用于延缓近视进展的电子接触透镜的光学设计

相关申请

本申请在美国法典第35编119条(e)款规定下要求在2018年7月30日提交的且标题为“ELECTRONIC CONTACT LENS TO DECREASE MYOPIA PROGRESSION”的第62/711,909号美国临时专利申请和在2019年5月4日提交的且标题为“OPTICAL DESIGNS OF ELECTRONICCONTACT LENS TO DECREASE MYOPIA PROGRESSION”的第62/843,426号美国临时专利申请的利益，这两个临时专利申请的公开内容通过该引用被全部并入。

背景

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

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

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

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

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

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

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

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

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

概述

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

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

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

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

附图简述

通过参考阐述说明性实施例的下面的详细描述及附图将获得对本公开的特征、优点和原理的更好的理解，其中：

图1示出了根据一些实施例的软接触透镜；

图2A示出了根据一些实施例的安装在软接触透镜的内表面上的OLED微显示器，其与微透镜阵列光学地耦合，用于将具有近视散焦的图像投射到佩戴者的视网膜的周边上；

图2B示出了根据一些实施例的包括多个光源和光学器件以及相关电路的软接触透镜；

图2C示出了如在图2B中的接触透镜的部件的功能的机械集成；

图3示出了根据一些实施例的光学配置，其中光路长度通过使用两个反射镜向后折叠光路而增加；

图4示出了根据一些实施例的在图3中所示的光学配置的光线跟踪模拟，其中LiuBrennan眼睛模型被用于计算视网膜图像；

图5A和5B示出了对通过图3的光学配置生成的视网膜图像质量的分析；

图6示出了对在图3中所示的光学配置的焦深的分析；

图7示出了用于图6的分析的MTF；

图8A和8B示出了根据一些实施例的包括将光聚焦到视网膜上的透镜的光学配置；

图9示出了根据一些实施例的对通过图8和8B所示的光学配置生成的视网膜图像质量的分析；

图10示出了对在图8A和8B中所示的光学配置的焦深的分析；

图11A和11B示出了根据一些实施例的光管，以便增加光路长度；

图12示出了根据一些实施例的具有嵌入式光源、光学器件和电子器件的软接触透镜；

图13示出了根据一些实施例的通过显微光源和微光学器件的组合形成的周边视网膜图像的光线跟踪模拟；

图14示出了根据一些实施例的使用包括四个模拟物点的光源的光线跟踪来模拟图像质量的四个物点；

图15示出了由反射光学器件生成的周边图像的质量，其中所有物点的调制传递函数(MTF)实质上是一致的；

图16示出了根据一些实施例的由反射光学器件形成的周边图像的焦深；

图17示出了根据一些实施例的如通过作为对于反射光学设计的近视散焦的幅度的函数的在单个空间频率(20/200或10线对每mm“lp/mm”或10弧分)处的MTF的幅度的变化而测量的近视模糊对由反射光学器件形成的周边视网膜图像的图像分辨率的影响；

图18示出了根据一些实施例的对于在图14中所示的四个物点由折射光学器件形成的视网膜图像的MTF曲线；

图19示出了根据一些实施例的由折射光学器件形成的图像的焦深；

图20示出了根据一些实施例的针对单个空间频率(20/200或10lp/mm，或10弧分)计算的作为近视散焦的函数的MTF；

图21示出了根据一些实施例的关于包括微型光导的实施例的在图14中的四个物点的MTF曲线，其中在矢状平面和切向平面之间存在图像质量的显著差异，指示非对称像差；

图22示出了根据一些实施例的由光导光学器件投射的周边视网膜图像的焦深；

图23示出了对于具有光导的实施例的对照在视网膜上的周边图像的近视散焦的幅度绘制的在单个空间频率(20/200)处的MTF曲线；

图24示出了根据一些实施例的由包括折射光学器件、反射光学器件和光导光学器件的三个投射系统生成的周边图像的焦深的比较；

图25示出了根据一些实施例的根据反射光学设计生成的视网膜图像的焦深；以及

图26示出了根据一些实施例的对照根据图25的反射光学设计创建的周边图像的近视散焦的幅度绘制的在单个空间频率处的MTF值。

详细描述

根据一些实施例，软接触透镜包括周边微显示器，每个微显示器以微透镜阵列在眼睛侧的正前方。微显示器可以包括OLED(有机发光二极管)或微LED的阵列。由这些显示器发射的光通常是朗伯型。微透镜阵列与显示器光学地耦合，使得它们可以有效地从微显示器提取光，在将光投射到入射光瞳之前使光准直并将它聚焦。在一些实施例中，由这些显示器创建的虚拟图像将被近视地散焦，并将被对称地放置在四个扇区(鼻侧下、鼻侧上、颞侧下和颞侧上)中。在一些实施例中，微显示器将被定位成远离透镜的光学中心一段距离，该距离在从1.5mm至4.0mm的范围内，优选地在从2.5mm至3.5mm的范围内。接触透镜的中心光学器件可被选择为将佩戴者带到尽可能接近正视，且可具有在3.0至5.0mm的范围内的直径。在一些实施例中，每个微显示器在形状上将是圆形的、矩形的或弓形的，并且每个将具有在从0.01mm

在一些实施例中，虚拟图像被聚焦在距周边视网膜的目标距离处，相当于近视散焦。形成这些图像的光线不来自外部环境，而是来自微显示器本身，因此微透镜阵列的光学器件可以仅被设计成处理从微显示器发出的光线。如在图1和2中所示，这些微显示器和在每个微显示器的前方的微透镜阵列中的每一者的面积很小，因此真实图像的模糊度很小。

