專利名稱：選擇性過濾特定的藍(lán)光波長的光色眼科系統(tǒng)的制作方法
選擇性過濾特定的藍(lán)光波長的光色眼科系統(tǒng)對相關(guān)申請的交叉引用本申請要求在2009年3月25日提交的美國臨時申請61/163，227的權(quán)益。本申請也是在2007年10月31日提交的美國專利申請11/933，069的部分接續(xù)，該美國專利申請11/933，069是在2007年6月12日提交的美國專利申請11/761，892的部分接續(xù)，該美國專利申請11/761，892是在2006年3月20日提交的美國專利申請11/378，317的部分接續(xù)，并且要求在2006年6月12日提交的美國臨時申請60/812，6 的優(yōu)先權(quán)。美國專利申請11/933，069也是在2007年8月23日提交的美國專利申請11/892，460的部分接續(xù)，該美國專利申請11/933，069要求在2006年8月23日提交的美國臨時申請60/839，432、在 2006年9月1日提交的美國臨時申請60/841，502和在2006年11月觀日提交的美國臨時申請60/861，247的優(yōu)先權(quán)。美國專利申請11/933，069也要求在2007年10月8日提交的美國臨時申請60/978，175的優(yōu)先權(quán)。所有這些申請通過引用被整體包含于此。
背景技術(shù)：
來自太陽的電磁輻射持續(xù)地轟擊地球的大氣。光由以波傳播的電磁輻射構(gòu)成。電磁頻譜包括無線電波、毫米波、微波、紅外線、可見光、紫外線(UVA和UVB)、χ射線和伽馬射線?？梢姽忸l譜包括大約700nm的最長可見光波長和大約400nm(納米或10_9米)的最短可見光波長。藍(lán)光波長落在大約400nm至500nm的范圍內(nèi)。對于紫外線頻帶，UVB波長是從290nm至320nm，并且UVA波長是從320nm至400nm。伽馬和χ射線構(gòu)成這個頻譜的較高頻率，并且被大氣吸收。紫外線輻射(UVR)的波長譜是100-400nm。大多數(shù)UVR波長被大氣吸收，除了存在平流層臭氧空洞的區(qū)域的地方。在過去20年中，已經(jīng)記錄了主要由于工業(yè)污染引起的臭氧層的空洞。越來越多地暴露于UVR具有廣泛的公共健康影響，因為預(yù)期有越來越多的UVR眼睛和皮膚疾病的負(fù)擔(dān)。臭氧層吸收高達(dá)的波長，因此避免生物暴露于具有最高能量的輻射。然而， 我們暴露于大于觀611111的波長，該波長的大多數(shù)落在人的可見光譜G00-700nm)內(nèi)。人的視網(wǎng)膜僅響應(yīng)于電磁頻譜的可見光部分。較短的波長引起最大的危險，因為它們相反包含更多的能量。藍(lán)光已經(jīng)顯示是對于動物的視網(wǎng)膜色素上皮(retinal pigment epithelium) (RPE)細(xì)胞產(chǎn)生最大的光化學(xué)損害的可見光譜的部分。對于這些波長的暴露已經(jīng)被稱為藍(lán)光危害，因為這些波長被人眼感知為藍(lán)色。白內(nèi)障和黃斑變性被廣泛認(rèn)為分別源自對于人工晶狀體和視網(wǎng)膜的光化學(xué)損害。 已經(jīng)表明藍(lán)光暴露加速了葡萄膜黑色素瘤(uveal melanoma)細(xì)胞的增殖。在可見光譜中的能量最大的光子具有在380和500nm之間的波長，并且被感知為紫色或藍(lán)色。在所有機制上總計的光毒性(phototoxicity)的波長依賴性經(jīng)常被表示為作用光譜，諸如在下文中所述:Mainster 和 Sparrow 在 2003 年的 Br. J. Ophthalmol 第 87 卷 1523- 頁的《I0L 應(yīng)該透射多少藍(lán)光？(How Much Blue Light Should an IOL Transmit ？)》以及圖 6。在沒有人工晶狀體的眼睛(無晶狀體(aphakic)眼睛)中，具有比400nm短的波長的光可以引起損害。在有晶狀體(Phakic)眼睛中，這個光被人工晶狀體吸收，因此并不促使視網(wǎng)膜光毒性；然而，它可以引起晶狀體的光學(xué)退化或白內(nèi)障。眼睛的瞳孔響應(yīng)于以特羅蘭(torland)計量的適光視網(wǎng)膜照度，它是視網(wǎng)膜的具有波長相關(guān)的敏感度的入射通量和瞳孔的投影面積的乘積。在下文中描述了這個敏感度 M^W Wiley ^W] 1982 ^ptJBiK白勺《Color Science Concepts and Methods. Quantitative Data and Formulae》(Wyszecki 禾口 Stiles 著)102—107 頁。當(dāng)前的研究強有力地支持下述前提具有大約400nm-500nm的波長的短波長可見光(藍(lán)光)可以是AMD (年齡相關(guān)性黃斑變性)的起作用的起因。認(rèn)為藍(lán)光吸收的最高水平出現(xiàn)在430nm周圍的區(qū)域，諸如400nm_460nm。研究進(jìn)一步顯示，藍(lán)光惡化了在AMD中的其他致病因素，諸如遺傳、煙草煙霧和過量飲酒。人的視網(wǎng)膜包括多層。以最早暴露于任何進(jìn)入眼睛的光到最深的順序列出的這些層包括1)神經(jīng)纖維層2)神經(jīng)節(jié)細(xì)胞3)內(nèi)網(wǎng)狀層(Inner Plexiform Layer)4)雙極和水平細(xì)胞5)夕卜網(wǎng)狀層(Outer Plexiform Layer)6)感光器(視桿(Rod)和視錐(Cone))7)視網(wǎng)膜色素上皮(RPE)8)布魯赫膜(Bruch' s Membrane)9)脈絡(luò)膜(Choroid)當(dāng)光被眼睛的感光細(xì)胞(視桿和視錐)吸收時，該細(xì)胞漂白并且變得反應(yīng)不快直到它們恢復(fù)。這個恢復(fù)過程是新陳代謝過程，并且被稱為“視覺循環(huán)(visual cycle)”。藍(lán)光的吸收已經(jīng)顯示過早地逆轉(zhuǎn)了這個過程。這個過早逆轉(zhuǎn)增加了氧化損傷的風(fēng)險，并且認(rèn)為導(dǎo)致在視網(wǎng)膜中產(chǎn)生色素脂褐素(lipofuscin)。這個產(chǎn)生出現(xiàn)在視網(wǎng)膜色素上皮(RPE) 層中。認(rèn)為由于過量脂褐素導(dǎo)致形成被稱為玻璃疣(drusen)的細(xì)胞外基質(zhì)的聚集。當(dāng)前的研究指示，在以嬰兒的過程開始的一個人的生命過程中，由于光與視網(wǎng)膜的交互，代謝廢物副產(chǎn)物累積在視網(wǎng)膜的色素上皮層內(nèi)。這種代謝廢物產(chǎn)物被特定的熒光團表征，最顯著的之一是脂褐素組分A2E。Sparrow進(jìn)行的體外研究指示在RPE內(nèi)找到的脂褐素發(fā)色團(chr0m0ph0re)A2E受430nm的光最大的刺激。在理論上，當(dāng)下述時候達(dá)到臨界點這個代謝廢物(特別是脂褐素?zé)晒鈭F)的積累的組合已經(jīng)達(dá)到特定的累積水平，當(dāng)一個人達(dá)到特定的年齡閾值時人體的在視網(wǎng)膜內(nèi)代謝特定的這種廢物的生理能力已經(jīng)減弱，以及適當(dāng)波長的藍(lán)光刺激引起在RPE層中形成玻璃疣。認(rèn)為玻璃疣然后干擾允許適當(dāng)?shù)臓I養(yǎng)物到達(dá)感光器的正常生理/代謝行為，因此促成與年齡相關(guān)的黃斑變性(AMD)。在美國和西方世界AMD是不可逆轉(zhuǎn)的嚴(yán)重視覺靈敏度喪失的主要原因。AMD的負(fù)擔(dān)預(yù)期在以后的20 年中大大地增加，因為預(yù)計人口流動和在老齡個體的數(shù)量上的整體增加。玻璃疣阻礙或阻擋RPE層向感光器提供適當(dāng)?shù)臓I養(yǎng)物，這導(dǎo)致這些細(xì)胞的損害或甚至死亡?？雌饋懋?dāng)脂褐素大量地吸收藍(lán)光時，它變得有毒，引起RPE細(xì)胞的進(jìn)一步的損害或甚至死亡，使得這個過程進(jìn)一步復(fù)雜化。認(rèn)為脂褐素組分A2E至少部分地負(fù)責(zé)RPE細(xì)胞的短波長敏感度。A2E已經(jīng)顯示受藍(lán)光最大地刺激；從這樣的刺激導(dǎo)致的光化學(xué)事件能夠?qū)е录?xì)胞死亡。例如參見2004年的J. Cataract Refract. Surg中第30卷第873-78頁中Janet R、Sparrow等人所著的《體外藍(lán)光吸收人工晶狀體和視網(wǎng)膜色素上皮保護(hù)(Blue light-absorbing intraocular lens and retinal pigment epithelium protection in vitro)〉〉。從理論的角度看，下面部分看起來會發(fā)生1)從嬰兒開始貫串生命，在色素上皮水平內(nèi)出現(xiàn)廢物積累。2)處理這個廢物的視網(wǎng)膜代謝行為和能力通常隨著年齡減弱。3)斑點色素通常隨一個人年齡縮減，因此過濾更少的藍(lán)光。4)藍(lán)光使得脂褐素變得有毒。結(jié)果導(dǎo)致的毒性損害色素上皮細(xì)胞。照明和視力保健行業(yè)有關(guān)于人視力暴露于UVA和UVB輻射的標(biāo)準(zhǔn)。令人驚訝的是， 不存在關(guān)于藍(lán)光的這樣的標(biāo)準(zhǔn)。例如，在當(dāng)今可獲得的常見熒光燈管中，玻璃外殼阻擋了大多數(shù)紫外線，但是藍(lán)光以很少的衰減透射。在一些情況下，外殼被設(shè)計為在頻譜的藍(lán)色區(qū)域中具有增強的透射率。這樣的人工光源的危害也可能引起眼睛損害。Sparrow在哥倫比亞大學(xué)獲得的實驗室證據(jù)已經(jīng)表明如果阻擋在430士30nm的波長范圍內(nèi)的藍(lán)光的大約50%，則由藍(lán)光引起的RPE細(xì)胞死亡可能降低高到80%。例如，在授予ft~att的美國專利No. 6，955，430中公開了阻擋藍(lán)光以試圖改善眼睛健康的外部眼睛佩戴品，諸如太陽鏡、眼鏡(spectacles)、護(hù)目鏡和隱形眼鏡。目的是保護(hù)視網(wǎng)膜免受這種光毒性光的其他眼科裝置包括眼內(nèi)晶狀體和隱形眼鏡。這些眼科裝置位于在環(huán)境光和視網(wǎng)膜之間的光路中，并且通常包含或被涂敷選擇性地吸收藍(lán)光和紫光的染料。試圖通過阻擋藍(lán)光來降低色差的其他透鏡是公知的。色差是由眼介質(zhì)的光色散引起的，該眼介質(zhì)包括角膜、眼內(nèi)晶狀體、水狀液和玻璃狀液。這種色散將藍(lán)光聚焦在與具有更長波長的光不同的圖像平面處，導(dǎo)致全色圖像的散焦。在授予I^atel等的美國專利No. 6，158，862、授予Jinkerson的美國專利No. 5，662，707、授予Johansen的美國專利 No. 5，400，175和授予Johansen的美國專利No. 4，878，748中描述了傳統(tǒng)的阻擋藍(lán)光的透
