CN113325608A - 用于治疗视力障碍的方法和设备 - Google Patents

Abstract

本申请涉及用于治疗视力障碍的方法和设备。公开了用于人类受试者的可佩戴的光学设备，包括：透明的透镜，其具有远侧表面和近侧表面；可佩戴的框架，其被构造成当被人类受试者佩戴时，将透镜的近侧表面以距第一眼睛的眼角膜的表面不小于5mm且不大于50mm的间距保持在受试者的第一眼睛的前面；透明的像素化的有源光学元件，其包括至少100个可独立寻址的像素，每个像素具有值可变的光学属性，有源光学元件与框架和/或透镜物理地相关联；眼睛***，其被配置以确定和报告第一眼睛的注视方向；以及控制器，其被配置成：从眼睛***接收所确定的第一眼睛的注视方向；并且以重复频率，设定有源光学元件的像素的光学属性的值，以便创建图像掩模。

Description

用于治疗视力障碍的方法和设备

发明领域和背景

本发明在一些实施例中涉及眼科领域，并且更具体地但不排他地，涉及用于视力障碍的非侵入性治疗的光学设备。

在本领域中，已知对形成在眼睛的视网膜上的图像进行修改以治疗视力障碍。

US 7,832,859(奥克兰联合服务有限公司(Auckland Uniservices Ltd.))和US2012-0113386和US 8,899,746(均授予库博光学国际控股公司(CoopervisionInternational Holding Company))都教导了隐形眼镜，该隐形眼镜对形成在眼睛的视网膜上的图像进行修改，以预防和/或减少近视和/或远视的进展。

本申请人的WO 2018/055618和诺丁汉大学的US 10,251,546教导了通过修改显示给非弱视眼的图像，具体地，劣化图像的至少一部分从而迫使使用弱视眼，来治疗具有弱视眼和非弱视眼的受试者的弱视。

本申请人的US 2019/0200858教导了向由于黄斑损伤而患有视力障碍的人显示经修改的图像来治疗眼睛。

在这些领域和其他领域中公开的方法和设备对于治疗视力障碍具有一个或更多个缺点。拥有具有优于现有技术的至少一个优点的方法和设备将是有用的。

发明概述

在本文中，本发明的一些实施例涉及用于眼科领域中并且在一些具体实施例中用于各种视力障碍的非侵入性治疗的设备。本文教导的一些实施例对于以下项中的一项或更多项是有用的：预防发展、阻止进展、降低现有视觉缺陷的严重程度、以及在例如屈光不正(包括近视、远视和屈光参差)的情况下改善生活质量；由黄斑变性引起的视力退化；和弱视。

根据本文教导的一些实施例的一个方面，提供一种用于人类受试者的可佩戴的光学设备，包括：

a.透明的透镜，其具有远侧表面和近侧表面；

b.可佩戴的框架，其被构造成当被人类受试者佩戴时，将透镜的近侧表面以距第一眼睛的眼角膜表面不小于5mm且不大于50mm的间距保持在受试者第一眼睛的前面，使得当第一眼睛的注视方向笔直向前时，第一眼睛的视场的至少一部分被透镜覆盖；

c.透明的像素化的有源光学元件，其包括至少100个可独立寻址的像素，这些像素中的每个像素具有值可变的光学属性，有源光学元件与框架和/或透镜物理地相关联，使得第一眼睛的视场的至少一部分被透镜和有源光学元件两者覆盖；

d.眼睛***，其被配置以确定和报告第一眼睛的注视方向；和

e.控制器，其具有数字存储器，该控制器被配置成：

i.从眼睛***接收所确定的第一眼睛的注视方向；和

ii.以重复频率(repetition rate)设定有源光学元件的至少100个像素的光学属性的值，以便(使用有源光学元件)创建图像掩模，到达第一眼睛的至少一些光穿过该图像掩模，从而修改形成在第一眼睛的视网膜上的图像，

其中光学属性的值基于接收到的注视方向和透镜的屈光力(optical power)，并且

其中控制器、透镜和有源光学元件一起被配置成使得在光学设备的操作期间，第一眼睛的视场的至少一部分被透镜的屈光力和/或图像掩模劣化。

在一些这样的实施例中，光学设备进一步包括：瞳孔尺寸确定器(pupil sizedeterminer)，其被配置以确定和报告第一眼睛的瞳孔的尺寸，并且控制器被配置以从瞳孔尺寸确定器接收所确定的第一眼睛的瞳孔尺寸，并且像素的光学属性的值也基于接收到的瞳孔尺寸。

根据本文教导的一些实施例的一个方面，还提供一种用于人类受试者的可佩戴的光学设备，包括：

a.透明的透镜，其具有远侧表面和近侧表面；

b.可佩戴的框架，其被构造成当被人类受试者佩戴时，将透镜的近侧表面以距第一眼睛的眼角膜表面不小于5mm且不大于50mm的间距保持在受试者的第一眼睛的前面，使得当第一眼睛的注视方向笔直向前时，第一眼睛的视场的至少一部分被透镜覆盖；

c.透明的像素化的有源光学元件，其包括至少100个可独立寻址的像素，这些像素中的每个像素具有值可变的光学属性，有源光学元件与框架和/或透镜物理地相关联，使得第一眼睛的视场的至少一部分被透镜和有源光学元件两者覆盖；

d.眼睛***，其被配置以确定和报告第一眼睛的注视方向；和

e.控制器，其具有数字存储器，该控制器被配置成：

i.从眼睛***接收所确定的第一眼睛的注视方向；和

ii.以重复频率设定有源光学元件的至少100个像素的光学属性的值，以便(使用有源光学元件)创建图像掩模，到达第一眼睛的至少一些光穿过该图像掩模，从而修改形成在第一眼睛的视网膜上的图像，其中光学属性的值基于接收到的注视方向和透镜的屈光力，并且

其中光学设备进一步包括：

瞳孔尺寸确定器，其被配置以确定和报告第一眼睛的瞳孔的尺寸，并且控制器被配置以从瞳孔尺寸确定器接收所确定的第一眼睛的瞳孔尺寸，并且像素的光学属性的值也基于接收到的瞳孔尺寸。

在一些这样的实施例中，控制器、透镜和有源光学元件被配置成使得在光学设备的操作期间，第一眼睛的视场的至少一部分被透镜的屈光力和/或图像掩模劣化。

附图简述

在本文中参考附图描述了本发明的一些实施例。结合附图的描述使得可以如何实践本发明的一些实施例对于本领域的普通技术人员来说变得明显。附图是出于说明性讨论的目的，并且不尝试比对本发明的基础性理解所需更详细地示出实施例的结构细节。为了清楚起见，附图中示出的一些对象不是按比例的。

在附图中：

图1A-1C是呈从正面(图1A)看的透视图、从背面(图1B)看的视图和俯视图(图1C)的根据本文教导的光学设备的示例性实施例的示意性图示，该光学设备具有单个有源光学元件，该有源光学元件具有的视场等于相关联的透镜的视场；

图2A-2D示出了根据本文教导的光学设备的有源光学元件如何与透镜相关联的不同实施例；

图3是根据本文教导的光学设备的示例性实施例从背面的示意性图示，该光学设备具有有源光学元件，该有源光学元件具有的视场小于相关联的透镜的视场；

图4A-4C是呈从正面(图4A)看的透视图、从背面(图4B)看的视图和俯视图(图4C)的根据本文教导的光学设备的示例性实施例的示意性描图示，该光学设备具有两个有源光学元件，对于受试者的每只眼睛有一个有源光学元件，每个有源光学元件具有的视场等于相关联的透镜的视场；

图5A和图5B示出了一个实施例，其中诸如图4A-4C中示出的光学设备被用于创建图像掩模，以用于治疗屈光不正(例如近视)；并且

图6A和图6B示出了一个实施例，其中诸如图1A-1C中示出的光学设备被用于创建图像掩模，以用于治疗弱视或AMD。

发明的若干实施例的描述

在本文中，本发明的一些实施例涉及用于眼科领域的设备，并且在一些具体实施例中，该设备用于各种视力障碍的非侵入性治疗。

在本文中公开了一种可佩戴的光学设备，在一些优选的实施例中，该光学设备类似于眼镜。可佩戴的光学设备包括至少一个透明的、像素化的、与透镜相关联的有源光学元件，该有源光学元件被配置以创建图像掩模，光在到达佩戴该光学设备的人的眼睛之前穿过该图像掩模。光穿过透镜和图像掩模两者，使得形成在眼睛的视网膜上的图像被图像掩模修改。在透镜是具有非零屈光力的折射透镜的实施例中，形成在眼睛的视网膜上的图像被图像掩模和折射透镜修改。

图像掩模以使得形成在视网膜上的图像在治疗视力障碍中具有一定的作用的方式被创建。例如，在一些实施例中，所形成的图像有助于使佩戴光学设备的受试者更好地看见，也就是说，视力障碍的效果得到好转。在一些优选的实施例中，所形成的图像是治疗图像，其被配置以对大脑如何感知来自眼睛的输入的持续变化发挥影响和/或刺激眼睛本身的实际物理变化。已经发现，在一些优选的实施例中，为了使所形成的图像具有期望的作用，眼睛的视场的至少一部分被透镜的屈光力和/或图像掩模劣化。

在一些实施例中，透镜是平透镜，有源光学元件是可调谐透镜(其中像素的可变的光学属性允许有源光学元件改变有源光学元件的屈光力)，并且创建期望的图像掩模，使得有源光学元件充当透镜以在视网膜上形成期望的图像。

在一些实施例中，透镜是折射透镜，有源光学元件是可调谐透镜，并且基于透镜的屈光力创建期望的图像掩模，使得有源光学元件充当附加的透镜，与透镜一起在视网膜上形成期望的图像。图像掩模也是基于由眼睛***确定的注视方向创建的。一些这样的实施例可以被认为是将图像掩模保持在相对于眼睛的注视方向相同的位置处。以这种方式，图像掩模被创建以确保图像修改连续地位于视网膜的正确位置上。

如在本领域中已知的，瞳孔的尺寸影响入射光如何折射到视网膜上。例如，已知在相同的参数下，与较小的瞳孔尺寸相比，较大的瞳孔尺寸导致形成在视网膜上的更不清晰的图像。考虑到这一点，在一些实施例中，也基于由瞳孔尺寸确定器确定的瞳孔尺寸来创建图像掩模，以确保在视网膜上形成期望的图像。在一些这样的实施例中，所创建的精确的图像掩模考虑了依赖于所确定的瞳孔尺寸的光线跟踪。

在本文中公开了根据本文教导的可佩戴的光学设备可以被用于各种视力障碍的非侵入性治疗，在一些实施例中对以下项中的一项或更多项是有用的：预防发展、阻止进展、降低现存视力障碍的严重性、以及改善生活质量，例如屈光不正(包括近视、远视和屈光参差)；由黄斑变性引起的视力退化；以及弱视。

