material of the substrate layer.
- the optical signal can be emitted toward the scattering surface 62.
- the scattering surface 62 can include imperfections, irregularities, and/or refractive indices that redirect the optical signal at one or more angles, changing the path length of the optical signal. For example, as shown, the path of the optical signal changes depending on where the optical signal contacts the scattering surface 62.
- the substrate layer 16 may act as a light pipe, and the edges (e.g., the first surface 52 and the second surface 54 shown in FIG. 5) may reflect the light signal to create many different path lengths and distribute the light signal around at least a portion of the frame 12, where the light signal then intersects the surface of the substrate layer 16 at the second surface at an angle that may be emitted toward the wearer's pupil.
- FIG. 7 shows another example 70 of a plan view of a partial eyeglass utilizing multiple light sources 18 (in other words, multiple light sources 18).
- the multiple light sources 18 are shown as three light sources, they can be any number greater than or equal to two.
- the light sources 18 can be located anywhere on and/or within the frame 12 such that they can direct light toward the substrate layer 16.
- one or more light sources 18 can be located on and/or within the arms of the frame 12, and/or one or more light sources can be located on and/or within the rims of the frame 12 (inside the substrate layer or outside the substrate layer).
- Each of the light sources 18 can emit light signals simultaneously and/or at different times, in any combination (e.g., predetermined and/or manually set).
- Each of the light sources 18 can emit light signals having the same and/or different light colors. To maintain high contrast in the speckle pattern, a single color of light or colors of light at opposite ends of the visible spectrum can be emitted at any time.
- the glasses frame 80 can hold at least one lens 84 in front of at least one eye of a wearer (not shown).
- the glasses can include at least a front plate 82 that can hold at least one lens 84 in front of the wearer's eye.
- the front plate 82 can include a substrate layer 86 (facing the wearer's eye).
- the front plate 82 can include a nosepiece and a rim around the lens 84 as shown. It should be understood that the glasses can be spectacles, monoculars, goggles, etc. of any frame configuration with at least a partial rim (e.g., rectangular, square, round, cat eye, aviator, oval, brow line, etc.).
- the lens 84 can be a prescription lens (e.g., progressive, bifocal, single focus, etc.), a reading lens (e.g., for correcting hyperopia to an extent that a prescription is not required), and/or for aesthetic purposes only.
- the eyeglass frame 80 may include at least one arm 92 extending from a side edge of the front plate 82.
- the at least one arm 92 may be connected to the front plate 82, for example, by a hinge joint (not shown) with at least one screw.
- the at least one arm 92 may hold the eyeglass frame 80 on the wearer's head.
- the at least one arm may be a flexible strap.
- the at least one arm 92 may optionally include, at least in part, the substrate layer 86.
- the eyeglass frame 80 may also include one or more light sources 88 enclosed within the frame.
- Each of the one or more light sources 88 may generate and emit a light signal corresponding to a color within the visible light spectrum.
- the light signal may have a long coherence (e.g., 1 mm or more, 0.5 mm or more, 0.2 mm or more, etc.).
- Each of the one or more light sources 88 may generate one color at a time.
- Each of the one or more light sources 88 may generate one or more colors and may be controlled to change the color and/or change the emission time of light of a particular color.
- Each of the one or more light sources 88 may be, for example, a laser diode, a vertical cavity surface emitting laser (VCSEL), and/or a compact and efficient laser.
- the one or more light sources 88 may be positioned within at least one arm 92 and/or in any portion of the front plate 82, so long as the one or more light sources are positioned to emit a light signal toward the substrate layer 86.
- the one or more light sources 88 can include a first light source disposed within the arm 92 and can emit an optical signal through a portion of the arm toward the front plate 82 and onto the substrate layer 86 (the arm can be at least partially optically transparent and/or can at least partially include the substrate layer 86).
- the one or more light sources 88 can be multiple light sources disposed within the front plate 82 and can emit an optical signal directly onto the substrate layer 86.
- the substrate layer 86 may be at least a portion of the front plate 82.
- the substrate layer 86 may be optically transparent and/or may include at least one optically transparent material (e.g., glass, clear plastic, acrylic, etc.).
- the substrate layer 86 may receive optical signals from one or more light sources 88, form a speckle pattern of the optical signals, and transmit the speckle pattern of the optical signals toward the pupil of the wearer.
- the speckle pattern of the optical signals may have an intensity to slow the progression of myopia and may be provided for a period of time (e.g., a predetermined and/or controlled time).
- the substrate layer 86 may include at least one scattering feature, e.g., at least one material irregularity, inclusion, and/or scattering surface, to convert the optical signals into a high-contrast speckle pattern.
- the one or more light sources 88 may be positioned and oriented relative to the at least one scattering feature of the substrate layer 86 to form a speckle pattern from the emitted optical signals.
- the speckle pattern may be formed by a path length variation of the optical signals in the substrate layer being at least half the wavelength of the optical signals generated by the one or more light sources 88.
- the substrate layer 86 may include regions optimized to emit a speckle pattern into the pupil (e.g., around at least a portion of one or more lenses 84), as described in detail above with respect to Figures 3 and 4, and regions not optimized to emit light that may refract/redirect at least a portion of the optical signal internally better than the optimized regions.
- the front plate 82 may also include an opaque layer on an outer surface adjacent at least a portion of the substrate layer.
- the substrate layer 86 may include a first surface at the interface between the substrate layer and the opaque layer, a second surface at the interface between the substrate layer and the air on the wearer side of the front plate 82, and an internal volume between the first and second surfaces, as described in detail above with respect to FIGS. 5 and 6.
- the internal volume may receive optical signals from one or more light sources 88 and may transmit the optical signals toward the first and second surfaces.
- the internal volume may include at least one scattering feature that may refract, redirect, and/or reflect at least a portion of the optical signal at an angle.
- the first surface may include at least one scattering feature (e.g., irregularities, scattering surfaces, etc.) that may scatter the optical signal at one or more angles of incidence to form at least a portion of the speckle pattern of the optical signal.
- the second surface may transmit or reflect a portion of the optical signal depending on the angle of incidence of the portion of the optical signal relative to the second surface.
- the second surface may optionally form another portion of the speckle pattern of the optical signal.
- the second surface may transmit the speckle pattern of the optical signal toward the pupil based on the angle of incidence of the optical signal.
- the speckle pattern is described as a single pattern, it may be the same pattern or different patterns at any given time depending on variables such as the timing of the generation and emission of the optical signal, the color of the optical signal, the direction of the optical signal, and the intensity of the optical signal.
- the eyeglass frame 80 may also include at least one of a circuit, one or more communication elements, and/or one or more control elements.
- the eyeglass frame 80 may include a sensor feedback circuit 90 connected to one or more light sources 88.
- the sensor feedback circuit 90 may control a generated light signal based on the ambient light around the eyeglass frame.
- the eyeglass frame 80 may also include a power source and further circuit elements that may be connected to and power the one or more light sources 88 and the sensor feedback circuit 90 (if present).
- the further circuit elements may include, for example, a current driver.
- the power source may be, for example, a replaceable battery, a rechargeable battery, a solar cell, etc. Alternatively, the power source may be external (as shown as power source 22 in FIG.
- the additional circuitry may also include a wireless communication device (e.g., Wi-Fi, Bluetooth Low Energy, radio frequency, etc.) capable of communicating with an external device 94 having at least a controller 96 (e.g., a computer, a smartphone, a tablet, etc.).
- the external device 94 may execute an application for controlling at least one or more of the light sources 88 and/or the sensor feedback circuitry 90.
- the eyeglass frame may also include a controller such as a microcontroller (e.g., having a processor and/or non-transitory memory) capable of executing stored instructions to control at least one aspect of the light delivery.
- the eyeglass frame may additionally or alternatively include an on/off switch for manually turning on and off the one or more light sources 88.
- the sensor feedback circuit 90 can include a detector configured to detect the illuminance of the ambient light and a control mechanism capable of varying the brightness of the optical signal from the one or more light sources 88 relative to the illuminance of the ambient light.
- the brightness of the optical signal can be varied relative to the illuminance of the ambient light to maintain the contrast of the speckle pattern of the optical signal at or above a therapeutic percentage.
- the brightness of the optical signal from the one or more light sources 88 can be controlled to be proportional to the ambient illumination.
- the one or more light sources 88 can be turned off if the ambient illumination is determined to be above or below a predetermined threshold.
- the control mechanism can be, for example, a microcontroller as previously described, or it can be as simple as a fixed ratio amplifier that receives the detector output as an input.
- the detector can be, for example, a photodetector, a camera, a segmented detector, or any other type of detector capable of detecting light.
- the detector can integrate a photopic weighted spectrum within a forward-facing (e.g., in the direction the wearer is generally looking) cone at an angle of 20 to 45 degrees.
- the detector can be a segmented detector or a camera configured to look for peak luminance within the scene.
- the sensor feedback circuit 90 can include one or more sensors (e.g., detectors, gyroscopes, accelerometers, a switch near the hinge to detect whether the glasses are open or closed, etc.) configured to detect a user's activity state, and the control mechanism can vary the activation of the one or more light sources 88 to provide a therapeutic effect (e.g., maximum therapeutic effect) and minimize disruption to daily life.
- the one or more light sources 88 can be activated only when the user is wearing the glasses and is awake but sitting still in low ambient light (e.g., while reading, watching television, etc.).
- FIG. 9 Another aspect of the disclosure can include a method 100 (FIG. 9) for modulating optical signals generated by one or more light sources to form a speckle pattern for preventing or slowing the progression of myopia.
- Method 100 can be applied to one or more light sources generating one or more optical signals.
- Method 100 can be performed using the eyeglass frame described above with respect to FIG. 8.
- the eyeglass frame of FIG. 8 illustrates one example of various components that can be used to perform method 100, with further components described in detail with respect to eyeglasses 20 and the options illustrated in FIGS. 2-7.
- Method 100 is illustrated as a process flow diagram using a flowchart. For simplicity, method 100 is illustrated and described as being performed sequentially. However, it should be understood and appreciated that some steps may be performed in different orders and/or simultaneously with other steps illustrated and described herein, and therefore the present disclosure is not limited by the illustrated order. Furthermore, not all illustrated aspects are required to implement method 100.
- Method 100 can be used to modulate one or more optical signals generated by one or more light sources in response to activity and/or ambient light detection.
- the wearable device e.g., eyeglass frame
- the wearable device can include at least one arm, at least one lens, and a front plate (otherwise known as a rim and nosepiece) that can hold at least one lens and at least one sensor feedback circuit.
- the frame can include one or more light sources that can each generate a single color, long coherence optical signal.
- the front plate can include a substrate layer (as described above with respect to substrate layers 16 and 86). The substrate layer can receive the optical signal, convert the optical signal into a speckle pattern, and transmit the speckle pattern to the pupil of at least one eye of the wearer.
- Reference numeral 102 is optical signal generation, where the optical signal can be generated by one or more light sources.
- the optical signal can be generated in response to a manual input, arrival of a predetermined time, etc.
- the optical signal can be a single color, long coherence visible light signal at a given time. The color may be tunable.
- the optical signal can be directed to a substrate layer in the frame around at least a portion of the lens in the frame.
- the optical signal can be scattered by at least one scattering feature in the substrate layer to form a high contrast speckle pattern that can be transmitted to the pupil of the eye to prevent and/or slow the progression of myopia.
- Reference numeral 104 indicates activity and/or ambient light detection, where the sensor of the sensor feedback circuit can detect the wearer's activity and/or the ambient light.
- the sensor feedback circuit can include at least one sensor (e.g., a photodetector, a gyroscope, an accelerometer, a switch near the hinge that detects whether the glasses are open or closed, etc.) that can detect the illuminance of the ambient light and/or the activity of the user.
- the sensor feedback circuit can also include a control mechanism (e.g., a controller, a switch, etc.) that can change the intensity of the light signal from the one or more light sources 88 in response to the illuminance of the ambient light and/or the activity of the user.
- the one or more light sources 88 can be activated or have increased illumination only when the user is wearing the glasses and is awake but sitting still in low ambient light (e.g., while reading, watching television, etc.).
- Reference numeral 106 indicates that the control mechanism can modulate the light signals generated by the one or more light sources (e.g., by sending a control signal to the one or more light sources) based on the detected activity state and/or ambient light.
- the brightness of the light signals can be altered relative to the illuminance of the ambient light to maintain the contrast of the speckle pattern of the light signals at or above the therapeutic percentage.
- the brightness of the light signals from the one or more light sources can be controlled to be proportional to the ambient lighting.
- the one or more light sources can be turned off when the ambient lighting is determined to be above or below a predetermined threshold, and turned on again when the ambient lighting is within the predetermined threshold.
