СПОСОБ ПОВЫШЕНИЯ ЗРИТЕЛЬНОЙ РАБОТОСПОСОБНОСТИ ПРИ РАБОТЕ НА КОМПЬЮТЕРЕ, СВЕТОФИЛЬТРУЮЩИЕ УСТРОЙСТВА ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ И СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЭТИХ УСТРОЙСТВ Российский патент 2003 года по МПК A61F9/00 G02C7/02 G02C7/04 

Изобретение относится к области офтальмоэргономики и направлено на повышение зрительной работоспособности при работе с видеомонитором персонального компьютера и других дисплейных средств отображения информации.

Работа с видеомонитором персонального компьютера связана со значительной зрительной нагрузкой, которая сопровождается развитием зрительного утомления и снижением зрительной работоспособности. При продолжительной работе с видеомонитором возникают сухость и покраснение глаз, затуманивание зрения, нарушения параметров аккомодации, изменения цветового зрения, утомление глазодвигательных, шейных и плечевых мышц, а также головные боли. Снижение эффективности работы на компьютере выражается в замедлении скорости работы и увеличении ошибок. Этот комплекс разнообразных зрительных расстройств и сопровождающее их понижение работоспособности получили название "Зрительного компьютерного синдрома" [1, 3].

Причины компьютерного синдрома достаточно многообразны. Основной его причиной являются отличия компьютерного изображения от природных изображений, формируемых естественным уличным светом или близкими к нему искусственными источниками. В отличие от естественных изображений компьютерное является мелькающим, самосветящимся, имеет низкую светимость и контраст изображения, имеет точечный пиксельный характер, имеет неполноценную цветопередачу и спектральное распределение белого света [1, 2]. Усталость глазодвигательных, шейных и плечевых мышц обусловлена необходимостью точной фиксации взора. Близость компьютерного изображения создает постоянное напряжение цилиарной мышцы хрусталика, которое при длительной работе с видеомонитором приводит к миопизации глаза в среднем на 0,25 D [1]. Дополнительная нагрузка на цилиарную мышцу возникает за счет того, что спектр излучения красного люминофора имеет доминирующую волну излучения в области 630 нм [2], т. е. на 40 нм длиннее красной границы естественного дневного освещения, а это, в свою очередь, требует постоянной дополнительной фокусировки хрусталика примерно в 0,25 D, связанной с хроматической аберрацией глаза [3]. Известно, что в целом, в течение рабочего дня мышцы глаза производят до 25000 быстрых движений по фокусировке глаз [4]. Неоправданную нагрузку на нервные звенья зрительной системы оказывают неинформативные свойства компьютерного изображения: мелькания и смазанность контуров за счет пиксельности. Сопутствующими помехами при работе с компьютером являются зеркальные блики на поверхности экрана видеомонитора и встречный свет от источников комнатного освещения.

В основе расстройств цветового зрения при работе с видеомонитором лежат, по крайней мере, две причины.

Во-первых, известные нарушения цветового зрения в сине-зеленом диапазоне при длительной работе с видеомонитором [5] можно связать с изменениями оптической плотности желтого пятна сетчатки. Желтое пятно является естественным внутриглазным цветоконтрастирующим светофильтром, которое обостряет цветоразличение в сине-зеленой области спектра [2], а вместе с тем известно, что длительная работа с видеомонитором приводит к падению оптической плотности в области местоположения желтого пятна и в спектральной полосе его поглощения - 440-460 нм [6].

Во-вторых, при работе с существующими цветными видеомониторами цветоразличительная способность глаза желтой области спектра не может быть использована в полной мере, так как зеленый люминофор электронно-лучевой трубки не идеален по цвету и не позволяет в смеси с красным люминофором воспроизвести все многообразие желто-оранжевых оттенков. Так, максимум спектра излучения (доминирующая длина волны) зеленого люминофора, используемого в современных видеомониторах, составляет 550 нм, в то время как для полноценной передачи оттенков зеленого, желтого и оранжевого цветов необходим базисный зеленый цвет с доминирующей длиной волны порядка 520-525 нм. При этом спектральная полоса зеленого люминофора настолько широка, что он почти в равной степени возбуждает как зеленочувствительные, так и красночувствительные колбочки. Это неизбежно ограничивает цветоразличительную способность глаза при работе с видеомонитором [2].

Для профилактики зрительного компьютерного синдрома предлагаются разнообразные способы и устройства, направленные на устранение тех или иных его причин и на повышение зрительной работоспособности пользователей компьютером. Для снижения нагрузки на аппарат аккомодации предлагаются релаксационные глазодвигательные и аккомодационные упражнения, а также применение очков для близи со слабыми плюсовыми линзами. Для подавления зеркальных бликов от поверхности экрана видеомонитора используют светополяризационные светофильтры, которые одновременно ослабляют вторичное свечение люминофоров от внешних источников освещения. При работе с монохромными дисплеями для повышения яркостного контраста изображения используют цветные светофильтры, эквивалентные цвету экрана. Для снижения эффектов мелькания и подавления способности замечать "пиксельность" контуров изображения предлагается снижать яркость видеомонитора ручкой яркости или же с помощью затемненных светофильтров [1, 4].

