专利名称：：用于选择性光抑制的系统和方法用于选择性光抑制的系统和方法相关申请该申请要求于2006年8月23日提交的美国临时申请No.60/839432、于2006年9月1日提交的美国临时申请No.60/841502和于2006年11月28日提交的美国临时申请No.60/861247的优先权权益，上述申请中的每一个均通过引用而被整体并入这里。
背景技术：
：白内障和黄斑变性被广泛认为是分别由于对人工晶状体和视网膜的光化学损伤而引起的。还己经表明，蓝光暴露加速了葡萄膜黑色素瘤细胞的增殖。在可见光谱中最为活跃的光子具有在380和500nm之间的波长并且被感知为紫色或者蓝色。对所有机制的总结的光毒性的波长依赖性经常被表示成作用光谱，诸如在Mainster和Sparrow的"HowMuchBlueLightShouldanIOLTransmit"(Br.J.Ophthalmol.,2003，v.87，pp.1523-29和图6)中所述。在不具有人工晶状体的眼睛(无晶状体眼)中，具有比400nm更短的波长的光线能够引起损伤。在晶状体眼中，这种光线被人工晶状体吸收并且因此不会对于视网膜光毒性作出贡献，然而它能够引起晶状体的光学退化或者白内障。眼睛的瞳孔对于以特罗兰得(troland)为单位的明视网膜照度作出响应，该照度是视网膜的具有波长依赖敏感度的入射光通量和瞳孔投影面积的乘积。在Wyszecki和Stiles的"ColorScience:ConceptsandMethods.QuantitativeDataandFormulae"(Wiley:NewYork,1982)、特别是第102-107页中描述了这种敏感度。目前的研究指出，在人的一生中，从婴儿时期开始，由于光线与视网膜的相互作用，新陈代谢废弃副产品在视网膜的色素上皮层中积聚。这种新陈代谢废品的特征在于特定的荧光团；最为显著的一种是脂褐质成A2E。已经表明，这种特殊的荧光团被具有大约430纳米的波长的蓝光辐射激发得最为显著。理论上，当这种新陈代谢废物(特别地脂褐质荧光团)的积累的结合已经到达了某积聚水平时达到转折点，当达到特定的年龄阀值时，人体的在视网膜中对某种这样的废物的新陈代谢的生理学能力已经减小，并且具有适当波长的蓝光刺激引起玻璃膜疣形成。玻璃膜疣然后进一步干扰允许适当的营养物到达光感受器的正常的生理/新陈代谢活性，因此对AMD(agerelatedmaculardegeneration:年龄相关的黄斑变性)有贡献。AMD被认为是老年人失明的首要原因。从理论的观点，将发生下面的情况1)从婴儿开始贯穿全部寿命在色素上皮水平内发生废物积累。2)视网膜新陈代谢活性和处理这种废物的能力通常随着年龄而减小。3)黄斑色素通常随着一个人年龄增加而减少，因此过滤掉更少的4)蓝光引起脂褐质变得具有毒性。5)所产生的毒性破坏了色素上皮细胞。已经表明，如果在430士30nm的波长范围内的蓝光的大约50%被阻挡，则由于蓝光引起的细胞死亡可以被降低达80%。例如，在授予Pratt的美国专利No.6955430中披露了尝试改进眼健康而阻挡蓝光的外部眼镜诸如太阳眼镜、眼镜、护目镜和隐形眼镜。目的在于针对这种光毒性光线保护视网膜的其它眼用装置包括眼内和接触透镜。这些眼用装置位于在环境光线和视网膜之间的光学路径中并且通常含有或者涂覆有选择性地吸收蓝色和紫色光线的染料。已知有尝试通过阻挡蓝光而降低色差的其它透镜。通过包括角膜、人工晶状体、水状液和玻璃状液的屈光介质的光学色散引起色差。与具有更长波长的光线相比，蓝光被这种色散聚焦在不同的像平面上，从而导致全色图像的散焦。在授予Patel等人的美国专利No.6158862、授予Jinkerson的美国专利No.5662707、授予Johansen的美国专利No.5400175和授予Johansen的美国专利No.4878748中描述了传统的蓝色阻挡透镜。用于降低屈光介质的蓝光暴露的传统方法通常完全地排除低于阀值波长的光线，同时还减少处于更长波长的光线暴露。例如，在授予Pratt的美国专利No.6955430中描述的透镜透射小于40%波长为650nm的入射光线，如所述Pratt的美国专利6955430的图6中所示。Johansen和Diffendaffer在美国专利No.5400175中披露的蓝光阻挡透镜类似地在整个可见光谱内衰减光线大于60%,如该专利图3中所示。平衡被阻挡蓝光的范围和量可能是困难的，因为阻挡和/或抑制蓝光影响色彩平衡、在通过光学装置观察时的色觉以及其中光学装置所被感知的颜色。例如，射击眼镜呈现出亮黄色并且阻挡蓝光。