^Mi ο用于減少眼介質(zhì)的藍(lán)光暴露的傳統(tǒng)方法通常完全地?fù)踝≡陂撝挡ㄩL之下的光，同時也減少在更長波長的光暴露。例如，在授予Partt的美國專利No. 6，955，430中描述的透鏡透射低于40%的在長達(dá)650nm的波長的入射光，如Partt的430中的圖6中所示。在美國專利 No. 5，400, 175 中由 Johansen 和 Diffendaffer 公開的藍(lán)光阻擋透鏡(blue-blocking lens)類似地衰減在可見光譜中超過60%的光，如175專利的圖3中所示?？赡茈y以平衡被阻擋的藍(lán)光的范圍和數(shù)量，因為阻擋和/或抑制藍(lán)光影響色平衡、一個人通過光學(xué)裝置觀看的色覺以及感知到的光學(xué)裝置中的顏色。例如，射擊眼鏡看起來是亮黃色的，并且阻擋藍(lán)光。射擊眼鏡經(jīng)常使得當(dāng)一個人觀看藍(lán)天時某些顏色變得更明顯，允許射擊者更精確地看到就要瞄準(zhǔn)的物體。雖然這對于射擊眼鏡作用良好，但是它對于許多眼科應(yīng)用是不可接受的。具體地說，這樣的眼科系統(tǒng)(ophthalmic system)可能因為由于藍(lán)光阻擋導(dǎo)致的在透鏡中產(chǎn)生的黃色或琥珀色而在美感上是無吸引力的。更具體地， 用于藍(lán)光阻擋的一種常見技術(shù)涉及使用諸如BPI Filter Vision 450或者BPI Diamond Dye500的藍(lán)光阻擋色(blue blocking tint)將透鏡著色或染色?？梢岳缤ㄟ^將透鏡浸沒在包含藍(lán)光阻擋染料溶液的加熱的色罐中持續(xù)某個預(yù)定的時間段來完成該著色。通常，染料溶液具有黃色或琥珀色，因此向透鏡施加黃色或琥珀色。對于許多人而言，這種黃色或琥珀色的外觀可能在美感上是不期望的。而且，該色可能干擾透鏡用戶的正常顏色感知，使得例如難以正確地感知交通燈或標(biāo)記的顏色。已經(jīng)進(jìn)行努力來補償傳統(tǒng)藍(lán)光阻擋濾光鏡的變黃效應(yīng)。例如，已經(jīng)使用諸如藍(lán)色、 紅色或綠色染料的另外的染料來處理藍(lán)光阻擋透鏡，以抵消變黃效應(yīng)。該處理使得這另外的染料變得與原始的藍(lán)光阻擋的染料混合。然而，雖然這種技術(shù)可能減少在藍(lán)光阻擋透鏡中的黃色，但是染料的混合可能通過允許更多的藍(lán)光譜通過而降低藍(lán)光阻擋的效果。而且， 這些傳統(tǒng)技術(shù)不期望地降低了除了藍(lán)光波長之外的光波長的整體透射率。這種不期望的降低可能繼而導(dǎo)致降低透鏡用戶的視覺靈敏度。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，傳統(tǒng)的藍(lán)光阻擋降低了可見光透射率，這繼而刺激瞳孔的擴張。瞳孔的擴張增加了到包括眼內(nèi)晶狀體和視網(wǎng)膜的內(nèi)部眼睛結(jié)構(gòu)的光通量。因為對于這些結(jié)構(gòu)的輻射通量隨瞳孔直徑的平方而增大，所以阻擋一半藍(lán)光的透鏡具有降低的可見光透射率，反而將瞳孔直徑從2mm放松到3mm，實際上將藍(lán)光光子對于視網(wǎng)膜的劑量增加了 12.5%。保護(hù)視網(wǎng)膜免受光毒性的光取決于在視網(wǎng)膜上撞擊的這種光的量，該量取決于眼介質(zhì)的透射屬性并且也取決于瞳孔的動態(tài)孔徑。迄今的先前工作在瞳孔對于光毒性的藍(lán)光的預(yù)防的貢獻(xiàn)上是不活躍的。傳統(tǒng)藍(lán)光阻擋的另一個問題是它可以降低夜視能力。藍(lán)光對于微光級或暗視覺 (scotopic vision)比對于亮光或明視覺(photopic vision)更重要，這是在對于暗視覺或明視覺的光靈敏度光譜中量化地表達(dá)的結(jié)果。光化學(xué)和氧化反應(yīng)引起眼內(nèi)晶狀體組織對于 400至450nm的光的吸收隨著年齡自然地增長。雖然在視網(wǎng)膜上負(fù)責(zé)微光視覺的視桿感光器的數(shù)量也隨著年齡減少，但是眼內(nèi)晶狀體的增大的吸收對于降低夜視能力是重要的。例如，暗視覺靈敏度在53歲的眼內(nèi)晶狀體中降低了 33 %，并且在75歲晶狀體中降低了 75 %。 在下文中進(jìn)一步描述了在視網(wǎng)膜保護(hù)和暗視覺靈敏度之間的矛盾=Mainster和Sparrow在 2003年的Br. J. Ophthalmol第87卷1523- 頁的《I0L應(yīng)該透射多少藍(lán)光？(How Much Blue Light Should an IOL Transmit ？)〉〉。藍(lán)光阻擋的傳統(tǒng)手段也可以包括截止或高通濾光鏡，用于將對于指定的藍(lán)光或紫光波長的透射率減少為0。例如，可以完全或幾乎完全地阻擋所有在閾值波長之下的光。例如，美國公布專利申請No. 2005/0243272到Mainster和Mainster在2005年的 Arch. Ophthal中第123卷第550頁的《人工晶狀體應(yīng)該阻擋UV輻射和紫光而不是藍(lán)光 (Intraocular Lenses Should Block UV Radiation and Violet but not Blue Light))) 描述了阻擋所有在400和450nm之間的閾值波長之下的光。這樣的阻擋可能是不期望的， 因為當(dāng)長通濾波鏡的邊緣移向更長的波長時，瞳孔的擴張作用來增大總的通量。如上所述， 這可以使得暗視覺靈敏度變差并且增大顏色失真。近來，已經(jīng)在眼內(nèi)晶狀體(IOL)的領(lǐng)域中存在關(guān)于在保持可接受的明視覺、暗視覺、色覺和生理節(jié)律的同時適當(dāng)?shù)腢V和藍(lán)光阻擋的討論。鑒于上述情況，需要可以提供下述部分的一個或多個的眼科系統(tǒng)1)具有可接受的藍(lán)光保護(hù)水平的藍(lán)光阻擋2)可接受的顏色美感，即，眼科系統(tǒng)當(dāng)被佩帶者佩戴時被觀察眼科系統(tǒng)的某人感知為基本上是中性色。
3)對于用戶可接受的顏色感知。具體地說，需要一種眼科系統(tǒng)，其不損害佩帶者的色覺，并且進(jìn)一步從系統(tǒng)的后表面到佩帶者的眼睛內(nèi)的反射處于不被佩帶者反感的水平。4)用于除了藍(lán)光波長之外的波長的光透射率的可接受的水平。具體地說，需要一種眼科系統(tǒng)，其允許選擇性地阻擋藍(lán)光的波長，并且同時透射超過80%的可見光。5)可接受的明視覺、暗視覺、色覺和/或生理節(jié)律(circadian rhythms)。這種需要存在，因為越來越多的數(shù)據(jù)正在指向作為在黃斑變性(在工業(yè)化世界中的失明的主要原因)和其他視網(wǎng)膜疾病中的可能致病因素之一的藍(lán)光。

發(fā)明內(nèi)容
提供了眼科系統(tǒng)，其包括光色部件(photochromic component)和藍(lán)光阻擋部件。在一個實施例中，一種眼科系統(tǒng)包括至少一個藍(lán)光阻擋部件(blue-blocking component)和至少一個光色部件(photochromic component)，其中，所述藍(lán)光阻擋部件連續(xù)地和選擇性地過濾包括在大約430nm的波長的藍(lán)光波長選擇范圍，并且其中，所述光色部件當(dāng)被激活時，過濾包括在所述藍(lán)光波長選擇范圍之外的波長的可見光。在一個實施例中，在所述激活的系統(tǒng)(activated system)中在可見光譜上的平均透身寸率(average transmission across the visible spectrum)比不 舌躍白勺系統(tǒng) (inactive system)中在可見光譜上的平均透射率小至少20%。在另一個實施例中，在激活的系統(tǒng)中所述藍(lán)光波長選擇范圍的平均透射率小于不活躍的系統(tǒng)中所述藍(lán)光波長選擇范圍的平均透射率。在另一個實施例中，在激活的系統(tǒng)中所述藍(lán)光波長選擇范圍的平均透射率是在不活躍的系統(tǒng)中所述藍(lán)光波長選擇范圍的平均透射率的20%內(nèi)或5%內(nèi)。在一個實施例中，所述藍(lán)光阻擋部件不是光色的。在一個實施例中，所述藍(lán)光阻擋部件選擇性地過濾在所述藍(lán)光波長選擇范圍中的光的至少20%或至少50%。在一個實施例中，所述藍(lán)光波長選擇范圍包括從大約420nm至大約440nm、從大約 4IOnm至大約450nm或從大約400nm至大約460nm的波長。在另一個實施例中，所述系統(tǒng)進(jìn)一步包括至少額外的藍(lán)光阻擋部件，其選擇性地過濾波長選擇范圍，該波長選擇范圍包括除了 A2E之外的發(fā)色團。在又一個實施例中，所述系統(tǒng)將對比靈敏度在正弦波光柵測試(sine wave grating test)(例如，F(xiàn)ACT )上至少1點上增大了 1點。在另一個實施例中，所述不活躍和/或激活的系統(tǒng)具有小于8或小于5的黃色指數(shù)(yellowness index)。在一個實施例中，白光在透射穿過不活躍和/或激活的系統(tǒng)時具有(0. 33士0. 05， 0. 33士0. 05)的 CIE (X，y)坐標(biāo)。在一個實施例中，所述藍(lán)光阻擋部件包括二萘嵌苯(perylene)、卟啉 (porphyrin)、香豆素(coumarin)、吖啶(acridine)、及其衍生物。在一些實施例中，所述
藍(lán)光阻擋部件包括二萘嵌苯或其衍生物、P卜啉或其衍生物或者四來基卟啉鎂(magnesium tetramesitylporphyrin)。在另一個實施例中，所述藍(lán)光阻擋部件包括濃度為大約Ippm至大約50ppm或大約2ppm至大約IOppm的藍(lán)光阻擋染料。在一個實施例中，所述光色部件被UVB、UVA、藍(lán)光、可見光和紅外線波長的至少一種激活。在另一個實施例中，通過UVB、UVA和紅外線波長的至少一種來激活所述光色部件。 在又一個實施例中，所述光色部件被具有大約380nm至大約410nm的波長的光激活。在一個實施例中，所述系統(tǒng)進(jìn)一步包括UV濾光鏡。在一個實施例中，所述UV濾光鏡位于所述光色部件之后。在另一個實施例中，所述UV濾波鏡不將激活所述光色部件的波長過濾到阻止激活的程度。在一個實施例中，所述系統(tǒng)是眼科透鏡(ophthalmic lens)、眼鏡透鏡(spectacle lens)、隱形眼鏡(contact lens)、人工晶狀體(intra-ocular lens)、角膜嵌體 (corneal inlay)、角膜覆蓋(corneal onlay)、角膜移植片(corneal graft)、電激活透鏡 (electro-active lens)、風(fēng)擋(windshield)或窗(window)。在一個實施例中，所述系統(tǒng)是眼鏡透鏡。在一個實施例中，所述光色部件和所述藍(lán)光阻擋部件的至少一個存在于所述系統(tǒng)各處。在另一個實施例中，所述光色部件和所述藍(lán)光阻擋部件的至少一個位于所述系統(tǒng)中的局部。在一個實施例中，所述藍(lán)光阻擋部件包括藍(lán)光阻擋層，并且/或者所述光色部件包括光色層。在一個實施例中，所述藍(lán)光阻擋部件在所述光色部件之前。在另一個實施例中，所述藍(lán)光阻擋部件在所述光色部件之后。在一個實施例中，所述藍(lán)光阻擋部件不與所述光色部件物理地接觸。在另一個實施例中，所述藍(lán)光阻擋部件和所述光色部件混合。