Наиболее близким к изобретению по технической сущности являются известные цветоконтрастные очковые линзы, предназначенные для улучшения цветоразличительной способности глаза [7]. Спектральные характеристики известных линз выполнены с учетом особенностей спектральной чувствительности красночувствительных и зеленочувствительных колбочек, что позволяет в целом усилить цветоразличительную способность глаза в желтой области спектра. Однако известные линзы не могут исправить недостатки спектрального распределения света в излучении зеленого люминофора, так как они не обладают достаточной оптической плотностью в области длинноволнового плеча спектра излучения зеленого люминофора, чтобы преобразовать спектр излучения зеленого люминофора до положения идеального базисного зеленого цвета. Кроме того, известные линзы не имеют цветоконтрастной спектральной полосы поглощения света в сине-зеленой области спектра, которая могла бы повысить цветоразличение сине-зеленых оттенков и компенсировать ослабление цветового зрения в этой области, связанное с уменьшением оптической плотности желтого пятна при длительной работе с компьютером [5, 6]. По этим причинам использование известных линз не позволяет в полной степени использовать цветоразличительную способность глаза при работе с видеомонитором, а это соответственно затрудняет анализ компьютерного изображения. При этом способ получения известных линз - композиция красителей и режимы окрашивания - не позволяют изготовить светофильтр, который имел бы спектральную характеристику, исправляющую недостатки спектрального распределения света зеленого люминофора видеомонитора, а также необходимую для улучшения цветоразличения сине-зеленых оттенков.

Задачей изобретений является повышение зрительной работоспособности при работе с видеомонитором. Поставленная задача решается путем создания способа для повышения зрительной работоспособности и технических устройств, обеспечивающих технический результат, заключающийся в усилении цветоразличительной способности глаза к компьютерному изображению.

В способе повышения зрительной работоспособности при работе со средствами отображения, заключающемся в усилении цветоразличения изображения, усиление цветоразличения изображения осуществляют путем ослабления света в двух спектральных полосах с помощью, по крайней мере, одного светофильтрующего устройства, при этом выбирают светофильтрующее устройство с полосой поглощения света, необходимой для усиления цветоразличения желто-оранжевых оттенков, в области длинноволнового плеча излучения зеленого люминофора электронно-лучевой трубки для приведения излучения зеленого люминофора к спектральной характеристике базисного зеленого света, и с полосой поглощения света, необходимой для усиления цветоразличения сине-зеленых оттенков, в области поглощения желтого пятна сетчатки. Одна из спектральных полос имеет максимальное ослабление света предпочтительно в диапазоне 550-600 нм и вторая - в диапазоне 440-460 нм.

Технический результат достигается также тем, что светофильтрующее устройство для повышения зрительной работоспособности при работе со средствами отображения выполнено в виде листового светофильтра, имеющего спектральную полосу поглощения, соответствующую положению длинноволнового плеча спектра излучения зеленого люминофора электронно-лучевой трубки, и спектральную полосу поглощения света, соответствующую полосе поглощения желтого пятна сетчатки глаза. При этом одна из спектральных полос имеет максимальное ослабление света предпочтительно в диапазоне 550-600 нм, а вторая - в диапазоне 440-460 нм.

Предпочтительно, чтобы спектр светопропускания листового светофильтра имел следующий характер:
380-400 нм - 60±10%, 420 нм - 45±10%, 430 нм - 40±10%,
440 нм - 33±10%, 460 нм - 40±10%, 480 нм - 60±5%,
500 нм - 60±10%, 520 нм - 50±10%, 540 нм - 45±15%,
560 нм - 38±10%, 580 нм - 45±10%, 600 нм - 40±10%,
620 нм - свыше 80%.

Технический результат достигается также тем, что светофильтрующее устройство для повышения зрительной работоспособности при работе со средствами отображения выполнено в виде глазной контактной линзы, имеющей спектральную полосу поглощения, соответствующую положению длинноволнового плеча спектра излучения зеленого люминофора электронно-лучевой трубки, и спектральную полосу поглощения света, соответствующую полосе поглощения желтого пятна сетчатки глаза. При этом одна из спектральных полос имеет максимальное ослабление света предпочтительно в диапазоне 550-600 нм, а вторая - в диапазоне 440-460 нм.