如本文所述的设备可以给予每个护理人员在为个体患者设置和测试这样的参数、然后基于对患者反应的观察来细化优选的治疗参数时的相当大的灵活性。

一些实施例包括直径为14.0mm的接触透镜，具有1.0mm的边缘区和内径为6.0mm以及外径为12.0mm的周边区16。透镜的总直径可以在13.0mm和14.5mm、优选地在13.5mm和14.5mm的范围内。中心光学区14被设计成在所有照明条件下覆盖所有佩戴者的瞳孔，并且因此应该具有在5.0mm和8.0mm的范围内的直径。周边或混合区主要被设计成提供与角膜的良好配合，包括良好的对中和最小的偏心。中心光学区14被设计为向佩戴者提供正视矫正，并且可以提供球面和散光矫正(图1)。在Douthwaite，D.A.的“Contact lens optics andlens design”(2006年第3版；ISBN 978-0-7506-88-79-6；Butterworth-Heinemann)中描述了根据本文公开的实施例的适合于合并的接触透镜设计。

在一些实施例中，接触透镜的内表面被嵌有一组四个微显示器，其在眼睛侧耦合到具有相同尺寸的微透镜阵列。微透镜阵列的功能是准直由微显示器发射的光，准直它，并将它聚焦在被设计为在眼睛的前方的焦点处，以提供远视散焦。在一些实施例中，微显示器可以在尺寸上具有多种方式，并且这些微显示器中的每一个在面积上仅为约0.04mm

在一些实施例中，微显示器可以是OLED，该OLED具有2.0-5.0微米的像素尺寸，间距在2.0-10.0微米的范围内。在一些实施例中，如本文所述的嵌在接触透镜中的微显示器将由照射物体(例如在它的前方放置的在眼睛侧的薄膜)的微LED组成。微显示器可以是多色的，或它们可以是单色的。多色图像由在具有不同颜色的OLED或微LED中的RGB像素形成，以阵列进行组织，以便形成RGB显示器。关于在周边视网膜处的所投射的远视或近视图像的轴向长度改变的波长依赖性的数据是缺乏的。用于刺激轴向长度变化的优选波长是500nm(在眼睛中的视杆的刺激的峰值波长)，但是其他波长也是可以被使用的。

根据本文公开的教导，本领域中的普通技术人员可在没有过度实验的情况下确定在视网膜的外部分位置上的照明的数量和位置以提供治疗益处。可以基于在动物模型中的可用临床前数据来确定例如优化周边刺激的长度和持续时间。例如，一些研究表明，在动物模型中的轴向长度的变化可以在散焦刺激的重复施加时被获得，优先于所强加的散焦的等效持续时间的单个持续时期。根据本文公开的实施例的适合于合并的利用关于轴向长度的照明变化的信息的研究的示例包括：在Nwuron(2004；43：第447页)中的Wallman，J.等人的“Homeostatis of eye growth and the question of myopia”；在IOVS(2014；55：第6767页)中的Benavente-Perez，A等人的“Axial Eye Growth and Refractive ErrorDevelopment Can Be Modified by Exposing the Peripheral Retina to RelativeMyopic or Hyperopic Defocus”；以及在Ophthalmic Physiol Opt.(2013；33：第215-222页)中的Hammond,D.S.等人的“Dynamics of active emmetropisation in young chicks–influence of sign and magnitude of imposed defocus”。

与本公开相关的工作表明，周边近视散焦的应用的持续时间和分布将取决于个体生理学和视网膜的精确形状。实施例包括控制微显示器的操作的可重编程MCU或ASIC，以及实现在整个治疗中由护理人员调节治疗持续时间和周期性的实时时钟。该实施例还使护理人员能够测试夜间刺激(短脉冲的持续或重复的序列)对某些个体是否有功效。

在一些实施例中，电子部件被填充在柔性薄膜上，互连和电气总线借助于气相沉积或3D印刷工艺沉积在该柔性薄膜上。在一些实施例中，电子器件和微显示器还涂覆有薄阻挡膜的柔性叠层，例如由位于瑞士Neuchatel的Coat-X公司开发的总厚度5-10微米的Paralyne C和SiO

设备的一些实施例部署了一组一到八个微显示器，每个微显示器在形状上是圆形的或弓形的，并且它们径向地布置在接触透镜的内表面上，都在离透镜的光学中心的相同距离处。在一个实施例中，它们可以是单色的。在另一个实施例中，它们可以被设计成提供白光输出。在第三实施例中，它们可以被设计成输出与视网膜灵敏度匹配的照明。这些微显示器通过可重编程的微控制器(MCU)或ASIC操作和控制。

在一些实施例中，接触透镜在睡眠期间被佩戴，并且微显示器被编程为仅在佩戴者睡着时操作。减小轴向长度的这样的程序化刺激将最低限度地干扰日常活动，包括阅读和计算机工作。接触透镜甚至可以在白天活动期间被移除，而它刚好在睡觉之前安置在角膜上。其他实施例可以利用其他编程算法，例如白天刺激和夜间刺激的组合。

在一些实施例中，接触透镜可以是每日一次性透镜，消除了对消毒和清洁透镜或给它再充电的需要。另一个实施例由所计划的替代形式的接触透镜组成。

在一些实施例中，每个微显示器(1mm

在一些实施例中，电子接触透镜在视网膜周边处投射2.0-5.0D近视散焦图像，同时在中心处保持优良的视觉。

在一些实施例中，电子软接触透镜包括显微光源和嵌在透镜光学器件的周边处的小规模光学器件。接触透镜光学器件可以被设计成在中央视网膜处提供优良的视觉，而外部光源在视网膜的近视散焦的外部分处投射图像。在一些实施例中，光源包括微显示器。在一些实施例中，在视网膜前面形成的外部图像可以刺激视网膜向前移动，减小轴向长度并加深玻璃体室。在一些实施例中，接触透镜被配置成实现下列的一个或更多个：延缓近视进展、实质上停止近视进展或逆转佩戴该透镜的眼睛的近视。在一些实施例中，接触透镜可以被配置成延长佩戴，并且例如每月被更换一次。接触透镜可以更频繁或更不频繁地(例如每周一次或每三个月一次)被更换。在一些实施例中，接触透镜被设计成由可能比其他年龄段的人在近视进展方面具有更大风险的青少年和年轻成人佩戴。