- the control mechanism can vary the operation of the one or more light sources 88 to provide a therapeutic effect (e.g., maximum therapeutic effect) and minimize disruption to daily life.
- the one or more light sources 88 can be activated only when the user is wearing the glasses and is awake but sitting still (e.g., while reading, watching television, etc.).
- the detection and modulation can continue until a therapeutic dose is reached (e.g., a dosing monitor can be integrated into the glasses and/or external).
- the method can be manually interrupted by the wearer.
- the light signal can be terminated after the therapeutic dose is reached.
- the control mechanism can control one or more light sources to be turned off based on the time, power, and/or intensity of the light signal known to have been provided to the wearer.
- a wearable ophthalmic device comprising: at least one lens; a frame configured to hold the at least one lens in front of at least one eye of a wearer and including a substrate layer; and one or more light sources, each of the one or more light sources configured to generate a light signal corresponding to a color within the visible light spectrum, the substrate layer configured to receive the light signal, form a speckle pattern of the light signal, and transmit the speckle pattern of the light signal toward a pupil of the wearer.
- the substrate layer further includes a first surface including at least one scattering feature configured to scatter the optical signal at one or more angles of incidence to form the speckle pattern of the optical signal, a second surface facing the wearer and configured to transmit or reflect a portion of the optical signal and transmit the speckle pattern of the optical signal toward the pupil, and an internal volume configured to receive the optical signal and transmit the optical signal toward the first and second surfaces.
- a spectacle frame configured to hold at least one lens in front of at least one eye of a wearer, the spectacle frame including: a front plate configured to hold the at least one lens in front of the at least one eye of a wearer and including a substrate layer; at least one arm extending from a side edge of the front plate and configured to hold the spectacle frame on the wearer's head; and one or more light sources enclosed within the spectacle frame, each of the one or more light sources configured to generate a light signal corresponding to a color within the visible light spectrum, the substrate layer configured to receive the light signal, form a speckle pattern of the light signal, and transmit the speckle pattern of the light signal toward the pupil of the wearer.
- the substrate layer includes a first surface including at least one scattering feature configured to scatter the optical signal at one or more angles of incidence to form the speckle pattern of the optical signal, a second surface facing the wearer and configured to transmit or reflect a portion of the optical signal and transmit the speckle pattern of the optical signal toward the pupil, and an internal volume configured to receive the optical signal and transmit the optical signal toward the first and second surfaces.
- the sensor feedback circuit further includes a detector configured to detect an illuminance of ambient light, and a control mechanism configured to modify a luminance of the one or more light sources relative to the illuminance of the ambient light to maintain a contrast of the speckle pattern of the optical signal at or above a therapeutic percentage.
- the one or more light sources include a first light source disposed within the arm and configured to emit the light signal toward the front plate through a portion of the arm.
- the one or more light sources include a diode laser, a vertical cavity surface emitting laser (VCSEL), and/or a compact and efficient laser.
- the one or more light sources include a diode laser, a vertical cavity surface emitting laser (VCSEL), and/or a compact and efficient laser.
- VCSEL vertical cavity surface emitting laser
- Wearable ophthalmic device 12 Frame 14 Lens 16 Substrate layer (substrate) 18 Light source 20 Eyeglasses 22 Power source 30 View from the wearer's side 32 Non-optimized area of substrate 16 34 Optimized area of substrate 16 40 Plan view 42 Opaque layer 44 Irregularity 50 Internal plan view 52 First surface 54 Second surface 56 Internal volume 58 Eye 59 Pupil 60 Internal side cross-sectional view 62 Scattering surface 70 Another example of a partial eyeglass plan view 80 Eyeglass frame (eyeglasses) 82 Front plate 84 Lens 86 Substrate layer 88 Light source 90 Sensor feedback circuit 92 Arm 94 External device 96 Controller 98 Power source/circuitry 100 Method 102 Light signal generation 104 Detect activity and/or ambient light 106 Modulate generated light signal based on detected activity and/or ambient light 108 Terminate light signal after therapeutic dose is reached
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Abstract
Description
本開示は全般的に、近視の進行を予防し及び/又は遅らせるためのスペックルめがねに関する。より具体的には、本開示は、近視の進行を予防し及び/又は遅らせるために、着用者の周辺網膜に高コントラストのパターン(又は「スペックル」)を提示することができるウェアラブルデバイス(例えば、めがね)である「スペックルめがね」に関する。 The present disclosure relates generally to speckle glasses for preventing and/or slowing the progression of myopia. More specifically, the present disclosure relates to "speckle glasses," which are wearable devices (e.g., glasses) that can present high-contrast patterns (or "speckles") to a wearer's peripheral retina to prevent and/or slow the progression of myopia.
近視又は近眼は、ますます蔓延している屈折異常であり、小児期に発症する傾向があるが、どの年齢でも発生する可能性がある。近視は通常、眼が前方から後方へ、通常よりも伸長したときに発生する。眼の伸長は通常、正視化と言われるプロセスにおいて閉ループ方式で制御され、角膜及び水晶体によって形成された像が網膜上で焦点を結ぶと、眼の伸長を停止する。かすみ目に加えて、近視は、視覚を脅かす多くの症状のリスクを高めるが、このことはおそらく、近視眼の病理学的物理的側面に関連していると考えられる。従来の単焦点めがね及びコンタクトレンズは、軸上矯正を実行して網膜の視軸上での焦点を改善し、中心窩又は中心窩付近での視界のぼやけを改善するように設計されている。多くの場合、従来の矯正レンズは、近視の進行の根本的な原因を治療していない。実際、単焦点矯正レンズでは、矯正の過剰又は不足のいずれかにより、網膜の周囲での光の集束が不十分であることが多い。近視の進行の理論が提案するところによれば、周辺網膜のコントラスト喪失が眼の長さの伸長の要因であり、周辺網膜における過剰矯正による遠視焦点ぼけが、度付きめがねによって軸上近視を矯正した後も近視の進行が続く要因である。 Myopia, or nearsightedness, is an increasingly prevalent refractive error that tends to develop in childhood but can occur at any age. Myopia usually occurs when the eye elongates more than normal, from front to back. Elongation of the eye is usually controlled in a closed-loop manner in a process called emmetropization, and the eye stops elongating when the image formed by the cornea and lens is focused on the retina. In addition to blurred vision, myopia increases the risk of many vision-threatening conditions, which are likely related to the pathological physical aspects of the myopic eye. Traditional monofocal spectacles and contact lenses are designed to perform on-axis correction to improve the focus of the retina on the visual axis and improve blurred vision at or near the fovea. In many cases, traditional corrective lenses do not treat the underlying cause of myopia progression. In fact, monofocal corrective lenses often provide insufficient focusing of light around the retina, either by overcorrection or by undercorrection. Theories of myopia progression propose that loss of peripheral retinal contrast is the cause of eye length increase, and that hyperopic defocus due to overcorrection in the peripheral retina is the cause of continued myopia progression even after correction of axial myopia with prescription glasses.
本開示では、近視の進行を遅らせるために着用者の周辺網膜に高コントラストのパターン(又は「スペックル」)を提示することができるウェアラブルデバイス(例えば、めがね)である「スペックルめがね」の提供を目的とし、以下に説明する。スペックルは、周辺の屈折状態とは無関係な方法で着用者の周辺網膜に提示することができ、治療は従来の度付きレンズと適合する。 The present disclosure aims to provide "speckle glasses," which are wearable devices (e.g., glasses) that can present high-contrast patterns (or "speckles") to the wearer's peripheral retina to slow the progression of myopia, as described below. The speckles can be presented to the wearer's peripheral retina in a manner that is independent of peripheral refractive state, and the treatment is compatible with conventional prescription lenses.
一態様において、本開示は、着用者の瞳孔に高コントラストの光のスペックルパターンを与えるためのウェアラブル眼科用デバイスを含む。ウェアラブル眼科用デバイスは、少なくとも1つのレンズと、少なくとも一方の眼の近視の進行を予防し及び/又は遅らせるために、着用者の少なくとも一方の眼の前方に少なくとも1つのレンズを保持するように構成されたフレームと、を含む。フレームは、基板層を含み、フレーム内及び/又はフレーム上に1つ以上の光源を含むことができる。1つ以上の光源はそれぞれ、可視光スペクトルの範囲内の色に対応する光信号を生成するように構成することができる。基板層は、1つ以上の光源から光信号を受け取り、光信号のスペックルパターンを形成し、光信号のスペックルパターンを着用者の瞳孔に向けて(特に周辺網膜に向けて)伝達する。 In one aspect, the present disclosure includes a wearable ophthalmic device for providing a high contrast speckle pattern of light to a pupil of a wearer. The wearable ophthalmic device includes at least one lens and a frame configured to hold the at least one lens in front of at least one eye of a wearer to prevent and/or slow the progression of myopia in the at least one eye. The frame includes a substrate layer and can include one or more light sources within and/or on the frame. Each of the one or more light sources can be configured to generate a light signal corresponding to a color within the visible light spectrum. The substrate layer receives the light signals from the one or more light sources, forms a speckle pattern of the light signals, and transmits the speckle pattern of the light signals toward the pupil of the wearer (particularly toward the peripheral retina).
別の態様では、本開示は、着用者の少なくとも一方の眼の前方に少なくとも1つのレンズを保持することができるめがねフレームを含む。めがねフレームは、少なくとも一方の眼の前方に少なくとも1つのレンズを保持する前方プレートを含み、基板層と、前方プレートの側縁部から延びて、めがねフレームを着用者の頭部に保持する少なくとも1つのアームとを含む。めがねフレームは、めがねフレーム内に封入された1つ以上の光源を含み、1つ以上の光源のそれぞれは、可視光スペクトルの範囲内の色に対応する光信号を生成する。基板層は、1つ以上の光源から光信号を受け取り、光信号のスペックルパターンを形成し、光信号のスペックルパターンを着用者の少なくとも一方の眼の瞳孔に向けて(特に周辺網膜に向けて)伝達し、少なくとも一方の眼の近視の進行を予防し及び/又は遅らせる。 In another aspect, the present disclosure includes an eyeglass frame capable of holding at least one lens in front of at least one eye of a wearer. The eyeglass frame includes a front plate that holds at least one lens in front of at least one eye, a substrate layer, and at least one arm extending from a side edge of the front plate to hold the eyeglass frame on the wearer's head. The eyeglass frame includes one or more light sources encapsulated within the eyeglass frame, each of the one or more light sources generating an optical signal corresponding to a color within the visible light spectrum. The substrate layer receives the optical signals from the one or more light sources, forms a speckle pattern of the optical signals, and transmits the speckle pattern of the optical signals toward a pupil of the wearer's at least one eye (particularly toward the peripheral retina) to prevent and/or slow the progression of myopia in the at least one eye.
また本開示には、そのようなウェアラブル眼科用デバイスを使用して、着用者の瞳孔に高コントラストの光のスペックルパターンを送り、少なくとも一方の眼の近視の進行を予防し及び/又は遅らせるための方法も含まれる。 The present disclosure also includes methods for using such wearable ophthalmic devices to deliver high-contrast speckle patterns of light to the wearer's pupil to prevent and/or slow the progression of myopia in at least one eye.
本開示の前述の特徴及び他の特徴は、添付図面を参照しながら以下の説明を読むことで、本開示が関係する分野の当業者には明らかである。 The above and other features of the present disclosure will be apparent to those skilled in the art to which the present disclosure pertains upon reading the following description in conjunction with the accompanying drawings.
本開示に係るウェアラブルデバイス又はウェアラブル眼科用デバイス、及びめがねフレームについて詳しく説明する。なお、本開示は以下の実施の形態に限定されることはなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲内において、本開示に対して種々の変更を加えることも可能である。 The wearable device or wearable ophthalmic device and eyeglass frame according to the present disclosure will be described in detail. Note that the present disclosure is not limited to the following embodiments, and various modifications can be made to the present disclosure without departing from the gist of the present disclosure.
[I.定義]
別に定義がない限り、本明細書で使用するすべての技術用語は、本開示が関係する分野の当業者によって一般的に理解されるものと同じ意味を有する。
[I. Definition]
Unless otherwise defined, all technical terms used herein have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this disclosure pertains.
本明細書で使用する場合、単数形「a」、「an」、及び「the」は、文脈上明らかに別の意味が示される場合を除き、複数形も含むことができる。 As used herein, the singular forms "a," "an," and "the" can also include the plural forms unless the context clearly indicates otherwise.
本明細書で使用する場合、「含む(comprises)」及び/又は「含んでいる(comprising)」という用語は、記載した特徴、ステップ、動作、要素、及び/又は構成部分の存在を特定することができるが、1つ以上の他の特徴、ステップ、動作、要素、構成部分、及び/又はグループの存在又は追加を排除するものではない。 As used herein, the terms "comprises" and/or "comprising" may specify the presence of stated features, steps, operations, elements, and/or components, but do not exclude the presence or addition of one or more other features, steps, operations, elements, components, and/or groups.
