Область изобретения
Настоящее изобретение относится к устройству коррекции зрения и способу воспроизведения стереоизображения. Принцип данного изобретения заключается в тренировке глазных мышц при помощи перспективного стереоизображения, воспроизводимого на мониторе, на которое можно смотреть как в специальных стереоочках с закрывающимися "шторками", так и без них.
Уровень техники
Сегодня невозможно представить нашу жизнь без телевидения, персональных компьютеров и сотовых телефонов. Большую часть времени мы проводим перед мониторами, глядя на них с расстояния не более 1 метра. Это привело к тому, что в последние годы резко возросло количество людей, страдающих так называемым "синдромом компьютерной близорукости". Для его лечения офтальмологи разработали устройство для коррекции зрения MD-SS. Рассмотрим принцип его действия.
Как показано на фиг.6, устройство (30) MD-SS представляет собой следующую конструкцию. В длинной горизонтальной подставке на ножках (31) сделаны пазы (33), в которых движется объект (34). Объект (34) представляет собой пластину (35) с опорными стойками (36). На белом фоне пластины (35) нарисовано так называемое "Кольцо Рэндольта", рассеченное с четырех сторон: сверху, снизу, справа и слева. Пластина (35) на опорных стойках (36) движется в пазах (33) в горизонтальном направлении в определенном порядке, а пациент тем временем сидит напротив пластины (35), таким образом, чтобы подбородок упирался в нижнюю перекладину рамки (39).
Пластину (35) можно приблизить к лицу пациента, находящемуся в рамке (39), на 10 см, либо удалить от него на 2 м. Если пациент страдает близорукостью, пластину (35), находящуюся перед пациентом на расстоянии 10 см, быстро, например в течение 3 секунд, удаляют от него на 2 метра, а затем медленно, примерно в течение 12 секунд, приближают снова на расстояние 10 см. Если пациент страдает дальнозоркостью, то упражнение выполняют наоборот, т.е. удаляют пластину (35) медленно, а приближают обратно очень быстро. Это упражнение выполняют в течение 3 минут. Данный способ заключается в том, что, следя за передвижением пластины (35) обоими глазами, пациент тренирует мышцы зрачка и ресничных тел, и это помогает ему правильно сфокусировать образ внешнего мира на сетчатке глаза.
Существует еще один способ коррекции зрения, в основе которого лежит принцип рассеянного возвратно-поступательного движения (Фиг.7). Он заключается в том, что пациенту дают лист бумаги (40), на котором в три ряда слева направо на равном расстоянии написаны цифры от 1 до 15. Верхний ряд: от 1 до 5, средний ряд: от 6 до 10, нижний ряд: от 11 до 15. Пациент, держа лист (40) перед собой обеими руками так, чтобы цифра 8 находилась в центре его поля зрения, начинает читать цифры от 1 до 15, передвигаясь по листу лишь глазами. Следующий этап: он одновременно смотрит на цифры 1 и 2, а затем последовательно переводит взгляд на 13 и 14. Потом читает цифры 1, 2, 3, а затем - 13, 14, 15. Следом - 1, 2, 3, 4, и потом одновременно - 12, 13, 14, 15, и т.д. по возрастающей, меняя порядок и начиная отсчет с цифры 15. Это упражнение необходимо делать каждый день по 10 минут или более. Таким образом тренируются мышцы зрачка, ресничных тел и другие.
И данный способ, и упомянутое выше устройство MD-SS действительно являются эффективными и дают хорошие результаты по улучшению зрения, но каждый из них при этом имеет свои слабые стороны.
Так, длина устройства MD-SS превышает 2 метра, к тому же оно очень дорогое, и поэтому приобрести его в личное пользование довольно сложно. Это значит, что для того, чтобы пройти курс лечения при помощи MD-SS, необходимо приходить в клинику к окулисту. Но далеко не у всех людей, желающих улучшить зрение, есть время для регулярных визитов к врачу.