在一些实施例中，周边图像的近视散焦量在从大约2.0D到大约5.0D(例如从大约2.5D到大约5D)的范围内。基于本文公开的教导，本领域中的普通技术人员可以进行研究，例如临床研究，以确定适当的散焦量、照明强度和照明时间。在一些实施例中，散焦量、视网膜照明的视网膜位置或照明时间中的一个或更多个可以例如响应于个别患者的生理特征针对个体被定制。治疗的持续时间可以在从1至3年的范围内，例如大约2年。在一些实施例中，用在从大约10个透镜到大约40个透镜(例如从大约10个透镜到大约30个透镜)的范围内的多个透镜执行治疗。包括中心透镜光学器件的光学区14的处方(prescription)可以在治疗期间随着时间的推移而改变，并且接触透镜的解决方案可以视情况而改变。也可以根据需要，例如如果近视进展复发，随后佩戴如本文公开的接触透镜。

电子接触透镜可以以多种方式被配置为矫正佩戴者的屈光不正。在一些实施例中，接触透镜包括在接触透镜的光学区14的周边附近发射光的多个微显示器、用于收集、准直和聚焦从光源发出的光线的多个微光学器件、向光源(例如锂离子固态电池)提供功率的小型化可再充电固态电池、用于无线地接收功率以给电池再充电的天线、以及控制启动和控制功能的微控制器、以及存储数据或软件指令的存储器。

在一些实施例中，外部图像包括位于黄斑外部(例如在与中央凹偏心在约20度至约30度的范围内)的周边图像。

接触透镜可以以多种方式被配置有多个光学器件，例如微光学器件，以收集来自多个光源(例如显微镜光源)的光并在视网膜的外部分前面(例如在视网膜的周边部分前面)形成图像。在一些实施例中，多个光学器件包括以下中的一者或更多者：光管和反射部件，例如反射镜，例如显微反射镜。

如本文所述的设备可用于治疗屈光不正(例如近视)的进展。在一些实施例中，每个护理人员在为个体患者设置和测试参数、然后基于患者反应的观察来细化优选的治疗参数时具有相当大的灵活性。

在一些实施例中，接触透镜的折射特性的光学设计实质上不变，并且可以以多种方式被配置。例如，可以为了在中央凹处的远图像的最佳校正，同时在接触透镜光学器件的图像外壳前面的视网膜的周边处提供图像，而优化接触透镜的中心光学区14，以便延缓屈光不正的进展。在一些实施例中，光源可以包括光学表面的不大于2mm

图1示出了嵌在接触透镜10中的微显示器12。软接触透镜10包括被配置为向例如具有20/20或更好的视力的佩戴者提供远视矫正的光学区14。如本文所述的，微显示器12可以被配置成在视网膜的周边部分的前方提供图像。如本文所述的，这个配置可以允许用户在从被聚焦在视网膜的前方的图像接受治疗时具有良好的视力。

微显示器12可以包括照射物体(例如在微显示器12的前方放置的眼睛侧的薄膜)的微LED。由这些微显示器12发射的光可以是朗伯型的，并被引导到光学元件(例如透镜)，以朝着视网膜引导光束。接触透镜10包括适合于放置在眼睛上的直径。例如，接触透镜10可以包括在从大约10mm到15mm的范围内(例如14.0mm)的直径。接触透镜10可以包括多个嵌入式微显示器12。多个微显示器12中的每一个可以光学地耦合到光学配置，该光学配置收集由微显示器12发射的光，并且以特定的偏心度将图像投射到佩戴者的视网膜上或前方。每个显示器12可以生成在从大约1cd/m

在一些实施例中，照度量在明视和中视照明水平以及视杆和视锥的中间灵敏度水平之间的中间。优选的照明量在光瞳平面处可以在从约0.1cd/m

在一些实施例中，微显示器12可以包括发射由不同波长的光组成的多色光的光源。在其他实施例中，光源发射单色光。在一些实施例中，单色照明的波长可以在500nm至560nm、优选地从500nm至530nm、更优选地从500nm至510nm的范围内。

在一些实施例中，多色光源向周边视网膜提供色觉线索(chromatic cues)。色觉线索可以包括负色像差。在一些实施例中，多色光束被聚焦在视网膜前面，其中多色光束包括在图像平面35或焦平面之前的正色像差和在图像平面35或焦平面之后的负色像差，以便用负色像差照射视网膜。

虽然多色照明可以以多种方式被配置，但是在一些实施例中多色照明包括红色照明、蓝色照明和绿色照明，然而其他波长的光也是可以被使用。

在一些实施例中，所投射的图像出现在周边视网膜的前方约1.5mm至约2.5mm处，因为它们将被设计为针对近视了约2.0D至4.0D，优选地2.5D至3.5D。通常，在视网膜的前方的1mm对应于约2.5D的近视，例如约2.7D的近视。

通过脉络膜的增厚或减薄来进行轴向长度的变化的周边刺激的这种方法可以基于在刺激眼睛11的轴向长度的变化时局部远视或近视散焦的应用功效的重复和确认的观察。如本领域中的普通技术人员已知的，周边刺激的长度和持续时间可以基于在动物模型中的可用临床前数据。例如，轴向长度的变化率可以优先于所强加的散焦的等效持续时间的单个持续时期，在散焦刺激的重复应用时获得。

在一些实施例中，周边近视散焦的应用的持续时间和分布取决于个体生理学和视网膜的形状。在一些实施例中，接触透镜10包括用于控制微显示器12的操作的可编程处理器，例如微控制器单元(MCU)或专用集成电路(ASIC)。接触透镜10可以包括实时时钟以由护理人员调整治疗持续时间和周期性，并且治疗持续时间和周期性可以在整个治疗中被提供。在一些实施例中，护理人员测试夜间刺激(短脉冲的持续或重复的序列)对某些个体是否有功效。