根据本文教导的可佩戴的光学设备的一个示例性实施例，在图1A(从远侧看的透视图)、图1B(从背面朝近侧看的视图)和图1C(从顶部看的视图)中示意性地示出了光学设备10。根据本文教导的一些实施例的一个方面，提供了一种用于人类受试者的可佩戴的光学设备10，包括：

a.透明的透镜12，其具有远侧表面14和近侧表面16；

b.可佩戴的框架18，其被构造成当被人类受试者20佩戴时，将透镜12的近侧表面16以距第一眼睛22a的眼角膜的表面不小于5mm且不大于50mm的间距23保持在受试者20的第一眼睛22a的前面，使得当第一眼睛22a的注视方向笔直向前时，第一眼睛22a的视场的至少一部分被透镜12覆盖；

c.透明的像素化的有源光学元件24，其包括至少100个可独立寻址的像素，这些像素中的每个像素具有值可变的光学属性，有源光学元件24与框架18和/或透镜12物理相关联，使得第一眼睛22a的视场的至少一部分被透镜12和有源光学元件24两者覆盖，

d.眼睛***26，其被配置以确定和报告第一眼睛22a的注视方向；和

e.控制器28，其具有数字存储器，该控制器被配置成：

i.从眼睛***26接收所确定的第一眼睛22a的注视方向；并且

ii.以重复频率设定有源光学元件24的至少100个像素的光学属性的值，以便创建图像掩模，到达第一眼睛22a的至少一些光穿过该图像掩模，从而修改形成在第一眼睛22a的视网膜上的图像，

其中光学属性的值基于接收到的注视方向和透镜12的屈光力。

在设备10中，控制器28、透镜12和有源光学元件24一起被配置成使得在设备10的操作期间，第一眼睛22a的视场的至少一部分被透镜12的屈光力和/或图像掩模劣化。

在光学设备10中，眼睛***26还被配置成用作瞳孔尺寸确定器，以确定和报告第一眼睛22a的瞳孔的尺寸，并且控制器28还被配置成接收这种所确定的瞳孔尺寸，并且还基于接收到的瞳孔尺寸来设定像素的光学属性的值。

在图1A-1C中所示的设备10中，有源光学元件24被定位在透镜12之前，与远侧表面14紧密接触，其中有源光学元件24的视场等同于透镜12的视场。结果是在图1B和图1C中难以分清有源光学元件24和透镜12的确切位置。在图1A中，有源光学元件24与框架18相遇的边缘用灰色标记。

供电源

光学设备的一些部件需要电力来操作，例如，有源光学元件、控制器、眼睛***以及(如果存在的)瞳孔尺寸确定器。任何合适的供电源都可以被用来提供所需的电力。

在一些实施例中，光学设备包括保持件，在该保持件中可以可逆地放置供电源，例如电池(优选但不一定是可再充电的)。

可替代地或附加地，在一些实施例中，光学设备包括集成的供电源以为部件的操作提供电力，例如集成的可再充电的电池。

可替代地或附加地，在一些实施例中，光学设备包括用于从外部供电源接收用于使部件操作的电力的输入端。例如，在一些实施例中，光学设备包括诸如端口的输入端，例如可以从外部电源接收电力的USB端口。

图1A-1C中所示的光学设备10包括作为电源的集成的可再充电的电池30，其可以经由USB端口32再充电。USB端口32还适用于将数据传输到控制器28以及从该控制器传输数据。

框架

如上文提到的，根据本文教导的光学设备包括可佩戴的框架，该框架被构造成当被人类受试者佩戴时，将透镜的近侧表面以距第一眼睛的眼角膜的表面不小于5mm且不大于50mm的间距保持在受试者的第一眼睛的前面，使得当第一眼睛的注视方向笔直向前时，第一眼睛的视场的至少一部分被透镜覆盖。

如在本文中所使用的，短语“第一眼睛的视场的至少一部分被透镜覆盖”和类似的这种短语意味着通过眼睛的视场进入眼睛的至少一些光穿过透镜。

可佩戴的框架是将透镜支撑在如上文描述的适当位置的任何合适的可佩戴的框架。通常，透镜与框架物理地相关联。在一些优选的实施例中，可佩戴的框架是眼镜框架，其具有被构造以搁置在受试者的鼻子上的桥部和搁置在受试者的耳朵后面的臂部。图1A-1C中所示的光学设备10包括可佩戴的框架18，该框架是包括一个桥部和两个臂部的眼镜框架。根据本文教导的光学设备的其他未示出的实施例具有其他框架。

透明的透镜

根据本文教导的光学设备包括透明的透镜，该透镜具有远侧表面和近侧表面。“透明”是指透镜允许从对象反射的足够的光穿过透镜，从而可以清楚地看到对象。

平透镜

在一些实施例中，透镜是本领域已知的平透镜，没有屈光力。

折射透镜

在一些实施例中，透镜是具有非零屈光力的折射透镜，从而被配置以使穿过其中的光折射。

在一些这样的实施例中，折射透镜被配置以至少部分地矫正光学设备所针对的受试者的第一眼睛的视场的至少一部分中的屈光不正。附加地或可替代地，在一些这样的实施例中，折射透镜被配置以劣化光学设备所针对的受试者的视场的至少一部分。

在一些这样的实施例中，透镜是简单的单焦点折射透镜，其在整个透镜上具有单一恒定的屈光力。可替代地，在一些这样的实施例中，透镜是复杂的折射透镜，其具有至少两个部分，每个部分具有不同的屈光力(例如，双焦点、多焦点或渐进透镜)，例如，用于近视力的一个部分和用于远视力的另一个部分。在一些实施例中，透镜具有至少两个不同的部分，这些部分被配置以提供治疗效果。例如，在被配置用于治疗近视的一些实施例中，透镜的中心的第一部分被配置以将光聚焦在受试者的视网膜上，并且透镜的***的第二部分被配置成使得不将光聚焦在受试者的视网膜上。下文将更详细地讨论这种实施例的作用。

透镜是任何合适的尺寸。在一些实施例中，框架和透镜一起被配置成使得当第一眼睛的注视方向笔直向前时，第一眼睛的视场的至少30％被透镜覆盖。在一些实施例中，当第一眼睛的注视方向笔直向前时，第一眼睛的视场的至少40％、至少50％、至少60％、并且甚至至少70％被透镜覆盖。在优选的实施例中，透镜覆盖了主注视中的视场的至少70％。

有源光学元件

根据本文的教导的光学设备包括透明的像素化的有源光学元件，该有源光学元件包括至少100个可独立寻址的像素，这些像素中的每个像素具有值可变的光学属性，有源光学元件与框架和/或透镜物理地相关联，使得第一眼睛的视场的至少一部分被透镜和有源光学元件两者覆盖。“透明”是指有源光学元件具有至少一种状态，该至少一种状态允许从对象反射的足够的光穿过光学元件，从而可以清楚地看到对象。如在本文中所使用的，短语“第一眼睛的视场的至少一部分被透镜和有源光学元件两者覆盖”和类似的短语意味着进入眼睛的至少一些光穿过透镜和有源光学元件两者。

在一些实施例中，有源光学元件被固定到透镜的表面。在一些这样的实施例中，有源光学元件被固定到透镜的远侧表面。在一些实施例中，有源光学元件被固定到透镜的近侧表面。在一些实施例中，透镜和有源元件被组合成一个元件，这两者之间没有任何物理分离。

在图2A中以横截面示出了透镜12，其具有被固定到透镜12的近侧表面16的有源光学元件24。在图2A中，眼睛的视场的被透镜12和有源光学元件24两者覆盖的部分小于眼睛的视场的被透镜12覆盖的部分。

在图2B中以横截面示出了透镜12，其具有被固定到透镜12的远侧表面14的有源光学元件24。在图2B中，眼睛的视场的被透镜12和有源光学元件24两者覆盖的部分与眼睛的视场的被透镜12覆盖的部分相同。

在图2C中以横截面示出了透镜12，其具有：被固定到透镜12的近侧表面16的有源光学元件的第一子部件24a，该第一子部件具有像素，其中值可变的光学属性是光透射；以及被固定到透镜12的远侧表面14的有源光学元件24的第二子部件24b，该第二子部件具有像素，其中值可变的光学属性是提供有源光学元件的可控制的屈光力的像素的属性。在图2C中，眼睛的视场的被透镜12和有源光学元件24两者覆盖的部分与眼睛的视场的被透镜12覆盖的部分相同。

在图2D中以横截面示出了透镜12，透镜12是有源光学元件24的部件之一，特别地是支撑有源光学元件24的其他部分的背部部件(backing component)。

有源光学元件的形状

有源光学元件具有任何合适的形状。

在一些实施例中，有源光学元件是圆形的。在图1A-1C中所示的光学设备10中，有源光学元件24是矩形的。

在图3中所示的光学设备34中，有源光学元件24是圆形的。

像素的数量

像素的数量是任何合适的可独立寻址的像素的数量。尽管有源光学元件包括至少100个可独立寻址的像素，但是通常优选的是，有源光学元件包括多于100个可独立寻址的像素，在一些实施例中，包括至少800个、至少1600个、并且甚至至少3200个可独立寻址的像素。

视场的覆盖

有源光学元件与框架和/或透镜物理地相关联，使得第一眼睛的视场的至少一部分被透镜和有源光学元件两者覆盖。在一些实施例中，有源光学元件的视场与透镜的视场是尺寸相同的，因此第一眼睛的视场的被透镜和有源光学元件两者覆盖的部分是相同的，如图1A-1C中所示的设备10。在一些可替代的实施例中，有源光学元件的视场比透镜的视场小，使得第一眼睛的视场的被透镜和有源透镜两者覆盖的部分小于第一眼睛的视场的被透镜覆盖的部分，如图3中所示的设备34。在一些实施例中，当第一眼睛的注视方向笔直向前时，第一眼睛的视场的被透镜和有源光学元件两者覆盖的部分是至少20％，至少30％，至少40％，至少50％，并且甚至至少60％。

在一些实施例中，当第一眼睛的注视方向笔直向前时，第一眼睛的视场交替地被透镜和有源光学元件覆盖。在一些实施例中，当第一眼睛的注视方向笔直向前时，第一眼睛的中心视场被透镜覆盖，并且视场的其余部分交替地被透镜和有源光学元件覆盖。

值可变的光学属性

具有可变的值的光学属性可以是任何合适的光学属性。在一些实施例中，值可变的光学属性选自由以下项组成的组：

为有源光学元件提供可控制的屈光力的像素的属性；

像素的光透射；以及

为有源光学元件提供可控制的屈光力的像素的属性和像素的光透射两者。

可控制的屈光力

在一些实施例中，具有可变的值的像素的光学属性是在控制器的控制下为有源光学元件提供可控制的屈光力的像素的属性。

在这样的实施例中，有源光学元件可以被认为是可调谐透镜，其屈光力可以通过改变独立像素的一些属性(例如折射率、尺寸)而改变。在一些实施例中，改变屈光力包括将有源光学元件调谐成在整个有源光学元件上具有固定的屈光力的简单透镜。在一些实施例中，改变屈光力包括将有源光学元件调谐成具有至少两个部分的复杂透镜，每个部分具有不同的屈光力。

如上文所提到的，有源光学元件与框架和/或透镜物理地相关联，使得第一眼睛的视场的至少一部分被透镜和有源光学元件两者覆盖。穿过视场的被透镜和有源光学元件两者覆盖的部分的光被透镜的恒定屈光力和有源光学元件的可变的屈光力两者折射。