圖IA和IB示出包括在后的藍(lán)光阻擋部件和在前的顏色平衡部件的眼科系統(tǒng)的示例。圖2示出使用防染材料(dye resist)來形成眼科系統(tǒng)的示例。圖3圖示藍(lán)光阻擋部件和顏色平衡部件整合在透明(clear)或基本上透明的眼科透鏡內(nèi)的示例性系統(tǒng)。圖4圖示使用模內(nèi)涂層(in-mold coating)形成的示例性眼科系統(tǒng)。圖5圖示兩個眼科部件的結(jié)合(bonding)。圖6圖示使用防反射涂層的示例性眼科系統(tǒng)。圖7A-7C圖示藍(lán)光阻擋部件、顏色平衡部件和光色部件的各種示例性組合。圖8A和8B示出包括多功能藍(lán)光阻擋和顏色平衡部件的眼科系統(tǒng)的示例。圖9示出與各種CIE坐標(biāo)對應(yīng)的觀察的顏色的參考。圖10示出GENTEX E465吸收染料的透射率。圖11示出GENTEX E465吸收染料的吸收率。圖12示出具有適合于在430nm范圍中吸收的染料濃度的聚碳酸酯基片的透射率。圖13示出作為具有防反射涂層的聚碳酸酯基片的波長的函數(shù)的透射率。圖14示出具有防反射涂層的聚碳酸酯基片的顏色圖。圖15示出作為未涂敷的聚碳酸酯(polycarbonate)基片和在兩個表面上具有防反射涂層的聚碳酸酯基片的波長的函數(shù)的透射率。圖16示出在聚碳酸酯基片上的106nm的Ti02層的光譜透射率。圖17示出在聚碳酸酯基片上的106nm的Ti02層的顏色圖。圖18示出在聚碳酸酯基片上的的Ti02層的光譜透射率。圖19示出在聚碳酸酯基片上的的Ti02層的顏色圖。圖20示出適合于對具有藍(lán)色吸收染料的基片顏色平衡的修改的AR涂層的光譜透射率。圖21示出適合于對具有藍(lán)色吸收染料的基片顏色平衡的修改的AR涂層的顏色圖。圖22示出具有藍(lán)光吸收染料的基片的光譜透射率。圖23示出具有藍(lán)光吸收染料的基片的顏色圖。圖M示出具有藍(lán)光吸收染料和后AR涂層的基片的光譜透射率。圖25示出具有藍(lán)光吸收染料和后AR涂層的基片的顏色圖。圖沈示出具有藍(lán)光吸收染料和在前后表面上的AR涂層的基片的光譜透射率。圖27示出具有藍(lán)光吸收染料和在前后表面上的AR涂層的基片的顏色圖。圖觀示出具有藍(lán)光吸收染料和顏色平衡AR涂層的基片的光譜透射率。圖四示出具有藍(lán)光吸收染料和顏色平衡AR涂層的基片的顏色圖。圖30示出包括膜的示例性眼科裝置。圖31示出示例性膜的光學(xué)透射率特性。圖32示出包括膜的示例性眼科系統(tǒng)。圖33示出包括膜的示例性系統(tǒng)。圖34A和B分別示出作為現(xiàn)場照度的函數(shù)的瞳孔直徑和瞳孔面積。圖35示出摻雜二萘嵌苯染料的膜的透射譜，其中，濃度和路徑長度的乘積得到在大約437nm處的大約33%的透射率。圖36示出根據(jù)本發(fā)明的膜的透射譜，其中，二萘嵌苯濃度是前一個圖中圖示的大約2. 27倍。圖37示出對于SW2和ZiO2的六層堆疊的示例性透射譜。圖38示出與由(IAaW)彩色空間中規(guī)定的發(fā)光體照亮的蒙賽爾瓦片(Mimsell tiles)對應(yīng)的參考顏色坐標(biāo)。圖39A示出用于相關(guān)的濾波鏡的蒙賽爾顏色瓦片的色移的直方圖。圖39B示出由相關(guān)的藍(lán)光阻擋濾波鏡引起的色移。圖40示出根據(jù)本發(fā)明的對于二萘嵌苯染料基片的色移的直方圖。圖41示出根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)的透射譜。圖42示出匯總對于在日光下的蒙賽爾瓦片根據(jù)本發(fā)明的裝置的顏色失真的直方圖。圖43A和B示出來自不同民族的對象的代表性的一系列皮膚反射譜。圖44示出高加索對象的示例性皮膚反射譜。圖45示出對于各種透鏡的透射譜。圖46示出示例性染料。
圖47示出具有硬涂層的眼科系統(tǒng)。圖48示出作為具有在430nm周圍的強吸收帶的選擇濾光鏡的波長的函數(shù)的透射率。
具體實施例方式本發(fā)明的實施例涉及一種眼科系統(tǒng)，其執(zhí)行有效的藍(lán)光阻擋，并且同時提供在美感上有吸引力的產(chǎn)品、對于用戶正常或可接受的顏色感知和用于良好的視覺靈敏度的高水平的透射光。提供了一種眼科系統(tǒng)，其可以提供可見光的80%的平均透射率或更好的透射率，有選擇的抑制藍(lán)光波長(“藍(lán)光阻擋(blue blocking)”)，允許佩帶者的正確的色覺表現(xiàn)，并且向觀看佩帶這樣的透鏡或透鏡系統(tǒng)的佩帶者的觀察者提供最為中性色的外觀。如在本文使用的，系統(tǒng)的“平均透射率(average transmission) ”指的是在諸如可見光譜的范圍中的波長的平均透射率。系統(tǒng)也可以由系統(tǒng)的“發(fā)光透射率(luminous transmission)" 表征，系統(tǒng)的“發(fā)光透射率”指的是波長范圍中的平均值，其根據(jù)眼睛在每個波長處的靈敏度進(jìn)行了加權(quán)。在此所述的系統(tǒng)可以使用各種光學(xué)涂層、膜、材料和吸收染料來產(chǎn)生期望的效果。更具體地，本發(fā)明的實施例可以提供與顏色平衡組合的有效的藍(lán)光阻擋。在此使用的“顏色平衡(Color balancing)”或“顏色被平衡(color balanced) ”表示對黃色或琥珀色或其他藍(lán)光阻擋所不需要的效果進(jìn)行降低、偏移、中性化或補償以便產(chǎn)生在美感上可接受的結(jié)果，同時不降低藍(lán)光阻擋的效果。例如，在400nm-460nm處或附近的波長可以被阻擋或降低強度。特別地，例如，在420-440nm處或附近的波長可以被阻擋或降低強度。而且， 未阻擋的波長的透射率可以保持在高水平，例如在至少80%。另外，對于外部觀眾，眼科系統(tǒng)可能看起來透明或基本上透明。對于系統(tǒng)用戶，顏色感知可以是正常的或可接受的。在此使用的“眼科系統(tǒng)(ophthalmic system) ”包括例如用于透明或著色的鏡片 (或眼鏡)、太陽鏡、具有或沒有可視性和/或美感著色的隱形眼鏡、人工晶狀體(IOL)、角膜移植片、角膜嵌體、角膜覆蓋和電激活眼科裝置的處方或非處方的眼科透鏡，并且可以被加工或處理或與其他部件組合，以提供在此進(jìn)一步詳細(xì)說明的期望功能。本發(fā)明可以被形成為允許直接應(yīng)用到角膜組織內(nèi)。如在本文使用的，“眼科材料(ophthalmic material) ”是通常用于制造諸如校正透鏡(corrective lens)的眼科系統(tǒng)的材料。示例性眼科材料包括玻璃、諸如CR-39的塑料、Trivex和聚碳酸酯材料，盡管也可以使用其他材料，并且這些其他材料對于各種眼科系統(tǒng)是公知的。眼科系統(tǒng)可以包括一個或多個藍(lán)光阻擋部件。在一個實施例中，藍(lán)光阻擋部件在顏色平衡部件之后。藍(lán)光阻擋部件或顏色平衡部件可以是諸如透鏡的眼科部件或形成其一部分。后面的藍(lán)光阻擋部件和前面的顏色平衡部件可以是在眼科透鏡的一個或多個表面之上或相鄰或附近的不同層。提供一個或多個顏色平衡部件來減少或中性化后面的藍(lán)光阻擋部件的黃色或琥珀色著色，以產(chǎn)生在美感上可接受的外觀。例如，對于外部觀眾，眼科系統(tǒng)可以看起來透明或基本上透明。對于系統(tǒng)用戶，顏色感知可以是正常的或可接受的。而且， 因為藍(lán)光阻擋和顏色平衡著色不混合，所以在藍(lán)光譜中的波長可以被阻擋或降低強度，并且眼科系統(tǒng)中的入射光的透射強度對于未阻擋的波長可以是至少80%。
如上所述，用于藍(lán)光阻擋的技術(shù)是公知的。用于阻擋藍(lán)光波長的已知技術(shù)包括吸收、反射、干涉或其任意組合。如上所述，根據(jù)一種技術(shù)，可以以適當(dāng)?shù)谋壤驖舛仁褂弥T如 BPI Filter Vision 450或BPIDiamond Dye 500的藍(lán)光阻擋色來著色/染色透鏡?？梢岳缤ㄟ^下述方式來完成該著色將透鏡浸沒在包含藍(lán)光阻擋染料溶液的加熱的色罐中某個預(yù)定的時間段。根據(jù)另一種技術(shù)，將濾光鏡用于藍(lán)光阻擋。該濾光鏡可以包括例如呈現(xiàn)出吸收和/或反射和/或干涉藍(lán)光波長的有機或無機化合物。濾光鏡可以包括有機和/或無機物質(zhì)的多個薄層或涂層。每層可以具有單獨地或與其他層組合地吸收、反射或干涉具有藍(lán)光波長的光的屬性。梳狀陷波濾光鏡(Rugate notch filter)是藍(lán)光阻擋濾光鏡的一個示例。梳狀濾光鏡是無機電介質(zhì)的單個薄膜，其中，折射率在高和低值之間連續(xù)地振蕩。 通過不同折射率的兩種材料(例如，SiO2和TiO2)的共同沉積而制造，梳狀濾光鏡已知具有用于波長阻擋的良好定義的阻帶，并且在該帶外部有很小的衰減。濾光鏡的構(gòu)造參數(shù)(振蕩周期、折射率調(diào)制、折射率振蕩的數(shù)量)確定濾光鏡的性能參數(shù)(阻帶的中心、阻帶的寬度、在帶內(nèi)的透射率)。例如在美國專利No. 6，984，038和7，066，596中更詳細(xì)地公開了梳狀濾光鏡，引用這每一個專利的整體。用于藍(lán)光阻擋的另一種技術(shù)是多層電介質(zhì)堆疊的使用。通過沉積交錯的高折射率和低折射率材料的分離層來制造多層電介質(zhì)堆疊。類似于梳狀濾光鏡，諸如各個層的厚度、各個層的折射率和層重復(fù)的數(shù)量的設(shè)計參數(shù)確定多層電介質(zhì)堆疊的性能參數(shù)。顏色平衡可以包括向顏色平衡部件施加例如藍(lán)色著色/染料的適當(dāng)比例或濃度或紅色和綠色著色/染料的適當(dāng)組合，使得當(dāng)由外部觀察者觀看時，眼科系統(tǒng)整體具有美感上可接受的外觀。例如，眼科系統(tǒng)整體可以看起來透明或基本上透明。圖IA示出包括在后的藍(lán)光阻擋部件101和在前的顏色平衡部件102的眼科系統(tǒng)。 每一個部件包括凹后側(cè)或表面110、115和凸前側(cè)或表面120、125。在系統(tǒng)100中，在后的藍(lán)光阻擋部件101可以是或包括眼科部件，諸如單光透鏡(single vision lens)、晶片或光學(xué)預(yù)成型件。該單光透鏡、晶片或光學(xué)預(yù)成型件可以被著色或染色以執(zhí)行藍(lán)光阻擋。在前的顏色平衡部件102可以包括表面鑄造層(surface cast layer)，根據(jù)已知的技術(shù)將其應(yīng)用到單光透鏡、晶片或光學(xué)預(yù)成型件。例如，可以使用可見光或UV光或兩者的組合將該表面鑄造層粘貼或結(jié)合到單光透鏡、晶片或光學(xué)預(yù)成型件。表面鑄造層可以形成在單光透鏡、晶片或光學(xué)預(yù)成型件的凸側(cè)上。