图2A示出了安装在软接触透镜10的内表面上的OLED微显示器12，其与微透镜阵列光学地耦合，以用于将具有近视散焦的图像投射到佩戴者的视网膜的周边上。

图2B示出了根据一些实施例的包括多个光源和光学器件以及相关电路的软接触透镜10。接触透镜10包括多个投射单元18。如在本文所述的，多个投射单元18中的每一个包括光源和将光聚焦在视网膜的前方的一个或更多个光学器件。每个光学器件可以包括以下中的一种或更多种：一个反射镜、多个反射镜、一个透镜、多个透镜、衍射光学器件、菲涅耳透镜、光管或波导。接触透镜10可以包括电池20和传感器22。接触透镜10可以包括柔性印刷电路板(PCB)24，并且处理器可以被安装在PCB 24上。处理器可以安装在PCB 24上，并被耦合到传感器22和多个光源30。软接触透镜10还可以包括无线通信电路和用于感应地给接触透镜10充电的天线。虽然提到电池20，但是接触透镜10可以包括任何合适的能量存储设备。软接触透镜10可以包括由任何合适的材料(例如水凝胶)组成的透镜主体。水凝胶可以封装软接触透镜10的部件。

处理器可以被配置有用于利用多个光源30照射视网膜的指令。处理器可以以许多方式(例如利用用无线通信电路接收的指令)进行编程。处理器可以接收针对用户移动设备的指令。

传感器22可以耦合到处理器以允许用户控制接触透镜10。例如，传感器22可以被配置为对压力(例如来自眼睑的压力)做出响应。处理器可以耦合到传感器22以检测用户命令。

电子控制系统可以包括处理器(例如ASIC或微控制器)、可再充电锂离子固态电池、电压斜升模块(例如降压升压转换器)、闪存和EEPROM、提供无线再充电的RFID模块或者优选地径向地布置在接触透镜10的边缘附近的天线、以及它们的任何组合。接触透镜10可以包括生物相容性材料(例如软水凝胶或硅酮水凝胶材料)，并且可以包括已经被证明与作为接触透镜10在眼睛11上适合持续佩戴的任何材料成分。

图2C示出了如在图2B中的接触透镜10的部件的功能的机械集成。可以用PCB 24支撑这些部件。例如，电源(例如电池20)可以被安装在PCB 24上，并且被耦合到其他部件以提供电源功能21。传感器22可以被配置成提供激活功能23。传感器22可以被耦合到被安装在PCB 24上的处理器以提供对接触透镜10的控制功能25。控制功能25可以包括光强设置27和光开关29。处理器可以被配置成例如用来自传感器22的信号的编码序列检测来自传感器22的对应于强度的增加、强度的降低的信号或来自传感器22的接通/关断信号。处理器耦合到光投射单元18，光投射单元18可以包括提供投射功能31的光源30和光学器件32。例如，处理器可以被耦合到多个光源30以响应于到传感器22的用户输入来控制每个光源30。

在一些实施例中，光学配置32包括多个反射镜，该多个反射镜被配置成收集由微显示器12发射的光，然后将光束引导到眼睛11的瞳孔，以便形成偏心视网膜图像，如图3和4所示。反射镜可以使光束准直，或者以适当的聚散度朝着视网膜33引导光束，以便将光束聚焦到视网膜33上。

在表1中示出光学配置的明细说明。

表1.在图3中所示的光学配置的基本光学参数。

图3所示的光学配置的模拟图像尺寸和在27度偏心度下的视网膜分辨率的比较表明，在这个偏心度下的周边视网膜33将能够感知这个图像。

在一些实施例中，光学配置的三个性能属性包括下列项中的一项或更多项：

1.控制图像分辨率的图像放大倍数，

2.通过光学配置的光路长度控制的焦深，以及

3.如以艾里直径(Airy Diameter)测量的衍射。

图3所示的反射镜组件实现了小于1D的焦深，使具有2.0-4.0D的应用的散焦能够在指定的偏心度(20-30度)处被周边视网膜33清楚地感知。

在一些实施例中，被聚焦在视网膜33的前方的图像的光斑尺寸包括比视网膜33的分辨率更精细的分辨率。视网膜分辨率通常根据偏心度而降低。例如，在0度偏心度的角度下，视网膜分辨率约为10微米。在5度的偏心度下，视网膜分辨率约为30微米。在20度的偏心度下，分辨率约为100微米，以及在30度下，视网膜分辨率约为150微米。

图5A和5B示出了对由图3的光学配置生成的视网膜图像质量的分析。由四个光源30中的三个光源形成的图像被模拟。颞点被省略，因为它与鼻点对称。分析表明，在27度偏心度下，图像质量超过视网膜33的分辨能力。根据这个实施例，由图3的反射镜组件创建的视网膜图像的调制传递函数是衍射受限的，指示所部署的光学元件的像差不引起图像质量的显著恶化。此外，光学器件的空间分辨率在优选的图像位置处超过视网膜33的分辨率。

图6示出了对图3所示的光学配置的焦深的分析。离视网膜33的距离的每一毫米代表2.7D的散焦。该分析表明，焦深足够小，使得在图像的入射点(27度偏心度)处0.5mm(1.35D)的散焦可被视网膜33感知到。焦深取决于刺激光束的有效路径长度。

图7示出了MTF值对照散焦的曲线图，其示出由每个光源(物体)创建的图像的焦深。

第二实施例包括光学器件32，其包括与光源30光学地耦合的会聚或准直透镜，如图8A和8B所示。在这个配置中，透镜34(其可以包括单个透镜)用于准直从刺激源输出的光，并通过接触透镜10将它引导到角膜37。准直透镜34的有效性取决于它的折射率，并且应该足够高，以便在透镜材料和起基板的作用的接触透镜10的材料之间产生折射率的显著差异。在该示例中，嵌入式透镜34的折射率假定为2.02(例如，氟硅酸镧玻璃LaSF

在图9和10中示出图8A和8B的实施例的光学性能。由四个光源30中的三个光源形成的图像被模拟。颞点被省略，因为它与鼻点对称。离视网膜33的距离的每一毫米代表2.7D的散焦。该分析表明，焦深明显高于1D，使得由0.5mm(1.35D)的散焦引起的图像模糊在图像的入射点(27度偏心度)处可能不被视网膜33感知到。