任何合适的技术或技术组合都可以用于实现这样的实施例，例如，使用与US 7,475,985；US 10,036,901；US 10,466,391，US 2020/0003933及其中引用的参考文献中描述的相似或相同的可调谐透镜。

可变的光透射

在一些实施例中，具有可变的值的像素的光学属性是像素的光透射，其在控制器的控制下针对每个像素是可变的。可以使用任何合适的技术或技术组合来实现这样的实施例，例如，像素中的每个像素包括现有技术的透明LCD显示器的LCD像素，其中光透射的程度可以由控制器控制，以透射更多的光(允许高的光透射的更透明的像素)或更少的光(降低光透射的更不透明的、更暗的像素)。这种合适的有源光学元件类似于可从英国肯特州罗契斯特市的液晶显示***有限公司(Crystal Display Systems Ltd.Rochester,Kent,UK)获得的显示器。

如上文所提到的，有源光学元件与框架和/或透镜物理地相关联，使得第一眼睛的视场的至少一部分被透镜和有源光学元件两者覆盖。穿过视场的被透镜和有源光学元件两者覆盖的部分的光被透镜的屈光力折射，但是光的强度被有源光学元件的像素的可变的光透射所改变。

均可变的折射率和光透射

在一些实施例中，可变的有源光学元件的像素的光学属性是为有源光学元件提供可控制的屈光力的像素的属性以及光透射两者。这种示例性实施例是在图3中示出的设备34。

控制器

根据本文教导的光学设备包括控制器，该控制器具有数字存储器，该控制器被配置成：

从眼睛***接收所确定的第一眼睛的注视方向；和

以重复频率设定有源光学元件的至少100个像素的光学属性的值，以便创建图像掩模，到达第一眼睛的至少一些光穿过该图像掩模，从而修改形成在第一眼睛的视网膜上的图像，其中光学属性的值基于接收到的注视方向和透镜的屈光力。在一些实施例中，光学设备还包括瞳孔尺寸确定器，其被配置以确定和报告第一眼睛的瞳孔的尺寸，并且控制器被配置以从瞳孔尺寸确定器接收所确定的第一眼睛的瞳孔尺寸，并且还基于接收到的瞳孔尺寸来设定像素的光学属性的值。

控制器通常是通用目的或定制的计算设备，其被配置(例如，使用软件、硬件、固件或其组合)以接收所确定的注视方向，从数字存储器中重新获得参数(例如，透镜的屈光力)，计算所需的图像掩模，并将所需的命令发送到有源光学元件的像素以创建图像掩模。在一些实施例中，特别是在有源光学元件被认为是可调谐透镜的实施例中，所需的图像掩模的计算包括光学设计计算和/或光线跟踪计算，以考虑例如透镜的屈光力(特别是当透镜是折射透镜，特别是复杂的折射透镜时)和瞳孔尺寸的因素。可以使用任何合适的光学设计计算和/或光线跟踪计算，例如，使用市面上可获得的(例如从Zemax LLC(Kirkland,WA,USA)可获得的)软件来执行计算。

在优选的实施例中，控制器包括用于与其他设备进行数据交换的至少一个部件，例如以允许控制器的更新。这种部件可以包括物理端口(例如，USB端口)或无线通信部件，例如，

收发器。

优选地，根据本文教导的光学设备被配置以用于各种视力障碍的非侵入性治疗。治疗是通过修改产生在眼睛的视网膜上的图像来发挥影响的，这种修改是通过仅使用有源光学元件或与折射透镜一起使用来创建的图像掩模来完成的。根据实施例和具体的图像掩模，治疗可以包括以下项中的一项或更多项：

-预防视力障碍的发展；

-减缓、停止和/或预防现有视力障碍的进展；

-降低现有视力障碍的严重程度；

-使现有视力障碍的负面影响好转；和

-改善患有视力障碍的受试者的生活质量。

可以由本文教导的一个或更多个实施例治疗的视力障碍包括但不限于：

-屈光不正，包括近视、远视和屈光参差；

-由黄斑变性引起的视力障碍；和

-弱视。

如下文详细描述的，图像掩模修改形成在第一眼睛的视网膜上的图像，从而治疗视力障碍。在透镜是平透镜的实施例中，仅图像掩模修改形成在视网膜上的图像。在透镜是具有非零屈光力的折射透镜的可替代的实施例中，图像掩模和透镜一起操作以修改形成在视网膜上的图像。

在一些实施例中，控制器被配置以创建图像掩模，该图像掩模具有增强由相应透镜完成的图像修改的部分，例如以增加具有屈光力的透镜部分的屈光力的量值。

在一些实施例中，控制器被配置以创建图像掩模，该图像掩模具有减弱由相应透镜完成的图像修改的部分，例如以减小具有正屈光力的透镜部分的屈光力，或者减小具有负屈光力的透镜部分的屈光力。例如，在一些实施例中，透镜被配置以通过使形成在视网膜上的图像的一部分模糊来劣化眼睛的视场的至少一部分，以实现治疗效果，并且在一些这样的实施例中，图像掩模被创建成通过使图像的某些部分清晰来反作用于(counter)模糊的部分。在另一个示例中，在一些实施例中，透镜被配置以使形成在视网膜上的图像的一部分清晰，以实现治疗效果，并且在一些这样的实施例中，图像掩模被创建成通过使图像的某些部分模糊来反作用于清晰的部分。

在优选的实施例中，如下文更详细讨论的，由有源光学元件(并且在一些实施例中，还包括相关联的折射透镜)对形成在眼睛的视网膜上的图像的修改导致图像的至少一部分劣化。因此，在一些实施例中，控制器、透镜和有源光学元件一起被配置成使得在光学设备的操作期间，第一眼睛的视场的至少一部分被透镜的屈光力和/或图像掩模劣化。在一些实施例中，所创建的图像掩模使得对形成在第一眼睛的视网膜上的图像的修改使得图像的至少某些部分被劣化。在透镜是被配置以劣化受试者的第一眼睛的视场的至少一部分的折射透镜的一些实施例中，所创建的图像掩模使得对形成在第一眼睛的视网膜上的图像的修改反作用于由第一透镜引起的至少某些劣化。

在一些实施例中，图像掩模以使得形成在视网膜上的图像是治疗图像的方式被创建，该治疗图像被配置以对大脑如何感知来自眼睛的输入的持续变化发挥影响和/或刺激眼睛本身的实际物理变化，而不是仅提供瞬时的更好的图像。这种持续变化包括：

-影响眼球的物理生长，以预防近视的发展或阻止近视的进展；

-促进持续的假中央窝(pseudofovea)的发展，以减轻由于黄斑变性而引起的视力丧失；以及

-促进优先于非弱视眼使用弱视眼，以引起大脑对从弱视眼接收的图像的感知方式的持续变化，从而改善弱视眼的视觉缺陷并改善双眼协调能力(binocularity)。

控制器被配置以基于从眼睛***接收到的所确定的第一眼睛的注视方向；透镜的屈光力，以及在一些实施例中也基于从瞳孔尺寸确定器接收到的所确定的第一眼睛的瞳孔尺寸，来计算所需的图像掩模。随后，控制器通过设定有源光学元件的像素的可变的光学属性的值，使用有源光学元件来创建计算出的图像掩模图案。由控制器计算和创建的所需的图像掩模是这样的图像掩模，到达第一眼睛的至少一些光穿过该图像掩模，从而修改形成在第一眼睛的视网膜上的图像。修改的图像提供期望的治疗。

在优选的实施例中，对落在视网膜上的图像的修改在眼睛的参考框架下是恒定的，也就是说，对图像的修改根据眼睛的注视方向而移动。例如，在一个示例性的实施例中，控制器创建掩模，该掩模确保到达受试者眼睛的中央窝的光总是被聚焦。在这样的示例中，每时每刻，有源光学元件的像素的属性被设定成使得瞬时形成的光学掩模与透镜一起将光聚焦在中央窝上。对于外部观察者来说，当眼睛移动时，相同的图像掩模好像与注视方向相协调地在有源光学元件上移动，从而使得图像掩模相对于第一眼睛的注视方向保持在相同的位置。

因此，在优选的实施例中，基于两个相应的接收到的注视方向创建的两个后续图像掩模(其中一个紧接着另一个创建的两个图像掩模)被创建成使得由两个后续图像对形成在第一眼睛的视网膜上的图像的修改是大体上相同的。在上下文中，“大体上相同”是指两个后续图像掩模足够相似或相同，以为眼睛提供相同的治疗。

在透镜是平透镜的实施例中，仅由于图像掩模而对到达第一眼睛的光进行修改。在透镜是在整个透镜上具有单焦点屈光力的简单的折射透镜的实施例中，对到达第一眼睛的光的修改是图像掩模和透镜的效果的组合。在一些这样的实施例中，控制器可以被认为是使同一掩模在有源光学元件上移动，使得掩模的实质部分相对于眼睛的注视方向(和中央窝)总是定位在相同的位置。因此，在透镜是平透镜或者透镜是在整个透镜上具有单焦点屈光力的简单的折射透镜的一些实施例中，基于两个相应的接收到的注视方向创建的两个后续图像掩模相对于相应的注视方向是大体上相同的，使得这两个后续图像掩模相对于第一眼睛的注视方向定位在恒定的位置。

在透镜是具有至少两个部分(每个部分具有不同的屈光力)的复杂的折射透镜的实施例中，对到达第一眼睛的光的修改是图像掩模和透镜的效果的组合。在一些这样的实施例中，控制器创建光学掩模，使得对到达视网膜的图像的修改保持相同，这要求每个掩模也考虑透镜相对于注视方向的屈光力而被创建。在这样的实施例中，两个后续掩模可以是大体上不同的，例如在如下情况中，其中，在注视方向被引导通过具有第一屈光力的透镜部分时，创建较早的掩模，并且当注视方向被引导通过具有大体上不同的第二屈光力的透镜部分时，创建后续的掩模。因此，在透镜是具有至少两个部分(每个部分具有不同的屈光力)的复杂的折射透镜的一些实施例中，基于两个相应的接收到的注视方向创建的两个后续图像掩模使得到达视网膜的图像的修改保持相同。

在一些实施例中，控制器在计算所需的图像掩模时考虑的附加因素是瞳孔尺寸。如本领域普通技术人员已知，光学孔径的尺寸影响形成在给定的成像平面上的图像。在本文的教导的上下文中，尤其是由于环境照明条件、聚散度或距被观察的对象的间距而变化的瞳孔尺寸(孔径)影响形成在视网膜(成像平面)上的图像。因此，在优选的实施例中，控制器在计算和创建图像掩模时也考虑瞳孔尺寸，使得基于两个相应的接收到的瞳孔尺寸创建的两个后续图像掩模使得对到达视网膜的图像的修改保持相同。

其他参数

在一些实施例中，控制器使用除了所确定的注视方向、透镜屈光力和瞳孔尺寸之外的参数来创建图像掩模。其他参数可以是存储的参数和/或测量的参数，并且在下文中更详细地讨论。