本明細書で使用する場合、「及び/又は」という用語は、関連する列挙された項目の1つ以上のうちのいずれか及びすべての組み合わせを含むことができる。 As used herein, the term "and/or" may include any and all combinations of one or more of the associated listed items.
本明細書で使用する場合、「第1の」、「第2の」などの用語は、これらの用語によって説明される要素を限定するものではない。これらの用語は、ある要素を他の要素と区別するためにのみ使用される。したがって、後述する「第1の」要素は、本開示の教示から逸脱することなく、「第2の」要素と言うこともできる。動作(又は行為/ステップ)の順序は、特に記載のない限り、特許請求の範囲又は図に示した順番に限定されない。 As used herein, terms such as "first", "second", etc., do not limit the elements described by these terms. These terms are used only to distinguish one element from another. Thus, a "first" element described below could also be referred to as a "second" element without departing from the teachings of this disclosure. The order of operations (or acts/steps) is not limited to the order shown in the claims or figures, unless otherwise specified.
本明細書で使用する場合、「近視」という用語は、「近眼」とも言い、近く(近接)の物体ははっきりと見えるが、遠くの物体はぼやけて見える一般的な視覚状態を指す。近視は、網膜の軸長の増加に起因する軸性、及び/又は眼の屈折要素の状態に起因する屈折性に分類することができる。近視に関する又は近視を有する関連の形容詞は「近視」である。 As used herein, the term "myopia", also known as "nearsightedness", refers to a general vision condition in which close (proximal) objects are seen clearly, while distant objects appear blurred. Myopia can be classified as axial, resulting from an increase in the axial length of the retina, and/or refractive, resulting from the condition of the refractive elements of the eye. The related adjective relating to or having myopia is "myopic".
本明細書で使用する場合、「スペックル」及び/又は「スペックルパターン」という用語は、光源と受光器との間で異なる位相及び/又は経路長を有する一連の波面の相互干渉によって形成される高コントラストでランダムな強度パターンを指す。スペックルパターンは、高コヒーレント光(例えば、低強度で長コヒーレンスの光を生成するレーザーからのもの)を、複雑で粗い構造を有する表面に当てることによって形成することができる。光は、複雑で粗い表面から散乱して、高コントラストのスペックルパターンを形成する。この現象は、入射ビームの様々な反射部分とランダムな相対光位相との干渉から生じる。 As used herein, the terms "speckle" and/or "speckle pattern" refer to a high-contrast, random intensity pattern formed by the mutual interference of a series of wavefronts with different phases and/or path lengths between a light source and a receiver. A speckle pattern can be formed by directing highly coherent light (e.g., from a laser producing low-intensity, long-coherence light) onto a surface with a complex, rough structure. The light scatters from the complex, rough surface to form a high-contrast speckle pattern. This phenomenon results from the interference of the various reflected portions of the incident beam with the random relative optical phases.
本明細書で使用する場合、「散乱」という用語は、光信号の少なくとも一部が媒体内の直線軌道から強制的に逸脱するように光信号を乱すことを指す。散乱を受けた光信号の反射は拡散反射と言われることが多く、散乱しない反射は鏡面(鏡のような)反射と言われる。散乱を引き起こす可能性がある媒体内の特徴の例としては、限定することなく、粒子、気泡、液滴、流体の密度変動、多結晶固体内の微結晶、単結晶固体内の欠陥、表面粗さ、又は他の不規則性が挙げられる。 As used herein, the term "scattering" refers to disrupting an optical signal such that at least a portion of the optical signal is forced to deviate from a straight-line trajectory within the medium. Reflection of an optical signal that has undergone scattering is often referred to as diffuse reflection, while reflection that is not scattered is referred to as specular (mirror-like) reflection. Examples of features within a medium that can cause scattering include, without limitation, particles, bubbles, droplets, density variations in a fluid, microcrystals in a polycrystalline solid, defects in a single crystal solid, surface roughness, or other irregularities.
本明細書で使用する場合、「全内部反射」及び/又は「TIR(Total Internal Reflection)」という用語は、波(例えば、1つ以上の光線)が、第1の媒体を通って進み、第1の媒体と第2の媒体との界面/境界に到達した際、第2の媒体中に方向転換することなく、界面から完全に反射されて第1の媒体中に戻る現象を指す。TIRは、表面に対する光の入射角が、臨界角(全内部反射を生じる最小の入射の角度及び/又は屈折光線が存在する最大の角度)よりも大きい場合に、発生することができる。一例としては、2つの透明媒体において、屈折率が高い方の媒体内の光線が、その波長及び材料に対する臨界角より大きい入射角でもう一方の媒体に近づくとき、それらの透明媒体の境界でTIRが発生することができる。 As used herein, the terms "total internal reflection" and/or "TIR" refer to the phenomenon where a wave (e.g., one or more rays of light) travels through a first medium and upon reaching an interface/boundary between the first and second medium is completely reflected from the interface back into the first medium without being redirected into the second medium. TIR can occur when the angle of incidence of light on a surface is greater than the critical angle (the smallest angle of incidence that results in total internal reflection and/or the largest angle at which there are refracted rays). As an example, TIR can occur at the boundary between two transparent media when a ray in the medium with the higher refractive index approaches the other medium at an angle of incidence that is greater than the critical angle for that wavelength and material.
本明細書で使用する場合、「入射角」及び「入射の角度」という用語は、表面に入射する光線と、入射点において表面に垂直な(90度の角度の)線(法線と言う)との間の角度を指す。 As used herein, the terms "angle of incidence" and "angle of incidence" refer to the angle between a ray of light incident on a surface and a line (called the normal) that is perpendicular (at a 90 degree angle) to the surface at the point of incidence.
本明細書で使用する場合、「ウェアラブルデバイス」及び「ウェアラブル眼科用デバイス」という用語は、ユーザーの身体に装着することができ、ユーザーの視力に影響を与えることができるデバイスを指す。ウェアラブルデバイスの一例はめがねである。他の例としては、限定することなく、単めがね、ゴーグル、バイザー、AR/VRヘッドセットなどが挙げられる。 As used herein, the terms "wearable device" and "wearable ophthalmic device" refer to a device that can be worn on a user's body and that can affect the user's vision. One example of a wearable device is a pair of glasses. Other examples include, without limitation, monoculars, goggles, visors, AR/VR headsets, etc.
本明細書で使用する場合、「めがね(eyeglasses)」という用語は、「めがね(spectacle)」及び「めがね(glasses)」という用語と同様の意味を有し、人の眼の前方に1つ以上のレンズを保持するフレームであって、それぞれが着用者の耳の上に延びる少なくとも1つのアーム(一般的には2つのアーム)を有するフレームに取り付けられた1つ以上のレンズを指す。めがねは、低視力(例えば、近眼、遠視、乱視など)を矯正又は治療するために、サングラス、安全めがねとして、及び/又は単に美的目的で使用することができる。 As used herein, the term "eyeglasses" has a similar meaning to the terms "spectacle" and "glasses" and refers to one or more lenses attached to a frame that holds one or more lenses in front of a person's eye, each lens having at least one arm (and typically two arms) that extends over the wearer's ear. Eyeglasses can be used to correct or treat low vision (e.g., nearsightedness, farsightedness, astigmatism, etc.), as sunglasses, safety glasses, and/or simply for aesthetic purposes.
本明細書で使用する場合、「フレーム」という用語は、1つ以上のレンズが人の眼の前方にくるように、1つ以上のレンズを人の頭部の適切な位置に保持するように設計されたデバイス及び/又はメカニズムを指す。フレームは、様々なスタイル、サイズ、材料、形状、及び色で存在する。通常、フレームは、鼻部上の少なくともブリッジと、1つ以上のレンズ(一般的には2つのレンズ)のそれぞれの少なくとも一部の周りに置かれ、1つ以上のレンズをフレームに保持するリムと、ヒンジ式アーム(又はテンプル/テンプルピース)であって、使用中にリムの側面部分からテンプル先端まで延び、ユーザーの耳の一部の上及び/又は周りに置かれるヒンジ式アーム(又はテンプル/テンプルピース)とを含む。フレームはまた、少なくとも1つのアームと、少なくともリム及びブリッジを取り囲む前方プレートと、を有するものとして説明することもできる。 As used herein, the term "frame" refers to a device and/or mechanism designed to hold one or more lenses in place on a person's head so that the lens or lenses are in front of the person's eyes. Frames come in a variety of styles, sizes, materials, shapes, and colors. Typically, a frame includes at least a bridge over the nose, a rim that rests around at least a portion of each of the one or more lenses (typically two lenses) to hold the one or more lenses in the frame, and hinged arms (or temples/temple pieces) that extend from side portions of the rim to the temple tips during use and rest over and/or around a portion of the user's ear. A frame can also be described as having at least one arm and a front plate that surrounds at least the rim and the bridge.
本明細書で使用する場合、「ユーザー」、「対象者」、「着用者」、及び「患者」という用語は、交換可能に使用することができ、ウェアラブルデバイスを着用することができる任意の温血生物を指す。例えば、限定することなく、ヒト、ブタ、ラット、マウス、イヌ、ネコ、ヤギ、ヒツジ、ウマ、サル、類人猿、ウサギ、ウシなどである。 As used herein, the terms "user," "subject," "wearer," and "patient" may be used interchangeably and refer to any warm-blooded organism capable of wearing a wearable device, such as, but not limited to, humans, pigs, rats, mice, dogs, cats, goats, sheep, horses, monkeys, apes, rabbits, cows, etc.
[II.概要]
近視は、世界中で最も一般的な屈折異常であり、小児期に発症する傾向があるが、どの年齢でも発症する可能性があり、治療しないまま放置すると徐々に悪化する。重度の近視の人ほど、緑内障、網膜剥離、黄斑変性症、白内障などの重大な眼の障害を経験する可能性が高い。近視の患者の場合、光は網膜の前方で焦点を結ぶため、遠くの物体を見るときに焦点が合わずにぼやけ、網膜上でのコントラストの損失が、近視が軸方向に伸長する要因であることが証明されている。従来の単焦点矯正レンズは、網膜の視軸上のコントラストを改善し、視界のぼやけを改善するが、周囲は焦点がずれたままである。周囲を焦点がずれたままにすることによって、網膜が伸び続け、時間の経過とともに近視が悪化する可能性がある。基本的に、従来の度付きめがねでは、症状を解決するだけで、多くの人にとっての近視の生物学的原因には対処しない場合がある。実際、近視の進行の理論が提案するところによれば、周辺網膜における遠視焦点ぼけが、軸上近視が度付きめがねによって対処された後も近視の進行が継続する要因である。さらに、既存の光線療法製品は強度と波長に焦点を当てているが、送られる光のコントラストと空間周波数を制御することは無視されている。
[II. Overview]
Myopia is the most common refractive error worldwide and tends to develop in childhood, but can develop at any age, and if left untreated, it gradually worsens. People with severe myopia are more likely to experience significant eye problems such as glaucoma, retinal detachment, macular degeneration, and cataracts. For myopic patients, light is focused in front of the retina, resulting in blurred and out-of-focus vision when looking at distant objects, and the loss of contrast on the retina has been proven to be a contributing factor in myopia elongating axially. Traditional single vision corrective lenses improve contrast on the retina's visual axis, improving blurred vision, but the periphery remains out of focus. By leaving the periphery out of focus, the retina continues to elongate, which can worsen myopia over time. Essentially, traditional prescription glasses only address the symptoms and may not address the biological causes of myopia for many people. In fact, theories of myopia progression propose that hyperopic defocus in the peripheral retina is the factor that causes myopia progression to continue even after axial myopia has been addressed with prescription glasses. Furthermore, existing phototherapy products focus on intensity and wavelength, but ignore controlling the contrast and spatial frequency of the light delivered.
本明細書で説明するように、本開示は、近視の進行を予防し及び/又は遅らせるために、着用者の周辺網膜に高コントラストのパターン(又は「スペックル」)を提示することができるウェアラブルデバイス(例えば、めがね)である「スペックルめがね」に関する。「スペックルめがね」は、矯正レンズあり又は矯正レンズなしで、既存のウェアラブルデバイス(「ウェアラブル」とも言われる)と組み合わせて/既存のウェアラブルデバイス上で、使用することができる。このようなウェアラブルは、ユーザーが習慣を大幅に変更することも、少しの間でもじっと座っていることも、及び/又は何らかの医薬品ベースの治療を行うことも必要とせずに、日常生活の活動状態の全体を通して着用することができる。「スペックルめがね」は、伸長から保護するために、眼に(特に周辺網膜に)当てることができる可視光スペクトルの所与の範囲の空間周波数を伴う低強度で高コントラストのスペックルパターンをもたらすことができる。 As described herein, the present disclosure relates to "speckle glasses," which are wearable devices (e.g., glasses) that can present high-contrast patterns (or "speckles") to a wearer's peripheral retina to prevent and/or slow the progression of myopia. The "speckle glasses" can be used in conjunction with/on existing wearable devices (also referred to as "wearables"), with or without corrective lenses. Such wearables can be worn throughout the active states of daily life without requiring the user to significantly change their habits, sit still for any period of time, and/or undergo any pharmaceutical-based treatment. The "speckle glasses" can provide a low-intensity, high-contrast speckle pattern with a given range of spatial frequencies in the visible light spectrum that can be applied to the eye (particularly the peripheral retina) to protect against elongation.