当观望蓝色天空时，射击眼镜经常使得特定颜色变得更加明显，从而允许射击者更快地并且更加准确地看见所被瞄准的目标。虽然这对于射击眼镜而言效果良好，这对于很多眼用应用而言将是不可接受的。已经发现，传统的蓝色阻挡降低了可见透射，而这刺激瞳孔扩大。瞳孔扩大增加了到达包括人工晶状体和视网膜的眼镜的内部结构的光的通量。因为到达这些结构的照射通量随着瞳孔直径的平方而增加，阻挡一半的蓝光但是具有降低的可见透射并且将瞳孔直径从2mm松弛到3mm的透镜将实际上将到达视网膜的蓝色光子的量增加了12.5%。针对光毒性光线的视网膜保护依赖于在视网膜上撞击的这种光的量，而这依赖于屈光介质的透射性质并且还依赖于瞳孔的动态孔径。到目前为止的以前的工作对于瞳孔在预防光毒性蓝光方面没有相关报道。传统的蓝色阻挡的另一个问题在于，它能够减弱夜视。与对于亮光或者亮视觉(phot叩icvision)相比，蓝光对于低光线水平或者暗视觉(scotopicvision)而言更加重要，在用于暗和亮视觉的光敏度谱中定量地表达了这个结果。光化学和氧化反应引起通过人工晶状体组织对于400至450nm光线的吸收随着年龄而自然地增加。虽然在视网膜上负责低光线视觉的杆状光感受器的数目也随着年龄而减少，但是对于减弱夜视来说，通过人工晶状体的吸收的增加是重要的。例如，暗视觉敏感度在53岁年龄的人工晶状体中降低33%并且在75岁年龄的晶状体中降低75%。在Mainster和Sparrow的"HowMuchBlueLightShouldanIOLTransmit"(Br.J.Ophthalmol.，2003，v.87，pp.1523-29)中进一步描述了在视网膜保护和暗视敏感度之间的平衡关系。关于蓝色阻挡的传统方案还可以包括切断或者高通滤光片将低于规定的蓝色或者紫色波长的透射降为零。例如，低于阀值波长的全部光线均可以被完全地或者几乎完全地阻挡。例如，Mainster和Mainster的美国公开专利申请No.2005/0243272,"IntraocularLensesShouldBlockUVRadiationandVioletbutnotBlueLight"(Arch.Ophthal.，v.123，p.550(2005))中描述了阻挡低于400和450nm之间的阀值波长的全部光线。这种阻挡可能是不需要的，因为随着长通滤波器的边缘移位到更长波长时，瞳孔扩大发生作用以增加总通量。如前所述，这能够降低暗视敏感度并且增加了颜色失真。
发明内容提供一种膜，其能够被包括在广泛范围的系统中或者系统以阻挡和/或选择性地抑制蓝光波长而不引起不可接受的色移。这样的装置可以包括窗户、汽车挡风玻璃、透镜包括眼用透镜诸如眼镜用透镜、隐形眼镜、人工晶状体和电活性透镜、角膜嵌体、能够被应用于照相机闪光灯、荧光灯、LED灯、其它形式的人工光(或者灯丝外罩或者固定件自身)的专用滤光片、诸如视网膜镜、检眼镜、眼底照相机、生物显微镜和用于观察人眼的其它形式的器械的眼科器械、计算机监视器、电视机屏幕、灯标和由此发射或者透射蓝光的任何其它物品。当被包括于透镜中吋，该膜可以提供用于大部分或者所有的眼镜透镜的大部分或者所有的着色的缺乏或者均匀着色。该膜可以阻挡和/或选择性地抑制至少5%、至少10%、至少20%、至少30%、至少40%和/或至少50%的380到500nm的波长范围中的蓝光，并且可被色彩平衡以允许对于观察该膜或者系统的观看者而言，该膜和结合有该膜的系统被感知成是无色的。结合根据本发明的膜的系统还可以具有所有可见光的85%或者更高的亮视光透射比，并且允许结合有该膜的系统的使用者和/或观察者通过该系统而具有几乎正常的色觉。在这里描述的装置和系统可以减少到眼的内部结构的蓝光的通量，同时降低或者最小化由于降低光透射比而引起的瞳孔放大。在这里描述的方法和系统还可以减小、最小化或者消除在执行蓝色阻挡的透镜中的色彩失真。特定装置可以利用基本无色的透镜保护视网膜健康，当在透镜配戴者的脸面上被观察时，该透镜不会引起容貌上色移。在这里描述的装置和系统还可以通过防止用来增加到黄斑的蓝色和其它光子通量的瞳孔放大而保护人视网膜不受光毒性蓝光损伤。眼睛内部和/或外部的吸收性、反射性或者混合吸收性和反射性的滤光元件可以阻挡来自眼睛的像平面的一些而不是所有的蓝光。通过允许一些蓝光到达视网膜平面，在这里描述的装置和方法可以在低的光线水平(暗视或者夜视)保持敏感度，减轻由于蓝色滤光而引起的色彩失真并且减少当通过蓝色滤光装置观察配戴者的脸面时配戴者脸的容貌上的不想要的色调。图1示出根据本发明的眼用装置。图2示出根据本发明的示例性膜的光学透射特性。图3示出根据本发明的示例性眼用系统。图4示出根据本发明的示例性系统。