由控制器存储并用于创建图像掩模的参数可以不包括以下项中的任何一项、包括以下项中的一项或更多项：

-一种或更多种图像掩模设计，其适合用于一种或更多种状况的治疗或同一治疗的不同阶段；

-计算所需掩模的公式；

-旨在使用光学设备的受试者的临床数据(例如，一只或两只眼睛的视力，包括视觉敏锐度、眼睛的屈光值、种族、年龄、视网膜损伤图、视网膜曲率、轴向长度、瞳距)；

-在佩戴光学设备的同时，受试者佩戴的光学设备(例如隐形眼镜)的屈光力和其他参数；和

-透镜的光学参数(例如，折射分布、棱镜像差)，

在一些实施例中，控制器创建图像掩模还考虑透镜中的像差。例如，当眼睛的注视方向远离透镜的屈光力中心指向时(即，与笔直向前成非零角度)，到达眼睛的视网膜的光经过透镜像差，在一些实施例中，这些透镜像差由所创建的图像掩模补偿。

要测量、报告给控制器并由控制器使用以创建图像掩模的参数可以不包括以下项中的任何一项、包括以下项中的一项或更多项：

-光学设备与使用者的间距(这些实施例通常包括间距确定器，以确定光学设备与使用者的间距并向控制器报告。在一些实施例中，间距确定器是单独的间距确定部件(例如，基于视差、激光间距测量、超声波间距测量)。在一些实施例中，眼睛***还被配置成用作间距确定器。在一些实施例中，控制器被配置以从由眼睛***提供的数据来计算光学设备与使用者的间距)；

-环境照明(这种实施例通常包括环境光强度传感器，以确定环境光的强度并向控制器报告。在一些实施例中，环境光传感器是单独的光传感器部件(例如，基于相机或光电池)。在一些实施例中，眼睛***还被配置成用作环境光强度传感器。在一些实施例中，控制器被配置以从由眼睛***提供的数据来计算环境光强度)；

-聚散度(这种实施例通常包括聚散度传感器，以确定眼睛的聚散度并向控制器报告。在一些实施例中，聚散度传感器是单独的聚散传感部件(例如，基于相机)。在一些实施例中，眼睛***还被配置成用作聚散度传感器。在一些实施例中，控制器被配置以从由眼睛***提供的数据来计算聚散度。在一些实施例中，测量到的聚散度被用于计算与正被观看的对象的观看间距)；和

-与被观看的对象的距离(range)(这样的实施例通常包括范围确定器，以确定与由使用者观看的对象的距离并向控制器报告。在一些实施例中，距离确定器是单独的距离确定部件(例如，基于相机(例如，使用视差)、激光测距仪、超声波测距仪)。

在一些实施例中，控制器被配置成每当使用者佩戴光学设备时，就连续地创建给定的掩模或掩模类型。附加地或可替代地，在一些实施例中，控制器被配置成在有限的时间内创建给定的掩模或掩模类型，以用于具体的治疗。在一些实施例中，限时治疗是基于环境的，例如，在阅读时激活(例如，通过使用者选择或检测与所观察的对象的距离)，在室外时激活(例如，通过使用者选择、检测与所观察的对象的距离)，在具体的光条件下激活(例如，由光传感器检测到的亮或暗)。附加地或可替代地，在一些实施例中，限时治疗基于时间表(例如，基于由卫生保健专业人员确定的临床考虑，例如，每天一小时，每小时5分钟)。附加地或可替代地，在一些实施例中，控制器被配置成基于相关联的供电源中可用的电量在有限的时间内创建给定的掩模或掩模类型，以用于具体的治疗。

已在先公开了对形成在眼睛的视网膜上的图像进行修改以治疗视力障碍，但是根据本文教导的光学设备提供了针对现有技术的改进。根据具体的实施例，根据本文教导的设备的一个或更多个优点包括：由于眼睛相对于头部的运动由有源光学部件补偿，因此受试者不需要移动头部来看到对象；光学矫正可以根据瞬时条件或临时条件(例如瞳孔尺寸、与目标的距离、会聚度)发生改变；治疗的强度可以随着进展而调整；存在对于制造过程中出现的或由受试者佩戴设备的方式引起的未对准的自动补偿；并且潜在地，受试者可以佩戴同一设备来治疗年轻时的弱视和后期的近视。

US 7,832,859、US 2012-0113386和US 8,899,746都教导了隐形眼镜，其修改形成在眼睛的视网膜中的图像，以预防和/或减少近视和/或远视的进展。与这种隐形眼镜不同，本文教导将图像修改元件(使用有源光学元件创建的图像掩模，在一些实施例中图像修改元件也是透镜)保持在距第一眼睛的眼角膜的表面不小于5mm且不大于50mm的间距处。如可以使用光线跟踪透镜模拟所证明的，由穿过距眼角膜一定间距的图像掩模的光形成的视网膜图像与由穿过如上文所描述的隐形眼镜的光形成的视网膜图像在质量上是不同的。

此外，与这种隐形眼镜相比，根据本文教导的光学设备的一些实施例提供了中心图像与***图像之间的改善的分离，这是由于与接触眼睛的眼角膜的隐形眼镜位置相比，框架距眼睛的间距不同。该光学设备有望获得更大的顺应性，因为儿童可能倾向于拒绝将隐形眼镜***眼睛。与隐形眼镜不同，光学元件图案可以根据例如瞳孔尺寸和观看间距的变化进行动态调整。这种隐形眼镜不能补偿不同的瞳孔尺寸，相反地，在优选的实施例中，由光学元件形成在视网膜上的图像随着瞳孔尺寸而定性地变化。此外，与使用根据本文教导的光学设备创建的图像掩模不同，当隐形眼镜相对于眼睛的眼角膜移动时，由穿过隐形眼镜的光形成的视网膜图像改变。此外，在本领域中已知，佩戴隐形眼镜可能会使儿童感到不舒服和恐惧，从而降低顺应性。此外，隐形眼镜的佩戴可能会导致眼睛感染，并且隐形眼镜在眼睛的眼角膜上的自然移动可能会降低治疗功效。

本申请人的WO 2018/055618教导了对患有弱视眼和非弱视眼的受试者的弱视的治疗，这是通过在显示屏上向非弱视眼显示修改的图像，具体地，具有低品质部分的图像，以促进弱视眼的使用。本申请人的US 2019/0200858教导了在显示屏上向受试者的患有黄斑视力损伤的眼睛显示图像，以治疗眼睛。WO 2018/055618和US 2019/0200585两者都教导了一种基于虚拟现实设备的可佩戴的视力辅助器，该视力辅助器包括获取周围环境图像的相机、修改获取到的图像的处理器、以及向眼睛显示修改的图像的显示屏，前者用于治疗弱视，后者用于治疗黄斑视力损伤。这种虚拟现实设备将使用者与外部世界隔绝，这对年幼儿童而言可能是具有挑战性的。此外，建议使用虚拟现实设备的年龄是12岁，而针对弱视的治疗应在人生中尽可能早的开始。重要地，已知这种虚拟现实设备在短时间后会引起恶心、不适和痛苦，因此不能长时间连续用于治疗儿童。

眼睛***和掩模刷新频率

根据本文教导的光学设备包括眼睛***，该眼镜***被配置以确定和报告第一眼睛的注视方向。可以使用任何合适的眼睛***，例如，TobiiAB(Danderyd，Sweden)的眼睛***。

眼睛***被配置成以任何合适的频率来确定和报告第一眼睛的注视方向(并且在一些实施例中确定和报告眼睛相对于光学设备的位置，并且在一些实施例中还有瞳孔尺寸，见下文)。控制器接收所确定的注视方向，并以任何合适的频率创建图像掩模。

在一些实施例中，眼睛***被配置成以不低于1Hz的频率确定第一眼睛的注视方向(并且在一些实施例中确定眼睛相对于光学设备的位置和/或在一些实施例中还有瞳孔尺寸)并将其报告给控制器；并且控制器被配置成基于接收到的注视方向以不低于1Hz的重复频率创建新的图像掩模。在优选的实施例中，确定的频率(the rate of determining)大于1Hz，例如，在一些实施例中不低于2Hz，不低于4Hz，不低于8Hz，不低于12Hz，不低于20Hz，并且甚至不低于30Hz。在优选的实施例中，创建图像掩模的重复频率大于1Hz，例如，在一些实施例中不低于2Hz，不低于4Hz，不低于8Hz，不低于12Hz，不低于20Hz，并且甚至不低于30Hz。

瞳孔尺寸确定器

在一些实施例中，瞳孔尺寸确定器包括被配置以确定和报告第一眼睛的瞳孔尺寸的瞳孔尺寸确定器。可以使用任何合适的瞳孔尺寸确定器。虽然在一些实施例中，瞳孔尺寸确定器是单独的部件，但是在优选的实施例中，眼睛***也是瞳孔尺寸确定器，因为大多数市面上可获得的眼睛***在报告注视方向的同时报告瞳孔尺寸。

在图1B和图1C中，光学设备10包括眼睛***26，其也用作瞳孔尺寸确定器，该眼睛***被配置以确定和报告第一眼睛22a的注视方向和瞳孔尺寸两者。

在图3中，光学设备34包括被配置以确定和报告第一眼睛的注视方向的眼睛***26，以及被配置以确定和报告第一眼睛的瞳孔尺寸的单独的瞳孔尺寸确定器36。

瞳孔尺寸确定器被配置成以任何合适的频率来确定和报告第一眼睛的瞳孔尺寸。控制器接收所确定的瞳孔尺寸，并且也基于接收到的瞳孔尺寸来创建图像掩模。通常，但非必须地，瞳孔尺寸确定器报告瞳孔尺寸的频率与眼睛***报告注视方向的频率相同。

在具有有源光学元件(其具有针对像素的可变的光透射值)的光学设备一些实施例中，特别是被配置用于治疗受试者的两个瞳孔尺寸不相等的瞳孔不等的一些实施例中，控制器被配置以改变通过一个或两个有源光学元件的光透射，以平衡到达两只眼睛的光的强度。

第二透镜

在上面的描述中，根据讨论的本文的教导的可佩戴的光学设备的一些部件是透明的透镜、将透镜保持在受试者的第一眼睛前面的可佩戴的框架、以及透明的像素化的有源光学元件，该有源光学元件与框架和/或透镜物理地相关联，使得第一眼睛的视场的至少一部分被透镜和有源光学元件两者覆盖。

在一些实施例中，光学设备是单眼用的，并且光学设备不包括被保持在受试者的第二眼睛前面的光学部件。在图1A-1C中所示的设备10和图3中所示的设备34中，存在用38表示的部件。如果部件38为空，则光学设备是单眼用的光学设备。

在一些实施例中，上文讨论的光学设备的透明的透镜是光学设备的第一透镜，并且光学设备进一步包括：

透明的第二透镜、远侧表面和近侧表面；

可佩戴的框架被配置成当被受试者佩戴时，将第二透镜的近侧表面以距第二眼睛的眼角膜的表面不小于5mm且不大于50mm的间距保持在受试者的第二眼睛的前面，使得当第二眼睛的注视方向笔直向前时，第二眼睛的视场的至少一部分被第二透镜覆盖。

在图1A-1C中所示的光学设备10和图3中所示的光学设备34的一些实施例中，透镜12是第一透镜，并且光学设备包括具有远侧表面40和近侧表面42的透明的第二透镜38；当被受试者佩戴时，可佩戴的框架18被构造以将近侧表面42以距第二眼睛22b的眼角膜的表面不小于5mm且不大于50mm的间距44保持在受试者20的第二眼睛22b的前面，使得当第二眼睛22b的注视方向笔直向前时，第二眼睛22b的视场的至少一部分被第二透镜38覆盖。