因為已經(jīng)將單光透鏡、晶片或光學(xué)預(yù)成型件著色或染色以執(zhí)行藍(lán)光阻擋，所以它可能具有在美感上不期望的黃色或琥珀色。因此，例如，可以使用藍(lán)色著色/染色的適當(dāng)比例或紅色和綠色著色/ 染色的適當(dāng)組合來著色表面鑄造層?？梢栽诒砻骅T造層被應(yīng)用到經(jīng)處理使得阻擋藍(lán)光的單光透鏡、晶片或光學(xué)預(yù)成型件后，可以使用顏色平衡添加劑來處理表面鑄造層。例如，具有表面鑄造層在其凸表面上的藍(lán)光阻擋的單光透鏡、晶片或光學(xué)預(yù)成型件可以浸沒在加熱的色罐中，該加熱的色罐具有適當(dāng)比例和濃度的顏色平衡染料在溶液中。該表面鑄造層從溶液吸收顏色平衡染料。為了防止藍(lán)光阻擋的單光透鏡、晶片或光學(xué)預(yù)成型件吸收顏色平衡染料的任何一種，可以使用例如帶(tape)或蠟或其他涂層的防染材料來掩蔽或封閉它的凹表面。在圖2中圖示了這一點，圖2示出眼科系統(tǒng)100，在該系統(tǒng)中，在單光透鏡、晶片或光學(xué)預(yù)成型件101的凹表面上具有防染材料201。單光透鏡、晶片或光學(xué)預(yù)成型件的邊緣可以留下不涂敷，以允許它們變得在美感上可調(diào)整顏色。這可能對于具有厚邊緣的負(fù)焦距透鏡(negative focal lenses) 是重要的。圖IB示出另一種眼科系統(tǒng)150，其中，在前的顏色平衡部件104可以是或包括眼科部件，諸如單光透鏡或多焦點透鏡(multi-focal lens)、晶片或光學(xué)預(yù)成型件。在后的藍(lán)光阻擋部件103可以是表面鑄造層。為了建立這個組合，可以使用如上所述的防染材料來掩蔽顏色平衡的單光透鏡、晶片或光學(xué)預(yù)成型件的凸表面，以防止它在該組合浸沒在包含藍(lán)光阻擋染料溶液的加熱色罐中時吸收藍(lán)光阻擋染料。同時，暴露的表面鑄造層將吸收藍(lán)光阻擋染料。應(yīng)當(dāng)明白，表面鑄造層可以與多焦點透鏡(而不是單光透鏡)、晶片或光學(xué)預(yù)成型件組合使用。另外，表面鑄造層可以用于對單光透鏡、晶片或光學(xué)預(yù)成型件增加倍率 (power)，其中包括多焦點倍率，因此將單光透鏡、晶片或光學(xué)預(yù)成型件轉(zhuǎn)換為具有線性或累進(jìn)型相加的多焦點透鏡。當(dāng)然，表面鑄造層也可以被設(shè)計為對單光透鏡、晶片或光學(xué)預(yù)成型件加上很少的倍率或不增加倍率。圖3示出藍(lán)光阻擋和顏色平衡功能上整合在眼科部件中。更具體地，在眼科透鏡 300中，與在其后部區(qū)域處顏色滲透到透明或基本上透明的眼科部件301內(nèi)的深度相對應(yīng)的部分303可以是藍(lán)光阻擋的。而且，與在其前或后部區(qū)域處的顏色滲透到透明或基本上透明的眼科部件301內(nèi)的深度對應(yīng)的部分302可以是顏色平衡的。在圖3中所示的系統(tǒng)可以如下生產(chǎn)。眼科部件301可以例如初始是透明或基本上透明的單光或多焦點透鏡、晶片或光學(xué)預(yù)成型件?？梢允褂盟{(lán)光阻擋顏色著色透明或基本上透明的單光或多焦點透鏡、晶片或光學(xué)預(yù)成型件，同時其前凸表面例如如上所述通過使用防染材料掩蔽或涂敷來呈現(xiàn)為非吸收的。結(jié)果，可以通過顏色滲透來創(chuàng)建在透明或基本上透明的單光或多焦點透鏡、晶片或光學(xué)預(yù)成型件301的厚凹表面處開始并且向內(nèi)延伸并且具有藍(lán)光阻擋功能的部分303。 然后，可以去除前凸表面的防吸收涂層。然后，可以將防吸收涂層應(yīng)用到凹表面，并且可以著色單光或多焦點透鏡、晶片或光學(xué)預(yù)成型件的前凸表面和周邊(例如，通過浸沒在加熱的色罐中)以用于顏色平衡。顏色平衡染料被該周邊和部分302吸收，部分302在前凸表面開始并且向內(nèi)延伸，并且由于初期的涂層而保留為未著色。前述處理的順序可以反轉(zhuǎn)，即， 可以首先掩蔽凹表面，同時將剩余部分著色以用于顏色平衡。然后，可以去除涂層，并且可以將在通過掩蔽而留下未著色的凹區(qū)域處的深度或厚度著色以用于藍(lán)光阻擋?，F(xiàn)在參見圖4，可以使用模內(nèi)涂層來形成眼科系統(tǒng)400。更具體地，可以使用著色的模內(nèi)涂層403經(jīng)由表面鑄造來顏色平衡諸如已經(jīng)使用適當(dāng)?shù)乃{(lán)光阻擋顏色、染料或其他添加劑染色/著色的單光或多焦點透鏡、晶片或光學(xué)預(yù)成型件的眼科部件401。包括顏色平衡染料的適當(dāng)水平和/或混合物的模內(nèi)涂層403可以被應(yīng)用到凸表面模(即，用于向眼科部件401的凸表面施加涂層403的模(未示出))?？梢栽谕繉?03和眼科部件401之間填充和固化無色單體(monomer)402。固化單體402的處理使得顏色平衡的模內(nèi)涂層將其本身轉(zhuǎn)移到眼科部件401的凸表面。結(jié)果是具有顏色平衡表面涂層的藍(lán)光阻擋眼科系統(tǒng)。模內(nèi)涂層可以例如是防反射涂層或傳統(tǒng)的硬涂層?，F(xiàn)在參見圖5，眼科系統(tǒng)500可以包括兩個眼科部件，一個是藍(lán)光阻擋部件，另一個是顏色平衡部件。例如，第一眼科部件501可以是使用適當(dāng)?shù)乃{(lán)光阻擋顏色染色/著色的后單光或凹表面多焦點透鏡、晶片或光學(xué)預(yù)成型件，以實現(xiàn)期望的藍(lán)光阻擋水平。第二眼科部件503可以是例如使用UV或可見光可固化的粘合劑502結(jié)合或粘結(jié)到后單光或凹表面多焦點透鏡、晶片或光學(xué)預(yù)成型件的前單光或凸表面多焦點透鏡、晶片或光學(xué)預(yù)成型件。 前單光透鏡或凸表面多焦點透鏡、晶片或光學(xué)預(yù)成型件在其與后單光透鏡或凹表面多焦點透鏡、晶片或光學(xué)預(yù)成型件結(jié)合之前或之后可以呈現(xiàn)顏色平衡。如果是之后，則例如通過如上所述的技術(shù)可以使得前單光透鏡或凸表面多焦點透鏡、晶片或光學(xué)預(yù)成型件是顏色平衡的。例如，可以使用防染材料來掩蔽或涂敷后單光透鏡或凹表面多焦點鏡片、晶片或光學(xué)預(yù)成型件，以防止其吸收顏色平衡染料。然后，可以將結(jié)合的后部分和前部分一起置于包含顏色平衡染料的適當(dāng)溶液的加熱色罐中，以允許前部分吸收顏色平衡染料。上述實施例系統(tǒng)的任何一種可以與一個或多個防反射(AR)部件組合。對于圖IA 和IB中所示的眼科透鏡100和150，例如，在圖6中示出這一點。在圖6中，例如涂層的第一 AR部件601被應(yīng)用到后藍(lán)光阻擋元件101的凹表面，并且第二 AR部件602被應(yīng)用到顏色平衡部件102的凸表面。類似地，第一 AR部件601被應(yīng)用到后藍(lán)光阻擋部件103的凹表面，并且第二 AR部件602被應(yīng)用到顏色平衡部件104的凸表面。圖7A-7C示出包括藍(lán)光阻擋部件和顏色平衡部件的進(jìn)一步的示例性系統(tǒng)。在圖7A 中，眼科系統(tǒng)700包括藍(lán)光阻擋部件703和顏色平衡部件704，它們被形成為在透明或基本上透明的眼科透鏡702的前表面上或附近相鄰的但是區(qū)分的涂層或?qū)?。藍(lán)光阻擋部件703 在顏色平衡部件704之后。在透明或基本上透明的眼科透鏡的后表面之上或附近，可以形成AR涂層或其他層701?？梢栽陬伾胶鈱?04的前表面之上或附近形成另一個AR涂層或?qū)?05。在圖7B中，藍(lán)光阻擋部件703和顏色平衡部件704布置在透明或基本上透明的眼科透鏡702的后表面之上或附近。再一次，藍(lán)光阻擋部件703在顏色平衡部件704之后。AR 部件701可以形成在藍(lán)光阻擋部件703的后表面之上或附近。另一個AR部件705可以形成在透明或基本上透明的眼科透鏡702的前表面之上或附近。在圖7C中，藍(lán)光阻擋部件703和顏色平衡部件704分別布置在透明眼科透鏡702 的后表面和前表面之上或附近。再一次，藍(lán)光阻擋部件703在顏色平衡部件704之后。AR 部件701可以形成在藍(lán)光阻擋部件703的后表面之上或附近，并且另一個AR部件705可以形成在顏色平衡部件704的前表面之上或附近。圖8A和8B示出眼科系統(tǒng)800，其中用于阻擋藍(lán)光波長和執(zhí)行顏色平衡的功能可以組合在單個部件803中。例如，該組合功能部件可以阻擋藍(lán)光波長，并且也反射回一些綠色和紅色波長，因此將藍(lán)色中性化，并且消除了在透鏡中出現(xiàn)主色。組合功能部件803可以布置在透明的眼科透鏡802的前表面或后表面之上或附近。眼科透鏡800可以進(jìn)一步包括在透明的眼科透鏡802的前表面或后表面之上或附近的AR部件801。雖然圖7和8描繪了特定實施例的構(gòu)造，但是本領(lǐng)域內(nèi)的普通技術(shù)人員可以明白， 藍(lán)光阻擋部件和顏色平衡部件的定位可以隨材料、制造過程和應(yīng)用而不同。例如，藍(lán)光阻擋部件可以在例如眼科透鏡或光色部件的一個或多個眼科部件之前、之后、與其一體或夾在其間。類似地，顏色平衡部件可以在一個或多個眼科部件之前、之后、與其一體或夾在其間。 而且，藍(lán)光阻擋部件可以相對于顏色平衡部件可變地定位(雖然一些實施例指定藍(lán)光阻擋部件在顏色平衡部件之后)。為了量化顏色平衡部件的效果，觀察由眼科材料的基片反射和/或透射的光可能是有用的。所觀察的光可以被其CIE(x，y)坐標(biāo)表征，以指示觀察的光的顏色；通過將這些坐標(biāo)與入射光的CIE坐標(biāo)作比較，可以確定由于反射/透射導(dǎo)致偏移了多少光的顏色。白光被定義為具有CIE坐標(biāo)(0. 33，0. 33)。因此，所觀察的光的CIE坐標(biāo)越接近(0. 33，0. 33)，則它對于觀察者看起來“越白”。為了表征由透鏡執(zhí)行的色移或平衡，可以將(0.33，0.33)的白光朝向透鏡，并且觀察反射和透射的光的CIE。如果所透射的光具有大約(0. 33，0. 33)的 CIE，則沒有色移，并且通過透鏡觀看的物體具有自然的外觀，S卩，相對于在沒有透鏡的情況下觀察的物體，顏色將不偏移。類似地，如果反射光具有大約(0. 33，0. 33)的CIE，則透鏡將具有自然的美感外觀，即，它對于觀看透鏡或眼科系統(tǒng)的用戶的觀察者而言看起來未著色。 因此，期望透射和反射光具有盡可能接近(0.33，0.33)的CIE。圖9示出用于指示與各種CIE坐標(biāo)對應(yīng)的觀察顏色的CIE圖。參考點900指示坐標(biāo)(0.33，0.33)。雖然該圖的中央?yún)^(qū)域被指定為“白色”，但是一些具有這個區(qū)域中的CIE 坐標(biāo)的光對于觀眾而言看起來會略微著色。例如，對于觀察者而言具有CIE坐標(biāo)(0. 4,0. 4) 的光將看起來是黃色的。因此，為了實現(xiàn)在眼科系統(tǒng)中的中性色外觀，期望由系統(tǒng)透射和/ 或反射的(0. 33，0. 33)光(S卩，白光)在透射/反射后具有盡可能接近(0. 