[III.システム]
本開示の一態様は、着用者の眼の少なくとも一方の近視の進行を予防し及び/又は遅らせるために着用者(図示せず)が着用できるウェアラブル眼科用デバイス10(図1)を含む。ウェアラブル眼科用デバイス10は、高コントラストの光のスペックルパターンを着用者の眼(図示せず)の少なくとも一部に送ることができ、これにより、少なくとも部分的に近視の進行を予防し及び/又は遅らせることができる。場合によっては、着用者の眼の一部は周辺網膜を含む場合があり、高コントラストの光のスペックルパターンを、周辺網膜の屈折状態とは無関係に送ることができる。ウェアラブル眼科用デバイス10は、少なくとも周辺網膜の伸長による近視の進行を予防し及び/又は遅らせることができるコントラスト及び空間周波数範囲の両方を与えることができる。ウェアラブル眼科用デバイス10は、ユーザーの視力に影響を与えるためにユーザーの身体に着用されるデバイスの形状であり得ることを理解されたい(例えば、めがね(図2~図8に示す)、単めがね、ゴーグル、バイザー、AR/VRヘッドセットなど)。場合によっては、ウェアラブル眼科用デバイスは、ソフトコンタクトレンズ及び/又はハードコンタクトレンズの少なくとも一部に少なくとも部分的に組み込まれてもよい。ウェアラブル眼科用デバイス10は、一日中連続して及び/又は一日のうちの1回以上の所定の時間に定期的に、着用者が着用することができる。
III. System
One aspect of the present disclosure includes a wearable ophthalmic device 10 (FIG. 1) that can be worn by a wearer (not shown) to prevent and/or slow the progression of myopia in at least one of the wearer's eyes. The wearable
ウェアラブル眼科用デバイス10は、フレーム12と、フレーム12の少なくとも一部に1つ以上の光信号を送るように配置することができる1つ以上の光源18と、を含むことができる。フレーム12は、1つ以上のレンズ14を保持することができ、基板層16(例えば、フレーム12の前方プレートの内面に位置する)を含むことができる。1つ以上の光源18はそれぞれ、可視光スペクトルの範囲内の色に対応することができる1つ以上の光信号を生成することができる。1つ以上の光源18は、フレーム12内の基板層16に光信号を送ることができる(矢印として示す)。基板層16は、光信号を受け取ることができ、光信号のスペックルパターンを形成し、光信号のスペックルパターンを着用者の瞳孔(図示せず)に向けて伝達することができる。
The wearable
場合によっては、1つ以上の光源18は、1つ以上の光信号(長コヒーレンスの可視光信号)の少なくとも一部を基板層16に送ることができる(矢印として示す)。基板層16は、一例として、少なくとも1つの散乱特徴を有することができる。しかし、より全般的には、フレーム12の任意の部分が少なくとも1つの散乱特徴を有していてもよく、1つ以上の光源18が、1つ以上の光信号の少なくとも一部をフレーム12に送ってもよいことを理解されたい。前述したように、1つ以上の光信号は、長い/高い(全体を通して交換可能に使用される)コヒーレンス(例えば、0.05mm以上、0.1mm以上、0.2mm以上、0.5mm以上、1mm以上など)を有することができる。1つ以上の光信号は、少なくとも1つの散乱特徴と相互作用して、「スペックルパターン」になる高コントラスト干渉を形成することができる。散乱面からの高コントラスト干渉の現象は、レーザースペックルとして説明できる。したがって、散乱された長コヒーレンスの光が取る複数の経路長(例えば、最大で数ミリメートル異なる経路長)によって、スペックルパターンが形成される。場合によっては、スペックルパターンは、少なくとも部分的にフレーム12の表面から切り離されて見える、細かい粒子状のテクスチャとして現れる可能性がある。
In some cases, one or more
一例では、基板層16は、光信号に部分的及び/又は全内部反射(TIR)を生じさせて、反射光信号が、着用者の網膜の少なくとも一部を照明できるスペックルパターンを形成できるようにすることができる。着用者の網膜の一部は、一例として、フレーム12の着用者がフレームを通常見る場所に対応することができる(例えば、ユーザーがレンズを通してどこを見ているかに応じて、周辺網膜の周囲)。光信号のスペックルパターンは、複数の角度から瞳孔に送ることができる。光信号のスペックルパターンは、着用者の視線が外部の視覚シーンにわたって移動するにつれて(例えば、上、下、右、左など)、視角の範囲にわたって分布することができる。着用者の眼に当てられる光信号のスペックルパターンは、例えば、網膜の少なくとも1つの周囲部分に高コントラストの視覚刺激を与えることによって、近視の進行を予防し及び/又は遅らせることができる。
In one example, the
図2に示すのは、ウェアラブル眼科用デバイスの一例を示すめがね20(交換可能に「めがね」と呼ばれる)の図である。めがね20は、着用者(図示せず)が着用するように構成することができ、1つ以上のレンズ14(2つのレンズとして示す)と、フレーム12(フレーム12の内側の少なくとも一部を覆う基板16と、フレーム内及び/又はフレーム上にある1つ以上の光源18とを有する)とを含むことができる。めがね20は、電源22から電力を受け取ることもできる。めがね20は、1人の着用者向けにカスタマイズすることができ、及び/又は異なる着用者間で交換可能にすることができる(例えば、着用者のグループに適合するサイズにする)。めがね20は、任意の一般的なめがねとすることができるが、図示したように、フレーム12によって所定の位置に保持された1つ以上のレンズ14を含むことができる。フレーム12は、少なくとも2つのヒンジ留めアーム(説明を簡単にするためにヒンジは図示せず)と、前方プレート(番号は付けられていないが、ノーズピース、及び/又はブリッジ、及び/又はフレーム12内にレンズ14を保持するリムを含んでいてもよい)とを有する。前方プレートは、一例として、着用者/内側及び/又は顔と、着用者から離れる方向の外側/前側及び/又は顔とを有することができる。レンズ14の周りに少なくとも部分的なリムを有する任意の一般的に知られているめがねの形状及び/又は構成が意図されている(例えば、キャットアイ、円形、長方形、正方形など)。1つ以上のレンズ14(2つのレンズとして示す)は、度付きレンズ及び/又は非度付きレンズ(ガラス及び/又はプラスチック)とすることができる。1つ以上のレンズ14は、例えば、1つ以上の屈折矯正レンズとすることができる。既存の近視を治療し、その悪化を予防するために、1つ以上のレンズ14は負の光学処方を有してもよい。
Illustrated in FIG. 2 is a diagram of a pair of glasses 20 (interchangeably referred to as "spectacles") illustrating an example of a wearable ophthalmic device. The
前述したように、フレーム12は、眼に面するフレーム12の部分の少なくとも一部内及び/又は一部上(例えば、フレーム12の1つ以上のリム内/リム上)にあり得る基板層16を含むことができる。例えば、基板層16は、少なくとも1つのレンズ14の周囲の少なくとも一部に沿って(例えば、1つ以上のリム内/リム上に)配置することができる。別の例では、基板層16は、リムの少なくとも一部だけでなく、フレーム12のアームの少なくとも一部内にあることができる。基板層16は、フレーム内に配置された複数の部分を含むことができる(例えば、その配置は、少なくとも1つのレンズ14の周囲の少なくとも一部に沿って等距離に配置された部分であり得る)。基板層16は、着用者の少なくとも一方の眼に光(例えば、光信号のスペックルパターン)を放出するために少なくとも部分的に光学的に透明であることができる。基板層16は、光源18によって基板層内に放出された光信号からスペックルパターンを形成するために、少なくとも1つの散乱特徴を含むことができる。ユーザーから離れる方向のフレーム12の前面(図2に示さず)は、場合によっては、不透明及び/又は部分的に不透明であり得る他の層を含むことができる。他の層は、例えば、美的目的で、さらなる方向転換/屈折/散乱源として使用することができ、及び/又は光が着用者から離れるようにめがね20から放出されることを阻むために使用することができる。他の層は、周囲光がフレーム12に入って基板層16に向かうことを阻むこともできる。
As previously mentioned, the
1つ以上の光源(光源18として表される)を、フレーム12上及び/又はフレーム12内に配置することができる。例えば、光源18は、ユーザーの顔に面する側のフレーム12のアーム内及び/又はアーム上に配置された単一の光源として表される1つ以上の光源として示している。別の例では、図示しないが、追加の及び/又は代替的な光源を、図示したものと同じアーム上の、他方のアーム上の、又はリムの周囲のフレーム上及び/又はフレーム内に配置することができる。さらなる例では、図示しないが、追加の及び/又は代替的な光源を、フレーム12及び/又はレンズ14のうちの1つの外側部分に設けることができる(例えば、ユーザーの眼ではなくレンズ及び/又はフレームの少なくとも一部に向けて放出する)。光源18は、1つ以上のレンズ14の周囲に沿って複数(例えば、2つ以上)の角度及び/又は位置で1つ以上の光信号(高コヒーレンスを有する)を送るように構成することができる。光源18は、例えば、レーザーダイオード、VCSEL、及び/又はコンパクトで効率的なレーザーであって、それぞれ狭帯域の色の光を放出できるものとすることができる。光源18は、一度に単一の色を放出することができるが、様々な出力及び/又は強度で複数の色を放出するように構成することもできる。光源18の波長及び出力は、美的理由から、周囲光に基づいて、変動が最も小さい一方で効率が最も高いという要件に基づいて、選択することができる(例えば、スイッチ、コントローラーなどにより)。一例では、光源18は、所与の周波数でターンオン/オフするように制御することができ、周波数は、脳が光を知覚できるよりも速ければ治療効果が得られるようにタイミングを合わせることができる。別の例では、光信号の強度は、任意の周囲光の強度を下回るか、同等であるか、又は大きく上回らないように(例えば、10%、5%、1%以内などに)制御して、治療が着用者の日常活動及び快適さを妨げることを防ぐことができる。例えば、1つ以上の光源18は、輝度が0.040~10,000cd/m2(cd=カンデラ)とすることができ、コヒーレンスが長い(例えば、0.05mm以上、0.1mm以上、0.2mm以上、0.5mm以上、1mm以上などの)1つ以上の光信号を形成することができる。別の例では、着用者の網膜における照度は、0~10,000ルクスとすることができる。
One or more light sources (represented as light sources 18) can be located on and/or within the
フレーム12の少なくとも一部は、1つ以上の光源18からの光をフレームの周囲に伝達するライトパイプとして機能することができる。一例では、基板層16はライトパイプとして機能することができる。別の例では、フレーム12の外面は、着用者に面する透明な基板と、外向きの着色された外部化粧面と、着用者に面する滑らかな基板と外向きの化粧面との間のフレームの内側に挟まれた顕著な散乱面(例えば、基板16)と、を備えた滑らかな表面とすることができる。滑らかな表面の内側に視射角で当たる任意の光信号は、全内部反射してフレーム12に戻る可能性があり、散乱面の方向を変えることによって(ライトパイプとして機能する基板によって)基板16の周りでさらに散乱する可能性がある。これは、光信号が、実質的に垂直な角度で滑らかな表面と交差することによって滑らかな表面から出るまで続く(例えば、「実質的に」とは、最大で10度、5度、2度、1度、1度未満などの変動を意味する場合があり、又は変動が0又はほぼ0であることを意味する場合がある)。散乱面の目的は、複数の干渉する経路長の光信号のための経路を形成するとともに、光をある角度範囲にわたって広げることである。しかし、それに加えて又はその代わりに、光信号は、ライトパイプとしてのプレートを通って送られる代わりに、レンズプレートの表面から反射され得ることを理解されたい。
At least a portion of the
コヒーレンスが長い光信号は、光が取る経路長が大きく異なる場合でも、高コントラストの干渉を形成することができる。コヒーレンス長(L)は、波長(λ)に強く依存する可能性がある。ngは、媒体の群屈折率である。 Optical signals with long coherence can form high-contrast interference even when the path lengths taken by the light are widely different. The coherence length (L) can be strongly dependent on the wavelength (λ), where n g is the group index of the medium.