分析表明，图像质量在27度偏心度下超过视网膜33的分辨能力。在这种情况下，单透镜设计的光路长度短得多，因此，图像放大倍数明显更高(110倍，相对于关于反射设计的20倍)。与关于反射设计的50lp/mm相比，在50％对比度(OTF的模)处的空间频率分辨率更低，约为每毫米15个线对(“lp/mm”)。再次使用Liu Brennan眼睛模型以模拟眼光学(包括眼像差)，对这个实施例估计焦深，如图10所示。焦深大于1.0D，指示作为散焦的函数的图像分辨率的变化可能不容易被周边视网膜33感知到，特别是因为视网膜33在该偏心度(20-30度)处的主要从视杆得到的分辨率能力相对差，如本文所述。

第三实施例包括光管36，以便增加光路长度，如图11A和11B所示。光管36可以提供增加的光路长度以减小图像放大倍数和视网膜图像尺寸。然而，焦深相对大，且分辨率相对较粗糙(在50％MTF处的15lp/mm)。

可以考虑许多其他光学配置，包括使用具有点源的微透镜阵列、使用衍射光学器件以便使用更薄的透镜、使用单个点源和光学处理单元生成多个视网膜图像。在所有情况下，上面列出的三个特征可以用作度量，以便评估特定设计的适用性。

本文公开的每个实施例可以与本文公开的任一个或更多个其他实施例组合，并且本领域中的普通技术人员将认识到许多这样的组合在本公开的范围内。

目前公开的方法和装置非常适合于与多种类型的透镜组合，例如与下列项中的一个或更多个组合：智能接触透镜、具有天线和传感器的接触透镜、具有集成脉冲血氧计的接触透镜、具有相位图显示器的接触透镜、电光接触透镜、具有柔性导体的接触透镜、自主眼睛跟踪接触透镜、电致变色接触透镜、动态衍射液晶透镜、自动调节透镜、具有可编程相位图的图像显示透镜、具有泪液激活微电池的透镜、泪膜传感接触透镜、具有多色LED阵列的透镜、具有电容传感的接触透镜、检测由眼睑对眼科设备的重叠的透镜、具有主动调节的透镜、具有电化学传感器的透镜、具有酶和传感器的透镜、包括动态视野调节的透镜、用于测量丙酮酸盐的透镜、用于测量尿素的透镜、用于测量葡萄糖的透镜、具有泪液电导率传感器的透镜、具有带有相位图的近眼显示器的透镜或具有电化学传感器芯片的透镜。

在图12中示出了软接触透镜10。该接触透镜10包括基底或载体接触透镜，其包括嵌入的电子器件和光学器件。基底软接触透镜10由被设计成对持续佩戴舒适的生物相容性材料(例如水凝胶或硅酮水凝胶聚合物)制成。在一些实施例中，接触透镜10具有在6mm至9mm的范围内(例如在7.0mm至8.0mm的范围内)的直径的中心光学区14。中心光学区14由外部环形区(例如宽度在2.5mm至3.0mm的范围内的周边区16)限定。外部环形区被宽度在0.5mm至1.0mm的范围内的最外边的边缘区18包围。光学区14被配置为提供屈光矫正，并且在设计上可以是例如球面的、复曲面的或多焦点的。在光学区14周边的外部环形区被配置成配合角膜曲率，并且可以包括用于平移和旋转稳定性的旋转稳定区，同时允许接触透镜10在眨眼之后在眼睛11上移动。边缘区18可以包括在从0.05mm至0.15mm的范围内的厚度，并且可以以楔形形状结束。软接触透镜10的总体直径可以在从12.5mm至15.0mm的范围内，例如在从13.5mm至14.8mm的范围内。

如图12所示，嵌入式光源30和电子器件优选地位于接触透镜10的外部环形区中。根据一些实施例，中心光学区14优选地没有电子器件和光源30，以便不损害中央凹或黄斑视觉的质量。在一些实施例中，边缘区18不包括电路，以便保持与角膜表面的接触并提供舒适。

光源可以以多种方式布置在接触透镜上。例如，光源可以布置在围绕中心光学区的实质上连续的环中。在一些实施例中，多个光源和多个光学器件(例如透镜、反射镜或光导)耦合在一起以形成连续的照明环。

图12的接触透镜10包括由具有高透氧性的软生物相容性聚合物构成的主体，该软生物相容性聚合物被嵌有填充有所有的电子和光学部件的透明膜。该透明膜可以包括透明印刷电路板(“PCB”)基板。PCB的厚度可以在从大约5微米到50微米的范围内，并且可以包括多层膜，以便利用PCB基板的两个表面用于电子器件的填充。PCB基板可以弯曲以符合具有在约7.5mm至约10.0mm的范围内(例如在从约8.0mm至约9.5mm的范围内)的曲率的基底接触透镜10的几何形状。可以针对合适的透氧性来配置PCB基板。在一些实施例中，PCB被穿孔以提高氧气、泪液、营养物和二氧化碳通过其的渗透性。在一些实施例中，PCB具有例如在从约1MPa至约50MPa的范围内的低拉伸模量，但是例如更硬的膜也可以被使用。在一些实施例中，用于透明柔性PCB基板的优选材料包括由液体或溶液浇注(cast)的聚酰亚胺，并且当被旋转浇注在平坦基板上、随后被热固化以形成聚酰亚胺(例如Kapton

接触透镜10可以包括图12所示的一个或更多个部件。图12所示的电子系统的结构包括被安装在总线上的多个光源30、包括功率和数据管理系统的微控制器38、板载存储器和RFID模块、被设计成检测物理或生理触发并发出接通或关断光源30的信号的传感器、用于数据的无线交换且又用作功率的无线接收器(其在单个或多个频带上操作，用于数据和功率的传输)的天线41以及可再充电固态锂离子电池20。在一些实施例中，微控制器38包括专用集成电路(“ASIC”)。多个光源30可以包括如本文所述的显微光源30。

光源30可以沿着在离中心1.5mm至5.0mm的范围内的直径的圆周被定位。

图13示出了对在视网膜33的外部区域(例如周边视网膜33)上形成的光源30的图像的光线跟踪分析。在这个模拟中，假设前房深度为4.1mm(对于人类受验者通常在2.9mm和5.0mm之间)，假设轴向长度为25.0mm，并且接触透镜10被定位于角膜上。显微光源30被放置在距离接触透镜10的中心1.9mm处，留下直径为3.8mm的清晰的中心光学区14。

