ТИФЛОСКОП Российский патент 1995 года по МПК G02B25/00 

Изобретение относится к оптическим системам типа биокулярных луп, в частности к оптическим тифлотехническим устройствам, предназначенным для слабовидящих при чтении книжных и машинописных текстов.

Известные оптические средства коррекции, обеспечивающие возможность чтения текстов для лиц с пониженной остротой зрения, включают в себя как оптические средства общего применения (лупы, очки), так и специально разработанные медицинские устройства. Известные лупы обычно можно использовать для чтения одним глазом, либо двумя глазами, но при крайне малом поле зрения. Поскольку увеличение лупы связано обратно пропорциональной зависимостью с линейным полем зрения, то при увеличении Г ≥ 5^х не обеспечивается большое линейное поле зрения ≈ 130-150 мм (длина строки текста). Лупа становится очень громоздкой, а кроме того, качество изображения к краям поля зрения ухудшается из-за аберраций.

Известные биокулярные лупы обеспечивают хорошее качество изображения и возможность пользоваться при чтении двумя глазами, однако они громоздки и имеют очень ограниченное поле зрения [1]
Известные оптические тифлотехнические средства, выпускаемые серийно или предназначенные к освоению, также недостаточно эффективны и не решают полностью поставленной задачи [2] К таким средствам можно отнести строчную плоскоцилиндрическую линзу с увеличением по вертикали 2,5^х, по горизонтали 1^х, накладываемую на читаемый текст и передвигаемую со строки на строку по мере прочтения текста. Малоэффективна также и ортоскопическая двойная сферическая контактная лупа. Она имеет видимое увеличение 4^х, но ее надо передвигать как вдоль строки, так и со строки на строку, поскольку она позволяет читать только отдельные слова или словосочетания.

В известной мере задача решается с помощью двойной сфероцилиндрической строчной лупы с увеличением по вертикали 4^х и по горизонтали 2^х. Она состоит из длинной плосковыпуклой цилиндрической линзы и соединенной с ней металлической обоймой плосковыпуклой сферической линзы прямоугольной формы. При чтении лупа налагается плоской поверхностью цилиндрической линзы на читаемый текст в направлении вдоль строк. Верхняя линза устанавливается в крайнее левое положение на нижней цилиндрической линзе и перемещается по ней вручную по мере прочтения строки, а вся лупа передвигается рукой на следующую строку.

Наиболее близким по технической сущности является устройство для чтения, включающее цилиндрическую оптическую систему в виде блока плосковогнутых цилиндрических линз, примыкающих друг к другу по образующим [3] В этом устройстве блок цилиндрических линз позволяет читать несколько строк текста без перемещения устройства.

Целью изобретения является улучшение эргономических характеристик тифлоскопа, связанных с повышением комфортности чтения.

Цель достигается за счет того, что в известном тифлоскопе, содержащем блок цилиндрических элементов, геометрические размеры которых соответствуют размерам строк, над этим блоком неподвижно установлена линза Френеля с размерами, обеспечивающими поле зрения, равное размерам цилиндрических линз.

На фиг. 1 показано предлагаемое устройство, общий вид; на фиг. 2 объемное изображение расположения устройства на тексте; на фиг. 3 цилиндрическая линза.

На фиг. 1 набор цилиндрических линз 1 установлен вдоль каждой строчки текста 2 на всю длину строк. Над цилиндрическими линзами неподвижно закреплена плоская линза 3 Френеля, которая доводит общее увеличение системы в вертикальном направлении до V 4-5^x. Блок 1 цилиндрических линз может быть набран как на половину, так и на целую страницу текста, при этом система цилиндрических линз и линза Френеля обеспечивают чтение всей строки без перемещения линзы Френеля.

Ширина каждой цилиндрической линзы блока должна быть равна размеру между серединами межстрочных промежутков. При этом линейное увеличение цилиндрических линз подбирается таким образом, чтобы увеличенный размер высот букв y' y˙V в каждой строке не превышал ширины цилиндрической линзы. При этих условиях строчки текста при чтении располагаются без переналожения, в крайнем случае, касаясь друг друга.

Если стандартный книжный текст имеет между серединами межстрочных промежутков расстояние Δ l ≈ 4 мм и высоту букв y ≈ 1,8-2 мм, то, следовательно, линейное увеличение цилиндрических линз должно быть V Δ l/y ≃ 2^x, а ширина линз будет ограничена 4 мм. Исходя из этих данных, можно вычислить толщину цилиндрической линзы, при которой обеспечивается линейное увеличение V 2^x, если ее наложить на текст плоской поверхностью (фиг. 3). Например, выбрав радиус сферы плосковыпуклой линзы r 4 мм, можно вычислить ее фокусное расстояние по формуле f r/n 1 4/(1,5-1) 8 мм. Зная фокус f и линейное увеличение V, которое необходимо обеспечить для переналожения строк, можно вычислить соответствующее положение предмета х (букв текста) относительно фокуса, т.е. V f/x или х f/V 8/2 4 мм. Затем вычисляется положение главной плоскости от плоской поверхности линзы по формуле S_н f x 8 4 +4 мм. И, наконец, вычисляется толщина d линзы по формуле S_н d/n ˙ d n ˙ S_н 1,5 ˙ 4 6 мм. Таким образом, при радиусе линзы r 4 мм и толщине d 6 мм линза обеспечивает линейное увеличение V 2^х при ее наложении на текст без перекрытия изображения строк.

Над блоком цилиндрических линз 1 устанавливается плоская линза Френеля с линейным увеличением V 2^х 2,5^х. В результате получается общее увеличение букв текста в 4-5 раз.

Принцип работы оптической системы состоит в следующем. Система устанавливается плоской поверхностью цилиндрических линз на текст вдоль строчек. Цилиндрические линзы формируют мнимые изображения строк с увеличением букв в одном направлении V 2^х. Мнимые увеличенные изображения строк затем рассматриваются через плоскую линзу Френеля с V 2 2,5^х. В итоге слабовидящий наблюдает увеличенное изображение букв текста по высоте в 4-5 раз, по ширине в 2-2,5 раза. В этом случае не требуется перемещать линзу Френеля вдоль цилиндрических линз, поскольку ее размеры позволяют наблюдать по крайней мере половину страницы текста.

Таким образом, установка линзы Френеля и набора плосковыпуклых цилиндрических линз наряду с достаточным линейным увеличением обеспечивает повышение скорости и удобство чтения текста без частых перемещений оптических элементов устройства. В предлагаемом изобретении предусмотрено только одно перемещение оптического устройства на вторую половину страницы текста. Эти свойства улучшают эргономические характеристики тифлоскопа и обеспечивают преимущества перед известными оптическими системами аналогичного назначения.

Использование: для слабовидящих с остротой зрения 0,05-0,4 при чтении книжных и машинных текстов.Сущность изобретения: в тифлоскопе над блоком цилиндрических оптических элементов, геометрические размеры которых соответствуют размерам строк, установлена неподвижно линза Френеля с размерами, обеспечивающими поле зрения, равное размерам блока цилиндрических линз. 3 ил.

ТИФЛОСКОП, содержащий блок цилиндрических элементов, геометрический размеры которых соответствуют размерам строк, отличающийся тем, что, с целью повышения комфортности чтения, над цилиндрическими оптическими элементами неподвижно установлена линза Френеля с размерами, обеспечивающими поле зрения, равное размерам блока цилиндрических линз.