1つ以上の光源18のそれぞれは、単一色の光の狭波長帯域(例えば、波長帯域は、3nm以下、2nm以下、1nm以下、0.5nm以下、0.1nm以下などであり得る)を有する少なくとも1つの光信号を生成することができる。例えば、中心波長が530nmで帯域幅が1nmの緑色光は、コヒーレンス長が124μmとなる。この距離よりも短い経路長変動では、一般的に有用なコントラストを妨げるが、この距離よりも大幅に長い経路長変動では、有用なコントラストに寄与しない。例えば、単一色の生成された光信号から、単一色のスペックルパターンを着用者の瞳孔への出力として生成することができる。このような単一色のスペックルパターンは、高コントラストのスペックルパターンである。別の例では、2色の光に対応する2つの異なる狭波長帯域を有する光信号を(例えば、別の光源18から)生成することができる。これにより、眼の同じ光受容体が少なくとも2色によって同時に刺激されることがないように、高コントラストのスペックルパターンを形成することができる。2つの異なる狭波長帯域を、2つのランダムパターンの信号加算を回避するように選択することができる。これは、一般的に個々のパターンだけの場合よりもコントラストが低くなり、治療の効果は低くなる。例えば、少なくとも2色の光信号は、時間的に分離する(例えば、異なる時間に放出する)ことができるか、又は少なくとも2色の光信号の波長を、同じ光受容体の共励起が最小になるように選択することができる(例えば、可視スペクトルの反対端の色による2色励起、例えば、550nmと600nmとの間の2色ではなく、450nm及び630nmの付近)。
Each of the one or more
スペックルパターンを、基板層16によって形成される経路長差(例えば、変動)に基づいて、1つ以上の光源18の光信号から形成することができる。経路長とは、照明の幾何学的形状を指す。理論に束縛されるものではないが、経路長がほぼ一致している場合、光信号は強め合うように干渉する可能性がある。経路長差が波長/2である場合、経路長は完全に弱め合うように干渉する可能性がある。光信号は、光信号間の経路長差が光源のコヒーレンス長を超えるまで、強め合う干渉と弱め合う干渉を定期的に行いながら干渉し続ける可能性がある。この場合、干渉は、干渉縞ではなく、強度が均一になる点までランダム化される。スペックル(例えば、スペックルパターン)が形成されるのは、1つ以上の光源と受光器(例えば、眼の瞳孔)との間に、複数の異なるランダムな経路長(一致した長さと1つ以上の光源のコヒーレンス長との間である)が存在する場合である。経路長差は、少なくとも波長/4の大きさ、好ましくは少なくとも波長/2、又はそれ以上とすることができる。光信号は、点光源からのように集中するのではなく、基板層16によって変換された後、ある範囲の角度(例えば、スペックルパターン)をカバーする拡散経路によって眼に到達することができる。
Speckle patterns can be formed from the optical signals of one or more
スペックルは、異なる経路長の光信号間の弱め合う干渉の谷が完全になるような、100%又は100%に近いコントラストの干渉として説明できる。理論に束縛されるものではないが、高コントラストとは、観察位置の急速に変化する関数として完全に弱め合う干渉と完全に強め合う干渉との間で変化する、照明の仮想的ゼロから最大までの特性を指す。コントラストは一般に、領域の照度から背景の照度を差し引き、すべてを背景の照度で割ったものとして規定することができる。スペックルパターンの照度は、任意の既存の背景照明の上に「位置する」ことができ、ほぼゼロから最大照明まで変化することができる(光源に応じて)。コントラストは、供給できる照度の量と、背景照度をどれだけ抑制できるかによって制限され得る。例えば、明るい環境(例えば、日光、明るい光など)では、スペックルパターンの高コントラストを達成することは問題となり得る。なぜなら、網膜上の背景照度(例えば、周囲光からの)の強度により、スペックルパターンの強度が安全性及び/又は快適さ(例えば、限定することなく、ISO62471、ANZI136、及びIEC60825などの規格によって規制される)にとって明るすぎる必要があるか、又は過剰なシステム電力の生成が必要になる場合があるからである。暗い環境(例えば、薄暗い照明、曇りなど)では、スペックルに対する高コントラストを、ユーザーにとってより安全及び/又はより快適で目立たない方法で達成することができる。 Speckle can be described as interference with 100% or near 100% contrast, such that the valley of destructive interference between optical signals of different path lengths is complete. Without being bound by theory, high contrast refers to a hypothetical zero-to-maximum characteristic of illumination that varies between fully destructive and fully constructive interference as a rapidly changing function of viewing position. Contrast can generally be defined as the illuminance of an area minus the illuminance of the background, all divided by the illuminance of the background. The illuminance of the speckle pattern can "sit" on top of any existing background illumination and can vary from near zero to maximum illumination (depending on the light source). Contrast can be limited by the amount of illumination that can be provided and how much background illumination can be suppressed. For example, in bright environments (e.g., sunlight, bright lights, etc.), achieving high contrast in the speckle pattern can be problematic. This is because the intensity of the background illumination on the retina (e.g., from ambient light) may require the intensity of the speckle pattern to be too bright for safety and/or comfort (e.g., regulated by standards such as, without limitation, ISO 62471, ANZI 136, and IEC 60825) or may require the generation of excessive system power. In dark environments (e.g., dim lighting, cloudy, etc.), high contrast to the speckle can be achieved in a manner that is safer and/or more comfortable and unobtrusive to the user.
スペックルパターンには、焦点が合っていない照明源によって与えられる空間周波数よりも高い空間周波数の範囲が含まれることがある。スペックルパターンの空間周波数分布は、生成された光信号の波長(例えば、波長が長いほど、空間周波数が低いスペックルにつながる)と、眼に入る光信号の角度を瞳孔が制限する場合には着用者の瞳孔のサイズ(例えば、瞳孔が大きいほど、空間周波数スペックルが高くなる)とによって制限され得る。一例では、子供の着用者の瞳孔径を制限して(子供の方が瞳孔が大きい傾向があるため)、より低い空間周波数にアクセスするように、コンタクトレンズ(図示せず)を含めることができる。 The speckle pattern may include a range of spatial frequencies higher than those imparted by an unfocused illumination source. The spatial frequency distribution of the speckle pattern may be limited by the wavelength of the generated optical signal (e.g., longer wavelengths lead to lower spatial frequency speckles) and the size of the wearer's pupil if the pupil limits the angle of the optical signal entering the eye (e.g., larger pupils lead to higher spatial frequency speckles). In one example, a contact lens (not shown) may be included to limit the pupil diameter of a child wearer (as children tend to have larger pupils) to access lower spatial frequencies.
電源22及び任意の付随回路を、ウェアラブル眼科用デバイス10(めがね20がその例である)に(有線又は無線接続を介して)連結して、少なくとも1つ以上の光源18に電力供給をすることができる。電源22は、図示したように、めがね20の外部とすることもできるし、フレーム12上及び/又はフレーム12内とすることもできる。電源は、例えば、交換可能な電池、充電式電池、太陽電池などとすることができる。図示しないが、他の回路には、限定することなく、アナログ又はデジタル制御メカニズム(例えば、オンオフスイッチ回路、マイクロコントローラーなど)、1つ以上のセンサー(例えば、加速度計、ジャイロスコープ、光検出器など)、有線及び/又は無線(例えば、Wi-Fi、Bluetooth(登録商標) Low Energyなど)通信用の接続回路などが含まれ得ることを理解されたい。めがね20は、めがねの使用に関連するアプリケーションを実行できる非一時的メモリー及びプロセッサーを有する1つ以上の外部デバイス(例えば、コンピューター、タブレット、スマートフォンなど)と、無線通信することができる。
A power source 22 and any associated circuitry may be coupled (via wired or wireless connection) to the wearable ophthalmic device 10 (of which the
図3及び4は、図2の例示的なめがねの一部の着用者の側から見た図30(図3)及び平面図40(図4)を示しており、以下の共通の特徴を有する。基板層(図2の基板層16)は、図3及び4では少なくともフレーム12のリム内に配置されているが、図2に関して説明したように他の場所にあってもよい。図示及び説明を簡単にするために、光信号を放出する(矢印として示す)1つの光源18をフレーム12のアーム内に示しているが、光源は、(前述したように)それぞれが1つ以上の光信号を放出する1つ以上の光源とすることができることを理解されたい。場合によっては、基板層16は、2つの領域、非最適化領域32と最適化領域34とを含むことができる(基板層16は全般的に図示していないことを理解されたい)。基板層16の非最適化領域32と最適化領域34の両方は、1つ以上の散乱特徴(不規則性44とも言われる)と全内部反射(TIR)とを利用して、光源18から放出された光信号を、着用者の瞳孔の周りの代替角度に向けて広げることができる。最適化領域34は、光信号のスペックルパターンをフレーム12の着用者の眼(例えば、瞳孔)に伝達するように最適化することができる。例えば、最適化領域34は、着用者の瞳孔とほぼ交差することができる面法線を有することができる。瞳孔に向かって傾斜した面法線によって、屈折及びTIRを介してスペックルパターンが瞳孔に到達する傾向を高めることができる。場合によっては、最適化領域34は、ユーザーの瞳孔にスペックルパターンを送るのに役立つライトパイプとすることができる。非最適化領域32は全般的に、眼を照明するためにスペックルパターンを放出するようには最適化されずに着用者の方を向くことができ、基板層全体を通して屈折/方向転換を増大させることができる少なくとも面法線を有することができる。例えば、非最適化領域32は、TIRを利用して、瞳孔に到達する可能性がない光の漏れを抑制することができる。別の例では、非最適化領域32は、付加的に及び/又は代替的に、光信号のビームを直接反射とは異なる角度に効果的に向けるために、1つ以上の回折格子、又は他の特徴を含むことができる。
3 and 4 show a view 30 (FIG. 3) and a plan view 40 (FIG. 4) of a portion of the exemplary eyeglasses of FIG. 2 from the wearer's side, with the following common features: The substrate layer (
図3を参照して、基板層16の最適化領域34と非最適化領域32とはレンズ14の周囲に沿って配置することができ、最適化領域34は非最適化領域よりもレンズに近い。例えば、最適化領域34と非最適化領域32とを、レンズ14と同心とすることができるが、別の場合には必要ではない。例えば、非最適化領域32と最適化領域34とは、レンズ14に対して任意の形状及び位置を有することができる。非最適化領域32と最適化領域34とは、スペックルパターンを形成して着用者の瞳孔に伝達するための1つ以上の要件に従って、めがねの異なる例に対して固有に位置決めし、サイズ設定し、形状付けすることができる(例えば、違いは、フレームの形状又は着用者のニーズによる場合がある)。1つ以上の光源18は、フレーム12のアーム内に配置することができ、基板層16の非最適化領域32及び/又は最適化領域34に向けて光信号を放出することができる。場合によっては、1つ以上の光源18はさらに、アームの一部(非最適化領域32を含んでも含まなくてもよい)を通して光信号を放出することができる。他の図に示したように、基板層16は、異なる最適化領域を含まなくてもよく、その場合、1つ以上の光源18は、全般的に、基板層16の1つ以上の散乱特徴及び/又は散乱面に向けて光信号を放出できることに留意されたい。
3, the optimized
ここで図4を参照して、最適化領域34は、最適化領域34が少なくとも主にリムの着用者に近い側にあるように(例えば、ピーク光透過のために)、レンズに対して配置することができ、一方で、非最適化領域32は、リムの残りの部分(又は図示したようにフレーム全体)の少なくとも一部とすることができる。非最適化領域32は、少なくとも1つの不規則性44(例えば、少なくとも1つの散乱特徴)を含むことができる。1つ以上の光源18は、非最適化領域32に向けて光信号を放出することができ、非最適化領域32(少なくとも1つの不規則性44を含む)は、光信号を様々な角度で散乱及び/又は方向転換して、スペックルパターンを形成することができる。光信号が最適化領域34に入ったら、光信号のスペックルパターンを、複数の角度で着用者の眼(例えば、瞳孔)に伝達することができる。一例では、最適化領域34の基板対空気の界面のうちの少なくとも1つは、光信号のスペックルパターンを瞳孔に向けて送るために、着用者の眼の瞳孔の方に実質的に向けられた面法線を有する。スペックルパターンは単一のパターンである必要はなく、1つ以上のスペックルパターンは、本明細書に開示された任意の特定のパターンである必要はなく、その代わりに、光源18から放出された光信号から所与の時間に形成された任意のスペックルパターンであり得ることを理解されたい(スペックルパターンが形成される限り、パターンの性質は重要ではない)。
4, the optimized
さらに、フレーム12のリムの外側の不透明層42(任意選択であり得る)を図4に示す。不透明層42は、1つ以上の光源18によって放出された光信号に対して少なくとも部分的に不透明であり得る。不透明層42と基板層16の非最適化領域32との界面は、付加的に及び/又は代替的に散乱特徴とすることができる。不透明層42は本質的に美的であり得る(例えば、めがねを従来のめがねのように見せる)。不透明層42は、光信号の全部又は一部がユーザーから離れていくことを防ぐことができる。不透明層42はまた、周囲光の少なくとも一部が基板層16及び/又は着用者の眼に到達することを防ぐことができる。例えば、不透明層42は、周囲光が高コントラストのスペックルパターンを乱さないように、基板層16を遮蔽することができる。さらに、及び/又は代わりに、基板層16(例えば非最適化領域32及び/又は最適化領域34)は、周囲光を吸収するための色合いを含むことができ、及び/又は散乱特徴(例えば、不規則性44)は、眼に向かって散乱する周囲光を減らすために角度を付けることができる。図示しないが、めがねのアームも不透明な外部層を含むことができる。言い換えれば、不透明層42は、外側に面したファッショナブルなめがね部分(めがねを着用するユーザー以外の人には見える)とすることができる。