在一些实施例中，第二透镜是平透镜。可替代地，在一些实施例中，第二透镜是具有非零屈光力的折射透镜。在优选的实施例中，第二透镜被配置以至少部分地矫正光学设备所针对的受试者的第二眼睛的屈光不正。

第二透镜是任何合适的尺寸。在一些实施例中，框架和第二透镜一起被配置成使得当第二眼睛的注视方向笔直向前时，第二眼睛的视场的至少30％被第二透镜覆盖。在一些实施例中，当第二眼睛的注视方向笔直向前时，第二眼睛的视场的至少40％、至少50％、至少60％、并且甚至至少70％被第二透镜覆盖。

第二眼睛的跟踪

在一些实施例中，光学设备进一步包括眼睛***，该眼睛***被配置以确定第二眼睛的注视方向，并向控制器报告所确定的注视方向。在一些这样的实施例中，用于确定第一眼睛的注视方向的眼睛***也被配置以确定和报告第二眼睛的注视方向。在一些实施例中，光学设备包括第二眼睛***，以确定和报告第二眼睛的注视方向，第二眼睛***不同于被配置以确定和报告第一眼睛的注视方向的眼睛***。在一些这样的实施例中，控制器被配置成也基于所报告的第二眼睛的注视方向为第一眼睛创建图像掩模。在图1A-1C中，光学设备10包括第二眼睛***46，其被配置以确定第二眼睛22b的注视方向并将其报告给控制器28。

第二有源光学元件

在一些实施例中，上文讨论的光学设备的透明的像素化的有源光学元件是光学设备的透明的像素化的第一有源光学元件，并且光学设备进一步包括：

透明的像素化的第二有源光学元件，其包括至少100个可独立寻址的像素，这些像素中的每个像素具有值可变的光学属性，第二有源光学元件与框架和/或第二透镜物理地相关联，使得第二眼睛的视场的至少一部分被第二透镜和第二有源光学元件两者覆盖，并且

其中控制器进一步被配置成：

iii.以重复频率设定第二有源光学元件的至少100个像素的光学属性的值，以便创建图像掩模，到达第二眼睛的至少一些光穿过该图像掩模，从而修改形成在第二眼睛的视网膜上的图像，

其中光学属性的值基于第二眼睛的注视方向和第二透镜的屈光力。

图4A、图4B和图4C示出了根据本文的教导的光学设备(光学设备48)的附加的实施例。光学设备48的相同编号的部件大体上与图1A-1C中所示的光学设备10的部件相同。光学设备48进一步包括透明的像素化的第二有源光学元件50，其包括至少100个可独立寻址的像素，这些像素中的每个像素具有值可变的光学属性，第二有源光学元件50与框架18和/或第二透镜38物理地相关联，使得第二眼睛22b的视场的至少一部分被第二透镜38和第二有源光学元件50两者覆盖。

在一些实施例中，由控制器使用的第二眼睛的注视方向是估计的注视方向，例如，控制器根据第一眼睛的注视方向和可选的其他参数(例如与被观察的对象的间距)来估计第二眼睛的注视方向。在一些实施例中，由控制器使用的第二眼睛的注视方向由眼睛***确定和报告，并且控制器接收所确定的第二眼睛的注视方向。

在一些实施例中，设定第一有源光学元件和第二有源光学元件的像素的值的重复频率是不同的。在优选的实施例中，重复频率是相同的。

第二透镜的细节和变型与上文针对第一透镜叙述的相同。透明的像素化的第二有源光学元件的细节和变型与上文针对透明的像素化的第一有源光学元件叙述的相同。第二眼睛***的细节和变型与上文针对第一眼睛***叙述的相同。控制器关于透明的像素化的第二有源光学元件的操作与上文针对透明的像素化的第一有源光学元件叙述的相同。出于简洁的原因，所有这些细节和变型在此不再重复，但是与指定为“第一”的部件相关的上文叙述为指定为“第二”的类似部件的所有上文选项提供了文字支持。

本文的教导可以被用于不同视力障碍的非侵入性治疗。通常，特定的光学设备被配置用于治疗特定的受试者的一种或更多种特定的视力障碍。在一些实施例中，这种配置包括向控制器上传数据和/或参数和/或治疗方案。附加地或可替代地，在一些实施例中，这种配置包括配置光学设备的特定的物理特征，例如，一个或两个透镜(附图中的12和38)的屈光力。对于一些视力障碍，光学设备的单眼用的实施例是足够的或优选的。对于一些视力障碍，光学设备的双眼用的实施例是必要的或优选的。本领域普通技术人员在熟读说明书和附图的情况下，能够在不求助于过度实验的情况下执行所需的配置。

下面讨论用于治疗一些特定的视力障碍的设备和用于治疗一些特定的视力障碍的实施方法的配置和使用。

屈光不正

足月人类婴儿的眼睛大约1.8cm长(从眼角膜的表面到眼睛背面)。眼睛在整个童年时期生长，成年时达到约2.5cm的长度，其中理想情况下，眼睛达到正视状态，在该正视状态下，眼睛的光学能力与眼睛的轴向长度相匹配，从而使得在未调节时，远处的图像被聚焦在视网膜的感光层处。

正视化是实现正视的过程，并且涉及减少出生时存在的屈光不正，这种屈光不正是由眼睛的光学能力与眼睛的轴向长度之间的不匹配而引起的。通常，新生儿的眼睛的屈光状态是远视的(焦点在视网膜之外)，并且随着时间的推移变成正视。在一些情况下，眼睛的视觉组成部分(特别是晶状体和眼角膜)继续发生变化，而且眼睛的生长超过了最初获得正视的时间，因此眼睛变成近视(眼睛的焦点在视网膜之前)。毫无疑问地，眼睛实现正视化的生长涉及视觉反馈，这显然是为什么长时间看着近处对象(如书籍、电脑屏幕和电话屏幕)的儿童经常变成近视的原因。近视在美国成年人中的患病率接近40％，而在中国的年轻人中高达80％。与高度近视进展相关联的长期风险包括白内障和视网膜脱离。

临床观察为来自***视网膜的视觉信号可能对中央窝处的正视化和常见的屈光不正的可能发生具有显著影响的观点提供了支持。

在US 7,832,859；WO2010/129466和WO 2011/049642中公开了具有至少两个同心区的隐形眼镜。圆形的中心区被配置以矫正受试者的眼睛的近视，从而向视网膜的中心视场提供清晰聚焦图像。围绕中心区的同心的第一环形区提供了与清晰聚焦图像重叠的近视散焦图像。在一些实施例中，额外的同心的偶数的环形区增强了中心区的清晰聚焦图像，并且额外的奇数的环形区增强了近视散焦图像。US 7,832,859给出了临床数据，其证明，佩戴隐形眼镜几个月(其中同时在眼睛的中心视场处提供两个同心重叠的图像，一个清晰聚焦图像和一个近视散焦图像)减缓了眼睛的轴向生长并减缓了近视进展。这归因于散焦图像对眼睛的轴向生长具有影响。US 7,7666,478描述了其他类型的隐形眼镜，其具有呈现给眼睛的聚焦图像和散焦图像。

在一些实施例中，根据本文教导的光学设备被配置以类似于本领域中所描述的方式来治疗屈光不正，例如受试者的一只或两只眼睛的近视。

重要的是要注意，尽管在一些实施例中只治疗单只眼睛，但是通常同时治疗两只眼睛，对于每只眼睛，光学设备包括透镜和相关联的有源光学元件。为了清楚和简洁起见，以下描述涉及包括透镜和相关联的有源光学元件的、用于治疗眼睛的屈光不正的光学设备。应理解，当光学设备包括单个透镜和相关联的有源光学元件时，描述涉及与光学设备的框架物理相关联的透镜和有源光学元件，使得第一眼睛的视场的至少一部分被透镜和有源光学元件两者覆盖。还应理解，当光学设备包括两个透镜和两个各自相关联的有源光学元件时，描述涉及并提供了针对第一透镜和相关联的第一有源光学元件(它们与光学设备的框架物理地相关联，使得第一眼睛的视场的至少一部分被第一透镜和第一有源光学元件两者覆盖)以及第二透镜和相关联的第二有源光学元件(它们与光学设备的框架物理地相关联，使得第二眼睛的视场的至少一部分被第二透镜和第二有源光学元件两者覆盖)的文字支持。

在被配置以治疗受试者的眼睛的屈光不正的光学设备的实施例中，控制器、透镜和有源光学元件被配置成使得在光学设备的操作期间，透镜和所创建的掩模一起向第一眼睛的中心视场同时提供两个同心重叠的图像：清晰聚焦图像和近视散焦图像(类似于上文参考的领域中所讨论的)。在一些实施例中，所创建的图像掩模包括至少两个不同的区域：被配置以提供清晰聚焦图像的中心的第一区域；以及被配置以提供近视散焦图像的、围绕第一区域的第二区域。掩模的创建基于接收到的注视方向，以确保这两个图像同心重叠并且位于眼睛的视网膜的视场中心。结果，佩戴光学设备的受试者感知到清晰聚焦图像以及“晕圈(halo)”(近视散焦图像)，该晕圈是眼睛的视场的被透镜的屈光力和/或所创建的图像掩模劣化的部分。图像掩模的这两个区域的相对尺寸和绝对尺寸尤其由所提供的清晰聚焦图像和近视模糊图像的期望的相对强度来确定：使负责提供这些图像中的一个图像的图像掩模的区域的面积相对于另一个区域的面积增加提高了该图像的相对强度。因此，改变区域的相对面积和绝对面积允许精细地调谐治疗强度并且用于逐步地调整治疗。类似地，在一些实施例中，改变区域的屈光力允许精细地调谐治疗强度并且用于逐步地调整治疗。

在优选的实施例中，控制器也基于从瞳孔尺寸确定器接收到的瞳孔尺寸来创建图像掩模。在图像掩模包括至少两个部分(中心的第一区域和围绕第一区域的第二区域)的一些实施例中，图像掩模的两个区域的绝对尺寸和相对尺寸取决于所确定的瞳孔尺寸，例如，瞳孔越大，则中心的第一区域就越大。此外，如本领域已知，如果所有其他条件相同，则与较小的瞳孔尺寸相比，较大的瞳孔尺寸降低了形成在眼睛的视网膜上的图像的清晰度。因此，在一些优选的实施例中，瞳孔尺寸也影响图像掩模的中心的第一区域的屈光力，以确保清晰聚焦图像是清晰的且聚焦的。因此，在一些优选的实施例中，瞳孔尺寸也影响***的第二区域的屈光力，以确保散焦图像是散焦的，从而足以能够控制近视。已知的是，瞳孔尺寸会因各种原因(包括环境光条件、聚散度和观看间距)而变化。