Способ коррекции зрения при помощи листа бумаги с пятнадцатью цифрами, конечно, прост и почти ничего не стоит. Но, увы, человек по своей природе ленив, и немного найдется людей, способных на протяжении долгого времени добросовестно выполнять длительные и однообразные упражнения.
Данное изобретение подойдет не только занятым людям, у которых нет свободного времени для посещения окулиста, но и просто ленивым и неусидчивым, тем, на кого долгие и не очень интересные упражнения навевают скуку.
Задачей настоящего изобретения является создание простого, недорогого и высокоэффективного устройства и способа воспроизведения стереоизображения, предназначенных для коррекции зрения путем тренировки и активизации всех глазных мышц.
Сущность изобретения
Данное изобретение направлено на решение вышеуказанной задачи изобретения.
В соответствии с первым аспектом настоящего изобретения заявлен способ воспроизведения стереоизображения, использующий устройство для воспроизведения трехмерного изображения на мониторе, попеременно для левого глаза и для правого глаза, которое выполнено с возможностью открывать и закрывать очки на пользователе синхронно со сменой изображения для формирования угла конвергенции и параллакса, чтобы сделать изображение трехмерным, что позволяет пользователю правильно сфокусировать взгляд каждого глаза на изображении, предназначенном для каждого глаза соответственно, причем указанный способ включает в себя этапы, на которых выполняют возвратно-поступательное движение трехмерного изображения, приближая/удаляя трехмерное изображение между фронтальной частью очков и центральной частью экрана, или между верхней левой или верхней правой частью очков и центральной частью экрана, или между нижней левой или нижней правой частью очков и центральной частью экрана; и повторяют возвратно-поступательное движение.
В соответствии со вторым аспектом настоящего изобретения заявлено устройство коррекции зрения, содержащее устройство для воспроизведения трехмерного изображения, выполненное с возможностью воспроизведения на мониторе изображения для левого глаза и изображения для правого глаза и восприятия изображений соответственно каждым глазом и формирования угла конвергенции и параллакса для получения трехмерного изображения, чтобы сфокусировать правый и левый глаз на изображениях для восприятия трехмерного изображения, причем устройство коррекции зрения содержит блок управления движением, выполненный с возможностью возвратно-поступательного движения трехмерного изображения в виде удаления/приближения трехмерного изображения между фронтальной частью очков и центральной частью экрана; удаления/приближения трехмерного изображения между верхней левой или верхней правой частью очков и центральной частью экрана; или удаления/приближения трехмерного изображения между нижней левой или нижней правой частью очков и центральной частью экрана и блок для повторения возвратно-поступательного движения, чтобы стимулировать работу всех глазных мышц, в том числе мышц зрачка и ресничных тел при фокусировании на трехмерном изображении.
В соответствии с третьим аспектом настоящего изобретения заявлено устройство коррекции зрения, содержащее устройство для воспроизведения трехмерного изображения, выполненное с возможностью воспроизведения на мониторе изображения для левого глаза и изображения для правого глаза попеременно, и восприятия изображений через очки, которые открываются и закрываются синхронно со сменой изображений, формируя угол конвергенции и параллакс для получения трехмерного изображения, чтобы сфокусировать правый и левый глаз для восприятия трехмерного изображения, причем устройство коррекции зрения содержит блок управления движением, выполненный с возможностью возвратно-поступательного движения трехмерного изображения в виде удаления/приближения трехмерного изображения между фронтальной частью очков и центральной частью экрана; удаления/приближения трехмерного изображения между верхней левой или верхней правой частью очков и центральной частью экрана; или удаления/приближения трехмерного изображения между нижней левой или нижней правой частью очков и центральной частью экрана, и блок для повторения возвратно-поступательного движения, чтобы стимулировать работу всех глазных мышц, в том числе мышц зрачка и ресничных тел при фокусировании на трехмерном изображении.