再次参考图12和13，光源30和透镜(例如微透镜)的组合可以用于将光引导到视网膜33的外部区。微透镜可以被配置成收集由光源30发射的光。所收集的光可以被进行下列操作中的一个或更多个：被准直或聚焦并引导到眼睛11的瞳孔。在一些实施例中，投射系统包括微光源30和图像形成光学器件32的组合。

光源30可以包括以下中的一个或更多个：有机发光二极管(OLED)、量子点发光二极管(QLED)、透明发光二极管(TOLED)、无机发光二极管(i-LED)或CRT显示器。光源30可以包括在透明或不透明的基板上填充的一个或更多个像素。光源30可以包括一个或更多个显示部件，例如无源矩阵或有源矩阵。在一些实施例中，单独像素的尺寸在从1至10微米的范围内，例如在从2至5微米的范围内。多个像素中的每一个像素的亮度当被接通时可以大于500尼特(Cd/m

视网膜33的分辨力在中央凹处最高。健康年轻人能够有0.6弧分的角分辨率，其相当于在Snellen术语中的20/12。分辨能力通常在25度偏心度下降低到20/200(10弧分)。在这个偏心度下有很少的视锥(如果有的话)，且视杆的总数也大大减少。

在一些实施例中，图像传递系统提供等于或超过视网膜图像分辨率的水平的图像分辨率。在一些实施例中，如果已投射图像分辨率超过在图像的位置处的视网膜33的分辨率能力，则没有额外的益处可被预期。在一些实施例中，在视网膜周边处的图像的光斑尺寸因此为150微米或更小。

由光源30发射的光的波长可以以多种方式被配置。根据本公开，可以通过临床研究来确定由光源30发射的光的波长。在一些实施例中，光源30的波长包括对应于视网膜光感受器在期望偏心度下的峰值灵敏度、例如基本上匹配峰值灵敏度的光。在一些实施例中，光在20-30度的偏心度下被投射，其中视杆占主导地位，并且来自源的光包括在从大约420nm到600nm(例如从大约490nm到530nm)的范围内、例如在从大约500到520nm(例如从大约502到512nm)的范围内的波长。在本文公开的一些波长模拟中，507nm光被用作输入波长参数。本文公开的光学设计适用于所有波长(即使优化设计参数的精确结果可能由于包括投射单元的材料的色散随着波长而改变)。

与本公开相关的工作表明，在接下来的一些实施例中两个设计约束可能影响对设计输入参数的选择。这个设计约束是：

1.投射单元18的尺寸，使得它们可以被嵌入接触透镜10中而透镜厚度不太高。在一些实施例中，在外部环形区中的最大透镜厚度为400微米，其与用于屈光矫正的当前软接触透镜一致。

2.在显微光源30和图像形成系统之间的光路长度。这与图像放大倍数的控制和由衍射引起的图像模糊的幅度有关，衍射可以被量化为艾里圆盘直径(Airy Diskdiameter)。图像放大倍数由图像投射单元的焦距与眼睛11的焦距之比给出，对于一阶估计，眼睛11的焦距通常被假设为17mm。在一些实施例中，它是个体眼睛所特有的。在一些实施例中，艾里圆盘直径(2.44Xλ(以微米为单位)X f/≠)不大于在图像位置处的视网膜分辨率限制。例如，在25度的偏心度下的最小光斑尺寸为150微米，因此艾里圆盘直径不应超过150微米，并且可以小于150微米。因为眼睛11的焦距是固定的，投射光学器件的孔径控制在任何波长处的艾里圆盘直径。

在一些实施例中，如本文所述的收集光学器件和光源30以及相关图像的艾里圆盘的尺寸与视网膜图像分辨率相关。例如，在30度、25度、20度、15度和10度下，艾里圆盘尺寸可以分别不大于约150微米(“微米”、“um”)、约125um、约100um、约75um和约60um。

图像形成系统可以以多种方式被配置，非限制地包括衍射光学元件、菲涅耳透镜、折射光学器件或反射光学器件。

根据本文公开的一些实施例，下面的模拟提供了光学结果。

表2.第二光学模拟的输入参数。

在一些实施例中，由整体图像覆盖的区域优选地是5-10度乘30-45度(5-10degrees by 30-45degrees)的弓形段，或者对于每个光源为150-450度

模拟的输出为：图像放大倍数和尺寸、图像质量和焦深。相同的输入和输出参数用于模拟所有优选实施例。发现第一优选实施例的图像尺寸为200微米，图像放大倍数为20倍。图像质量的模拟的结果针对这个模拟在图15中被示出。所有MTF曲线实际上是一致的。MTF曲线指示，周边图像的分辨率在这个偏心度下实质上好于视网膜分辨率的限制。

周边图像的焦深在第二模拟中也针对反射光学器件被模拟，并在图16中被示出。在一些实施例中，图像最佳地在视网膜33的前方2.0mm的距离处形成，使它在视网膜33上近视地被散焦。在一些实施例中，由这个近视散焦引起的模糊克服了焦深的影响，使得视网膜33感知到模糊的图像，用于使它感知到向前移动的神经刺激，减小了眼睛11的轴向长度。在一些实施例中，神经刺激足以延缓眼睛11的轴向生长。

图17示出了以针对第二模拟关于特定空间频率(20/200或10弧分)示出的模拟MTF曲线的对比度损失或模量的形式的由近视散焦引起的对图像模糊的影响。图16所示的光斑尺寸的增加被反映在作为近视散焦的幅度的函数的MTF曲线的幅度的损失中，并与该损失一致。第二模拟指示，投射单元的焦距在200微米的图像尺寸的情况下为0.85mm，且图像放大倍数为20倍。艾里圆盘直径被计算为8.9微米，而洛利标准(Raleigh criterion)为10.9微米。