下面讨论适合用于治疗屈光不正的本文的教导的一些具体实施例。

在一些实施例中，控制器被配置以创建图像掩模，该图像掩模包括至少两个区域：用于提供清晰聚焦图像的中心的第一区域；以及用于提供近视散焦图像的围绕第一区域的第二区域。在图5A(注视方向笔直向前)和图5B(注视方向向左)中以从背面朝向近侧的视图示出了与图4A-4C中示出的设备48相似或相同的光学设备的一部分，该光学设备具有第一透镜12和相关联的第一有源光学元件24，示出有已创建的图像掩模52。图像掩模52具有三个区域：

圆形的中心的第一区域52a，以用于向眼睛提供清晰聚焦图像；

第二区域52b，以用于劣化第一眼睛22a的视场的一部分，从而提供所需的近视散焦图像；和

第三区域52c，其构成第一有源光学元件24的像素的其余部分(balance)。在透镜12是最佳矫正透镜的一些实施例中，第一区域52a可以被设定为没有屈光力。

可控制的屈光力

在一些这样的实施例中，透镜12是平透镜，并且值可变的光学属性是为有源光学元件提供可控制的屈光力的像素的属性，可选地还具有可变的光透射。在这样的实施例中，第一区域52a的像素被设定成使得第一区域52a构成具有提供清晰聚焦图像的屈光力的透镜，而第二区域52b的像素被设定成某个其他的值，从而提供具有提供近视散焦图像的屈光力的透镜。

在一些这样的实施例中，透镜12是折射透镜，并且值可变的光学属性是为有源光学元件提供可控制的屈光力的像素的属性，可选地还具有可变的光透射。在这样的优选实施例中，折射透镜(无论是简单的还是复杂的)优选地如眼科领域中已知的方式配置，以矫正眼睛的屈光不正。在这样的实施例中，第一区域52a的像素被设定成使得第一区域52a构成具有提供清晰聚焦图像的屈光力的透镜(在一些情况下，除了归因于透镜的屈光力的聚焦之外的聚焦，并且在透镜具有足够的屈光力的一些实施例中，第一区域52a构成平透镜，从而可选地矫正透镜12中的像差)。在这样的实施例中，第二区域52b的像素被设定成某个其他值，从而提供具有提供近视散焦图像的屈光力的透镜，通常需要中和由透镜12的屈光力提供的矫正。因此，在一些这样的实施例中，折射透镜12被配置以矫正眼睛的屈光不正，并且图像掩模52的第一区域52a与折射透镜12一起操作以改善视场的相应部分(以提供清晰聚焦图像)，而图像掩模52的第二区域52b反作用于由折射透镜12提供的至少一些改善，以劣化视场的相应部分(以提供近视散焦图像)。

可替代地，在一些这样的实施例中，折射透镜12被配置以劣化眼睛的视场，并且图像掩模52的第一区域52a通过改善视场的相应部分(以提供清晰聚焦图像)而与折射透镜12反作用，而图像掩模52的第二区域52b与折射透镜12一起操作来劣化视场的相应部分(以提供近视散焦图像)。

两个图像掩模之间的相似性

在图5A中，第一区域52a是圆形的，并且第二区域52b是环形的且与第一区域52a同心。在图5B中，第一区域是圆形的，并且第二区域52b是几乎环形的，因为第二区域52b的顶部部分被第一有源光学元件24的边界截断。

在一些实施例中，折射透镜12是具有至少两个部分的复杂的透镜，透镜的每个这样的部分具有不同的屈光力。在这样的实施例中，所创建的图像掩模52是复杂的，因为像素的可变的属性的值须考虑透镜的与每个像素直接相关联的部分的屈光力。因此，在折射透镜是复杂的透镜的实施例中，图5A和图5B中的图像掩模52实际上是不同的。

在一些实施例中，控制器还创建两个图像掩模52来矫正透镜12中的像差：在这样的实施例中，这两个图像掩模52之间的另一个差异是用于透镜像差的矫正所需的差异。

在一些这样的实施例中，这两个图像掩模52之间的另一个差异是由不同的瞳孔尺寸决定的差异，这可能由于不同的聚散度或与所观察的对象的不同距离而产生。

尽管存在上文列出的差异，但是图5A和图5B中所示的两个图像掩模52被认为是大体上相同的，因为透镜12和相应的图像掩模52的组合的屈光力的治疗效果相对于眼睛22a的注视方向是相同的。

在上文讨论的适合用于治疗屈光不正的实施例中，所创建的图像掩模包括至少两个不同的区域：被配置以提供清晰聚焦图像的中心的第一区域；以及被配置以提供近视散焦图像的围绕第一区域的第二区域，其中这两个区域的绝对尺寸和相对尺寸优选地取决于所确定的瞳孔尺寸。在一些实施例中，图像掩模包括被配置以增强由第一区域提供的清晰聚焦图像或增强由第二区域提供的近视散焦图像的另外的区域。通常，这些另外的区域每个都是以包围前一个环的环的形式，并且被配置以增强这两个图像中的不同于由前一个环增强的图像的一个图像。例如，在一些实施例中，图像掩模包括围绕第二区域的第三区域，并且被配置以增强由第一区域提供的清晰聚焦图像。例如，在一些实施例中，图像掩模包括围绕第三区域的第四区域，并且被配置以增强由第二区域提供的近视散焦图像。

弱视

弱视是一种视力缺陷，其中从两只眼睛感知的两个图像非常不同，从而使得大脑无法将它们融合成一个统一的图像。当来自两只眼睛的两个图像无法融合时，就会产生混淆。为了避免混淆，大脑倾向于忽略这两个图像中的一个，通常是对比度较低的那一个图像或从偏离注视方向的眼睛提供的那一个图像，因此发生弱视。大脑使用从非弱视眼感知的图像，弱视眼的视觉敏锐度较低，因此结果是，受试者主要用非弱视眼进行观察，并丧失至少一部分双眼视力。WO 2018/055618和US 10,251,546教导了通过向非弱视眼的中心视力显示品质差的图像，可以训练大脑使用弱视眼，从而改善这个眼的视觉性能，例如弱视眼的视觉敏锐度和双眼视力。

根据本文教导，为了治疗受试者的弱视，提供了单眼用的光学设备或双眼用的光学设备。

在使用单眼用的光学设备的实施例中，使用有源光学元件来创建图像掩模，以与WO 2018/055618和US 10,251,546的教导类似的方式劣化非弱视眼的视力。

在使用双眼用的光学设备的实施例中，使用第一有源光学元件来创建掩模，以与WO 2018/055618和US 10,251,546的教导类似的方式劣化非弱视眼的视力，并且可选地使用第二透镜和/或第二有源光学元件来改善弱视眼的视力。

用于非弱视眼的(第一)有源光学元件

WO 2018/055618和US 10,251,546教导了向患有弱视的人的非弱视眼显示图像是有利的，其中由非弱视眼的中心视力看到的图像部分被模糊到足以减少视距抑制(interocular suppression)的程度(就劣化部分的尺寸和劣化的水平而言)，从而允许视觉***激活弱视眼并能够同时使用两只眼睛，使得大脑感知从两只眼睛接收到的图像。同时，优选地保持由非弱视眼的非中心视力看到的图像的***部分较少劣化或根本不劣化，从而有助于由大脑进行图像的融合并提高顺应性，因为非弱视眼图像的大部分是清晰的。

在本文教导的适合用于治疗弱视的一些实施例中，(第一)有源光学元件和视力的控制器一起被配置以创建图像掩模，该图像掩模将(第一)有源光学元件划分成两个不同的区：

第一中心区，其对应于非弱视眼的视场的中心部分；和

围绕第一中心区的第二区，其对应于非弱视眼的视场的非中心部分；

其中：

第一中心区被配置用于使光劣化地穿过其中；并且

第二区被配置用于与劣化地穿过第一中心区相比使光更好地穿过其中。

在一些实施例中，第一中心区覆盖眼睛的中心视场的至少2％，非弱视眼的中心视场对应于具有角度尺寸为4°-6°的中央窝视场。在一些实施例中，第一中心区覆盖弱视眼的中心视场的至少20％、至少30％、至少40％、至少60％、至少80％。

在一些实施例中，第二区具有围绕第一中心区的至少2°的角度尺寸。在一些实施例中，第二区覆盖有源光学元件的其余部分。

在适合用于治疗弱视的一些实施例中，用于非弱视眼的(第一)透镜是平透镜，其主要目的是将(第一)有源光学元件支撑在正确的位置。在适合用于治疗弱视的优选的实施例中，用于非弱视眼的(第一)透镜是折射透镜。在这样的实施例中，使用任何合适的折射透镜，优选用于矫正非弱视眼的视力缺陷，如在眼科领域中已知的。

在实施例中，值可变的光学属性是为(第一)有源光学元件提供可控制的屈光力的像素的属性。用于使光劣化地穿过其中的第一中心区的配置包括以下项并且在一些实施例中由以下项组成：控制器设定对应于第一中心区的像素，从而使得穿过第一中心区的光比穿过第二区的光更少地聚焦在视网膜的部分上，从而使得穿过第一中心区的光在视网膜上产生比第二区更少聚焦(并且因此劣化)的图像。

在(第一)有源光学元件的像素的可变的光学属性是光透射的程度的实施例中，在一些实施例中，用于使光劣化地穿过其中的第一中心区的配置包括以下项并且在一些实施例中由以下项组成：控制器将对应于第一中心区的像素设定成比对应于第二区的像素更低的光透射。

在可变的光学属性是上文提到的两种情况的实施例中，可以使用上述图像掩模配置中的任一种或两种。

弱视眼

如上文提到的，根据本文教导的适合用于弱视治疗的实施例，弱视眼的视力优选地保持不受影响或得到改善。当使用单眼用的光学设备时，弱视眼的视力不受影响。当使用双眼用的光学设备时，使用第二折射透镜、第二有源光学元件、或者第二折射透镜与第二有源光学元件一起可选地改善弱视眼的视力。

因此，在一些实施例中，没有为弱视眼提供第二透镜或提供非矫正性的第二透镜。

在优选的实施例中，为弱视眼提供第二折射透镜，其被配置用于以眼科技术人员已知的常见方式来矫正弱视眼的视力，优选最佳矫正，以允许弱视眼改善视力。

在优选的实施例中，弱视眼不被提供有与第二透镜相关联的第二有源光学元件。

在一些实施例中，弱视眼被提供有第二有源光学元件，例如，以用于矫正矫正性(第二)透镜中的像差和/或在需要时增加第二透镜的屈光力。

伴有微斜视的弱视是一种视力障碍，其中两只眼睛的注视方向以一个小的偏离角度彼此偏离，通常低于8棱镜屈光度。为了补偿这种偏离，弱视眼在获取图像的视网膜的副中央窝旁(parafovea)中发展“优选的视网膜位置”。在一些实施例(其中双眼用的光学设备除了如上文所描述的使用第一有源光学元件来模糊/阻挡非弱视的第一眼的中心视场之外还被配置以治疗具有微斜视的弱视)中，控制器被配置以使用第二有源光学元件来创建图像掩模，以模糊/阻挡弱视的第二眼的优选的视网膜位置。以这种方式，促进受试者的视觉***使用弱视眼的解剖学中央窝。

参考从背面朝向近侧的光学设备10的视图的图6A和图6B示出了适合用于(使用如图1A-1C中所示的具有单个有源光学元件24的光学设备10)治疗弱视的本文的教导的示例性实施例。在图6A中，眼睛22a的注视方向笔直向前。在图6B中，眼睛22a的注视方向向左。