33，0. 33)的CIE 坐標(biāo)。圖9中所示的CIE圖將在此用作參考以示出使用各種系統(tǒng)觀察到的色移，但是為了清楚省略了標(biāo)注區(qū)域。可以通過將染料注塑到基片材料內(nèi)而在眼科透鏡的基片材料中包括吸收染料， 以產(chǎn)生具有特定的光透射和吸收屬性的透鏡。由于通常發(fā)現(xiàn)在卟啉材料中存在索雷譜帶(Soret band)，這些染料材料可以吸收染料的基本峰值波長或較短的諧振波長。示例性眼科材料包括各種玻璃和聚合物，諸如CR-39 、TRTVEX 、聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯 (polymethylmethacrylate)、娃酮(silicone)和含氟聚合物(fluoropolymers)，但是其他材料也可以被使用并且對于各種眼科系統(tǒng)是公知的。僅舉例而言，在圖10-11中示出GENTEX日材料E465透射和吸收。吸收率(A)通過等式A= logio (1/T)與透射率(T)相關(guān)。在該情況下，透射率在0和1之間(0<T<1)。 透射率常常被表達(dá)為百分比，即0%< T < 100%。Ε465染料阻擋小于465的那些波長，并且通常被提供用來以高光密度(0D > 4)來阻擋這些波長。可獲得類似的產(chǎn)品來阻擋其他波長。例如，來自GENTEX的Ε420阻擋比420nm低的波長。其他示例性染料包括卟啉、二萘嵌苯和可以吸收藍(lán)光波長的類似染料?？梢酝ㄟ^減小染料濃度來減少在較短波長處的吸收率。這種和其他染料材料可以在430nm的區(qū)域中實現(xiàn) 50%的透射率。圖12示出聚碳酸酯基片的透射率，該聚碳酸酯基片具有適合于在430nm區(qū)域中吸收的染料濃度并且在420nm-440nm的范圍中有一些吸收。 通過減小染料的濃度并且包括聚碳酸酯基片的效果來實現(xiàn)這一點。后表面在這個點未進(jìn)行防反射涂敷。染料的濃度可以影響眼科系統(tǒng)的外觀和色移。通過減小濃度，可以獲得具有變化的色移程度的系統(tǒng)。在此使用的“色移(color shift)”指的是參考光的CIE坐標(biāo)在眼科系統(tǒng)的透射和/或反射后改變的量。也可以有益的是，由于在通常被感知為白色的各種類型的光(例如，太陽光、白熾燈光和熒光燈光)中的差別，通過系統(tǒng)引起的色移來表征系統(tǒng)。 因此，可以有益的是，基于當(dāng)系統(tǒng)透射和/或反射光時入射光的CIE坐標(biāo)移位的量來表征系統(tǒng)。例如，其中具有(0.33，0.33)的CIE坐標(biāo)的光在透射后變?yōu)榫哂?0.30，0.30)的CIE的光的系統(tǒng)可以被描述為引起(-.03,-.03)的色移，或更一般而言，引起(士0.03，士0.03) 的色移。因此，由系統(tǒng)引起的色移指示光和被觀看的物體對于系統(tǒng)的佩帶者看起來多么“自然”。如下進(jìn)一步所述，已經(jīng)實現(xiàn)了引起小于(士0. 05，士0. 05)至(士0. 02，士0. 02)的色移的系統(tǒng)。在眼科系統(tǒng)中短波長透射的減少可以有益于減少由于諸如A2E的激勵的在眼睛中的光電效應(yīng)導(dǎo)致的細(xì)胞死亡。已經(jīng)表明，將在430士30nm的入射光減少大約50%可以將細(xì)胞死亡減少大約80%。參考例如2004年的J. Cataract Refract. Surg中第30卷第873-78頁中Janet R、Sparrow等人所著的《體外藍(lán)光吸收人工晶狀體和視網(wǎng)膜色素上皮保護(hù)(Blue light-absorbing intraocular lens and retinal pigment epithelium protection in vitro)》，通過引用其整體包含其公開內(nèi)容。進(jìn)一步相信，減少藍(lán)光(諸如在430-460nm范圍中的光)的量5 %這么多可以類似地減少細(xì)胞死亡和/或變性，因此防止或減少諸如萎縮的老年性黃斑變性的情況的不良影響。雖然吸收染料可以用于阻擋不期望的波長的光，但是該染料可能作為副作用在透鏡中產(chǎn)生著色。例如，許多藍(lán)光阻擋的眼科透鏡具有黃色，這往往是不期望的和/或在審美上令人不愉快的。為了補償這種顏色，可以在其中包括吸收染料的基片的一個或兩個表面上應(yīng)用顏色平衡涂層。防反射(AR)涂層(它們是干涉濾光鏡)在商業(yè)眼科涂層業(yè)內(nèi)是成熟的。該涂層通常是幾層，往往少于10層，并且通常用于將來自聚碳酸酯表面的反射減少到小于1%。 在圖13中示出這種在聚碳酸酯表面上的涂層的示例。在圖14中示出這個涂層的顏色圖， 并且觀察到，該顏色非常中性。觀察到總的反射率為0.21%。觀察到反射光具有CIE坐標(biāo) (0. 234,0. 075)；透射光具有 CIE 坐標(biāo)(0. 334,0. 336)。AR涂層可以被應(yīng)用到透鏡或其他眼科裝置的兩個表面，以獲得更高的透射率。在圖15中示出這樣的構(gòu)造，其中，較粗的線1510是AR涂層的聚碳酸酯，并且較細(xì)的線1520 是未涂敷的聚碳酸酯基片。這種AR涂層在總的透射光中提供了 10%的提高。由于在聚碳酸酯基片中的吸收，存在光的一些自然損失。用于這個示例的特定聚碳酸酯基片具有大約 3%的透射率損失。在眼科業(yè)內(nèi)，AR涂層通常被應(yīng)用到兩個表面，以提高透鏡的透射率。在根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)中，AR涂層或其他顏色平衡膜可以與吸收染料組合以允許同時吸收通常在430nm區(qū)域中的藍(lán)色波長光并且提高透射率。如上所述，僅在430nm區(qū)域中的光消除通常導(dǎo)致具有一些殘余偏色(residual color cast)的透鏡。為了在光譜上定制光以實現(xiàn)顏色中性的透射，可以修改AR涂層的至少一個以調(diào)整光的整體透射顏色。在根據(jù)本發(fā)明的眼科系統(tǒng)中，可以對于透鏡的前表面執(zhí)行這個調(diào)整，以建立下面的透鏡結(jié)構(gòu)空氣(與用戶的眼睛最遠(yuǎn))/前凸透鏡涂層/吸收眼科透鏡基片/后凹防反射涂層/空氣(最接近用戶眼睛)。在這樣的構(gòu)造中，除了通常在傳統(tǒng)透鏡中執(zhí)行的防反射功能之外，前涂層可以進(jìn)一步提供光譜定制以補償在基片中的吸收導(dǎo)致的偏色。因此，透鏡可以為透射和反射光提供適當(dāng)?shù)念伾胶狻Ｔ谕干涔獾那闆r下，顏色平衡允許正確的色覺；在反射光的情況下，顏色平衡可以提供適當(dāng)?shù)耐哥R美觀。在一些情況下，顏色平衡膜可以布置在其他眼科材料的兩層之間。例如，可以在眼科材料內(nèi)布置濾光鏡、AR膜或其他膜。例如，可以使用下面的配置
空氣(與用戶的眼睛最遠(yuǎn))/眼科材料/薄膜/眼科材料/空氣(最接近用戶眼睛)。顏色平衡膜也可以是被應(yīng)用到透鏡的外部表面和/或內(nèi)部表面的涂層，諸如硬涂層。也可以是其他構(gòu)造。例如，參考圖3，眼科系統(tǒng)可以包括摻雜了藍(lán)光吸收染料的眼科材料301和一個或多個顏色平衡層302、303。在另一種構(gòu)造中，內(nèi)層301可以是由摻雜了藍(lán)光吸收染料的眼科材料302、303圍繞的顏色平衡層。可以在該系統(tǒng)的一個或多個表面上布置諸如AR涂層的另外的層和/或涂層?？梢悦靼祝绾慰梢栽诶鐓⒖紙D4-8B所述的系統(tǒng)中使用類似的材料和構(gòu)造。因此，諸如AR涂層的光學(xué)膜和/或涂層可以用于細(xì)調(diào)具有吸收染料的透鏡的整體譜響應(yīng)。在可見光譜上的透射率變化是公知的，并且作為光學(xué)涂層中的層的厚度和數(shù)量的函數(shù)來變化。在本發(fā)明中，可以使用一個或多個層來提供譜屬性的所需調(diào)整。在示例性系統(tǒng)中，通過單層的Ti02(常見的AR涂層材料)來產(chǎn)生顏色變化。圖16 示出106nm厚的單層TW2的譜透射率。在圖17中示出這同一層的顏色圖。對于透射光示出的 CIE 顏色坐標(biāo)(x，y)1710 是(0.331,0.345)。反射光具有 CIE 坐標(biāo)(0. 353，0. 251) 1720， 導(dǎo)致紫粉紅色。 改變TiO2層的厚度改變了透射光的顏色，如分別在圖18和19中示出的對于134nm 層的透射譜和顏色圖中所示。在這個系統(tǒng)中，透射光呈現(xiàn)CIE坐標(biāo)(0.362，0.368) 1910，并且反射光具有CIE坐標(biāo)(0.209,0. 2 ) 1920。各種AR涂層的透射屬性及其預(yù)測或估計是本領(lǐng)域中已知的。例如，可以使用各種計算機程序來計算和預(yù)測由已知厚度的AR材料形成的AR涂層的透射效果。示例性非限制性的程序包括可從Thin Film Center公司獲得的 Essential Macleod Thin Films Software、可從 Software Spectra 公司獲得的 TFCaIc 禾口可從 FTG Software Associates 獲得的 Filn^tar Optical Thin Film Software?？梢允褂闷渌椒▉眍A(yù)測AR涂層或其他類似涂層或膜的表現(xiàn)。在根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)中，可以將藍(lán)光吸收染料與涂層或其他膜組合以提供顏色平衡的藍(lán)光阻擋系統(tǒng)。該涂層可以是在前表面上的AR涂層，該AR涂層被修改來校正透射和 /或反射光的顏色。分別在圖20和21中示出示例性AR涂層的透射率和顏色圖。圖22和 23分別示出對于具有藍(lán)光吸收染料而沒有AR涂層的聚碳酸酯基片的透射率和顏色圖。染色的基片在430nm區(qū)域中吸收最強，包括在420-440nm區(qū)域中的一些吸收。染色的基片可以如圖20-21中所示與適當(dāng)?shù)腁R涂層組合，以提高系統(tǒng)的整體透射率。分別在圖24和25 中示出對于具有后AR涂層的染色基片的透射率和顏色圖。AR涂層也可以被應(yīng)用到眼科系統(tǒng)的前部(即，距離系統(tǒng)的佩帶者的眼睛最遠(yuǎn)的表面)，導(dǎo)致分別在圖沈和27中所示的透射率和顏色圖。雖然該系統(tǒng)呈現(xiàn)高透射率并且所透射的光較為中性，但是反射光具有(0.249,0.090)的CIE。因此，為了更徹底地顏色平衡藍(lán)光阻擋染料的效果，可以修改前AR涂層來實現(xiàn)必要的顏色平衡，以產(chǎn)生中性色構(gòu)造。分別在圖觀和四中示出這種構(gòu)造的透射率和顏色圖。在這種構(gòu)造中，可以優(yōu)化透射和反射光以實現(xiàn)中性色?？梢詢?yōu)選的是，內(nèi)部反射光大約為6%。如果反射水平對于系統(tǒng)的佩帶者是煩人的，則可以通過下述方式來進(jìn)一步降低反射率向透鏡基片內(nèi)加入另外不同的吸收染料， 該吸收染料將吸收可見光的不同波長。