再次参考图10A和图1，图10A和图1分别示出了从光源30收集光并朝着视网膜33引导光的透镜以及沿着眼睛11的光路。在一些实施例中，光源30面对折射透镜，该折射透镜大致准直最终投射在周边视网膜33的前方的光，产生周边图像的近视散焦。虽然提到了折射透镜，但是其他透镜(例如衍射光学器件和梯度折射率(GRIN)透镜)也可以被使用。表3示出了用于周边图像的第三模拟的折射透镜的设计参数。

表3.第三模拟的设计输入参数。

这些模拟的结果表明图像尺寸在图像放大倍数为110的情况下为1100微米。在图18中示出了图14所示的四个物点40的MTF曲线。在高空间频率处的MTF曲线的幅度明显低于对反射光学器件时的幅度。MTF曲线表明，图像分辨率对于偏心度为27度的图像是足够的。第二优选实施例的光学设计导致大得多的焦深，如图19所示。这意味着在一些实施例中，根据第一模拟和第二模拟，有效图像模糊相对于反射光学器件对于在2D到5D的范围内的近视散焦的情况小得多。增加的焦深被反映在图20所示的MTF曲线中，MTF曲线相对于图3和图4所示的反射光学配置具有对近视散焦的幅度的较小依赖性。

第三光学模拟表明折射光学器件可以成功地投射具有可接受的图像尺寸和图像放大倍数以及焦深的周边视网膜图像。但是相比于在第二模拟的反射配置的情况，图像尺寸、放大倍数和焦深可能稍大。

尽管相比于反射设计时的情况在该折射光学设计时的情况下在高空间频率(50lp/mm及以上)处的MTF值较低，但在高空间频率处的图像质量由于降低的视力在视网膜图像的周边位置处可能不太相关。第三模拟表明投射单元的焦距在1100微米的图像尺寸的情况下为0.15mm，且图像放大倍数为110倍。艾里圆盘直径被计算为36.7微米，而洛利标准为44.8微米。

再次参考示出光导的图11A和11B，第四模拟针对包括光导、反射镜和透镜的这个配置被进行。在模拟实施例中，聚焦透镜位于光管的末端(出口孔)处。在一些实施例中，光管包括在端部上的弯曲透镜表面以聚焦光。在该光导实施例中，投射光学器件包括光导，该光导包括反射镜和透镜。

在一些实施例中，光源30被放置在接触透镜10的外部分中，例如在周边附近，并且来自光源的光被引导到反射镜，该反射镜收集光并使光朝着眼睛11偏转以在周边视网膜33的前方生成具有近视散焦的图像，如本文所述。在一些实施例中，光导的功能是增加光路的长度，以便减小图像放大倍数并增加在视网膜33前面形成的图像的分辨率。

表4.用作第四模拟的输入的透镜参数。

表4给出了在由光导实施例形成的周边视网膜图像质量的第四模拟中使用的投射系统的特性。图像放大倍数在140微米的图像尺寸的情况下为14。这些模拟揭示了图像放大倍数是可以接受的，焦深不如折射光学器件那样大，但比反射光学器件大。第四模拟指示，投射单元的焦距在140微米的图像尺寸和14倍的放大倍数的情况下为1.21mm。艾里圆盘直径被计算为34.8微米，而洛利标准为42.6微米。

针对三个相对应的配置，第二模拟、第三模拟和第四模拟的三个结果在它们的大小、由每个模拟产生的焦深以及光束直径方面与彼此进行比较，所述焦深将散焦图像的锐度梯度定义为近视散焦的幅度的函数。结果表明，包括反射光学器件的第二模拟具有最好的锐度梯度，而包括折射光学器件的实施例具有最小的锐度梯度，基于光导的投射单元提供有限的锐度梯度，如图24所示。根据本文公开的教导，这些方法中的每一个可以被配置成延缓轴向长度生长。

如在表5中所示的，这三个实施例在光学器件的直径方面也明显不同。

表5.在三个模拟中使用的光学器件直径。

反射光学器件和光源30可以以多种方式被配置，并且额外的模拟可以被进行以根据本文公开的教导来确定适当的配置。例如，图14所示的在中心物点处的清晰度可以被忽视，因为它对神经刺激的贡献可能是有限的。这样的模拟和优化可以允许投射单元的直径及其厚度的减小，这在系统嵌入接触透镜10中时可能是有帮助的，如本文所述的向佩戴者提供高水平的舒适。在表6中示出第五模拟的设计输入参数。结果表明，图像放大倍数可以增加到25，对于10微米源提供250微米的图像尺寸，根据本文公开的实施例，这对于在视网膜33前面的周边图像是可接受的。在图25和26中示出这些第四图像模拟的输出。锐度梯度(锐度梯度是图像光斑尺寸或MTF在单个空间频率处根据近视散焦的幅度的变化)仍然是相当可接受的，同时提供尺寸减小的投射系统。

如在本文详述的，在本文描述和/或示出的计算设备和系统广泛地表示能够执行计算机可读指令的任何类型或形式的计算设备或系统，例如在本文描述的模块中包含的那些计算设备或系统。在它们的最基本的配置中，这些计算设备可以每个包括至少一个存储器设备和至少一个物理处理器。

如本文使用的术语“存储器”或“存储器设备”通常表示能够存储数据和/或计算机可读指令的任何类型或形式的易失性或非易失性存储设备或介质。在一个示例中，存储设备可以存储、加载和/或维护本文描述的一个或更多个模块。存储器设备的示例非限制地包括随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、闪存、硬盘驱动器(HDD)、固态驱动器(SSD)、光盘驱动器、高速缓存、它们中的一个或更多个的变形或组合、或任何其他合适的储存存储器。

此外，如本文使用的术语“处理器”或“物理处理器”通常指能够解释和/或执行计算机可读指令的任何类型或形式的硬件实现的处理单元。在一个示例中，物理处理器可以访问和/或修改存储在上述存储器设备中的一个或更多个模块。物理处理器的示例非限制地包括微处理器、微控制器、中央处理器(CPU)、实现软核处理器的现场可编程门阵列(FPGA)、专用集成电路(ASIC)、它们中的一个或更多个的部分、它们中的一个或更多个的变形或组合、或任何其他合适的物理处理器。