4 further illustrates an opaque layer 42 (which may be optional) on the outside of the rim of the
図5は、図2の例示的なめがねの一部の別の例を内部平面図50から示し、基板層16の例を示し、瞳孔59を有する着用者の眼58を含む。本明細書に図示して説明した基板層16は、最適化領域34及び非最適化領域32を含むことができるが、これらの領域は、図示及び説明を簡単にするためにマーキングしていない。基板層16は、基板層と不透明層42との界面にある第1の表面52と、基板層16とフレームの着用者側の空気との界面にある第2の表面54と、第1の表面52と第2の表面54との間の内部体積56と、を含むことができる。第1の表面52は、光信号を1つ以上の入射角で散乱させて光信号のスペックルパターンの一部を形成する少なくとも1つの散乱特徴(図6でより詳細に図示及び説明する)を含むことができる。第1の表面52は、基板層16と基板層に隣接する不透明層42との境界であり得る。
5 illustrates another example of a portion of the exemplary eyeglasses of FIG. 2 from an
第2の表面54は、第2の表面に対する光信号の部分の入射角に応じて、光信号の部分を透過又は反射することができる。第2の表面54は、光信号に経路長差又は位相歪みを導入し、スペックルパターンを変更又はさらに形成することができる。第2の表面54は、光信号のスペックルパターンをめがねの着用者の眼58の瞳孔59に向けて伝達することができる。例えば、スペックルパターンの大部分(例えば、50パーセント以上)又はすべてを、基板層16の最適領域の第2の表面54を通して伝達することができる。第2の表面54は、全内部反射によって光信号の一部を反射することができる。第2の表面54は鏡面であってもよい。第2の表面54は、第2の表面の外側の少なくとも一部(例えば、フレームの着用者側)に金属コーティングを含むことができる。場合によっては、金属コーティングによって内部反射を発生させることができる。例えば、入射角が全内部反射(TIR)をサポートしていないことがある場合、又は直接の皮膚接触、直接の指紋などの表面汚染物によりTIRが不安定であり得る場合には、金属コーティングを含めることができる。内部体積56は、1つ以上の光源18から光信号を受け取ることができ、光信号を第1及び第2の表面に向けて伝達することができる。内部体積56は、任意の光学的に透明な材料(例えば、限定することなく、ガラス、アクリル、及び/又はプラスチック)とすることができる。当然のことながら、内部体積は、光信号をさらに散乱させることができる1つ以上の不規則性44(2つを図示する)を含むことができる。
The
図6に、フレーム12の内部側断面図60と、例示的な光信号を、着用者の眼58の瞳孔59に送られるスペックルパターンにどのように形成できるかを示す。1つ以上の光源18は、1つ以上の光信号を放出することができ(矢印)、3つとして示しているが、1以上の任意の数を表すと理解すべきである。光信号は、基板層16に向けてわずかに異なる方向で放出することができる。基板層16は、少なくとも1つの散乱特徴(図6に散乱面62として示す)を含むことができる。例えば、散乱面62は、基板層の材料中に少なくとも1つの不規則性を含む第1の表面(図5では52として表している)の少なくとも1つの散乱特徴とすることができる。光信号は、散乱面62に向けて放出することができる。散乱面62は、光信号を1つ以上の角度で方向転換させて光信号の経路長を変化させる不完全性、不規則性、及び/又は屈折率を含むことができる。例えば、図示したように、光信号の経路は、光信号が散乱面62に接触する場所に応じて変化する。
6 illustrates an internal side
ほとんどの人工表面は(例えば、光の波長と比較して)粗く、経路長差を生じさせ得る光に対する散乱面62として、ある程度機能する可能性があることに留意されたい。例えば、基板層16は、ライトパイプとして機能することができ、縁部(例えば、図5に示す第1の表面52及び第2の表面54)は、光信号を反射して、多くの異なる経路長を形成し、光信号をフレーム12の少なくとも一部の周りに分配することができ、その後、光信号は、第2の表面の基板層16の表面と、着用者の瞳孔に向かって放出され得る角度で交差する。
It should be noted that most artificial surfaces are rough (e.g., compared to the wavelength of light) and may act to some extent as a
図7に、複数光源18(言い換えれば、複数の光源18)を利用する部分的なめがねの平面図の別の例70を示す。複数の光源18は、3つの光源として示しているが、2以上の任意の数とすることができる。光源18は、光源が基板層16に向けて光を送ることができるように、フレーム12上及び/又はフレーム12内のどこにでも配置することができる。例えば、1つ以上の光源18を、フレーム12のアーム上及び/又はアーム内に配置することができ、及び/又は1つ以上の光源を、フレーム12のリム上及び/又はリム内(基板層内又は基板層の外側)に配置することができる。光源18のそれぞれは、光信号を同時に及び/又は異なる時間に、任意の組み合わせ(例えば、予め決められた及び/又は手動で設定された)で放出することができる。光源18のそれぞれは、同じ及び/又は異なる光の色を有する光信号を放出することができる。スペックルパターンの高コントラストを維持するために、いつでも単一色の光又は可視スペクトルの反対端の光の色を放出することができる。
7 shows another example 70 of a plan view of a partial eyeglass utilizing multiple light sources 18 (in other words, multiple light sources 18). Although the multiple
次に図8を参照して、図8は、めがねフレーム80が外部デバイス94と通信できるようにするシステムを示す。めがねフレーム80は、少なくとも1つのレンズ84を着用者の少なくとも一方の眼の前方に保持することができる(図示せず)。めがねは、少なくとも1つのレンズ84を着用者の眼の前方に保持することができる少なくとも前方プレート82を含むことができる。前方プレート82は、(着用者の眼に面する)基板層86を含むことができる。前方プレート82は、図示したように、ノーズピースとレンズ84の周囲のリムとを含むことができる。めがねは、少なくとも部分的なリムを備えた任意のフレーム形態(例えば、長方形、正方形、円形、キャットアイ、アビエーター、楕円形、眉のラインなど)のめがね、単めがね、ゴーグルなどとすることができることを理解されたい。レンズ84は、度付きレンズ(例えば、累進、2焦点、単焦点など)、読書用レンズ(例えば、度付き処方を必要としない程度に遠視を矯正するためのもの)、及び/又は美的目的のみのものとすることができる。めがねフレーム80は、前方プレート82の側縁部から延びる少なくとも1つのアーム92を含むことができる。少なくとも1つのアーム92は、例えば、少なくとも1つのネジを備えたヒンジジョイント(図示せず)によって、前方プレート82に接続することができる。少なくとも1つのアーム92は、めがねフレーム80を着用者の頭部に保持することができる。図示しない別の例では、少なくとも1つのアームは、フレキシブルストラップとすることができる。少なくとも1つのアーム92は、場合によっては、基板層86を少なくとも部分的に含むことができる。
8, which illustrates a system that allows a
めがねフレーム80は、フレーム内に封入された1つ以上の光源88を含むこともできる。1つ以上の光源88のそれぞれは、可視光スペクトルの範囲内の色に対応する光信号を生成して放出することができる。光信号は、長いコヒーレンスを有することができる(例えば、1mm以上、0.5mm以上、0.2mm以上など)。1つ以上の光源88のそれぞれは、一度に1つの色を生成することができる。1つ以上の光源88のそれぞれは、1つ以上の色を生成することができ、色を変更し、及び/又はある特定の色の光の放出時間を変更するように制御することができる。1つ以上の光源88のそれぞれは、例えば、レーザーダイオード、垂直共振器型面発光レーザー(VCSEL)、及び/又はコンパクトで効率的なレーザーとすることができる。1つ以上の光源88は、1つ以上の光源が基板層86に向けて光信号を放出するように配置される限り、少なくとも1つのアーム92のアーム内に及び/又は前方プレート82の任意の部分に配置することができる。例えば、1つ以上の光源88は、アーム92内に配置された第1の光源を含むことができ、前方プレート82に向けてアームの一部を通して基板層86に光信号を放出することができる(アームは、少なくとも部分的に光学的に透明であることができ、及び/又は少なくとも部分的に基板層86を含むことができる)。別の例では、1つ以上の光源88は、前方プレート82内に配置された複数の光源とすることができ、基板層86に光信号を直接放出することができる。
The
基板層86は、前方プレート82の少なくとも一部にあってもよい。基板層86は、光学的に透明であることができ、及び/又は少なくとも1つの光学的に透明な材料(例えば、ガラス、透明なプラスチック、アクリルなど)を含むことができる。基板層86は、1つ以上の光源88から光信号を受け取り、光信号のスペックルパターンを形成し、光信号のスペックルパターンを着用者の瞳孔に向けて伝達することができる。光信号のスペックルパターンは、近視の進行を遅らせるための強度を有し、しばらくの間(例えば、予め決められた及び/又は制御された時間)与えることができる。基板層86は、光信号を高コントラストのスペックルパターンに変換するために、少なくとも1つの散乱特徴、例えば、少なくとも1つの材料の不規則性、含有物、及び/又は散乱面を含むことができる。1つ以上の光源88は、放出された光信号からスペックルパターンを形成するために、基板層86の少なくとも1つの散乱特徴に対して位置決めし、方向付けをすることができる。スペックルパターンは、基板層内の光信号の経路長変動が、1つ以上の光源88によって生成される光信号の波長の少なくとも半分であることによって形成することができる。基板層86は、図3及び4に関して上記で詳細に説明したように、スペックルパターンを瞳孔に放出するように最適化された領域(例えば、1つ以上のレンズ84の少なくとも一部の周囲)と、最適化領域よりも良好に光信号の少なくとも一部を内部に屈折/方向転換できる、光を放出するようには最適化されていない領域と、を含むことができる。図8には示さないが、前方プレート82は、基板層の少なくとも一部に隣接する外面上に不透明層を含むこともできる。
The
基板層86は、図5及び6に関して上記で詳細に説明したように、基板層と不透明層との界面にある第1の表面と、基板層と前方プレート82の着用者側の空気との界面にある第2の表面と、第1の表面と第2の表面との間の内部体積とを含むことができる。内部体積は、1つ以上の光源88から光信号を受け取ることができ、光信号を第1及び第2の表面に向けて伝達することができる。場合によっては、内部体積は、光信号の少なくとも一部をある角度で屈折させ、方向転換し、及び/又は反射することができる少なくとも1つの散乱特徴を含むことができる。第1の表面は、光信号を1つ以上の入射角で散乱させて光信号のスペックルパターンの少なくとも一部を形成することができる少なくとも1つの散乱特徴(例えば、不規則性、散乱面など)を含むことができる。第2の表面は、第2の表面に対する光信号の部分の入射角に応じて、光信号の部分を透過又は反射することができる。第2の表面は、場合によっては、光信号のスペックルパターンの別の部分を形成することができる。第2の表面は、光信号の入射角に基づいて、光信号のスペックルパターンを瞳孔に向けて伝達することができる。スペックルパターンは、単一のパターンとして説明しているが、光信号の生成及び放出のタイミング、光信号の色、光信号の方向、光信号の強度などの変数に応じて、いつでも同じパターン又は異なるパターンとなる可能性がある。
The
めがねフレーム80は、回路、1つ以上の通信要素、及び/又は1つ以上の制御要素のうちの少なくとも1つを含むこともできる。例えば、図8に示したように、めがねフレーム80は、1つ以上の光源88に接続されたセンサーフィードバック回路90を含むことができる。センサーフィードバック回路90は、めがねフレームの周囲の周囲光に基づいて生成された光信号を制御することができる。めがねフレーム80はまた、1つ以上の光源88とセンサーフィードバック回路90(存在する場合)とに接続して電力供給をすることができる電源及びさらなる回路要素を含むことができる。さらなる回路要素は、例えば、電流ドライバを含むことができる。電源は、例えば、交換可能な電池、充電式電池、太陽電池などとすることができる。代替的に、電源は外部にあってもよく(図2の電源22として示したように)、有線及び/又は無線接続を介して他の受電要素に電力供給をすることができる。さらなる回路はまた、少なくともコントローラー96(例えば、コンピューター、スマートフォン、タブレットなど)を有する外部デバイス94と通信することができる無線通信装置(例えば、Wi-Fi、Bluetooth(登録商標) Low Energy、無線周波数など)を含むことができる。外部デバイス94は、少なくとも1つ以上の光源88及び/又はセンサーフィードバック回路90を制御するためのアプリケーションを実行することができる。場合によっては、めがねフレームはまた、光送出の少なくとも1つの態様を制御するために記憶された命令を実行することができる、マイクロコントローラーなどのコントローラー(例えば、プロセッサー及び/又は非一時的メモリーを有する)を含むことができる。めがねフレームは、それに加えて又はその代わりに、1つ以上の光源88を手動でターンオン及びオフするためのオン/オフスイッチを含むことができる。
The
センサーフィードバック回路90は、周囲光の照度を検出するように構成された検出器と、1つ以上の光源88からの光信号の輝度を周囲光の照度に対して変更することができる制御メカニズムとを含むことができる。光信号の輝度を周囲光の照度に対して変更して、光信号のスペックルパターンのコントラストを治療パーセンテージ以上に維持することができる。例えば、1つ以上の光源88からの光信号の輝度は、周囲の照明に比例するように制御することができる。別の例では、周囲の照明が所定の閾値を上回るか下回ると判定された場合、1つ以上の光源88をターンオフすることができる。制御メカニズムは、例えば、前述したようなマイクロコントローラーであってもよいし、検出器出力を入力として受け取る固定比率の増幅器のような簡単なものであってもよい。検出器は、例えば、光検出器、カメラ、セグメント化された検出器、又は光を検出できる任意の他のタイプの検出器であり得る。例えば、検出器は、20~45度の角度の前向きの(例えば、一般的に着用者が見ている方向の)円錐内で、明所視的に重みの付いたスペクトルを統合することができる。代替的に、検出器は、シーン内のピーク輝度を調べるように構成されたセグメント化された検出器又はカメラであってもよい。
The
別の例では、センサーフィードバック回路90は、ユーザーの活動状態を検出するように構成された1つ以上のセンサー(例えば、検出器、ジャイロスコープ、加速度計、めがねが開いているか閉じているかを検出するヒンジ付近のスイッチなど)を含むことができ、制御メカニズムは、1つ以上の光源88の作動を変化させて、治療効果(例えば、最大の治療効果)をもたらし、日常生活への混乱を最小限にすることができる。例えば、1つ以上の光源88は、ユーザーがめがねを着用しているとき、弱い周囲光の中で目は覚めているがじっと座っているとき(例えば、読書中、テレビ視聴中など)にのみ、作動させることができる。
In another example, the
[IV.方法]
本開示の別の態様は、近視の進行を予防する又は遅らせるためのスペックルパターンを形成するために1つ以上の光源によって生成される光信号を変調するための方法100(図9)を含むことができる。方法100は、1つ以上の光信号を生成する1つ以上の光源に適用することができる。方法100は、図8に関して前述しためがねフレームを用いて実行することができる。図8のめがねフレームは、方法100を実行するために使用できる様々な構成要素の一例を示しており、さらなる構成要素については、めがね20及び図2~7に示した選択肢に関して詳細に説明する。
[IV. method]
Another aspect of the disclosure can include a method 100 (FIG. 9) for modulating optical signals generated by one or more light sources to form a speckle pattern for preventing or slowing the progression of myopia.