然而，這種構(gòu)造的設(shè)計實現(xiàn)了顯著的性能，并且滿足在此所述的顏色平衡的藍(lán)光阻擋眼科系統(tǒng)的需要?？偟耐干渎食^90%，并且透射和反射的顏色非常接近中性色白色點。如圖27中所示，反射光具有(0. 334,0. 334)的CIE，并且透射光具有(0.341,0.345)的CIE，這指示很少或沒有色移。在一些構(gòu)造中，前修改的防反射涂層可以被設(shè)計來阻擋要抑制的藍(lán)光波長的 100%。然而，這可能導(dǎo)致對于佩帶者的大約9%至10%的背反射。這個反射水平對于佩帶者會是煩人的。因此，通過將吸收染料組合到透鏡基片內(nèi)，使用前修改的防反射涂層的這種反射，可以實現(xiàn)期望的效果同時將反射率降低到佩帶者樂意接受的水平。由包括一個或多個AR涂層的系統(tǒng)的佩帶者觀察到的反射光可以被減少到8%或更少，或更優(yōu)選地減少到 3%或更少。前AR涂層和后AR涂層的組合可以被稱為電介質(zhì)堆疊，并且可以使用各種材料和厚度來進(jìn)一步改變眼科系統(tǒng)的透射和反射特性。例如，前AR涂層和/或后AR涂層可以由不同厚度和/或材料制成，以實現(xiàn)特定的顏色平衡效果。在一些情況下，用于建立電介質(zhì)堆疊的材料可以不是傳統(tǒng)上用于建立防反射涂層的材料。即，顏色平衡涂層可以校正由基片中的藍(lán)色吸收染料引起的色移，而不執(zhí)行防反射功能。如上所述，濾光鏡是用于藍(lán)光阻擋的另一種技術(shù)。因此，所述的藍(lán)光阻擋部件的任何一種可以是或包括藍(lán)光阻擋濾光鏡，或與藍(lán)光阻擋濾光鏡組合。這樣的濾光鏡可以包括梳狀濾光鏡(rugate filter)、干涉濾光鏡(interference filter)、帶通濾光鏡、帶阻濾光鏡、陷波濾光鏡(notch filter)或二向色濾光鏡(dichroic filter)。在本發(fā)明的實施例中，可以與其他藍(lán)光阻擋技術(shù)相結(jié)合地使用上述藍(lán)光阻擋技術(shù)的一個或多個。僅舉例而言，透鏡或透鏡部件可以利用染料/著色和梳狀陷波濾光鏡來有效地阻擋藍(lán)光。可以在根據(jù)本發(fā)明的眼科系統(tǒng)中采用上面公開的結(jié)構(gòu)和技術(shù)的任何一種，以執(zhí)行對400-460nm或附近的藍(lán)光波長的阻擋。例如，在實施例中，阻擋的藍(lán)光的波長可以在預(yù)定范圍內(nèi)。在實施例中，該范圍可以是430nm士30nm。在其他實施例中，該范圍可以是 430nm士 20nm。在其他實施例中，該范圍可以是430nm士 10nm。在實施例中，眼科系統(tǒng)可以將在上述范圍內(nèi)的藍(lán)光波長的透射率限制到入射波長的基本上90%。在其他實施例中，眼科系統(tǒng)可以將在上述范圍內(nèi)的藍(lán)光波長的透射率限制為入射波長的大體上80 %。在其他實施例中，眼科系統(tǒng)可以將在上述范圍內(nèi)的藍(lán)光波長的透射率限制為入射波長的大體上70%。 在其他實施例中，眼科系統(tǒng)可以將在上述范圍內(nèi)的藍(lán)光波長的透射率限制為入射波長的大體上60%。在其他實施例中，眼科系統(tǒng)可以將在上述范圍內(nèi)的藍(lán)光波長的透射率限制為入射波長的大體上50%。在其他實施例中，眼科系統(tǒng)可以將在上述范圍內(nèi)的藍(lán)光波長的透射率限制為入射波長的大體上40%。在其他實施例中，眼科系統(tǒng)可以將在上述范圍內(nèi)的藍(lán)光波長的透射率限制為入射波長的大體上30%。在其他實施例中，眼科系統(tǒng)可以將在上述范圍內(nèi)的藍(lán)光波長的透射率限制為入射波長的大體上20%。在其他實施例中，眼科系統(tǒng)可以將在上述范圍內(nèi)的藍(lán)光波長的透射率限制為入射波長的大體上10%。在其他實施例中，眼科系統(tǒng)可以將在上述范圍內(nèi)的藍(lán)光波長的透射率限制為入射波長的大體上5%。在其他實施例中，眼科系統(tǒng)可以將在上述范圍內(nèi)的藍(lán)光波長的透射率限制為入射波長的大體上1%。 在其他實施例中，眼科系統(tǒng)可以將在上述范圍內(nèi)的藍(lán)光波長的透射率限制為入射波長的大體上0%。換句話說，眼科系統(tǒng)對于在上述范圍內(nèi)的波長的電磁譜的衰減可以至少是10% 或至少是20%或至少是30%或至少是40%或至少是50%或至少是60%或至少是70%或至少是80%或至少是90%或至少是95%或至少是99%或大體上是100%在一些情況下，可能特別期望過濾藍(lán)光譜的相對較小部分，諸如400nm-460nm區(qū)域。例如，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)阻擋太多的藍(lán)光譜能夠干擾暗視和生理節(jié)律。傳統(tǒng)的藍(lán)光阻擋眼科透鏡通常阻擋寬范圍的藍(lán)光譜的大得多的量，這會對佩帶者的“生物時鐘”造成不良影響并且具有其他不良影響。因此，可能期望阻擋如本文所述的藍(lán)光譜的較窄的范圍?？梢赃^濾相對較小范圍中的相對較少量的光的示例性系統(tǒng)包括阻擋或吸收具有400nm-460nm、410nm-450nm 和 420nm-440nm 波長的光的 5-50%、5_20%和 5-10%。在如上所述選擇性地阻擋藍(lán)光波長的同時，可以通過眼科系統(tǒng)來透射可見光電磁譜的其他部分的至少80%、至少85%、至少90%或至少95%。換句話說，眼科系統(tǒng)對于在藍(lán)光譜之外的波長(例如除了在430nm周圍的范圍中的那些之外的波長)處的電磁譜的衰減可以是20 %或更小、15 %或更小、10 %或更小，并且在其他實施例中是5 %或更小。另外，本發(fā)明的實施例可以進(jìn)一步阻擋紫外線輻射UVA和UVB譜帶以及具有大于 700nm的波長的紅外線輻射。上面公開的眼科系統(tǒng)的任何一種可以包含到眼睛佩戴品(eyewear)內(nèi)，包括外部佩戴的眼睛佩戴品，諸如眼鏡、太陽鏡、護(hù)目鏡或隱形眼鏡。在這樣的眼睛佩戴品中，因為系統(tǒng)的藍(lán)光阻擋部件在顏色平衡部件之后，所以當(dāng)佩戴眼睛佩戴品時藍(lán)光阻擋部件總是比顏色平衡部件更接近眼睛。眼科系統(tǒng)也可以用在如手術(shù)可植入的人工晶狀體這樣的制品中。如在本文使用的，如果部件抑制在波長范圍內(nèi)的至少一些透射而對于在該范圍之外的可見光波長的透射有很小的影響沒有影響，則部件“選擇性地抑制”或“選擇性地過濾” 該波長范圍。例如，如果選擇性濾光鏡過濾400-460nm的波長，則它僅衰減這些波長，并且不衰減其他可見光波長。即使選擇性濾光鏡不衰減所述選擇范圍之外的波長，該濾光鏡也可以在系統(tǒng)中與例如UV濾光鏡、紅外線濾光鏡或引導(dǎo)到不同(盡管可能重疊)的選擇范圍的另一種選擇性濾光鏡的一個或多個其他濾光鏡組合。US 2008/(^91392提供了雙濾光鏡系統(tǒng)的一個實施例，通過引用US 2008/(^91392的整體將其并入本文。在所述選擇波長范圍內(nèi)的衰減可以是在該范圍內(nèi)基本上一致(如在梳狀濾光鏡中那樣)，或可以在該范圍內(nèi)在衰減水平上變化(如在具有吸收峰值的染料中那樣)。類似地，“選擇范圍(selected range)”指示被選擇性濾光鏡衰減的波長范圍?！八{(lán)光波長選擇范圍(selected range of blue light wavelength) ”指的是在400_500nm內(nèi)的藍(lán)光波長的范圍，其不包含400_500nm 的整個范圍。因此，選擇性濾光鏡衰減少于可見光的整個譜，并且優(yōu)選地少于藍(lán)光波長的整個光譜(400-500nm)。一些實施例使用膜來阻擋藍(lán)光。在眼科或其他系統(tǒng)中的膜可以選擇性地抑制在 400nm-460nm范圍內(nèi)的藍(lán)光的至少5 %、至少10 %、至少20 %、至少30 %、至少40 %和/或至少50 %。膜和/或包含該膜的系統(tǒng)可以是顏色平衡的以使得觀察者和/或用戶感知為無色。 根據(jù)本發(fā)明的包含膜的系統(tǒng)可以具有可見光的85%或更好的暗視發(fā)光透射率(scotopic luminous transmission)，并且進(jìn)一步使得透過膜或系統(tǒng)觀看的人具有基本上正常的色覺。圖30示出本發(fā)明的一個示例性實施例。膜3002可以布置在一個或多個基底材料 3001、3003的兩層或區(qū)域之間。如在此進(jìn)一步所述的，膜可以包含選擇性地抑制特定波長的光的染料。該基底材料可以是適合于透鏡、眼科系統(tǒng)、窗或可以布置膜的其他系統(tǒng)的任何材料。在圖31中示出根據(jù)本發(fā)明的示例性膜的光學(xué)透射率特性，其中，阻擋了 430nm士 IOnm范圍中的藍(lán)光的大約50%，同時對可見光譜內(nèi)的其他波長造成最小的損失。 圖31中所示的透射率是示例性的，并且可以明白，對于許多應(yīng)用而言，可能期望選擇性地抑制少于50%的藍(lán)光，并且/或者，所抑制的特定波長可以改變。據(jù)信，在許多應(yīng)用中，可以通過阻擋少于50%的藍(lán)光來減少或防止細(xì)胞死亡。例如，可能優(yōu)選的是，選擇性地抑制在 400-460nm范圍中的光的大約40%，更優(yōu)選地大約30%，更優(yōu)選地大約20%，更優(yōu)選地大約 10%，并且更優(yōu)選地大約5%。選擇性地抑制小量的光可以允許防止由于高能光導(dǎo)致的損害，同時小得足以使得該抑制不對系統(tǒng)用戶的暗視和/或生理節(jié)律產(chǎn)生不良影響。圖32示出根據(jù)本發(fā)明的包含到眼科透鏡3200內(nèi)的膜3201，其中，膜3201被夾在眼科材料3202、3203的層之間。僅舉例而言，眼科材料的前層的厚度在200微米至1，000 微米的范圍內(nèi)。類似地，圖33示出根據(jù)本發(fā)明的示例性系統(tǒng)3300，諸如汽車風(fēng)擋。膜3301可以包含到系統(tǒng)3300內(nèi)，其中它被夾在基礎(chǔ)材料3302、3303的層之間。例如，在系統(tǒng)3300是汽車風(fēng)擋的情況，基礎(chǔ)材料3302、3303可以是通常使用的風(fēng)擋玻璃?？梢悦靼?，在包括視覺、顯示、眼科和其他系統(tǒng)的各種其他系統(tǒng)中，在不偏離本發(fā)明的范圍的情況下可以使用不同的基礎(chǔ)材料。在一個實施例中，可以在相關(guān)發(fā)射的可見光具有很特定的譜的環(huán)境中操作根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)。在這樣的狀態(tài)中，可能期望定制膜的過濾效果，以優(yōu)化該物體透射、反射或發(fā)射的光。這可能是例如所透射、反射或發(fā)射的光的顏色是主要關(guān)心的問題的情況。例如，當(dāng)根據(jù)本發(fā)明的薄膜用在相機閃光燈或閃光燈濾波鏡，或與它們一起使用時，可能期望所感知的圖像或印刷品的顏色盡可能接近真實顏色。