Краткое описание чертежей
Фиг.1 - схематическое изображение общего вида устройства коррекции зрения в соответствии с изобретением,
Фиг.2 - электронная схема устройства коррекции зрения в соответствии с изобретением,
Фиг.3 - описание принципа использования способа трехмерного перспективного изображения в соответствии с изобретением,
Фиг.4 - описание принципа использования способа рассеянного перспективного возвратно-поступательного стереоизображения в соответствии с изобретением,
Фиг.5 - схематическое изображение типов трехмерных изображений, использованных в разработанном в соответствии с данным изобретением устройства коррекции зрения,
Фиг.6 - описание способа коррекции зрения предшествующего уровня техники, основанного на использовании принципа прямого перспективного возвратно-поступательного движения реального предмета,
Фиг.7 - описание способа тренировки глазных мышц предшествующего уровня техники, основанного на использовании принципа рассеянного перспективного возвратно-поступательного движения реального предмета.
Описание предпочтительных вариантов воплощения изобретения
Зрение человека устроено таким образом, что при взгляде на один и тот же предмет с разного расстояния, левый и правый глаза видят его по-разному. Это явление называется параллакс. Чем ближе к человеку находится предмет, тем больше параллакс и чем дальше от человека находится предмет, тем меньше параллакс. То же самое происходит и с углом конвергенции - чем ближе предмет, тем больше угол. Таким образом, исходя из угла конвергенции и параллакса, человеческий мозг формирует трехмерное изображение (3-Д) и делает заключение о расстоянии, на котором находится предмет.
Если же трехмерное изображение создается при помощи устройства для воспроизведения стереоизображения, то оно же электронным способом, т.е. выводя изображение на монитор, формирует и угол конвергенции и параллакс. Для того чтобы сфокусировать взгляд на таком виртуальном изображении, глазам необходимо задействовать все свои мышцы.
Авторы данного изобретения, испытав его на себе, пришли к выводу, что после просмотра стереопрограммы, заложенной в систему, ощущается ничуть не меньшее напряжение глазных мышц, чем после упражнений с помощью устройства MD-SS или упражнений с чтением цифр с листа.
Ниже подробно рассмотрен способ тренировки глазных мышц и принцип действия устройства коррекции зрения в целом, на примере использования данного устройства с помощью персонального компьютера.
Как можно видеть на фиг.1, устройство коррекции зрения содержит устройство воспроизведения трехмерного изображения, логический блок (1), монитор (2), на который выводится стереоизображение, адаптер (3) инфракрасного излучения, закрывающиеся очки (4) со шторками (затворами) и клавиатура (5). Что касается очков (4) со шторками (затворами), адаптера (3), их подробное описание можно найти в патенте США №5308588. Поэтому остановимся лишь на логическом блоке.
Логический блок (1) является главным составляющим устройства, ее "сердцем", и для его использования понадобится переносной носитель (CD-ROM/FD (дискета)/DVD) либо встроенный жесткий диск. В программу заложены различные стереообразы, визуальное восприятие которых, переданное стереоизображением, дает тот эффект, аналогичный при занятиях с пластиной (35) в устройстве MD-SS или при упражнении с чтением пятнадцати цифр с листа с использованием способа рассеянного возвратно-поступательного движения.
Электронная схема устройства коррекции зрения будет подробно описана в связи с фиг.2.
На фиг.2 устройство коррекции зрения состоит из монитора (2), колонок (9), очков (4), клавиатуры (5), адаптера (3) инфракрасного излучения и логического блока (1). Логический блок (1), в свою очередь, состоит из компьютерного блока (CPU) (23), базовой памяти (программы) (6), визуальной памяти (7), звуковой памяти (8), первого электронного коммутатора (10), второго электронного коммутатора (11), первого режимного генератора (12), второго режимного генератора (13) и адаптера (3) инфракрасного излучения.
В базовой памяти (6) хранится программное обеспечение, считываемое с CD или дискеты. Это программное обеспечение по команде компьютерного блока (CPU) (23) раздельно отправляет соответственно трехмерную видеоинформацию в трехмерную визуальную память (7) и звуковую информацию в звуковую память (8). Визуальная память (7) состоит из левосторонней (14) и правосторонней (15) памяти. Первый электронный коммутатор (10) по сигналу времени "Р" от компьютерного блока (CPU) (23) считывает визуальную информацию поочередно с левосторонней (14) и правосторонней (15) памяти. Сигнал времени "Р" одновременно поступает и на адаптер (3) инфракрасного излучения.