方法100は、フローチャートによるプロセスフロー図として示している。簡単にするために、方法100は、逐次的に実行されるものとして図示して説明する。しかし、いくつかのステップは、異なる順序で、及び/又は本明細書に図示して説明した他のステップと同時に行うことができるため、本開示は例示した順序によって限定されないと理解及び認識すべきである。さらに、方法100を実施するために、図示したすべての態様が必要なわけではない。
方法100は、1つ以上の光源によって生成された1つ以上の光信号を、活動状態及び/又は周囲光の検出に応じて変調するために使用することができる。システムのセクションで説明したように、ウェアラブルデバイス(例えば、めがねフレーム)は、少なくとも1つのアームと、少なくとも1つのレンズと、少なくとも1つのレンズと少なくとも1つのセンサーフィードバック回路とを保持できる前方プレート(他の場合には、リム及びノーズピースとして知られている)と、を含むことができる。フレームは、単一色の長コヒーレンスの光信号をそれぞれ生成することができる1つ以上の光源を含むことができる。前方プレートは、基板層を含むことができる(基板層16及び86に関して前述したように)。基板層は、光信号を受け取り、光信号をスペックルパターンに変換し、スペックルパターンを着用者の少なくとも一方の眼の瞳孔に伝達することができる。
符号102は光信号生成であり、光信号を1つ以上の光源によって生成することができる。光信号は、手動入力、所定時間の到達などに応答して生成することができる。光信号は、所与の時間において単一色の長コヒーレンスの可視光信号とすることができる。色は調整可能であってもよい。光信号は、フレーム内のレンズの少なくとも一部の周囲のフレーム内の基板層に向けて送ることができる。光信号を、基板層内の少なくとも1つの散乱特徴によって散乱させて高コントラストのスペックルパターンを形成し、それを眼の瞳孔に伝達して近視の進行を予防し及び/又は遅らせることができる。
符号104は活動状態及び/又は周囲光の検出を示しており、センサーフィードバック回路のセンサーは、着用者の活動状態及び/又は周囲光を検出することができる。センサーフィードバック回路は、周囲光の照度及び/又はユーザーの活動状態を検出できる少なくとも1つのセンサー(例えば、光検出器、ジャイロスコープ、加速度計、めがねが開いているか閉じているかを検出するヒンジ付近のスイッチなど)を含むことができる。センサーフィードバック回路はまた、1つ以上の光源88からの光信号の輝度を周囲光の照度及び/又はユーザーの活動状態に対して変更することができる制御メカニズム(例えば、コントローラー、スイッチなど)を含むことができる。例えば、1つ以上の光源88は、ユーザーがめがねを着用しているとき、弱い周囲光の中で目は覚めているがじっと座っているとき(例えば、読書中、テレビ視聴中など)にのみ、作動させるか、又は照度を強化することができる。
符号106は、制御メカニズムが、検出された活動状態及び/又は周囲光に基づいて、1つ以上の光源によって生成された光信号を(例えば、制御信号を1つ以上の光源に送ることによって)変調することができることを示している。光信号の輝度を周囲光の照度に対して変更して、光信号のスペックルパターンのコントラストを治療パーセンテージ以上に維持することができる。例えば、1つ以上の光源からの光信号の輝度は、周囲の照明に比例するように制御することができる。別の例では、1つ以上の光源は、周囲の照明が所定の閾値を上回るか下回ると判定された場合にターンオフすることができ、周囲の照明が所定の閾値内にある場合に再びターンオンすることができる。別の例では、制御メカニズムは、1つ以上の光源88の作動を変化させて、治療効果(例えば、最大の治療効果)をもたらし、日常生活への混乱を最小限にすることができる。例えば、1つ以上の光源88は、ユーザーがめがねを着用しているとき、目は覚めているがじっと座っているとき(例えば、読書中、テレビ視聴中など)にのみ、作動させることができる。検出及び変調は、治療用量に達するまで継続することができる(例えば、投与モニターがめがね内に組み込まれていてもよく、及び/又は外部にあってもよい)。代替的に、本方法は着用者が手動で中断することができる。108において、治療用量に達した後に光信号を終了することができる。例えば、制御メカニズムは、着用者に与えられたことがわかっている光信号の時間、出力、及び/又は強度に基づいて、1つ以上の光源を制御してターンオフすることができる。
上記の説明から、当業者は改良、変更、及び修正を理解するであろう。そのような改良、変更、及び修正は、当業者の技術の範囲内であり、下記(1)~(20)及び添付の請求の範囲によってカバーされることが意図されている。 From the above description, those skilled in the art will recognize improvements, changes, and modifications. Such improvements, changes, and modifications are within the scope of the techniques of those skilled in the art and are intended to be covered by the following (1) to (20) and the appended claims.
(1)ウェアラブル眼科用デバイスであって、少なくとも1つのレンズと、着用者の少なくとも一方の眼の前方に前記少なくとも1つのレンズを保持するように構成され、基板層を含むフレームと、1つ以上の光源であって、前記1つ以上の光源のそれぞれは、可視光スペクトルの範囲内の色に対応する光信号を生成するように構成されている、1つ以上の光源と、を含み、前記基板層は、前記光信号を受け取り、前記光信号のスペックルパターンを形式し、前記光信号の前記スペックルパターンを前記着用者の瞳孔に向けて伝達するように構成されている、ウェアラブル眼科用デバイス。 (1) A wearable ophthalmic device comprising: at least one lens; a frame configured to hold the at least one lens in front of at least one eye of a wearer and including a substrate layer; and one or more light sources, each of the one or more light sources configured to generate a light signal corresponding to a color within the visible light spectrum, the substrate layer configured to receive the light signal, form a speckle pattern of the light signal, and transmit the speckle pattern of the light signal toward a pupil of the wearer.
(2)前記基板層はさらに、前記光信号を1つ以上の入射角で散乱させて前記光信号の前記スペックルパターンを形成するように構成された少なくとも1つの散乱特徴を含む第1の表面と、着用者に面する側にあり、前記光信号の一部を透過又は反射するように構成された第2の表面であって、前記光信号の前記スペックルパターンを前記瞳孔に向けて伝達する、第2の表面と、前記光信号を受け取り、前記光信号を前記第1及び第2の表面に向けて伝達するように構成された内部体積と、を含む、上記(1)に記載のウェアラブル眼科用デバイス。 (2) The wearable ophthalmic device of (1) above, wherein the substrate layer further includes a first surface including at least one scattering feature configured to scatter the optical signal at one or more angles of incidence to form the speckle pattern of the optical signal, a second surface facing the wearer and configured to transmit or reflect a portion of the optical signal and transmit the speckle pattern of the optical signal toward the pupil, and an internal volume configured to receive the optical signal and transmit the optical signal toward the first and second surfaces.
(3)前記第1の表面は、前記基板と、前記基板層に隣接し、前記光信号を散乱させるように構成された光不透明層との境界である、上記(2)に記載のウェアラブル眼科用デバイス。 (3) The wearable ophthalmic device described in (2) above, wherein the first surface is a boundary between the substrate and an optically opaque layer adjacent to the substrate layer and configured to scatter the optical signal.
(4)前記第1の表面の前記少なくとも1つの散乱特徴は、前記基板層の材料内に少なくとも1つの不規則性を含む、上記(2)に記載のウェアラブル眼科用デバイス。 (4) The wearable ophthalmic device described in (2) above, wherein the at least one scattering feature of the first surface includes at least one irregularity within the material of the substrate layer.
(5)前記第2の表面は、全内部反射によって前記光信号の前記一部を反射する、上記(2)に記載のウェアラブル眼科用デバイス。 (5) The wearable ophthalmic device described in (2) above, wherein the second surface reflects the portion of the optical signal by total internal reflection.
(6)前記第2の表面の少なくとも一部は金属コーティングを含み、前記金属コーティングは、前記光信号の前記一部を反射するように構成されている、上記(2)に記載のウェアラブル眼科用デバイス。 (6) The wearable ophthalmic device described in (2) above, wherein at least a portion of the second surface includes a metal coating, the metal coating being configured to reflect the portion of the optical signal.
(7)前記基板層は少なくとも1つの散乱特徴を含む、上記(1)に記載のウェアラブル眼科用デバイス。 (7) A wearable ophthalmic device as described in (1) above, wherein the substrate layer includes at least one scattering feature.
(8)前記基板層の少なくとも一部は光学的に透明である、上記(1)に記載のウェアラブル眼科用デバイス。 (8) A wearable ophthalmic device as described in (1) above, wherein at least a portion of the substrate layer is optically transparent.
(9)前記基板層は、前記少なくとも1つのレンズの周囲の少なくとも一部の周りに配置される、上記(1)に記載のウェアラブル眼科用デバイス。 (9) The wearable ophthalmic device described in (1) above, wherein the substrate layer is disposed around at least a portion of the periphery of the at least one lens.
(10)前記基板層は、前記少なくとも1つのレンズの周囲の少なくとも一部の周りの前記フレーム内に配置された複数の部分を含む、上記(1)に記載のウェアラブル眼科用デバイス。 (10) The wearable ophthalmic device described in (1) above, wherein the substrate layer includes a plurality of portions disposed within the frame around at least a portion of the periphery of the at least one lens.