又例如，根據(jù)本發(fā)明的膜可以用在觀察病人的眼鏡的背部疾病的儀器中。在這樣的系統(tǒng)中，該膜不干擾視網(wǎng)膜的真實的和觀察的顏色可能是重要的。又例如，特定形式的人工光源可能受益于使用本發(fā)明的膜的波長定制的濾光fe ο在一個實施例中，本發(fā)明的膜可以用在光色的、電色的或可改變著色的眼科透鏡、 窗或汽車風(fēng)擋內(nèi)。這樣的系統(tǒng)可以允許在著色未激活的環(huán)境中防止免受UV光波長、直接太陽光強度和藍(lán)光波長。在這個實施例中，膜的藍(lán)光波長保護(hù)屬性可以起作用，而與著色是否激活無關(guān)。 在一個實施例中，膜可以允許在顏色平衡的同時選擇性地抑制藍(lán)光，并且將具有可見光的85%或更大的暗視發(fā)光透射率。這樣的膜可能對于諸如駕駛眼鏡或運動眼鏡的較低光透射率的使用是有用的，并且由于提高了對比靈敏度而可以提供提高的視覺性能。對于一些應(yīng)用，可能期望根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)選擇性地抑制如在此描述的藍(lán)光，并且在可見光譜上具有小于大約85%，通常是大約80-85%的發(fā)光透射率。這可以是下述情況例如，在系統(tǒng)中使用的基礎(chǔ)材料由于其較高的折射率而抑制跨越整個可見光波長上的更多的光。作為具體示例，高折射率(例如，1.7)透鏡可以反射在波長上的更多的光，導(dǎo)致小于85%的發(fā)光透射率。為了避免、減少或消除在傳統(tǒng)的藍(lán)光阻擋系統(tǒng)中存在的問題，可能期望減少但是不消除光毒性藍(lán)光的透射。眼睛的瞳孔響應(yīng)于以特羅蘭計量的明視視網(wǎng)膜照度，它是視網(wǎng)膜的具有波長相關(guān)的敏感度的入射通量和瞳孔的投影面積的乘積。位于視網(wǎng)膜之前的濾光鏡，不論是否如在人工晶狀體中那樣在眼睛內(nèi)、如在隱形眼鏡或角膜替換中那樣貼附到眼睛或如在眼用透鏡中那樣在眼睛的光路中，都可以減少對于視網(wǎng)膜總的光通量，并且刺激瞳孔擴張，從而補償在現(xiàn)場照度上的減少。當(dāng)暴露到在現(xiàn)場中的穩(wěn)定亮度(luminance)時， 瞳孔直徑通常圍繞隨亮度降低而增大的值波動。由Moon和Spencer在1944年的J. Opt. Soc. Am.第33卷260頁使用下面的用于瞳孔直徑的等式描述的在瞳孔面積和現(xiàn)場照度之間的函數(shù)關(guān)系d = 4. 9-3tanh (Log (L) +1) (0· 1)其中，d以毫米計量，并且L是以cd/m2計量的照度。圖34A示出作為現(xiàn)場照度(cd/ m2)的函數(shù)的瞳孔直徑(mm)。圖34B示出作為現(xiàn)場照度的函數(shù)的瞳孔面積(mm2)。通過國際CIE標(biāo)準(zhǔn)將照度定義為對于波長的視覺靈敏度在光譜上的加權(quán)積分L = Kffl / L。,aVacU 明視 =復(fù)取,譯 0音 (0. 2)其中，對于暗(夜)視，Km'等于1700. 061m/W，對于明(晝)視，Km = 683.21m/ W，并且光譜發(fā)光效率函數(shù)νλ和V/定義了標(biāo)準(zhǔn)明視和暗視觀察者。在例如可從最后于 2007 ^ 8 ^ 8 日 i方 1 白勺 http://webvision. med. Utah. edu/Phychl. html 白勺 Michael Kalloniatis 和 Charles Luu 的《視覺的心理物理學(xué)(Psychophysics of Vision)》的圖 9 中圖示了發(fā)光效率函數(shù)乂，和V/，通過引用該文將其合并于此。人工晶狀體、隱形眼鏡或眼鏡形式的吸收性眼科元件的介入根據(jù)下面的公式減小了照度L = Km / TAL。,AVAcU 明視, 二 Km j T1 Lfi V\dX 暗 (0. 3)其中，Τλ是光學(xué)元件的波長相關(guān)的透射率。在表I中示出了對于現(xiàn)有技術(shù)的藍(lán)光阻擋透鏡的每一個而言在等式1. 3中的積分的值，該值被歸一化為從等式1. 2計算的未濾光的照度值。表 I
參考圖明視比暗視比未濾光1.0001.000Pratt 4300.2800.164Mainster 2005/02432720.8500.775本發(fā)明的系統(tǒng)350.9960.968本發(fā)明的系統(tǒng)36 (實線)0.9930.947本發(fā)明的系統(tǒng)370.9780.951 參考表I，根據(jù)Pratt的眼科濾光鏡將暗視靈敏度減少了其未濾光值的83.6%，根據(jù)等式1. 1該衰減將使得夜視變差并且刺激瞳孔擴張。由Mainster描述的裝置將暗視通量減少了 22. 5 %，這不如Pratt裝置嚴(yán)重，但是仍然很大。相反，根據(jù)本發(fā)明的膜使用吸收性或反射性眼科元件來部分地衰減紫色和藍(lán)色光，同時將暗視照度減少不超過其未濾光的值的15%。令人驚訝地，發(fā)現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)選擇性地抑制期望的藍(lán)光區(qū)域，同時對于明視和暗視有很小的影響或沒有影響。在一個實施例中，二萘嵌苯(C20H12，CAS#198_55_0)以足以在其吸收最大的 437nm處吸收大約三分之二的光的濃度和厚度包含到眼科裝置內(nèi)。在圖35中示出這個裝置的透射譜。由這個濾光鏡導(dǎo)致的照度改變對于暗視觀看條件(scotopic viewing condition)僅是大約3. 2%，并且在明視觀看條件(photopic viewing condition)下是大約0.4%，如表I中顯示。根據(jù)拜爾(Beer)定律，增大裝置中的二萘嵌苯的濃度或厚度降低了每一個波長處的透射率。圖36示出二萘嵌苯濃度是圖6的2. 27倍的裝置的透射譜。雖然這個裝置選擇性地阻擋比圖6中的裝置多的光毒性藍(lán)光，但是它將暗視照度降低了小于 6%，并且將明視照度(scotopic illuminance)降低了小于0.7%。注意，已經(jīng)從圖35和 36的光譜中去除了反射，以僅示出染料的吸收效果。除了二萘嵌苯之外的染料可以在藍(lán)光或大致藍(lán)光波長范圍內(nèi)具有強的吸收率，并且在可見光譜的其他區(qū)域中具有很小的吸收率或沒有吸收率。在圖46中所示的這樣的染料的示例包括基于卟啉、香豆素和吖啶的分子，該分子可以單獨地或組合地使用來提供在 400nm-460nm處降低但是未消除的透射。因此在此所述的方法和系統(tǒng)可以使用基于其他分子結(jié)構(gòu)的類似染料，具有模仿(mimic) 二萘嵌苯、嚇啉、四來基卟啉鎂OfeTMP)、香豆素和吖啶或其衍生物的透射譜的濃度。在一個實施例中，選擇性濾光鏡模仿在此提供的一個或多個示例性染料的透射譜。因此在此提供的染料被用作參考濾光鏡以設(shè)計使用替代材料的類似濾光鏡。濾光鏡可以通過過濾大致相同的波長來模仿參考濾光鏡的透射譜。例如，模仿濾光鏡(mimic filter)可以過濾與參考濾光鏡大致相同的波長范圍，在該范圍的一端或兩端士 1、2、3、4、 5、6、7、8、9、10、15、20、25或30個波長。在另一個實施例中，濾光鏡可以通過將所選擇的波長過濾大約相同的抑制水平來模仿參考濾光鏡的透射譜。例如，參考濾光鏡的最大抑制 (或最小透射)和模仿濾光鏡的最大抑制(或最小透射)可以在彼此的大約1、3、5、7、10、 15、20、25或30%內(nèi)。在另一個實施例中，模仿濾光鏡模仿參考濾光鏡的波長范圍和抑制水平。可以通過在光學(xué)制造領(lǐng)域中實踐的人熟悉的不同方法來完成將根據(jù)本發(fā)明的實施例的染料插入到光路中。該染料可以直接包含在基片內(nèi)，加到聚合物涂層上、吸收到透鏡內(nèi)、包含到包括染料浸漬層的層壓結(jié)構(gòu)中或作為具有染料浸漬的微粒的復(fù)合材料。根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例，可以應(yīng)用在紫色和藍(lán)色譜區(qū)域中部分地反射而在更長的波長處防反射的電介質(zhì)涂層。在諸如紐約的McGraw-Hill公司1989年出版的教科書 《Thin Film Optical Filters))(Angus McLeod著)中總結(jié)了用于設(shè)計適當(dāng)?shù)碾娊橘|(zhì)光學(xué)濾光鏡的方法。在圖37中示出根據(jù)本發(fā)明的對于SiO2和^O2的六層堆疊的示例性透射譜。 再一次參考表I，可以看到，這個光學(xué)濾光鏡阻擋了光毒性的藍(lán)光和紫光，同時將暗視照度降低了小于5 %，并且將明視照度降低了小于3 %。雖然許多傳統(tǒng)的藍(lán)光阻擋技術(shù)試圖抑制盡可能多的藍(lán)光，但是當(dāng)前的研究顯示， 在許多應(yīng)用中，可能期望抑制相對較少量的藍(lán)光。例如，為了防止對于暗視的不期望的影響，可能期望根據(jù)本發(fā)明的眼科系統(tǒng)僅抑制藍(lán)光(即，380-500nm)波長光的大約30%，或更優(yōu)選地僅藍(lán)光的大約20%，更優(yōu)選地大約10%，并且更優(yōu)選地大約5%。據(jù)信，通過抑制藍(lán)光的5%那么多，可以減少細(xì)胞死亡，同時這個程度的藍(lán)光減少對于使用該系統(tǒng)的那些人的暗視和/或生理節(jié)律行為具有很小的影響或沒有影響。如在此使用的，根據(jù)本發(fā)明的選擇性地抑制藍(lán)光的膜被描述為抑制相對于包含該膜的基本系統(tǒng)測量的光量。例如，眼科系統(tǒng)可以使用用于透鏡的聚碳酸酯或其他類似的基底。通常用于這樣的基底的材料可以抑制在可見光波長處的不同量的光。如果根據(jù)本發(fā)明的藍(lán)光阻擋膜被加到該系統(tǒng)，則它可以選擇性地抑制相對于在沒有膜的情況下在相同的波長處透射的光量測量的所有藍(lán)光波長的5 %、10 %、20 %、30 %、40 %和/或50 %。在此公開的方法和裝置可以最小化并且優(yōu)選地消除藍(lán)光阻擋導(dǎo)致的顏色感知上的偏移。由人的視覺系統(tǒng)感知的顏色源自落在具有不同光譜響應(yīng)特性的視網(wǎng)膜色素上的光信號的神經(jīng)處理。為了數(shù)學(xué)地描述顏色感知，通過將三個波長相關(guān)的顏色匹配函數(shù)的乘積與光譜輻照度(spectral irradiance)整合來構(gòu)造顏色空間。結(jié)果是用于表征感知的顏色 WH^h^o BΙ ffl^HM0J^ 1 ^r (Commission Internationale de V eclairage) (CIE)建立的均勻的0Λ a*, b*)顏色空間可以用于表征感知的顏色，雖然基于替代的顏色標(biāo)準(zhǔn)的類似的計算為在顏色科學(xué)領(lǐng)域中的技術(shù)人員熟悉，并且也可以被使用。(IAaW)顏色空間定義了在L*軸上的視亮度(brightness)和在由a*和b*軸定義的平面內(nèi)的顏色。