Предпочтительно, чтобы спектр светопропускания контактной линзы имел следующий характер:
380-400 нм - 60±10%, 420 нм - 45±10%, 430 нм - 40±10%,
440 нм - 33±10%, 460 нм - 40±10%, 480 нм - 60±5%,
500 нм - 60±10%, 520 нм - 50±10%, 540 нм - 45±15%,
560 нм - 38±10%, 580 нм - 45±10%, 600 нм - 40±10%,
620 нм - свыше 80%.

Технический результат достигается также тем, что светофильтрующее устройство для повышения зрительной работоспособности при работе со средствами отображения выполнено в виде очковой линзы, имеющей спектральную полосу поглощения, соответствующую положению длинноволнового плеча спектра излучения зеленого люминофора электронно-лучевой трубки, и спектральную полосу поглощения света, соответствующую полосе поглощения желтого пятна сетчатки глаза. Причем одна из спектральных полос имеет максимальное ослабление света предпочтительно в диапазоне 550-600 нм, а вторая - в диапазоне 440-460 нм.

Предпочтительно, чтобы спектр светопропускания очковой линзы имел следующий характер:
380-400 нм - 60±10%, 420 нм - 45±10%, 430 нм - 40±10%,
440 нм - 33±10%, 460 нм - 40±10%, 480 нм - 60±5%,
500 нм - 60±10%, 520 нм - 50±10%, 540 нм - 45±15%,
560 нм - 38±10%, 580 нм - 45±10%, 600 нм - 40±10%,
620 нм - свыше 80%.

Технический результат достигается также тем, что способ изготовления светофильтрующего устройства, выполненного в виде листового светофильтра, заключается в том, что окрашивают полимерную оптическую подложку растворами органических красителей - мероцианинового желтого и красителя антрахинонового фиолетового, при следующем соотношении, мас.%:
Краситель мероцианиновый желтый - 0,08-0,12
Краситель антрахиноновый фиолетовый - 0,40-0,60
при времени окрашивания не менее 20 минут и температуре не менее 85^oС, краситель мероцианиновый желтый имеет формулу:

краситель антрахиноновый фиолетовый имеет формулу:

Технический результат достигается также тем, что способ изготовления светофильтрующего устройства, выполненного в виде глазной контактной линзы, заключается в том, что окрашивают полимерную глазную линзу растворами органических красителей - мероцианинового желтого и красителя антрахинонового фиолетового, при следующем соотношении, мас.%:
Краситель мероцианиновый желтый - 0,08-0,12
Краситель антрахиноновый фиолетовый - 0,40-0,60
при времени окрашивания не менее 20 минут и температуре не менее 85^oС, краситель мероцианиновый желтый имеет формулу:

краситель антрахиноновый фиолетовый имеет формулу:

Технический результат достигается также тем, что способ изготовления светофильтрующего устройства в виде очковой линзы заключается в том, что окрашивают полимерную очковую линзу растворами органических красителей - мероцианинового желтого и красителя антрахинонового фиолетового, при следующем соотношении, мас.%:
Краситель мероцианиновый желтый - 0,08-0,12
Краситель антрахиноновый фиолетовый - 0,40-0,60
при времени окрашивания не менее 20 минут и температуре не менее 85^oС, краситель мероцианиновый желтый имеет формулу:

краситель антрахиноновый фиолетовый имеет формулу:

Согласно заявляемому изобретению, облегчение распознавания цветных буквенных, цифровых и графических изображений на экране видеомонитора достигается за счет коррекции спектрального состава света, излучаемого видеомонитором и попадающего в глаз. Коррекцию спектрального состава света производят путем ослабления света в одной из двух спектральных полос или одновременно в обеих, а именно, так, чтобы спектральная полоса излучения зеленого люминофора в области 550 - 600 нм была бы ослаблена так, чтобы его доминирующая длина волны могла быть смещена в коротковолновую область, вплоть до 520 нм, то есть до положения идеального базисного зеленого цвета. При этом положение спектральной полосы излучения красного люминофора не должно быть изменено. Кроме этого, также производят ослабление света в спектральной полосе светового излучения 440 - 460 нм с тем, чтобы дополнить светофильтрующую способность желтого пятна сетчатки и тем самым усилить цветоразличительную способность сетчатки к сине-зеленым оттенкам и компенсировать возможное падение цветовой чувствительности, связанное с длительным пользованием видеомонитором и ослаблением функции желтого пятна.

Необходимое ослабление света может быть достигнуто с помощью светофильтрующих устройств, ослабляющих свет в указанных спектральных полосах 440 - 460 нм и/или 550 - 600 нм, размещенного между глазом и экраном видеомонитора. Другим возможным путем решения поставленной задачи может быть замена зеленого люминофора на более узкополосный и с более коротковолновым положением доминирующей волны света, что также позволило бы ослабить свет излучения видеомонитора в указанных спектральных полосах.