图5A示出作为场照度的函数的瞳孔直径。图5B示出作为场照度的函数的瞳孔面积。图6示出掺杂有二萘嵌苯染料的根据本发明的膜的透射率谱，其中浓度和路径长度的乘积在大约437nm处产生大约33°/。的透射比。图7示出根据本发明的膜的透射率谱，其中二萘嵌苯浓度是图6中所示的大约2.27倍。图8示出根据本发明的对亍Si02和Zr02的六层叠层的示例性透射率谱。图9示出对应于在(L*，a*，b*)颜色空间中利用预定的照明照亮的孟塞尔片(Munselltiles)的参考颜色坐标。图10A示出对于用于相关的滤光片的孟塞尔颜色片(Munsellcolortiles)的色移的柱状图。图10B示出由相关的蓝色阻挡滤光片引起的色移。图11示出关于根据本发明的二萘嵌苯染色的基质的色移的柱状图。图12示出根据本发明的系统的透射率谱。图13示出总结在日光中对于孟塞尔片根据本发明的装置的颜色失真的柱状图。图14A-14B示出来自不同种族的对象的皮肤反射率谱的代表性系列。图15示出关于白种人对象的示例性皮肤反射率谱。图16示出关于根据本发明的各种透镜的透射率谱。图17示出根据本发明的示例性染料。图18示出根据本发明的具有硬质涂层的眼用系统。具体实施例方式根据本发明，在眼用或者其它系统中的膜可以选择性地抑制至少5%、至少10%、至少20%、至少30%、至少40%和/或至少50%的在400nm-460nm范围内的蓝光。如在这里所使用地，如果膜在某范围内至少抑制了一些透射，而对于该范围之外的可见波长的透射具有很少或者没有效果，那么所述膜"选择性地抑制"某波长范围。膜和/或结合该膜的系统可以被颜色平衡以允许被观察者和/或使用者感知成是无色的。结合根据本发明的膜的系统可以具有可见光的85%或者更好的暗视透射比，并且进一步允许在通过该膜或者系统观望时具有几乎正常的色觉。图1示出本发明的示例性实施例。膜102可以被置于一种或者多种基础材料IOI、103的两个层或者区域之间。如在这里进一步描述地，该膜可以含有选择性地抑制某波长的光线的染料。所述基础材料或者材料可以是适用于透镜、眼用系统、窗户或者其中可以放置膜的其它系统的任何材料。在图2中示出根据本发明的示例性膜的光学透射特性，其中大约50%的在430nm士10nm范围中的蓝光被阻挡，同时对于可见光谱中的其它波长引起最小的损失。图2中所示的透射是示例性的，并且可以理解，对于很多应用而言，可能需要选择性地抑制小于50%的蓝光，和/或被抑制的特定波长可以改变。相信在很多应用中，可以通过阻挡小于50%的蓝光而减少或者防止细胞死亡。例如，可能优选地是，选择性地抑制大约40%、更加优选地大约30%、更加优选地大约20%、更加优选地大约10%并且更加优选地大约5。/。的在400-460nm范围中的光线。选择性地抑制更小的量的光线可以允许防止由于高能光线而引起损伤，同时足够的最小化使得所述抑制不会不利地影响系统的使用者的暗视和/或生理节奏周期(circadiancycle)。图3示出根据本发明的在眼用透镜300中结合的膜301，其中它被夹在眼用材料302、303的层之间。仅仅作为示例，眼用材料前层的厚度在200微米到IOOO微米的范围中。类似地，图4示出根据本发明的示例性系统400，诸如汽车挡风玻璃。膜401可以被结合在系统400中，其中它被夹在基础材料402、403的层之间。例如，当系统400是汽车挡风玻璃时，基础材料402、403可以是如通常使用的风挡玻璃。可以理解，在各种其它系统中，包括视觉、显示、眼用和其它系统，在不偏离本发明的范围的情况下，可以使用不同的基础材料。在实施例中，可以在有关的发射的可见光具有非常特定的光谱的环境中操作根据本发明的系统。在这种状况中，可能需要定制膜的过滤效果以优化通过物品透射、反射或者发射的光。可能存在下述情况，例如透射、反射或者发射的光线的颜色是首要考虑的。例如，当根据本发明的膜被用在照相机闪光灯或者闪光灯滤光片中或者和照相机闪光灯或者闪光灯滤光片一起使用时，对于图像或者打印的被感知的颜色来说，可能需要尽可能地接近真实颜色。作为另一示例，可以在用于观察患者眼睛背面查找疾病的仪器中使用根据本发明的膜。在这种系统中，可能重要的是，膜不影响视网膜的真实的和被观察到的颜色。作为另一示例，特定形式的人工灯可以受益于利用该创造性膜的波长定制的滤光片。在一个实施例中，该创造性膜可以被用在光致变色、电致变色或者可变色眼用透镜、窗户或者汽车挡风玻璃中。这种系统可以允许在未进行(active)着色的环境中针对UV光线波长、直射阳光强度和蓝光波长提供保护。在该实施例中，膜的蓝光波长保护属性可以是有效的，而与是否进行(active)着色。