Второй электронный коммутатор (11) по сигналу "Q", полученному от компьютерного блока (CPU) (23), переключает первый режимный генератор (12) и второй режимный генератор (13). Первый режимный генератор (12), делающий 60 оборотов, обеспечивает стандартную скорость дисплея, а второй режимный генератор (13), делающий 120 оборотов, - высокую. То есть компьютерный блок (CPU) (23) переключает режим сканирования дисплея со стандартного на высокоскоростной. Более подробное описание устройства стереодисплея можно найти в патентах Японии №8-20551, №9-200904 и патенте США №5510832.
Мониторы персональных компьютеров оборудованы дисплеями так называемого "нечередующегося типа изображения" с высокой разрешимостью и стандартным режимом сканирования. Большие и дорогие цифровые дисплеи, имеющие высокоскоростной режим сканирования, принимая входящий видеосигнал, выбирают режим автоматически. Поэтому для того, чтобы переключиться на высокоскоростной режим сканирования, компьютерному монитору необходим электронный коммутатор (11), включающийся по сигналу компьютерного блока (CPU) (23).
Таким образом, на экране монитора (50) поочередно с определенным интервалом возникают стереообразы, предназначенные для восприятия правым и левым глазом соответственно. "Шторки" очков (4), являющиеся жидкокристаллическими, как и линзы самих очков, открываются и закрываются синхронно с изображением по сигналу инфракрасного луча, поступающего с адаптера (3). Мозг соединяет возникающие поочередно образы в один видеоряд, и в результате на экране монитора (50) получают четкое трехмерное изображение с частотой вертикальной развертки 30 герц.
Очки (4) надевать не обязательно, но желательно, поскольку очки (4) способствуют распознаванию изображения соответственно правым и левым глазом на мониторе (50).
Далее описан принцип действия устройства коррекции зрения. Любой пользователь персонального компьютера, работает ли он или играет на нем, может легко "перевоплотиться" в пользователя предлагаемого устройства. Для этого ему необходимо лишь включить компьютер, который начнет считывать с базовой памяти (6), записанной на каком-либо носителе (CD, дискете или жестком диске), программу, созданную для воплощения данного изобретения, и выбрать из меню один из видов стереоизображения: прямое (фиг.3) либо рассеянное возвратно-поступательное перспективное стереоизображение (фиг.4), и оно тут же появится на мониторе (2).
Если выбрали прямое возвратно-поступательное перспективное стереоизображение (фиг.3), пользователь надевает очки (4) и прямо перед собой на мониторе (2) видит объект в трехмерном изображении, обозначенный на фиг.3 как 10а, который начинает удаляться от пользователя. Через определенный промежуток времени стереообъект останавливается, и пользователь видит его в перспективе (на фиг.3-10b). Для того чтобы рассмотреть его хорошо, необходимо сфокусировать взгляд.
Допустим, что стереообъект 10а - это буква, и для того, чтобы ее прочесть, необходимо приложить некоторые усилия. В этом случае хрусталики глаз автоматически "настраиваются", мышцы глазного яблока и ресничных тел начинают работать, и на сетчатке устанавливается правильный фокус. Используя предлагаемое устройство, можно самостоятельно при помощи клавиатуры (5) установить скорость (VI) удаления и длину дистанции (L) движения стереообъекта 10а, а также выбрать звуковое сопровождение данного упражнения.
Например, пользователь устанавливает с помощью клавиатуры (5) длину дистанции движения - 10 м, скорость (V1) удаления объекта = 10 м/6 сек, скорость (V2) приближения объекта обратно = 10 м/12 сек.
Как видно на фиг.5, стереообъектом 10а может быть не только буква, но и изображения животных, птиц, мультипликационные персонажи, а также геометрические фигуры (треугольники, квадраты, ромбы) и др. К тому же, можно самим установить цвет и размер стереообъекта. Предложена широкая палитра красок: красный, желтый, синий, зеленый, розовый, сиреневый цвета и их оттенки.