尽管被示为独立的元素，但是在本文描述和/或所示的方法步骤可以代表单个应用的部分。此外，在一些实施例中，这些步骤中的一个或更多个可以表示或对应于一个或更多个软件应用或程序，当其由计算设备执行时可以使计算设备执行一个或更多个任务，例如方法步骤。

此外，本文描述的一个或更多个设备可以将数据、物理设备和/或物理设备的表示从一种形式变换成另一种形式。例如，本文所述的一个或更多个设备可以接收待变换的样本的图像数据，变换图像数据，输出变换的结果以确定3D过程，使用变换的结果以执行3D过程，并存储变换的结果以产生样本的输出图像。附加地或可选地，在本文详述的一个或更多个模块可以通过在计算设备上执行、在计算设备上存储数据和/或以其他方式与计算设备交互作用来将处理器、易失性存储器、非易失性存储器和/或物理计算设备的任何其他部分从计算设备的一种形式变换成计算设备的另一种形式。

如本文使用的术语“计算机可读介质”通常指能够存储或携带计算机可读指令的任何形式的设备、载体或介质。计算机可读介质的示例非限制地包括传输型介质(例如载波)和非瞬态型介质(例如磁存储介质(例如硬盘驱动器、磁带驱动器和软盘)、光学存储介质(例如光盘(CD)、数字视频盘(DVD)和蓝光盘)、电子存储介质(例如固态驱动器和闪存介质)以及其他分发系统)。

本领域中的普通技术人员将认识到，本文公开的任何过程或方法可以以许多方式被修改。本文描述和/或示出的过程参数和步骤的顺序仅作为示例被给出，并且可以根据需要被改变。例如，虽然在本文所示和/或所述的步骤可以以特定顺序被示出或讨论，但是这些步骤不一定需要以所示或讨论的顺序被执行。

本文描述和/或示出的各种示例性方法也可以省略本文描述或示出的一个或更多个步骤或者包括除了那些所公开的步骤之外的附加步骤。此外，如本文公开的任何方法的步骤可以与如本文公开的任何其他方法中的任一个或更多个步骤组合。

除非另有说明，如在说明书和权利要求中使用的术语“连接到”和“耦合到”(及其派生词)应被解释为允许直接连接和间接(即，经由其他元件或部件)连接两者。此外，如在说明书和权利要求中使用的术语“a(一个)”或“an(一个)”应被解释为意指“…中的至少一个”。最后，为了使用的容易，如在说明书和权利要求中使用的术语“including(包括)”和“具有”(及其派生词)与词“comprising(包括)”可互换，且应具有与词“comprising(包括)”相同的含义。

如本文公开的处理器可以被配置有指令以执行如本文公开的任何方法的任一个或更多个步骤。

将理解，尽管术语“第一”、“第二”、“第三”等可在本文用于描述各种层、元件、部件、区域或区段，但不涉及事件的任何特定顺序或次序。这些术语仅用于将一个层、元件、部件、区域或区段与另一个层、元件、部件、区域或区段区分开。如本文所述的第一层、元件、部件、区域或区段可以被称为第二层、元件、部件、区域或区段而不偏离本公开的教导。

如在本文所使用的，术语“或”被用来在内地用来指在备选方案中和组合中的项目。

本文公开的每个实施例可以与本文公开的任一个或更多个其他实施例组合，并且本领域中的普通技术人员将认识到许多这样的组合在本公开的范围内。

本公开包括下面的被编号的条款：

条款1.一种治疗具有视网膜的眼睛的近视的电子接触透镜，包括：

多个光源；以及

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

条款2.根据条款1所述的电子接触透镜，其中，所述透镜被配置为逆转近视。

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

条款20.一种软接触透镜，包括：

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

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

条款22.根据条款20所述的软接触透镜，其中，所述多个光源包括多个发光二极管(LED)。

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

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

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

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

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

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

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

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

条款31.根据条款30所述的软接触透镜，其中，所述范围是从约25度至约30度。

条款32.根据条款20所述的软接触透镜，其中，所述微显示器以在从约0.1cd/m

条款33.根据条款20所述的软接触透镜，其中，所述图像被聚焦在所述周边视网膜的前方一距离处的一个位置处，并且所述图像包括焦深和空间分辨率，所述焦深小于所述距离，所述空间分辨率大于在所述位置处的所述周边视网膜的空间分辨率。

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

条款35.根据前述条款中的任一项所述的软接触透镜，所述软接触透镜还包括耦合到所述多个光源以控制所述多个光源的照明的处理器。

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

条款46.根据条款39所述的透镜，其中，所述微显示器是微OLED。

条款47.根据条款39所述的透镜，其中，所述微显示器是微LED。

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

条款49.根据条款39或45中的任一项所述的透镜，其中，所述阵列具有范围从1mm

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

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

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

条款53.根据条款39所述的透镜，其中，所述图像在佩戴者睡着时被投射。

条款54.根据条款39所述的透镜，其中，所述图像是单色的，优选地处于500nm。

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

条款56.根据条款39所述的透镜，其中，所述透镜具有每日一次性的形式。

条款57.根据条款39所述的透镜，其中，所述透镜具有计划更换的形式。

虽然本文示出和描述了本发明的优选实施例，但对于本领域中的技术人员将明显，这样的实施例仅作为示例被提供。意图并不是本发明由在本说明书中提供的特定示例限制。虽然参考前面提及的说明书描述了本发明，但本文的实施例的描述和说明并不应该在限制性意义上被解释。本领域中的技术人员现在将想到许多变形、变化和替换而不偏离本发明。此外应理解，本发明的所有方面并不限于取决于多种条件和变量的本文阐述的特定描绘、配置或相对比例。应当理解，在实践本发明时可以采用本文描述的本发明的实施例的各种备选方案。因此，设想了本发明还应涵盖任何这样的备选方案、修改、变形或等同物。意图是随附的权利要求界定本发明的范围，以及在这些权利要求的范围内的方法和结构及其等同物因而被涵盖。