在实施例中，膜可以允许选择性抑制蓝光同时被颜色平衡并且将具有85%或者更高的可见光的暗视透射比。这种膜可以对于诸如驾驶眼镜或者运动眼镜的较低光线透射用途是有用的，并且由于增加的对比敏感度，可以提供增加的视觉性能。对于一些应用，可能需要根据本发明的系统如在这里所描述的那样选择性地抑制蓝光，并且在全部可见光谱上具有小于大约85%、通常大约80-85%的透射比。可能存在以下情形，例如，在该系统中使用的基础材料由于它的更高折射率而在所有可见波长上抑制更多的光线。作为特定示例，高折射率(例如，1.7)的透镜可以在全部波长上反射更多光线，从而导致小于85%的透射比。为了避免、减轻或者消除在传统的蓝色阻挡系统中存在的问题，可能需要减少而不是消除光毒性蓝光的透射。眼镜的瞳孔对于以特罗兰得(troland)为单位的亮视网膜照度作出响应，该照度是视网膜的具有波长依赖敏感度的入射光通量与瞳孔的投影面积的乘积。置于视网膜前面的滤光片，无论是在眼睛内部如在人工晶状体中、附着到眼睛如在隐形眼镜或者角膜替代物中，或者还是在眼睛的光学路径中如在眼镜透镜中，均可以减小到视网膜的总的光线通量并且刺激瞳孔放大，并且因此对于场照度的降低作出补偿。当在场中被暴露于稳态亮度时，瞳孔直径通常围绕随着亮度的降低而增加的数值波动。由Moon禾卩Spencer在J.Opt.Soc.Am.v.33，p.260(1944)中使用下面的等式描述的瞳孔面积和场照度之间的函数关系对于瞳孔直径<formula>formulaseeoriginaldocumentpage13</formula>其中d单位为毫米并且L是单位为cd/n^的照度。图5A示出作为场照度(cd/m2)的函数的瞳孔直径(mm)。图5B示出作为场照度的函数的瞳孔面积(mm2)。国际CIE标准将照度定义为视觉敏感度在波长上的光谱加权积分"、JXa^亮视丄'=Ia.乂&w;i暗视(0.2)其中，对于暗(夜)视，《等于1700.06lm/W，对于亮(昼)视，Km=683.21m/W并且光谱发光效率函数V,和g定义标准的亮视和暗视观察者。例如在通过引用而被结合于此的可从2007年8月8日最后访问白勺http:〃webvision.med.utah.edu/Phychl.html获得白勺MichaelKalloniatis禾口CharlesLuu的"PsychophysicsofVision"白勺图9中示出发光效率函数Va和K,'。以人工、接触或者眼镜透镜的形式插入的吸收性眼用元件根据公式减小照度丄=《JX丄^j^^a亮视Z'=《,J"l^M^>a暗视(0.3)其中L是光学元件的波长依赖的透射比。在表格I中示出对现有技术蓝色阻挡透镜被中的每一个根据等式1.2计算的未滤光的照度值归一化的用于等式1.3中的积分的值。表格I参考图亮视比率暗视比率未滤光的1.0001.000Pratt的6955430专利0.2800.164Mainster2005/02432720.8500.775本系统60.9960.968本系统7(实线)0.9930.947本系统80.9780.951参考表格I，根据Pratt的眼用滤光片将暗视敏感度减小了其未滤光的值的83.6%，根据等式l.l，这种衰减将降低夜视觉并且刺激瞳孔放大。Mainster描述的装置将暗视通量降低22.5%,这没有Pratt装置那么严重，但是仍然是显著的。相反，根据本发明的膜使用吸收性或者反射性眼用元件部分地衰减紫光和蓝光同时将暗视照度减小不大于其未滤光的值的15%。令人惊讶地，根据本发明的系统选择性地抑制了需要的区域的蓝光，同时对于亮视和暗视具有很小甚至不具有任何影响。在实施例中，二萘嵌苯(CMH12，CAS#198-55-0)以足以吸收在其437nm吸收最大值的三分之二的光的浓度和厚度被结合到眼用装置中。在图6中示出这种装置的透射率谱。如表格I中所示，由于这个滤光片引起的照度变化对于暗视观看条件仅仅是大约3.2°/。并且在亮视观看条件下是大约0.4%。根据比尔(Beer)定律，增加该装置中的二萘嵌苯的浓度或者厚度降低了在每一个波长下的透射。图7示出具有是用于图6的浓度的2.27倍的浓度的二萘嵌苯的装置的透射率谱。虽然这个装置比图6中的装置选择性地阻挡更多的光毒性蓝光，但是它将暗视照度降低小于6。/。并且将亮视照度降低小于0.7%。注意已经从图6和7中的光谱去除反射从而仅仅示出染料的吸收效果。除了二萘嵌苯之外的染料可以在蓝色或者大致蓝色波长范围中具有强吸收性而在可见光谱的其它区域中具有很小的或者不具有吸收性。在图17中示意的这种染料的示例包括n卜啉、香豆素和吖啶基分子，它们可以被单独或者组合地使用以提供在400nm-460nm处的降低的但是未被消除的透射。因此在这里描述的方法和系统可以使用仿照二萘嵌苯、卟啉、香豆素和吖啶的透射率谱的浓度的基于其它分子结构的类似染料。可以通过光学制造