待治疗的受试者患有弱视，其中左眼(第一眼22a)是占优势的非弱视眼，而右眼(第二眼睛22b)是弱视眼。

在第一眼睛22a之前是具有(第一)有源光学元件24的(第一)透镜12。在一些实施例中，(第一)透镜12是平透镜，其主要目的是将(第一)有源光学元件24物理地支撑在第一眼睛22a之前的适当位置。在可替代的实施例中，(第一)透镜12是如眼科领域已知的方式配置的折射透镜，以至少部分地矫正第一眼睛22a的视力，优选地，最佳地矫正第一眼睛22a的视力。

当操作光学设备10时，控制器(未示出)参考眼睛***26使用(第一)有源光学元件24来跟踪第一眼睛22a的注视方向，以创建图像掩模54。掩模54包括第一区54a和第二区54b。从对象反射的、穿过第一区54a的光到达第一眼睛22a的视场的中心部分，而从对象反射的、穿过第二区54b的光到达第一眼睛22a的视网膜的不对应于视场的中心部分的部分。

在(第一)有源光学元件24的像素的可变的光学属性是光透射的实施例中，第一区54a的像素都被设定成使光透射低于第二区54b的像素的光透射。第一区54a的像素被设定成足够低的光透射，以将第一眼睛22a的视场的中心部分的视力劣化到使用弱视的第二眼睛22b的程度。第二区54b的像素通常、但不一定设定成高的光透射，甚至是穿过其中的最大限度的光透射。在这样的实施例中，掩模54劣化非弱视的第一眼睛22a的视场的中心部分，从而与弱视的第二眼睛22b相比，实际上具有较差的视力，从而使用弱视的第二眼睛22b，而非弱视的第一眼睛22a的视场的非中心部分大体上没有被劣化，从而允许图像融合。

在值可变的光学属性是为有源光学元件24提供可控制的屈光力的像素的属性的实施例中，与第二区54b的像素聚焦到视场的非中心部分上相比，第一区54a的像素都被设定用于使光模糊(散焦)到视场的中心部分上。优选地，第一区54a的像素被设定成足够低的模糊程度，以将第一眼睛22a的视场的中心部分的视力劣化到使用弱视的第二眼睛22b的程度。第二区54b的像素通常但不一定设定用于将光聚焦到视场的非中心部分上，从而使得第一眼睛22a的非中心视力中的图像是聚焦的且清晰的。在这样的实施例中，掩模54使非弱视的第一眼睛22a的视场的中心部分实际上具有比第二眼睛22b差的视力，从而使用弱视的第二眼睛22b，而非弱视的第一眼睛22a的视场的非中心部分大体上不改变或者甚至得到改善，从而允许图像融合。可替代地或附加地，在一些实施例中，第二区54b的像素被设定成补偿(第一)透镜12中的像差。可替代地或附加地，在一些实施例中，第二区54b的像素被设定成是中性的，既不使光聚焦也不使光散焦。

在(第一)有源光学元件24的像素具有两种可变的属性的实施例中，使用任何合适的上文的组合来实现期望的目标：掩模54使非弱视的第一眼睛22的视场的中心部分劣化，以实际上具有相对于第二眼睛22b较差的视力，从而使用弱视的第二眼睛22，而非弱视的第一眼睛22a的视场的非中心部分大体上不改变或得到改善，从而允许图像融合。

关于弱视的第二眼睛22b，如果图6A和图6B中所示的光学设备10是单眼用的光学设备，在一些实施例中，第二眼睛22b之前的部件34是不存在的。在可替代的这样的实施例中，部件34是透明的平透镜，主要存在用于保护第二眼睛22b，并提供更美观的外观以改善受试者的顺应性。

关于弱视的第二眼睛22b，如果图6A和图6B中所示的光学设备10是双眼用的光学设备，则第二透镜38是透明的折射透镜，其如眼科领域中已知的方式配置，以用于矫正第二眼睛22b的视力缺陷，优选地如眼科领域中已知的方式进行最佳矫正。

在一些实施例中，包括与第二透镜38相关联的第二有源光学元件50的双眼用的光学设备(例如图4A-4C中所示的光学设备44)被配置用于治疗弱视。在这样的实施例中，如上文参考图6A和图6B所描述的那样使弱视眼的视场劣化。在一些这样的实施例中，第二透镜38是平透镜，其主要目的是将第二有源光学元件50物理地支撑在弱视的第二眼22b之前的适当位置。在一些实施例中，第二透镜38是折射透镜，其如眼科领域中已知的方式配置，以用于矫正弱视的第二眼睛22b的视力缺陷，优选地最佳矫正。例如，在弱视的第二眼睛22b患有屈光参差的情况下，由第二透镜38和/或第二有源光学元件50进行矫正(如果配置成值可变的光学属性是提供可控制的屈光力的像素的属性)。

黄斑视力损伤

AMD(与年龄相关的黄斑变性)是一种眼睛疾病，其特征在于由于黄斑变性而导致的中心视力的逐渐丧失。通常，患有AMD的受试者会出现假中央窝。具体来说，大脑选择视网膜的一个或更多个仍在起作用的部分，并使用这些部分来代替视网膜的受损部分以用于视力。由于视网膜的非中央窝部分中的感光细胞的固有的较低的密度，因此这种假中央窝不能恢复视力，但允许对人起作用。

根据本文教导，为了辅助和训练患有黄斑视力损伤的受试者，提供了一种光学设备。所提供的光学设备的控制器被配置以创建图像掩模，该图像掩模刺激中央窝外部的选定的视网膜区域，从而迫使一只眼睛(第一眼睛)或两只眼睛(第一眼睛和第二眼睛)使用选定的假中央窝。为了简洁和清楚起见，下面的描述将涉及使用具有透镜和有源光学元件的光学设备来辅助和训练单只眼睛。应理解，在具有光学设备(其具有用于第一眼睛的第一透镜和第一有源光学元件以及用于第二眼睛的第二透镜和第二有源光学元件)的实施例中，以下描述涉及用于第一眼睛的第一透镜和第一有源光学元件，并且在治疗两只眼睛的实施例中，还涉及用于第二眼睛的第二透镜和第二有源光学元件。

根据本文教导，光学设备被配置和用于对患有黄斑视力损伤的受试者的第一眼睛进行辅助和训练。这样的配置和使用对于发展假中央窝、改善第一眼睛的视力是有效的。具体地，提供了具有透镜和有源光学元件的光学设备，使得第一眼睛的视场的至少一部分被透镜和有源光学元件两者覆盖。

在一些实施例中，透镜是平透镜。可替代地，在优选的实施例中，透镜是折射透镜，其被配置用于以眼科技术人员已知的常见方式矫正第一眼睛的视力，优选地优化这种矫正。

有源光学元件和控制器一起被配置成创建图像掩模，该图像掩模仅允许针对第一眼睛的假中央窝的窄的视场。

对于光学设备的配置，卫生保健专业人员(如眼科医生)识别假中央窝或视网膜的被选为候选为假中央窝的部分。

在值可变的光学属性是为有源光学元件提供可控制的屈光力的像素的属性的实施例中，数据和参数被设定成使得从要由假中央窝观察的对象反射的光是聚焦的，优选地尽可能地聚焦，使得形成在假中央窝上的对象的图像是聚焦的，并因此是更加可见的。另外，在一些这样的实施例中，从要由眼睛的视场的并非假中央窝的部分观察的对象反射的光是散焦的并因此是劣化的。

在有源光学元件包括针对光透射的值可变的像素的实施例中，数据和参数被设定成使得从要由假中央窝观察的对象反射的光穿过像素，这些像素都被设定成使光透射高于(优选最大限度的光透射)对应于眼睛的视场的并非假中央窝的部分的像素的光透射。结果，形成在假中央窝上的对象的图像部分与形成在视网膜的其余部分上的对象的图像部分相比是更容易看见的且清晰的，从而使得受试者的大脑优选使用副中央窝。在一些这样的实施例中，从要由并非假中央窝的部分观察的对象所反射的光穿过被设定成透射非常少的光或者甚至不透射光的像素。

以这种方式，有源光学元件被用于创建图像掩模，当激活时，该图像掩模导致眼睛具有虚拟的隧道视力(tunnel vision)，该隧道参考眼睛***将隧道主动地在假中央窝上定中心。

因此，在被配置用于辅助和训练黄斑视力损伤的一些实施例中，图像掩模将有源光学元件划分成至少两个不同的区：

有源光学元件的第一区，其对应于眼睛的视场的限定了假中央窝的非中央窝部分；和

有源光学元件的第二区，其对应于视网膜的围绕假中央窝的部分，

使得有源光学元件的对应于假中央窝第一区的所有部分比有源光学元件的对应于非假中央窝第二区的所有部分更不透明(例如，具有更大的光透射和/或更加聚焦)。

在一些实施例中，有源光学元件的第一假中央窝区使得假中央窝具有大于约1°且小于约8°的角度尺寸。

参考图6A和图6B示出了本文的教导的示例性实施例，其适合用于使用如图1A-1C中所示的具有单个有源光学元件24的设备10来治疗黄斑变性。在图6A中，眼睛22a和22b的注视方向笔直向前。在图6B中，眼睛22a和22b的注视方向向左。为了清楚和简洁起见，在下面的描述中，部件12将被称为透镜12，但是应理解，这也指第一透镜12。类似地，部件24将被称为有源光学元件24，但是应理解，这也指第一有源光学元件24。

要受到辅助和训练的受试者患有黄斑变性，其中卫生保健专业人员决定刺激左眼(第一眼睛22a)中的假中央窝的发展。

在第一眼睛22a之前是具有有源光学元件24的透镜12。在一些实施例中，透镜12是平透镜，其主要目的是将有源光学元件24物理支撑在第一眼睛22a之前的适当位置。在优选的实施例中，透镜12是如眼科领域已知的方式配置的折射透镜，以至少部分地矫正第一眼睛22a的视力，优选尽可能最大程度地矫正视力。

当光学设备10操作时，控制器(未示出)参考眼睛***26使用有源光学元件24来跟踪第一眼睛22a的注视方向，以创建掩模54。掩模54包括第一区54a和第二区54b。从对象反射的、穿过第一区54a的光到达第一眼睛22a的假中央窝，而从对象反射的、穿过第二区54b的光到达第一眼睛22a的视网膜的并非假中央窝的部分。

在有源光学元件24的像素的可变的光学属性是光透射的实施例中，第一区54a的像素都被设定成使光透射高于第二区54b的像素的光透射。优选地，第一区54a的像素被设定成最高的可能的光透射，而第二区54b的像素被设定成最低的可能的光透射。在这样的实施例中，掩模54使第一眼睛22a实际上具有隧道视力，其中视网膜的唯一被刺激的部分是假中央窝，而视网膜的其余部分的视力被劣化。