諸如由這個CIE標(biāo)準(zhǔn)定義的均勻顏色空間對于計算和比較應(yīng)用可能是優(yōu)選的，因為該空間的笛卡兒距離與在兩個對象之間的感知的顏色差別的幅度成比例。在本領(lǐng)域中通常認(rèn)可均勻顏色空間的使用，諸如在紐約的Wiley公司1982年出版的《Color Science Concepts and Methods. Quantitative Data and Formulae)) (ffyszecki 禾口 Stiles 著)中所述。根據(jù)在此所述的方法和系統(tǒng)的一種光學(xué)設(shè)計可以使用描述視覺環(huán)境的譜的調(diào)色板。其非限定性示例是蒙賽爾色卡(Mimsell matte)調(diào)色板，其由已經(jīng)通過心理物理學(xué)實驗建立的恰好彼此顯著不同的1，269個彩色瓦片構(gòu)成。在標(biāo)準(zhǔn)照明條件下測量這些瓦片的光譜輻照度。與由在(IAaW)顏色空間中的D65日光發(fā)光體照射的這些瓦片的每一個對應(yīng)的顏色坐標(biāo)的陣列是用于顏色失真的參考，并且示出在圖38中。然后顏色瓦片的光譜輻照度被藍(lán)光阻擋濾光鏡調(diào)制，并且計算新的一組顏色坐標(biāo)。每一個瓦片具有偏移了與0Λ a*,b*)坐標(biāo)的幾何位移對應(yīng)的量的感知顏色。這種計算已經(jīng)被應(yīng)用到I^ratt的藍(lán)光阻擋濾光鏡，其中，平均顏色失真是在(IAaW)空間中的41個最小可覺差(JND)單位。由ft~att 濾光鏡引起的最小失真是19個JND，最大是66，并且標(biāo)準(zhǔn)差是7個JND。在圖39A(頂部) 示出對于全部1，269個顏色瓦片的色移的直方圖?，F(xiàn)在參考圖39B，由Mainster藍(lán)光阻擋濾光鏡引起的色移具有最小值6個JND、平均值19個JND、最大值34個JND以及標(biāo)準(zhǔn)差6個JND。上面描述的使用具有兩個濃度的二萘嵌苯染料或反射濾光鏡的本發(fā)明的實施例可以具有比傳統(tǒng)裝置小得多的色移，不論是被測量為平均、最小或最大失真，如表II中所示。圖40示出對于根據(jù)本發(fā)明的二萘嵌苯染料基片的色移的直方圖，該基片的透射譜示出在圖35中。值得注意的是，觀察到在所有彩色瓦片上的偏移比對于由Mainster和Pratt等描述的傳統(tǒng)裝置的那些低得多并窄得多。例如，仿真結(jié)果顯示，對于根據(jù)本發(fā)明的膜而言， 0Λ a*, b*)偏移了低至12和20個JND，在所有瓦片上的平均偏移低至7-12個JND。
權(quán)利要求
1.一種眼科系統(tǒng)包括至少一個藍(lán)光阻擋部件和至少一個光色部件，其中，所述藍(lán)光阻擋部件連續(xù)地和選擇性地過濾包括大約430nm的波長的藍(lán)光波長選擇范圍，并且其中，所述光色部件在被激活時過濾包括所述藍(lán)光波長選擇范圍之外的波長的可見光。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，在所述激活的系統(tǒng)中在可見光譜上的平均透射率比不活躍的系統(tǒng)中在可見光譜上的平均透射率小至少20%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，在所述激活的系統(tǒng)中所述藍(lán)光波長選擇范圍的平均透射率小于在所述不活躍系統(tǒng)中所述藍(lán)光波長選擇范圍的平均透射率。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，在所述激活的系統(tǒng)中所述藍(lán)光波長選擇范圍的平均透射率在所述不活躍系統(tǒng)中所述藍(lán)光波長選擇范圍的平均透射率的20%內(nèi)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其中，在所述激活的系統(tǒng)中所述藍(lán)光波長選擇范圍的平均透射率在所述不活躍系統(tǒng)中所述藍(lán)光波長選擇范圍的平均透射率的5%內(nèi)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述藍(lán)光阻擋部件不是光色的。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述藍(lán)光阻擋部件選擇性地過濾在所述藍(lán)光波長選擇范圍中的光的至少20 %。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其中，所述藍(lán)光阻擋部件選擇性地過濾在所述藍(lán)光波長選擇范圍中的光的至少50%。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述藍(lán)光波長選擇范圍包括從大約420nm至大約 440nm的波長。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述藍(lán)光波長選擇范圍包括從大約410nm至大約450nm的波長。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述藍(lán)光波長選擇范圍包括從大約400nm至大約460nm的波長。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括至少一個額外的藍(lán)光阻擋部件，所述至少一個額外的藍(lán)光阻擋部件選擇性地過濾包括除了 A2E之外的發(fā)色團的波長選擇范圍。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述系統(tǒng)將對比靈敏度在正弦波光柵測試上增大至少1點。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述不活躍和/或激活的系統(tǒng)具有小于8的黃色指數(shù)。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的系統(tǒng)，其中，所述不活躍和/或激活的系統(tǒng)具有小于5的黃色指數(shù)。
16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，白光在透射穿過所述不活躍和/或激活的系統(tǒng)時具有(0. 33士0. 05，0. 33士0. 05)的 CIE (x, y)坐標(biāo)。
17.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述藍(lán)光阻擋部件包括在二萘嵌苯、嚇啉、香豆素、吖啶、及其衍生物當(dāng)中的至少一種。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的系統(tǒng)，其中，所述藍(lán)光阻擋部件包括二萘嵌苯或其衍生物。
19.根據(jù)權(quán)利要求17所述的系統(tǒng)，其中，所述藍(lán)光阻擋部件包括卟啉或其衍生物。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的系統(tǒng)，其中，所述藍(lán)光阻擋部件包括四萊基卟啉鎂。
21.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述藍(lán)光阻擋部件包括具有大約Ippm至大約 50ppm濃度的藍(lán)光阻擋染料。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的系統(tǒng)，其中，所述藍(lán)光阻擋部件包括具有大約2ppm至大約 IOppm濃度的藍(lán)光阻擋染料。
23.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述光色部件被UVB、UVA、藍(lán)光、可見光和紅外線波長的至少一種激活。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的系統(tǒng)，其中，所述光色部件被UVB、UVA和紅外線波長的至少一種激活。
25.根據(jù)權(quán)利要求23所述的系統(tǒng)，其中，所述光色部件被具有大約380nm至大約410nm 的波長的光激活。
26.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括UV濾光鏡。
27.根據(jù)權(quán)利要求沈所述的系統(tǒng)，其中，所述UV濾光鏡位于所述光色部件之后。
28.根據(jù)權(quán)利要求沈所述的系統(tǒng)，其中，所述UV濾光鏡不將激活所述光色部件的波長過濾到阻止激活的程度。
29.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述系統(tǒng)是眼科透鏡、眼鏡透鏡、隱形眼鏡、人工晶狀體、角膜嵌體、角膜覆蓋、角膜移植片、電激活透鏡、風(fēng)擋或窗。
30.根據(jù)權(quán)利要求四所述的系統(tǒng)，其中，所述系統(tǒng)是眼鏡透鏡。
31.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述光色部件和所述藍(lán)光阻擋的至少一個存在于所述系統(tǒng)各處。
32.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述光色部件和所述藍(lán)光阻擋部件的至少一個在所述系統(tǒng)中的局部。
33.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述藍(lán)光阻擋部件包括藍(lán)光阻擋層，并且/或者所述光色部件包括光色層。
34.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述藍(lán)光阻擋部件在所述光色部件之前。
35.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述藍(lán)光阻擋部件在所述光色部件之后。
36.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述藍(lán)光阻擋部件不與所述光色部件物理接觸。
37.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述藍(lán)光阻擋部件和所述光色部件混合。
全文摘要
提供了眼科系統(tǒng)，其包括光色部件和藍(lán)光阻擋部件。
文檔編號A61B5/103GK102439512SQ201080022639
公開日2012年5月2日 申請日期2010年3月25日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月25日
發(fā)明者喬舒·N·哈德多克, 威廉·可可納斯基, 安德魯·W·伊薩克, 達(dá)斯通 德懷特·P., 文克特拉瑪尼·S·艾耶爾, 羅納德·D·布魯姆, 肖恩·P·麥金尼斯, 邁克爾·B·帕卡德 申請人:高效光學(xué)技術(shù)有限公司