Подключив к компьютеру колонки (9), можно выбрать из звуковой памяти (8) любое музыкальное сопровождение. В программу заложена музыка на любой вкус: фольклор, ретро, поп-музыка, джаз, а также шум ветра и плеск волн.
Выбирая скорость движения стереообъекта, нужно исходить из остроты зрения. Например, молодой человек, страдающий близорукостью, с трудом различает предметы, находящиеся вдали от него. В этом случае, как показано на фиг.3, скорость (V1) удаления объекта надо сделать высокой (установив минимальное количество секунд), для того, чтобы максимально напрячь все глазные мышцы, а скорость (V2) приближения объекта обратно - низкой, установив количество секунд большей величины, поскольку человеку, страдающему близорукостью, не нужно напрягать глаза для того, чтобы разглядеть предмет, находящийся прямо перед ним.
Пожилой же человек, напротив, лучше видит то, что находится далеко от него, поэтому скорость удаления объекта в этом случае должна быть низкой (количество секунд - большое). Пока стереообъект медленно удаляется, мышцы зрачка должны быть расслаблены, с тем чтобы максимально напрячься по мере приближения стереообъекта обратно к пользователю, сидящему перед экраном, со скоростью V2.
Это упражнение желательно делать по 3-4 минуты до начала работы на компьютере, во время перерыва и после ее завершения.
Теперь рассмотрим другой вариант упражнений - рассеянное перспективное стереоизображение. По своей методике он схож с упражнением с пятнадцатью цифрами.
На фиг.4 показано как стереообъект 10а, изначально находящийся в левом верхнем углу прямо перед пользователем, а вернее, перед левым глазом, начинает двигаться к центру экрана, постепенно удаляясь. Как и в предыдущем упражнении, при помощи клавиатуры (5) необходимо выбрать подходящую для пользователя скорость движения объекта. Затем необходимо правильно сфокусировать взгляд на стереообъекте (пусть это будет буква) и следить за ним обоими глазами. При этом глазные мышцы будут сжиматься и разжиматься. Достигнув центра экрана, стереообъект (здесь он уже обозначен как 10b) начинает движение в правую верхнюю точку, в направлении правого глаза, снова приближаясь к пользователю, а из этой точки опять возвращается в центр экрана. Конечно, объект, движущийся по экрану при помощи стереоизображения, является виртуальным. Но, пытаясь рассмотреть его, глаза совершают ту же работу, что и в случае слежения за передвижением реального предмета.
Итак, объект стереоизображения, снова находящийся в центре экрана, начинает движение в правую нижнюю точку, приближаясь к пользователю, а достигнув ее, возвращается обратно в центр, чтобы затем переместиться в левую нижнюю точку, и т.д.
Делая это упражнение, пользователь, как и в предыдущем случае, с помощью клавиатуры (5) сам выбирает скорость, расстояние и порядок движения объекта стереоизображения, а также его размер, цвет и звуковое сопровождение.
Кроме того, по желанию, можно установить программу таким образом, что она будет включаться автоматически на 3-4 минуты каждый раз, когда пользователь делает перерыв или завершает работу с другими программами на персональном компьютере.
Для того чтобы подключить заявленное устройство, необходим любой дисплей, способный воспроизводить стереоизображение. Могут быть использованы следующие электронные устройства: монитор (2) стационарного компьютера, ноутбука (в том числе и с жидкокристаллическим экраном), любого мобильного телефона (в том числе и с жидкокристаллическим экраном), КПК (карманного персонального компьютера), шлемообразный аппарат стереоизображения, электронный дисплей со встроенными очками, телевизионная игровая приставка (в данном случае дисплеем является экран телевизора) и т.д., а также мониторы нового поколения, в которых используется многослойная жидкокристаллическая структура, что позволяет создать полноглубинное изображение без использования стереоочков, например, сетчатого типа, параллакс-барьер, расщепитель двойного изображения.