在有源光学元件24的像素的可变的光学属性是为有源光学元件提供可控制的屈光力的像素的属性的实施例中，与第二区54b的像素的聚焦相比，第一区54a的像素都被设定成将光更加地聚焦到假中央窝上。在一些实施例中，第一区54a的像素被设定成用于将反射光最佳地聚焦到第一眼睛22a的假中央窝上。可替代地或附加地，在一些实施例中，第一区54a的像素被设定以补偿(第一)透镜12中的像差。可替代地或附加地，在一些实施例中，第二区54b的像素被设定成是中性的，既不使光聚焦也不使光散焦。在一些实施例中，第二区54b的像素被设定成将光散焦到第一眼睛22a的视网膜的不对应于假中央窝的部分上，从而劣化视网膜的非假中央窝部分的视力。

在有源光学元件24的像素具有两种可变的属性的实施例中，使用上文任何合适的组合。在优选的实施例中，第二区54b的像素的光透射被设定成用于最低限度的光透射，第一区54a的像素的光透射被设定成用于最大限度的光透射，并且第一区54a的像素被设定成用于将反射光最佳地聚焦到第一眼睛22a的假中央窝上并且用于矫正第一透镜12中的像差。

以上描述涉及使用光学设备10来发展第一眼睛22a的假中央窝。在一些实施例中，第二眼睛22b之前的部件38是不存在的或是平透镜。可替代地，在一些实施例中，第二眼睛22b之前的部件38是用于矫正第二眼睛22b的视力缺陷的折射透镜，如在眼科领域中已知的。可替代地，在第二眼睛之前具有第二有源光学元件的光学设备(例如图4A-4C中所示的设备48)被用于同时地发展第二眼睛22b的假中性窝。在这样的实施例中，这种第二有源光学元件和相关联的第二透镜的配置和使用是如上针对第一有源光学元件24和第一透镜12所描述的。

除非另有定义，否则本文中使用的所有技术术语和科学术语具有与本发明所属领域的普通技术人员通常理解的相同的含义。在有冲突的情况下，包括定义的说明书优先。

如本文中所使用的，术语“包括(comprising)”、“包含(including)”、“具有(having)”及其语法变型将被视为指定所陈述的特征、整体、步骤或部件，但不排除添加一个或更多个附加的特征、整体、步骤、部件或其组。

如本文中所使用的，除非上下文另外明确指出，否则不定冠词“一(a)”和“一个(an)”意指“至少一个”或“一个或更多个”。

如本文中所使用的，当数值前面有术语“约”时，术语“约”旨在指示+/-10％。

如本文中所使用的，形式为“A和/或B”的短语是指选自由(A)、(B)或(A和B)组成的组。如本文中所使用的，形式为“A、B和C中的至少一个”的短语是指选自由(A)、(B)、(C)、(A和B)、(A和C)、(B和C)或(A和B和C)组成的组。

本文中描述的方法和/或设备的实施例可以涉及手动地、自动地或其组合来执行或完成所选择的任务。本文中描述的一些方法和/或设备是使用包括硬件、软件、固件或其组合的部件来实现的。在一些实施例中，一些部件是通用部件，例如通用的计算机或数字处理器。在一些实施例中，一些部件是专用部件或定制部件，例如电路、集成电路或软件。

例如，在一些实施例中，某些实施例被实施为由数据处理器执行的多个软件指令，例如，数据处理器是通用计算机或定制计算机的一部分。在一些实施例中，数据处理器或计算机包括用于存储指令和/或数据的易失性存储器，和/或包括非易失性存储器，例如磁性硬盘和/或可移除介质，以用于存储指令和/或数据。在一些实施例中，实施方式包括网络连接。在一些实施例中，实施方式包括用户界面，通常包括一个或更多个输入设备(例如，允许输入命令和/或参数)和输出设备(例如，允许报告操作和结果的参数)。

应理解，为了清楚起见，在单独的实施例的上下文中描述的本发明的某些特征也可在单个实施例中以组合提供。相反地，为了简洁起见，在单个实施例的上下文中描述的本发明的各种特征也可单独地或以任何合适的子组合提供，或者适合用于本发明描述的任何其它实施例中。在各种实施例的上下文中描述的某些特征不被认为是那些实施例的必要特征，除非该实施例在没有那些要素的情况下不起作用。

虽然已结合本发明的具体实施例描述了本发明，但显然，对于本领域技术人员而言，许多替代方案、修改和变型将是明显的。因此，旨在涵盖落入所附权利要求的范围内的所有此类替代方案、修改和变型。

在本申请中任何参考的引用或识别不应被解释为承认此类参考可用来作为本发明的现有技术。

本文中使用的章节标题是为了便于理解说明书，而不应被解释为必要的限制。

Claims (25)

1.一种用于人类受试者的可佩戴的光学设备(10、34、48)，包括：

a.透明的透镜(12)，其具有远侧表面(14)和近侧表面(16)；

b.可佩戴的框架(18)，其被构造成当被人类受试者佩戴时，将所述透镜(12)的所述近侧表面(16)以距第一眼睛的眼角膜的表面不小于5mm且不大于50mm的间距(23)保持在受试者的第一眼睛的前面，使得当第一眼睛的注视方向笔直向前时，第一眼睛的视场的至少一部分被所述透镜(12)覆盖；

c.透明的像素化的有源光学元件(24)，其包括至少100个可独立寻址的像素，所述像素中的每个像素具有值可变的光学属性，所述有源光学元件(24)与所述框架(18)和/或所述透镜(12)物理地相关联，使得第一眼睛的视场的至少一部分被所述透镜(12)和所述有源光学元件(24)两者覆盖；

d.眼睛***(26)，其被配置以确定和报告第一眼睛的注视方向；和

e.控制器(28)，其具有数字存储器，所述控制器被配置成：

i.从所述眼睛***(26)接收所确定的第一眼睛的注视方向；和

ii.以重复频率设定所述有源光学元件(24)的所述至少100个像素的所述光学属性的值，以便创建图像掩模，到达第一眼睛的至少一些光穿过所述图像掩模，从而修改形成在第一眼睛的视网膜上的图像，

其中所述光学属性的所述值基于接收到的注视方向和所述透镜(12)的屈光力，并且

其中所述控制器(28)、所述透镜(12)和所述有源光学元件(24)一起被配置成使得在所述光学设备的操作期间，第一眼睛的视场的至少一部分被所述透镜(12)的屈光力和/或所创建的所述图像掩模劣化。

2.根据权利要求1所述的光学设备，进一步包括：

瞳孔尺寸确定器(26)，其被配置以确定和报告第一眼睛的瞳孔的尺寸，并且

所述控制器被配置以从所述瞳孔尺寸确定器接收所确定的第一眼睛的瞳孔尺寸，并且

所述光学属性的所述值也基于接收到的瞳孔尺寸。

3.根据权利要求2所述的光学设备，其中所述瞳孔尺寸确定器和所述眼睛***是同一部件。

4.根据权利要求2所述的光学设备，其中所述瞳孔尺寸确定器是不同于所述眼睛***的部件。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的光学设备，其中所述框架和所述透镜一起被配置成当第一眼睛的注视方向笔直向前时，第一眼睛的视场的至少30％被所述透镜覆盖。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的光学设备，其中当第一眼睛的注视方向笔直向前时，由所述透镜和所述有源光学元件两者覆盖的第一眼睛的视场的所述部分是第一眼睛的视场的至少20％。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的光学设备，其中所述有源光学元件包括至少400个所述可独立寻址的像素。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的光学设备，其中所述值可变的光学属性是为所述有源光学元件提供可控制的屈光力的像素的属性。

9.根据权利要求1至7中任一项所述的光学设备，其中所述值可变的光学属性是像素的光透射。

10.根据权利要求1至7中任一项所述的光学设备，其中所述光学属性是为所述有源光学元件提供可控制的屈光力的像素的属性和所述像素的光透射。

11.根据权利要求1至10中任一项所述的光学设备，其中所述透镜是平透镜。

12.根据权利要求1至10中任一项所述的光学设备，其中所述透镜是具有非零屈光力的折射透镜。

13.根据权利要求12所述的光学设备，其中所述透镜是在整个所述透镜上具有单一的恒定的屈光力的简单的折射透镜。

14.根据权利要求12所述的光学设备，其中所述透镜是具有至少两个部分的复杂的折射透镜，每个所述部分具有不同的屈光力。

15.根据权利要求12至14中任一项所述的光学设备，其中所述透镜被配置以使受试者的第一眼睛的视场的至少一部分劣化。

16.根据权利要求12至15中任一项所述的光学设备，其中所述控制器被配置以创建所述图像掩模，所述图像掩模具有减弱由所述透镜完成的图像修改的部分。

17.根据权利要求12至15中任一项所述的光学设备，其中所述控制器被配置以创建所述图像掩模，所述图像掩模具有增强由所述透镜完成的图像修改的部分。

18.根据权利要求1至17中任一项所述的光学设备，其中所述图像掩模以使得形成在第一眼睛的视网膜上的图像是治疗图像的方式被创建。

19.根据权利要求1至18中任一项所述的光学设备，其中创建基于两个相应的接收到的注视方向创建的两个后续图像掩模，使得由所述两个后续图像对形成在第一眼睛的视网膜上的图像的修改是大体上相同的。

20.根据权利要求1至19中任一项所述的光学设备，其中：

所述眼睛***被配置成以不低于1Hz的频率确定第一眼睛的注视方向并将其报告给所述控制器；并且

所述控制器被配置成基于接收到的注视方向以不低于1Hz的所述重复频率创建新的所述图像掩模。

21.根据权利要求1至20中任一项所述的光学设备(10、34、48)，其中所述透明的透镜(12)是所述光学设备的第一透镜，并且所述光学设备进一步包括：

透明的第二透镜(38)，其具有远侧表面(40)和近侧表面(42)；所述可佩戴的框架(18)被构造成当被受试者佩戴时，将所述第二透镜的所述近侧表面以距第二眼睛的眼角膜的表面不小于5mm且不大于50mm的间距(44)保持在受试者的第二眼睛的前面，使得当所述第二眼睛的注视方向笔直向前时，所述第二眼睛的视场的至少一部分被所述第二透镜覆盖。

22.根据权利要求21所述的光学设备，其中所述第二透镜是平透镜。

23.根据权利要求21所述的光学设备，其中所述第二透镜是折射透镜。

24.根据权利要求21至23中任一项所述的光学设备(48)，其中所述有源光学元件(24)是所述光学设备的第一有源光学元件，并且所述光学设备进一步包括：

f.透明的像素化的第二有源光学元件(50)，其包括至少100个可独立寻址的像素，所述像素中的每个所述像素具有值可变的光学属性，所述第二有源光学元件(50)与所述框架(18)和/或所述第二透镜(38)物理地相关联，使得第二眼睛的视场的至少一部分视场被所述第二透镜(38)和所述第二有源光学元件(50)两者覆盖；并且所述控制器(28)进一步被配置成：

iii.以重复频率设定所述第二有源光学元件(50)的所述至少100个像素的所述光学属性的值，以便创建图像掩模，到达第二眼睛的至少一些光穿过所述图像掩模，从而修改形成在第二眼睛的视网膜上的图像，

其中所述光学属性的所述值基于第二眼睛的注视方向和所述第二透镜(38)的屈光力。

25.根据权利要求24所述的光学设备，其中所述控制器、所述第二透镜和所述第二有源光学元件一起被配置成使得在所述光学设备的操作期间，第二眼睛的视场的至少一部分被所述第二透镜的屈光力和/或所创建的所述图像掩模劣化。

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