(11)着用者の少なくとも一方の眼の前方に少なくとも1つのレンズを保持するように構成されためがねフレームであって、着用者の前記少なくとも一方の眼の前方に前記少なくとも1つのレンズを保持するように構成され、基板層を含む前方プレートと、前記前方プレートの側縁部から延び、前記めがねフレームを前記着用者の頭部に保持するように構成された少なくとも1つのアームと、前記めがねフレーム内に封入された1つ以上の光源であって、前記1つ以上の光源のそれぞれは、可視光スペクトルの範囲内の色に対応する光信号を生成するように構成されている、1つ以上の光源と、を含み、前記基板層は、前記光信号を受け取り、前記光信号のスペックルパターンを形式し、前記光信号の前記スペックルパターンを前記着用者の瞳孔に向けて伝達するように構成されている、めがねフレーム。 (11) A spectacle frame configured to hold at least one lens in front of at least one eye of a wearer, the spectacle frame including: a front plate configured to hold the at least one lens in front of the at least one eye of a wearer and including a substrate layer; at least one arm extending from a side edge of the front plate and configured to hold the spectacle frame on the wearer's head; and one or more light sources enclosed within the spectacle frame, each of the one or more light sources configured to generate a light signal corresponding to a color within the visible light spectrum, the substrate layer configured to receive the light signal, form a speckle pattern of the light signal, and transmit the speckle pattern of the light signal toward the pupil of the wearer.
(12)前記基板層は、前記光信号を1つ以上の入射角で散乱させて前記光信号の前記スペックルパターンを形成するように構成された少なくとも1つの散乱特徴を含む第1の表面と、着用者に面する側にあり、前記光信号の一部を透過又は反射するように構成された第2の表面であって、前記光信号の前記スペックルパターンを前記瞳孔に向けて伝達する、第2の表面と、前記光信号を受け取り、前記光信号を前記第1及び第2の表面に向けて伝達するように構成された内部体積と、を含む、上記(11)に記載のめがねフレーム。 (12) The eyeglass frame of (11) above, wherein the substrate layer includes a first surface including at least one scattering feature configured to scatter the optical signal at one or more angles of incidence to form the speckle pattern of the optical signal, a second surface facing the wearer and configured to transmit or reflect a portion of the optical signal and transmit the speckle pattern of the optical signal toward the pupil, and an internal volume configured to receive the optical signal and transmit the optical signal toward the first and second surfaces.
(13)前記第1の表面及び/又は前記内部体積は、前記光信号の少なくとも一部を方向転換するように構成された散乱特徴を含む、上記(12)に記載のめがねフレーム。 (13) The eyeglass frame of (12) above, wherein the first surface and/or the internal volume include scattering features configured to redirect at least a portion of the optical signal.
(14)周囲光に基づいて前記光信号を制御するように構成されたセンサーフィードバック回路と、前記1つ以上の光源と前記センサーフィードバック回路とに電力供給をするように構成された電源と、をさらに含む、上記(11)に記載のめがねフレーム。 (14) The eyeglass frame described in (11) above, further comprising a sensor feedback circuit configured to control the light signal based on ambient light, and a power source configured to power the one or more light sources and the sensor feedback circuit.
(15)前記センサーフィードバック回路はさらに、周囲光の照度を検出するように構成された検出器と、前記周囲光の前記照度に対して前記1つ以上の光源の輝度を変更して、前記光信号の前記スペックルパターンのコントラストを治療パーセンテージ以上に維持するように構成された制御メカニズムと、を含む、請求項14に記載のめがねフレーム。
(15) The eyeglass frame of
(16)前記1つ以上の光源は、前記アーム内に配置された第1の光源であって、前記アームの一部を通して前記前方プレートに向けて前記光信号を放出するように構成された第1の光源を含む、上記(11)に記載のめがねフレーム。 (16) The eyeglass frame described in (11) above, wherein the one or more light sources include a first light source disposed within the arm and configured to emit the light signal toward the front plate through a portion of the arm.
(17)前記1つ以上の光源は、前記めがねフレームの前記前方プレート内に配置された複数の光源であって、前記基板に光を放出するように構成された複数の光源を含む、上記(11)に記載のめがねフレーム。 (17) The eyeglass frame described in (11) above, wherein the one or more light sources include a plurality of light sources disposed within the front plate of the eyeglass frame and configured to emit light onto the substrate.
(18)前記1つ以上の光源は、ダイオードレーザー、垂直共振器型面発光レーザー(VCSEL)、及び/又はコンパクトで効率的なレーザーを含む、上記(11)に記載のめがねフレーム。 (18) The eyeglass frame of (11) above, wherein the one or more light sources include a diode laser, a vertical cavity surface emitting laser (VCSEL), and/or a compact and efficient laser.
(19)前記光源は、前記スペックルパターンを形成するために前記基板層の少なくとも1つの散乱特徴に対して構成され、前記スペックルパターンは、前記基板層内の前記光信号の経路長変動が、前記光信号の波長の少なくとも半分であることによって形成される、上記(11)に記載のめがねフレーム。 (19) The eyeglass frame of (11) above, wherein the light source is configured with respect to at least one scattering feature of the substrate layer to form the speckle pattern, and the speckle pattern is formed by a path length variation of the optical signal within the substrate layer that is at least half the wavelength of the optical signal.
(20)前記光信号の前記スペックルパターンと時間に対する強度とは、近視の進行を遅らせるように構成されている、上記(11)に記載のめがねフレーム。 (20) The eyeglass frame described in (11) above, in which the speckle pattern and intensity over time of the optical signal are configured to slow the progression of myopia.
10 ウェアラブル眼科用デバイス
12 フレーム
14 レンズ
16 基板層(基板)
18 光源
20 めがね
22 電源
30 着用者の側から見た図
32 基板16の非最適化領域
34 基板16の最適化領域
40 平面図
42 不透明層
44 不規則性
50 内部平面図
52 第1の表面
54 第2の表面
56 内部体積
58 眼
59 瞳孔
60 内部側断面図
62 散乱面
70 部分的なめがねの平面図の別の例
80 めがねフレーム(めがね)
82 前方プレート
84 レンズ
86 基板層
88 光源
90 センサーフィードバック回路
92 アーム
94 外部デバイス
96 コントローラー
98 電源/回路要素
100 方法
102 光信号生成
104 活動状態及び/又は周囲光を検出する
106 生成された光信号を、検出された活動状態及び/又は周囲光に基づいて生成された光信号を変調する
108 治療用量に達した後に光信号を終了する
10 Wearable
18
82
Claims (20)
少なくとも1つのレンズと、
着用者の少なくとも一方の眼の前方に前記少なくとも1つのレンズを保持するように構成され、基板層を含むフレームと、
1つ以上の光源であって、前記1つ以上の光源のそれぞれは、可視光スペクトルの範囲内の色に対応する光信号を生成するように構成されている、1つ以上の光源と、を含み、
前記基板層は、前記光信号を受け取り、前記光信号のスペックルパターンを形式し、前記光信号の前記スペックルパターンを前記着用者の瞳孔に向けて伝達するように構成されている、ウェアラブル眼科用デバイス。 1. A wearable ophthalmic device, comprising:
At least one lens;
a frame configured to hold the at least one lens in front of at least one eye of a wearer, the frame including a substrate layer;
one or more light sources, each of the one or more light sources configured to generate a light signal corresponding to a color within the visible light spectrum;
The wearable ophthalmic device, wherein the substrate layer is configured to receive the optical signal, form a speckle pattern of the optical signal, and transmit the speckle pattern of the optical signal toward a pupil of the wearer.
前記光信号を1つ以上の入射角で散乱させて前記光信号の前記スペックルパターンを形成するように構成された少なくとも1つの散乱特徴を含む第1の表面と、
着用者に面する側にあり、前記光信号の一部を透過又は反射するように構成された第2の表面であって、前記光信号の前記スペックルパターンを前記瞳孔に向けて伝達する、第2の表面と、
前記光信号を受け取り、前記光信号を前記第1及び第2の表面に向けて伝達するように構成された内部体積と、を含む、請求項1に記載のウェアラブル眼科用デバイス。 The substrate layer further comprises:
a first surface including at least one scattering feature configured to scatter the optical signal at one or more angles of incidence to form the speckle pattern of the optical signal;
a second surface facing a wearer and configured to transmit or reflect a portion of the optical signal, the second surface transmitting the speckle pattern of the optical signal toward the pupil;
The wearable ophthalmic device of claim 1 , further comprising: an interior volume configured to receive the optical signal and transmit the optical signal toward the first and second surfaces.
前記金属コーティングは、前記光信号の前記一部を反射するように構成されている、請求項2に記載のウェアラブル眼科用デバイス。 at least a portion of the second surface includes a metal coating;
The wearable ophthalmic device of claim 2 , wherein the metallic coating is configured to reflect the portion of the optical signal.
着用者の前記少なくとも一方の眼の前方に前記少なくとも1つのレンズを保持するように構成され、基板層を含む前方プレートと、
前記前方プレートの側縁部から延び、前記めがねフレームを前記着用者の頭部に保持するように構成された少なくとも1つのアームと、
前記めがねフレーム内に封入された1つ以上の光源であって、前記1つ以上の光源のそれぞれは、可視光スペクトルの範囲内の色に対応する光信号を生成するように構成されている、1つ以上の光源と、を含み、
前記基板層は、前記光信号を受け取り、前記光信号のスペックルパターンを形式し、前記光信号の前記スペックルパターンを前記着用者の瞳孔に向けて伝達するように構成されている、めがねフレーム。 1. An eyeglass frame configured to hold at least one lens in front of at least one eye of a wearer, comprising:
an anterior plate configured to hold the at least one lens in front of the at least one eye of a wearer, the anterior plate including a substrate layer;
at least one arm extending from a side edge of the front plate and configured to hold the eyeglass frame on the wearer's head;
one or more light sources enclosed within the eyeglass frame, each of the one or more light sources configured to generate a light signal corresponding to a color within a visible light spectrum;
The eyeglass frame, wherein the substrate layer is configured to receive the optical signal, form a speckle pattern of the optical signal, and transmit the speckle pattern of the optical signal toward a pupil of the wearer.
前記光信号を1つ以上の入射角で散乱させて前記光信号の前記スペックルパターンを形成するように構成された少なくとも1つの散乱特徴を含む第1の表面と、
着用者に面する側にあり、前記光信号の一部を透過又は反射するように構成された第2の表面であって、前記光信号の前記スペックルパターンを前記瞳孔に向けて伝達する、第2の表面と、
前記光信号を受け取り、前記光信号を前記第1及び第2の表面に向けて伝達するように構成された内部体積と、を含む、請求項11に記載のめがねフレーム。 The substrate layer is
a first surface including at least one scattering feature configured to scatter the optical signal at one or more angles of incidence to form the speckle pattern of the optical signal;
a second surface facing a wearer and configured to transmit or reflect a portion of the optical signal, the second surface transmitting the speckle pattern of the optical signal toward the pupil;
12. The eyeglass frame of claim 11, further comprising: an interior volume configured to receive the optical signal and transmit the optical signal toward the first and second surfaces.
前記1つ以上の光源と前記センサーフィードバック回路とに電力供給をするように構成された電源と、をさらに含む、請求項11に記載のめがねフレーム。 a sensor feedback circuit configured to control the light signal based on ambient light;
The eyeglass frame of claim 11 , further comprising: a power source configured to power the one or more light sources and the sensor feedback circuitry.
周囲光の照度を検出するように構成された検出器と、
前記周囲光の前記照度に対して前記1つ以上の光源の輝度を変更して、前記光信号の前記スペックルパターンのコントラストを治療パーセンテージ以上に維持するように構成された制御メカニズムと、を含む、請求項14に記載のめがねフレーム。 The sensor feedback circuit further comprises:
a detector configured to detect an illuminance of ambient light;
15. The eyeglass frame of claim 14, further comprising: a control mechanism configured to modify a brightness of the one or more light sources relative to the illuminance of the ambient light to maintain a contrast of the speckle pattern of the optical signal at or above a therapeutic percentage.
前記スペックルパターンは、前記基板層内の前記光信号の経路長変動が、前記光信号の波長の少なくとも半分であることによって形成される、請求項11に記載のめがねフレーム。 the light source is configured with respect to at least one scattering feature of the substrate layer to form the speckle pattern;
The eyeglass frame of claim 11 , wherein the speckle pattern is formed by a path length variation of the optical signal within the substrate layer that is at least half a wavelength of the optical signal.
The eyeglass frame of claim 11 , wherein the speckle pattern and intensity versus time of the optical signal are configured to slow the progression of myopia.
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|---|---|---|---|
| US202363606048P | 2023-12-04 | 2023-12-04 | |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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