技术领域：
中技术人员所熟悉的各种方法完成根据本发明实施例的染料到光学路径中的插入。染料可以被直接地结合到基质中、被添加到聚合物涂层、被吸收到透镜中、被结合于包括染料注入层的层叠结构中，或者作为具有染料注入微粒的复合材料。根据本发明的另一个实施例，可以涂覆在紫色和蓝色光谱区域中具有部分反射性并且在更长波长下具有抗反射性的电介质涂层。在教科书诸如AngusMcLeod的"ThinFilmOpticalFilters"(McGraw-Hill:NY，1989)中总结了用于设计适当电介质光学滤光片的方法。在图8中示出根据本发明的对于Si02和&02的六层叠层的示例性透射率谱。再次参考表格I，可以看出这种光学滤光片阻挡光毒性蓝色和紫色光线，同时将暗视照度降低小于5%并且将亮视照度降低小于3°/。。虽然很多传统的蓝色阻挡技术试图抑制尽可能多的蓝光，但是目前的研究显示，在很多应用中，可能需要抑制较少量的蓝光。例如，为了防止对于暗视的不想要的影响，根据本发明的眼用系统可能需要抑制仅仅大约30%的蓝色(即，380-500nm)波长光线，或者更优选地仅仅大约20%的蓝光、更加优选地大约10%，并且更加优选地大约5%。相信通过抑制仅5%的蓝光可以减少细胞死亡，而这种蓝光降低程度对于使用该系统的那些人的暗视觉和/或生理节奏行为具有很小的或者不具有任何影响。如在这里所使用地，根据本发明的选择性地抑制蓝光的膜被描述为抑制与结合有该膜的基础系统相关地测量的光线的量。例如，眼用系统可以将聚碳酸酯或者其它类似的基础材料用于透镜。通常被用于这种基础的材料可以抑制处于可见波长下的各种量的光线。如果根据本发明的蓝色阻挡膜被添加到该系统，则它可以选择性地抑制全部蓝色波长中的5%、10%、20%、30%、40%和/或50%，所述全部蓝色波长是与在不存在该膜时以相同波长透射的光线的量相关地测量的。在这里所披露的方法和装置可以最小化并且优选地消除由于蓝色阻挡而引起的色感偏移。由落在具有不同的光谱响应特征的视网膜色素上的光线信号的神经处理产生由人视觉系统感知到的颜色。为了在数学上描述颜色感知，通过对三种波长依赖性颜色匹配函数与光谱照度的乘积积分而构造彩色空间。结果是表征所感知颜色的三个数字。已由国际照明委员会(CommissionInternationaledeL'eclairage)(C正)建立统一的(L*，a*，b*)颜色空间可以被用于表征所感知颜色，尽管基于替代的颜色标准的类似的计算对于颜色科学领域的技术人员来说是熟悉的并且也可以被使用。(L*，a*，b*)颜色空间在L"由线上定义亮度并且定义在由^和b,由线限定的平面内的颜色。对于计算和对照应用而言，诸如由这种CIE标准定义的统一的颜色空间可能是优选的，因为该空间的笛卡尔距离与在两个对象之间感知到的颜色差异的大小成比例。在本
技术领域：
中，使用统一的颜色空间通常是被认可的，诸如在Wyszecki和Stiles的"ColorScience:ConceptsandMethods.QuantitativeDataandFormulae"(Wiley:NewYork,1982)中所描述的。根据在这里描述的方法和系统的光学设计可以使用描述视觉环境的光谱调色板。它的一个非限制性示例是孟塞尔褪光颜色调色板(Munsellmattecolorpalette)，它由已经通过心理学实验建立从而刚好能够被相互感觉为不同的1269个彩色片构成。在标准照明条件下测量这些片的光谱照度。在(L*，a*，b*)颜色空间中对应于利用D65日光照明照亮的这些片中的每一个的颜色坐标的阵列是用于颜色失真的基准并且被示于图9中。然后利用蓝色阻挡滤光片调制颜色片的光谱照度并且计算出新的颜色坐标组。每一片均具有以对应于(L*，a*，b*)坐标的几何位移的量而偏移的被感知的颜色。这种计算己被应用于Pratt的蓝色阻挡滤光片，其中在(L*，a*，b*)空间中平均颜色失真为41最小可觉差(JND)单位。由Pratt滤光片引起的最小失真是19JND，最大为66，并且标准偏差为7JND。在图10A中(顶部)示出关于所有的1269个颜色片的色移的柱状图。现在参考图IOB，由Mainster蓝色阻挡滤光片引起的色移具有的最小数值为6，平均值为19，最大值为34，并且标准偏差为6JND。如在表格II中所示意地，无论是测量为平均、最小还是最大失真，上述使用两种浓度的二萘嵌苯染料或者反射性滤光片的本发明的实施例均可以具有比传统的装置基本上更小的色移。