Исходя из положения спектров поглощения колбочек, спектра поглощения желтого пятна сетчатки и спектров излучения люминофоров электронно-лучевой трубки видеомонитора, авторы установили наиболее оптимальное положение указанных спектральных полос ослабления света и необходимую степень этого ослабления. В соответствии с этим, преобразование спектрального состава света предпочтительно производить так, чтобы его максимальное ослабление приходилось бы на полосу 440 - 460 нм и/или на полосу 550 - 600 нм. При этом было бы желательно, чтобы характер кривой светового поглощения в диапазоне от 380 до 500 нм был бы близок к характеру спектра поглощения желтого пятна сетчатки в этой области. Преобразование света в указанных полосах следует производить с использованием устройств, включающих светофильтры с соответствующими полосами поглощения света.

Поставленная задача решается с помощью устройств, представляющих собой цветные светофильтры, которые, согласно изобретению, характеризуются селективными спектральными полосами поглощения, облегчающими цветоразличение компьютерного изображения. При этом использование таких светофильтров позволяет также ослабить полосы свечения люминесцентных ламп, используемых в офисах. Спектр излучения ламп становится более равномерным, что повышает работоспособность органов зрения.

Применительно к устройству необходимо выделить следующие соображения и уточнения совокупности его существенных признаков, относящиеся к частным случаям выполнения или использования.

Как отмечалось выше, выбор преобразующей спектральной характеристики производится с учетом характера спектров излучения люминофоров, а также с учетом спектральной чувствительности колбочек сетчатки глаза.

На этой основе было найдено, что наиболее оптимальное положение спектра излучения зеленого люминофора можно получить при относительном ослаблении света в полосе его излучения до следующих величин: при 500 нм - не более чем в 2 раза, при 520 нм - в 2-2,5 раза, при 540 нм - в 3-3,5 раза, при 560 нм - не менее чем в 3 раза, для длин волн более 620 нм - не более чем в 1,25 раза. В результате такого ослабления доминирующая волна излучения зеленого люминофора будет преобразована так, что его свечение сместится до положения идеального базисного зеленого цвета, т.е. от положения 550 нм до положения 520 нм.

В сине-зеленой области спектра было бы целесообразно, чтобы светофильтр дополнял светофильтрующие возможности желтого пятна сетчатки и, соответственно, был бы близок к нему по спектральным характеристикам. Среднестатистический спектр пропускания желтого пятна имеет следующие величины [2]: 380-400 нм - 82%, 420 нм - 43%, 440-460 нм - 33%, 480 нм - 35%, 500 нм - 62% и свыше 520 нм - пропускание свыше 80%. При этом, длительная работа с видеомонитором вызывает падение оптической плотности желтого пятна почти в 1,5 раза [6] с соответствующим снижением цветоразличительной способности в сине-зеленых оттенках [5] . Кроме этого, индивидуальные вариации оптической плотности желтого пятна могут отличаться примерно в 1,5 раза от среднестатистических значений. В соответствии с вышеуказанным было бы желательно, чтобы соответствующие светофильтры и устройства со светофильтрующими свойствами имели бы следующие спектры пропускания:
380-400 нм - 60±10%, 420 нм - 45±10%, 430 нм - 40±10%,
440 нм - 33±10%, 460 нм - 40±10%, 480 нм - 60±5%,
500 нм - 60±10%, 520 нм - 50±10%, 540 нм - 45±15%,
560 нм - 38±10%, 580 нм - 45±10%, 600 нм - 40±10%,
620 нм - свыше 80%.

Устройства, включающие в себя предлагаемые светофильтры, могут иметь различное выполнение. В частности, это может быть плоский листовой светофильтр, фиксируемый на мониторе, это могут быть очки со светофильтрующими линзами, они могут представлять собой светофильтрующие контактные линзы, это могут быть сменные светофильтрующие насадки на очки и т.д. Очковые и контактные линзы, имеющие указанные выше спектральные характеристики, могут быть диоптрийными с учетом индивидуальных требований пользователя компьютером. При этом желательно, чтобы очковые линзы имели диоптрийную коррекцию для снятия аккомодационной нагрузки на цилиарную мышцу хрусталика, связанную с близостью видеомонитора и с необычными границами хроматической аберрации цветного изображения видеомонитора. Соответственно желательно, чтобы с учетом спектральных полос излучения люминофоров очковые линзы имели бы дополнительную диоптрийную коррекцию от +0,25 до +1,0 D.

Необходимые для осуществления предлагаемого способа светофильтры могут быть изготовлены многими способами. Так, они могут быть изготовлены методами: а) многослойных интерференционных покрытий, б) комбинацией известных цветных стекол, в) окрашиванием в массе расплавов полимерных стекол или же их исходных мономеров, г) нанесением цветных пленок на готовое светофильтрующее устройство.