图11示出关于根据本发明的二萘嵌苯染色的基质的色移的柱状图，所述基质的透射率谱在图6中示出。注意，在所有颜色片上，都观察到色移基本比Mainster、Pratt等所描述的传统装置更低并且更窄。例如，对于根据本发明的膜，示出的模拟结果低至12和20JND的(L*，a*，M)色移，并且在所有片上的平均色移低至7-12JND。表格II<table>tableseeoriginaldocumentpage18</column></row><table>在实施例中，反射性和吸收性元件的组合可以过滤有害蓝色光子，同时保持较高透射比。这可允许根据本发明的系统避免或者减小瞳孔放大、保护或者防止损害夜视，并且减少颜色失真。这种方案的示例将图8中所示的电介质叠层与图6的二萘嵌苯染料相结合，从而产生图12中所示的透射率谱。观察到该装置具有97.5%的亮视透射比(photopictransmission)、93.2%的日音视透身寸比(scotopictransmission)禾口IIJND的平均色移。在图13中示出总结的在日光中对于孟塞尔片的这种装置的颜色失真的柱状图。在另一实施例中，一种眼用滤光片位于眼睛外部，例如眼镜透镜、护目镜、罩等。当使用传统的滤光片时，当被外部观察者观察时，配戴者脸的颜色可被透镜着色，即，当被另一个人观察时，面色或者肤色通常被蓝色阻挡透镜偏移。伴随蓝光吸收的这种黄色变色经常在容貌方面是不想要的。用于最小化这种色移的处理与上面关于孟塞尔片所描述的相同，并且使用配戴者皮肤的反射率被孟塞尔颜色片的反射率替代。皮肤颜色是色素沉着、血流和照明条件的函数。在图14A-B中示出来自不同种族的对象的一系列代表性皮肤反射率谱。在图15中示出关于白种人对象的示例性皮肤反射率谱。在日光(D65)照明中这种皮肤的(L*，a*，b*)颜色坐标是(67.1，18.9，13.7)。插入Pratt蓝色阻挡滤光片将这些颜色坐标改变为(38.9，17.2，44.0)，色移为69JND单位。Mainster蓝色阻挡滤光片将颜色坐标移动17个JND单位到(62.9，13.1，29.3)。通过对比，如在这里描述的二萘嵌苯滤光片引起仅仅6JND的色移，或者Mainster滤光片的色移的三分之一。使用各种蓝色阻挡滤光片在日光照明下示例性白种人皮肤的面容色移的总结示于表格III中。在表格I中示出的数据被归一化以消除由基础材料引起的任何影响。表格III<table>tableseeoriginaldocumentpage19</column></row><table>在实施例中，照明可以被过滤以减少而不是消除到视网膜的蓝光通量。这可以使用在这里描述的原理在视场和照明源之间利用吸收性或者反射性元件而实现。例如，可以利用含有二萘嵌苯的膜覆盖建筑物窗户从而窗户的透射率谱匹配图6中所示的透射率谱。当与未被涂覆的窗户相比时，这种滤光片通常将不会引起瞳孔扩大，当外部曰光透过它时，它也不会引起可觉察到的色移。根据本发明的蓝色滤光片可以被用在诸如荧光、白炽、弧光、闪光和二极管灯、显示器等的人造照明上。各种材料可以被用于制造根据本发明的膜。两种这样的示例性材料是聚乙烯醇(PVA)和聚乙烯醇縮丁醛(PVB)。在PVA膜的情形中，它可以通过多乙酸乙烯酯的部分或者完全水解以去除乙酸酯基来制备。由于有益的膜形成、乳化和粘附性质，PVA膜可能是理想的。另外，PVA膜具有高的抗拉强度、挠性、高温稳定性，并且提供优良的氧气屏障。可以利用聚乙烯醇在正丁醛中的反应制备PVB膜。PVB可以适用于要求高强度、透光性、挠性和韧度的应用。PVB还具有优良膜形成和粘附性质。PVA、PVB和其它适当的膜可以被从溶液挤出、成型、旋转涂覆并且然后固化，或者浸渍涂覆并且然后固化。也可以使用在本
技术领域：
中已知的其它制造方法。存在几种方式用以结合形成需要的膜光谱曲线所需的染料。示例性染料结合方法包括气相沉积、在膜内化学交联、在小的聚合物微型球体中溶解并且然后集成于膜中。在商业上可以从包括Keystone、BPI&Phantom的公司获得适合的染料。眼镜透镜的主要染色是在透镜已经被从制造商一方运输过来之后完成的。因此，可能期望在透镜自身的制造期间结合蓝色吸收染料。为此，滤光和颜色平衡染料可以被结合到硬质涂层和/或关联底涂层中，这促进了硬质涂层到透镜材料的粘附性。例如，底涂层和关联的硬质涂层经常在制造工艺的结束时被添加到眼镜透镜或者其它眼用系统的顶层从而为成品提供额外的耐久性和抗划伤性。该硬质涂层通常是系统的最外层，并且可以被置于系统的前表面、后表面或者前和后表面上。图18示出具有硬质涂层1803及其关联的粘附性增强底涂层1802的示例性系统。可从制造商诸如Toku拜a、UltraOptics、SDC、PPG，和LTI获得示例性硬质涂层和粘附性增强底涂层。在根据本发明的系统中，蓝色阻挡染料和颜色平衡染料均可以被包括在底涂层1802中。蓝色阻挡和颜色平衡染料均还可以被包括在硬质涂层1803中。染料无需被包括在同一涂层中。例如，蓝色阻挡染料可以被包括在硬质涂层1803中，并且颜色平衡染料被包括在底涂层1802中。颜色平衡染料可以被包括在硬质涂层1803中并且蓝色阻挡染料被包括在底涂层1802中。可以使用在本
技术领域：
中己知的方法沉积根据本发明的底涂层和硬质涂层，包括旋转涂覆、浸渍涂覆、喷射涂覆、蒸发、溅射和化学气相沉积。要被包括于每一个层中的蓝色阻挡和/或颜色平衡染料可以与该层同时地被沉积，诸如染料被溶解于液体涂覆材料中并且所得到的混合物被涂覆到该系统。染料还可以在分离的工艺或者子工艺中沉积，诸如在涂层被固化或者被干燥或者被涂覆之前将染料喷射到表面上。硬质涂层和/或底涂层可以执行功能并且实现在这里描述的关于膜的益处。特别地，涂层可以选择性地抑制蓝光，同时维持需要的亮视觉、暗视觉、生理节奏和光毒性水平。如在这里描述的硬质涂层和/或涂底涂层还可以被以任何的和各种组合的方式在结合如在这里描述的膜的眼用系统中使用。作为特定示例，眼用系统可以包括选择性地抑制蓝光的膜和提供颜色校正的硬质涂层。实验如在图16中所示，制造具有整合的膜的聚碳酸酯透镜，其中该膜带有变化的浓度的蓝色阻挡染料，并且测量每一个透镜的透射率谱。使用在2.2mm的透镜厚度下35、15、7.6和3.8ppm(基于重量)的二萘嵌苯浓度。在表格IV中示出对于每一个透镜计算出的各种测量量，其中的参考标记对应于图16中的参考数字。因为根据Beer定律，光的选择性吸收主要依赖于染料浓度和涂层厚度的乘积，因此相信与膜相结合或者替代膜地使用硬质涂层和/或底涂层可实现可比较的结果。表格IV透镜参考亮视比暗视比生理节光毒性标记率(v,)率(v'o奏比率(M'x)比率(Bx)未滤光的光线100.0%100.0%100.0%100.0%(无透镜)聚碳酸酯透镜161087.5%87.1%74.2%85.5%(无染料)3.8ppm(2.2mm)162088.6%86.9%71.0%78.8%7.6ppm(2.2mm)163087.0%84.1%65.9%71.1%15ppm(2.2mm)164088.3%83.8%63.3%63.5%35ppm(2.2mm)165087.7%80.9%61.5%50.2%除35ppm染色的透镜以外，在表格IV和图16中描述的所有透镜均包括通常用于眼用透镜系统中的UV染料以抑制低于380nm的UV波长。亮视比率描述正常的视觉，并且被作为滤光片透射率谱和V,(亮视视觉敏感度)的积分除以未滤光的光线和相同敏感度曲线的积分来计算。暗视比率描述微弱照明条件中的视觉并且被作为滤光片透射率谱和V',(暗视觉敏感度)的积分除以未滤光的光线和相同敏感度曲线的积分来计算。生理节奏比率(circadianratio)描述光线对于生理节奏(circadianrhythm)的影响，并且被作为滤光片透射率谱和M、(褪黑激素抑制敏感度)的积分除以未滤光的光线和相同敏感度曲线的积分来计算。光毒性比率描述由于暴露于高能光线而对眼睛引起的损伤，并且被作为滤光片透射和(有晶状体(phakic)UV蓝色光毒性)的积分除以未滤光的光线和相同敏感度曲线的积分来计算。用于计算这些值的响应函数对应于在Mainster和Sparrow的"HowMuchBlueLightShouldanIOLTransmit"(Br.J.Ophthalmol.，2003，v.87，pp.1523-29)、Mainster白勺"IntraocularLensesShoudBlockUVRadiationandVioletbutnotBlueLight"(Arch.Ophthal.，v.123，p.550(2005))禾[lMainster白勺"VioletandBlueLightBlockingIntraocularLenses:Photoprotectionvs.Photoreception"(Br.J.Ophthalmol,2006，v.90，pp.784-92)中所披露的内容。对于一些应用，不同的光毒性曲线是适当的，但是计算方法是相同的。例如，对于人工晶状体(IOL)应用，应该使用无晶状体光毒性曲线。此外，随着对光毒性光线机制的理解的发展，可以应用新的光毒性曲线。