Например, светофильтр для ослабления света в полосе 550 - 600 нм могут быть изготовлены из цветного оптического стекла марки ПС7 [8] или же цветного оптического стекла марки V10 [9]. Необходимый светофильтр с полосой ослабления света в полосе 550 - 600 нм может быть изготовлен из полимерного оптического материала путем окрашивания в растворе органического красителя фиолетового антрахинонового "к". Любой из этих трех упомянутых светофильтров при соответствующей оптической плотности приводит спектр излучения зеленого люминофора к спектру, соответствующему идеальному базисному зеленому цвету. Спектр излучения красного люминофора оказывается при этом незатронутым. Краситель фиолетовый антрахиноновый "к" имеет формулу:

Для ослабления света в области 440 - 460 нм светофильтр может быть изготовлен из цветного оптического стекла марок ЖЗС18 [8] или же цветного оптического стекла марки HY1 [9]. Необходимый светофильтр с полосой ослабления света в полосе 450 нм может быть изготовлен из полимерного оптического материала путем окрашивания в растворе органического красителя желтого мероцианинового "4з". Краситель желтый мероцианиновый "4з" имеет формулу:

Светофильтр, содержащий одновременно обе необходимые спектральные полосы поглощения, может быть изготовлен путем составления двух любых светофильтров из вышеуказанных двух групп светофильтров.

Такой светофильтр может быть также изготовлен нанесением вакуумного многослойного интерференционного покрытия с соответствующими спектральными полосами поглощения.

Листовой светофильтр с необходимыми спектральными характеристиками может быть также изготовлен путем составления из светофильтра, сделанного из цветного стекла V10, или светофильтра из цветного стекла ПС7 и из светофильтра, сделанного из цветного стекла ЖЗС18, или светофильтра из цветного оптического стекла HY1.

Изобретение иллюстрируется следующими примерами. Примеры изготовления светофильтрующего устройства в виде полимерных очковых линз:
Пример 1
Бесцветную очковую линзу из полимера CR39 погружают в водный раствор красителей фиолетового "к" при его концентрации 0,4 мас.% и желтого "4з" при его концентрации 0,08 мас.% при температуре 85^oС.

Согласно измерениям на спектрофотометре "Specord-UV-VIS" линза имеет следующие спектры пропускания:
380-400 нм - 70%, 420 нм - 55%, 430 нм - 50%,
440 нм - 43%, 460 нм - 50%, 480 нм - 65%,
500 нм - 70%, 520 нм - 60%, 540 нм - 60%,
560 нм - 48%, 580 нм - 55%, 600 нм - 50%,
620 нм - 85%.

Пример 2
Бесцветную очковую линзу из полимера CR39 погружают в водный раствор красителей фиолетового "к" при его концентрации 0,5 мас.% и желтого "4з" при его концентрации 0,1% при температуре 80^oС.

Согласно измерениям на спектрофотометре "Specord-UV-VIS" линза имеет следующие спектры пропускания:
380-400 нм - 60%, 420 нм - 45%, 430 нм - 40%,
440 нм - 33%, 460 нм - 40%, 480 нм - 60%,
500 нм - 60%, 520 нм - 50%, 540 нм - 45%,
560 нм - 38%, 580 нм - 45%, 600 нм - 40%,
620 нм - 82%.

Пример 3
Бесцветную очковую линзу из полимера CR39 погружают в водный раствор красителей фиолетового "к" при его концентрации 0,6 мас.% и желтого "4з" при его концентрации 0,12 мас.% при температуре 96^oС.

Согласно измерениям на спектрофотометре "Specord-UV-VIS" линза имеет следующие спектры пропускания:
380-400 нм - 50%, 420 нм - 35%, 430 нм - 30%,
440 нм - 23%, 460 нм - 30%, 480 нм - 55%,
500 нм - 70%, 520 нм - 40%, 540 нм - 30%,
560 нм - 28%, 580 нм - 35%, 600 нм - 30%,
620 нм - 82%.

Примеры изготовления устройства в виде глазных контактных линз:
Пример 4
Бесцветную контактную линзу из полимера НЕМА на 20 минут погружают в водный раствор красителей фиолетового "к" при его концентрации 0,4 мас.% и желтого "4з" при его концентрации 0,08 мас.% при температуре 85^oС.

Согласно измерениям на спектрофотометре "Specord-UV-VIS" линза имеет следующие спектры пропускания:
380-400 нм - 70%, 420 нм - 55%, 430 нм - 50%,
440 нм - 43%, 460 нм - 50%, 480 нм - 65%,
500 нм - 70%, 520 нм - 60%, 540 нм - 60%,
560 нм - 48%, 580 нм - 55%, 600 нм - 50%,
620 нм - 85%.