如上述示例性数据所示，根据本发明的系统可以选择性地抑制蓝光，特别地在400nm-460nm区域中的光线，同时仍然提供至少大约85%的亮视透射比和小于大约80%、更加优选地小于大约70%、更加优选地小于大约60%并且更加优选地小于大约50%的光毒性比率。如前所述，使用在这里描述的技术，还可以能够实现达95%或者更高的亮视透射比。在这里描述的原理可以被应用于不同的照明、滤光片和肤色，并且目的在于过滤光毒性蓝光的一部分同时减小瞳孔扩大、暗视敏感度、通过眼用装置的颜色失真以及从观看在脸上佩戴装置的人的观察者的角度的外部眼用装置的面貌(cosmetic)颜色。虽然已经使用特定染料、电介质光学滤光片、肤色和照明的示例描述了在这里描述的方法和系统，但是可以理解，可以使用替代的染料、滤光片、肤色和照明。权利要求1.一种眼用系统，包括选择性地抑制具有400nm-460nm波长的光线的膜，其中所述系统具有在可见光谱上至少大约85％的亮视透射比和小于大约80％的光毒性比率。2.根据权利要求1的眼用系统，其中所述系统具有小于大约70%的光毒性比率。3.根据权利要求1的眼用系统，其中所述系统具有小于大约60%的光毒性比率。4.根据权利要求I的眼用系统，其中所述系统具有小于大约50%的光毒性比率。5.根据权利要求1的眼用系统，其中所述系统将暗视透射比降低不大于大约15%。6.根据权利要求1的眼用系统，其中所述系统具有大于大约60%的生理节奏比率。7.根据权利要求1的眼用系统，还包括颜色平衡构件。8.根据权利要求1的眼用系统，其中所述膜包括PVA。9.根据权利要求1的眼用系统，其中在CIE(L*，a*，b*)颜色空间中，由所述系统引起的任何孟塞尔颜色系统片在D65照明下的最大色移不大于大约20最小可觉差(JND)单位。10.—种眼用系统，包括选择性地抑制具有400nm-460nm波长的光线的膜，其中所述系统具有在可见光谱上至少大约85%的亮视透射比并且将暗视透射比降低不大于大约15%。11.根据权利要求10的眼用系统，其中所述系统在可见光谱上具有至少95%的亮视透射比。12.根据权利要求10的眼用系统，还包括颜色平衡构件。13.根据权利要求10的眼用系统，其中所述膜包括PVA。14.根据权利要求10的眼用系统，其中在CIE(L、a*，b*)颜色空间中，由所述系统引起的任何孟塞尔颜色系统片在D65照明下的最大色移不大于大约20最小可觉差(JND)单位。15.根据权利要求10的眼用系统，其中所述系统具有小于大约80%的光毒性比率。16.根据权利要求10的眼用系统，其中所述系统具有小于大约70%的光毒性比率。17.根据权利要求10的眼用系统，其中所述系统具有小于大约60%的光毒性比率。18.根据权利要求10的眼用系统，其中所述系统具有小于大约50%的光毒性比率。19.一种眼用系统，包括膜，所述膜含有降低而不消除具有400nm-460nm波长的光线的透射的染料；和邻近于所述膜放置的颜色平衡构件。20.根据权利要求19的眼用系统，其中所述系统具有至少85%的亮视透射比和小于80%的光毒性比率。21.—种眼用系统，包括选择性地抑制具有400nm-460nm波长的光线的涂层，其中所述系统在可见光谱上具有至少大约85%的亮视透射比和小于大约80%的光毒性比率。22.根据权利要求21的系统，其中所述涂层是硬质涂层，所述硬质涂层是所述系统的最外层。23.根据权利要求21的眼用系统，其中所述系统将暗视透射比降低不大于大约15%。24.—种眼用系统，包括透镜；含有第一染料的第一涂层，所述第一染料降低而不消除具有400nm-460nm波长的光线的透射，硬质涂层被置于所述透镜的最外表面上；和至少含有第二染料的第二涂层，所述第二染料平衡由所述第一染料引起的色移。25.根据权利要求24的系统，其中所述第一涂层是硬质涂层，并且所述第二涂层是硬质涂层。全文摘要提供一种适用于在眼用系统中使用的膜。该膜可以选择性地抑制400nm到460nm的波长范围中的蓝光以减少到达眼睛的光毒性光线同时保持亮视觉，并且可以被颜色平衡以允许该膜被结合到的系统对于观察和/或使用该系统的观看者被感知成无色。该系统可以具有85％或者更高的亮视和暗视透射比和小于80％的光毒性比率。当在眼用系统或者被置于观察者的眼睛和光源之间的其它系统中使用时，该膜可以减小到达眼镜的内部结构的蓝光通量同时减小或者最小化瞳孔的放大。文档编号G02C7/02GK101529311SQ200780039123公开日2009年9月9日申请日期2007年8月23日优先权日2006年8月23日发明者乔舒·N·哈德多克,威廉·可可纳斯基,安德鲁·W·伊萨克,彼得·哈兰德,文克特拉玛尼·耶尔,罗纳德·D·布鲁姆,肖恩·麦克基尼斯,马克·苏尼克申请人:高效光学技术有限公司