Пример 5
Бесцветную контактную линзу из полимера НЕМА на 50 минут погружают в водный раствор красителей фиолетового "к" при его концентрации 0,5 мас.% и желтого "4з" при его концентрации 0,1% при температуре 80^oС.

Согласно измерениям на спектрофотометре "Specord-UV-VIS" линза имеет следующие спектры пропускания:
380-400 нм - 60%, 420 нм - 45%, 430 нм - 40%,
440 нм - 33%, 460 нм - 40%, 480 нм - 60%,
500 нм - 60%, 520 нм - 50%, 540 нм - 45%,
560 нм - 38%, 580 нм - 45%, 600 нм - 40%,
620 нм - 82%.

Пример 6
Бесцветную контактную линзу из полимера НЕМА на 150 минут погружают в водный раствор красителей фиолетового "к" при его концентрации 0,6 мас.% и желтого "4з" при его концентрации 0,12 мас.% при температуре 96^oС.

Согласно измерениям на спектрофотометре "Specord-UV-VIS" линза имеет следующие спектры пропускания:
380-400 нм - 50%, 420 нм - 35%, 430 нм - 30%,
440 нм - 23%, 460 нм - 30%, 480 нм - 55%,
500 нм - 70%, 520 нм - 40%, 540 нм - 30%,
560 нм - 28%, 580 нм - 35%, 600 нм - 30%,
620 нм - 82%.

Для проверки эффективности заявляемого способа были исследованы зрительные функции у пользователей компьютеров при преимущественном ослаблении видимого излучения видеомонитора в выбранных спектральных полосах от 440 до 460 нм и от 540 до 560 нм.

Согласно испытаниям, проведенным по известным методикам [10, 11], ослабление света с помощью очков, содержащих линзы, окрашенные красителями фиолетовым "к" и желтым "4з" и имеющие указанные спектральные полосы светопоглощения, позволяет пользователям компьютера сократить время обнаружения мелких цветных пятен на экране видеомонитора и повысить зрительную работоспособность при чтении цветных символов.

В табл. 1 приведены данные о сокращении времени обнаружения мелких цветных пятен на экране видеомонитора при ослаблении его излучения упомянутыми светофильтрами.

Согласно данным табл. 1 время обнаружения цветных стимулов с доминирующей длиной волны свыше 500 нм сокращается примерно на 25%. Время обнаружения цветных стимулов с доминирующей длиной волны короче 500 нм сокращается для двух видов цветовых пятен и не меняется для двух других видов.

Оценка зрительной работоспособности проводилась методом "Корректурной пробы" [11] , где по формуле Weston, отмечается число правильно отмеченных буквенных символов и время на выполнение теста. В качестве контроля использовались измерения по распознаванию черных букв на сером фоне. Было найдено, что при такой зрительной задаче зрительная работоспособность одинакова как при использовании очков с заявляемыми цветными светофильтрами, так и в контроле без их использования. В случае использования цветных букв, предъявляемых на цветном фоне, были получены следующие результаты (табл.2)
Кроме этого, были проведены пятимесячные испытания в группе пользователей компьютером при непрерывной ежедневной работе в 5-7 часов, с использованием очков с предлагаемыми светофильтрущими линзами. Были измерены параметры аккомодации и изменения цветоразличения. Было найдено, что в контрольной группе (16 человек) длительная работа с видеомонитором приводит к миопизации глаза - приближению ближней точки ясного видения в среднем на 0,25 D. В то же время у пользователей предлагаемыми очками (37 человек) наблюдалось заметное снижение аккомодационной нагрузки, которое проявлялось в том, что ближняя точка ясного видения отодвигается на 0,25 D. При изучении контрольной группы, не использовавшей предлагаемые очки, было найдено также, что при длительном пользовании компьютером заметно замедляется время обнаружения цветных пятен с доминирующей длиной волны 620 нм на фоне экрана с доминирующей длиной волны 430 нм, что является свидетельством падения светофильтрующей функции желтого пятна сетчатки. В то же время у пользователей предлагаемыми очками (37 человек) с экспериментальными образцами заявляемых светофильтров цветовосприятие этих зрительных стимулов оставалось в пределах исходной нормы.

Испытуемые отмечали субъективное ощущение комфорта при использовании предлагаемых очков, а также в отличие от контрольной группы, не пользующейся очками, не жаловались на зрительное утомление.

В целом, по объективной и субъективной оценке предлагаемые очковые линзы, созданные на основе данного изобретения, эргономичны и облегчают работу на компьютере.

Заявляемое изобретение может быть использовано для изготовления оптических устройств, в том числе индивидуального типа - очков, контактных линз, искусственных хрусталиков, кератопротезов, насадок на очки, фиксируемого на видеомониторе листового материала, предназначенных для повышения зрительной работоспособности людей с нормальным цветовым зрением при работе с видеомонитором компьютера, а также другими дисплейными средствами отображения информации путем облегчения анализа цветного компьютерного изображения. Предлагаемые устройства относительно просты и могут быть изготовлены на технологическом оборудовании, известном в оптическом производстве.

Таким образом, с одной стороны, изобретение состоит в создании способа для повышения зрительной работоспособности при работе с персональным компьютером путем коррекции спектрального состава света, а также в создании устройств для коррекции спектрального состава света и в способе изготовления данных устройств.

Предпочтительные отдельные воплощения заявляемой группы изобретений, объединенных единым общим изобретательским замыслом, охарактеризованы в нижеприведенных пунктах формулы изобретения, связанных с настоящим описанием.

Источники информации
1. Ю. З. Розенблюм, Т.А. Корнюшина, А.А. Фейгин. Компьютер и орган зрения, Москва, РИК ЗАО "Медицинская газета", 1997.

2. Д. Джад, Г. Вышецкий. Цвет в науке и технике. С.272-274, Мир, Москва, 1978.

3. Г. Хартридж, "Современные успехи физиологии зрения", С.81,1, Иностранная литература, Москва, 1952.

4. web site: http://www.essl.net/cvs.htm.

5. А.А. Фейгин, П.П. Зак, Т.А. Корнюшина, Ю.З. Розенблюм, Л.И. Нестерюк, П. Е. Голиков. Применение у пользователей дисплеев очков со спектральным фильтром. Физиология человека, т.22, 6, С.12-17, 1997.

6. S.I. Abdel Saed, Т.А. Youssef, F.M. El Refaei, S.Z. Abdel Saed, P.M. Ali. Induced hazards of computer radiation to the retinal cells of long duration users. Bull. Ophthalmol. Soc. Egypt. V 87, P335-338, 1994.

7. П. П. Зак, П.Е. Голиков, В.М. Мосин, А.П. Дворянчикова. Цветоконтрастные очковые линзы и способ их получения. Патент РФ 2142763 от 20.12.99.

8. Каталог цветных оптических стекол. ГОСТ 9411, М., 1990.

9. Hoya color filter glass (каталог цветных оптических стекол) Hoya Optics Inc, Tokyo, 1984.

10. C.H. Ендриховский и др. Способ исследования цветового зрения. Патент РФ 2077254, Бюл. 11, 1997.

11. Н. И. Тагаева. Динамика зрительной работоспособности у лиц, занятых на прецизионных трудовых операциях. Автореферат диссертации, М., 1978.

Изобретение используется в области офтальмоэргономики для повышения зрительной работоспособности при работе с видеомонитором и другими дисплейными средствами отображения информации. Способ заключается в повышении цветоразличения посредством преобразования спектрального состава света при ослаблении света в двух спектральных полосах светофильтрующим устройством с полосой поглощения света, необходимой для усиления цветоразличения желто-оранжевых оттенков, в области длинноволнового плеча излучения зеленого люминофора электронно-лучевой трубки для приведения его излучения к спектральной характеристике базисного зеленого света и с полосой поглощения света, необходимой для усиления цветоразличения сине-зеленых оттенков в области поглощения желтого пятна сетчатки. В качестве светофильтрующих устройств используют контактную линзу, очковую линзу, листовой светофильтр. Способы изготовления светофильтрующих устройств заключаются в окрашивании их полимерной основы растворами органических красителей. Использование изобретения позволяет повысить зрительную работоспособность при длительной работе с видеомонитором. 7 с. и 7 з.п. ф-лы, 2 табл.

1. Способ повышения зрительной работоспособности при работе со средствами отображения, заключающийся в усилении цветоразличения изображения, отличающийся тем, что усиление цветоразличения изображения осуществляют путем ослабления света в двух спектральных полосах с помощью, по крайней мере, одного светофильтрующего устройства, при этом выбирают светофильтрующее устройство с полосой поглощения света, необходимой для усиления цветоразличения желто-оранжевых оттенков, в области длинноволнового плеча излучения зеленого люминофора электронно-лучевой трубки для приведения излучения зеленого люминофора к спектральной характеристике базисного зеленого света и с полосой поглощения света, необходимой для усиления цветоразличения сине-зеленых оттенков, в области поглощения желтого пятна сетчатки. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что одна из спектральных полос имеет максимальное ослабление света в диапазоне 550-600 нм и вторая - в диапазоне 440-460 нм. 3. Светофильтрующее устройство для повышения зрительной работоспособности при работе со средствами отображения, выполненное в виде листового светофильтра, имеющего спектральную полосу поглощения, соответствующую положению длинноволнового плеча спектра излучения зеленого люминофора электронно-лучевой трубки, и спектральную полосу поглощения света, соответствующую полосе поглощения желтого пятна сетчатки глаза. 4. Устройство по п.3, в котором одна из спектральных полос имеет максимальное ослабление света в диапазоне 550-600 нм, а вторая - в диапазоне 440-460 нм. 5. Устройство по п.3 или 4, в котором спектр светопропускания листового светофильтра имеет следующий характер:
380-400 нм - 60%±10%, 420 нм - 45%±10%, 430 нм - 40%±10%, 440 нм - 33%±10%, 460 нм - 40%±10%, 480 нм - 60%±5%, 500 нм - 60%±10%, 520 нм - 50%±10%, 540 нм - 45%±15%, 560 нм - 38%±10%, 580 нм - 45%±10%, 600 нм - 40%±10%, 620 нм - свыше 80%. 6. Светофильтрующее устройство для повышения зрительной работоспособности при работе со средствами отображения, выполненное в виде глазной контактной линзы, имеющей спектральную полосу поглощения, соответствующую положению длинноволнового плеча спектра излучения зеленого люминофора электронно-лучевой трубки, и спектральную полосу поглощения света, соответствующую полосе поглощения желтого пятна сетчатки глаза. 7. Устройство по п.6, в котором одна из спектральных полос имеет максимальное ослабление света в диапазоне 550-600 нм, а вторая - в диапазоне 440-460 нм. 8. Устройство по п.6 или 7, в котором спектр светопропускания контактной линзы имеет следующий характер:
380-400 нм - 60%±10%, 420 нм - 45%±10%, 430 нм - 40%±10%, 440 нм - 33%±10%, 460 нм - 40%±10%, 480 нм - 60%±5%, 500 нм - 60%±10%, 520 нм - 50%±10%, 540 нм - 45%±15%, 560 нм - 38%±10%, 580 нм - 45%±10%, 600 нм - 40%±10%, 620 нм - свыше 80%. 9. Светофильтрующее устройство для повышения зрительной работоспособности при работе со средствами отображения, выполненное в виде очковой линзы, имеющей спектральную полосу поглощения, соответствующую положению длинноволнового плеча спектра излучения зеленого люминофора электронно-лучевой трубки, и спектральную полосу поглощения света, соответствующую полосе поглощения желтого пятна сетчатки глаза. 10. Устройство по п.9, в котором одна из спектральных полос имеет максимальное ослабление света в диапазоне 550-600 нм, а вторая - в диапазоне 440-460 нм. 11. Устройство по п.9 или 10, в котором спектр светопропускания очковой линзы имеет следующий характер:
380-400 нм - 60%±10%, 420 нм - 45%±10%, 430 нм - 40%±10%, 440 нм - 33%±10%, 460 нм - 40%±10%, 480 нм - 60%±5%, 500 нм - 60%±10%, 520 нм - 50%±10%, 540 нм - 45%±15%, 560 нм - 38%±10%, 580 нм - 45%±10%, 600 нм - 40%±10%, 620 нм - свыше 80%. 12. Способ изготовления светофильтрующего устройства, выполненного в виде листового светофильтра, заключающийся в том, что окрашивают полимерную оптическую подложку растворами органических красителей - мероцианинового желтого и красителя антрахинонового фиолетового при следующем соотношении, мас.%:
Краситель мероцианиновый желтый - 0,08 - 0,12
Краситель антрахиноновый фиолетовый - 0,40 - 0,60
при времени окрашивания не менее 20 мин и температуре не менее 85^oС, краситель мероцианиновый желтый имеет формулу

краситель антрахиноновый фиолетовый имеет формулу

13. Способ изготовления светофильтрующего устройства, выполненного в виде глазной контактной линзы, заключающийся в том, что окрашивают полимерную глазную линзу растворами органических красителей - мероцианинового желтого и красителя антрахинонового фиолетового при следующем соотношении, мас.%:
Краситель мероцианиновый желтый - 0,08 - 0,12
Краситель антрахиноновый фиолетовый - 0,40 - 0,60
при времени окрашивания не менее 20 мин и температуре не менее 85^oС, краситель мероцианиновый желтый имеет формулу

краситель антрахиноновый фиолетовый имеет формулу:

14. Способ изготовления светофильтрующего устройства в виде очковой линзы, заключающийся в том, что окрашивают полимерную очковую линзу растворами органических красителей - мероцианинового желтого и красителя антрахинонового фиолетового при следующем соотношении, мас.%:
Краситель мероцианиновый желтый - 0,08 - 0,12
Краситель антрахиноновый фиолетовый - 0,40 - 0,60
при времени окрашивания не менее 20 мин и температуре не менее 85^oС, краситель мероцианиновый желтый имеет формулу

краситель антрахиноновый фиолетовый имеет формулу
н