Предпринимая усилия по считыванию стереоизображения 10а, автоматически задействуются мышцы ресничных тел, мышцы глазного яблока и другие, что ведет к активизации всех глазных мышц. Поэтому устройство, активизирующее все глазные мышцы, имеет эффект улучшения зрения.
Промышленная применимость
Как уже говорилось выше, одно из главных преимуществ разработанного устройства коррекции зрения заключается в том, что можно воспользоваться им в любое время и в любом месте, будь то дом, офис или общественный транспорт. Для занятий необходимо иметь лишь программу, записанную на какой-либо носитель, стереопередающую аппаратуру и дисплей. И с этой точки зрения предлагаемое устройство подойдет не только занятым людям, у которых нет свободного времени для посещения окулиста, но и просто ленивым и неусидчивым, тем, на кого долгие и не очень интересные упражнения навевают скуку. К тому же, настоящее устройство высокоэффективно и стоит недорого.
В современном мире работа организована таким образом, что приходится проводить большую часть времени, глядя на электронные дисплей. Глаза устают, зрение ухудшается, развивается близорукость. Всего этого можно легко избежать. Достаточно лишь установить предлагаемое устройство, и тогда техника, которая еще вчера наносила нашим глазам вред, сегодня будет приносить им пользу. При использовании разработанного устройства коррекции зрения активизируются все глазные мышцы, и тем самым автоматически можно корректировать зрение в рабочее время.
название | год | авторы | номер документа |
---|---|---|---|
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДЕМОНСТРАЦИИ СТЕРЕОСКОПИЧЕСКИХ ИЗОБРАЖЕНИЙ | 2002 |
|
RU2260829C2 |
СИСТЕМА ФОРМИРОВАНИЯ СТЕРЕОИЗОБРАЖЕНИЯ | 2006 |
|
RU2326507C1 |
СТЕРЕОПРОЕКЦИОННАЯ СИСТЕМА | 2005 |
|
RU2322771C2 |
СПОСОБ И СИСТЕМА ФОРМИРОВАНИЯ СТЕРЕОИЗОБРАЖЕНИЯ | 2005 |
|
RU2313191C2 |
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТРЕНИРОВКИ АККОМОДАЦИИ | 2006 |
|
RU2314070C2 |
СПОСОБ ФОРМИРОВАНИЯ СТЕРЕОИЗОБРАЖЕНИЙ | 2006 |
|
RU2337386C2 |
СПОСОБ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ ИНФОРМАЦИИ ДЛЯ УЛУЧШЕНИЯ И ПРОФИЛАКТИКИ НАРУШЕНИЙ ЗРЕНИЯ | 1999 |
|
RU2153313C1 |
Способ восстановления и развития стереозрения | 2019 |
|
RU2718269C1 |
Стереопросмотр | 2015 |
|
RU2665872C2 |
СПОСОБ СОЗДАНИЯ СТЕРЕОСКОПИЧЕСКОГО ИНТЕРФЕЙСА ПОЛЬЗОВАТЕЛЯ КОМПЬЮТЕРА | 2013 |
|
RU2532866C1 |
Изобретение относится к медицинской технике. Для воспроизведения стереоизображения используют устройство для воспроизведения трехмерного изображения на мониторе попеременно для левого глаза и для правого глаза. Устройство может быть выполнено с возможностью открытия и закрытия очков на пользователе синхронно со сменой изображения для формирования угла конвергенции и параллакса. Устройство содержит блок управления движением и блок для повторения возвратно-поступательного движения. Выполняют возвратно-поступательное движение трехмерного изображения, приближая/удаляя трехмерное изображение между фронтальной частью очков и центральной частью экрана или между верхней левой или верхней правой частью очков и центральной частью экрана или между нижней левой или нижней правой частью очков и центральной частью экрана и повторяют возвратно-поступательное движение. Изобретение позволяет обеспечить простоту и высокую эффективность тренировки глаз. 3 н. и 16 з.п. ф-лы, 7 ил.
JP 58117535 А, 13.07.1983 | |||
JP 8257078 А, 08.10.1996 | |||
JP 2000315076 А, 14.11.2000 | |||
JP 9166955 А, 24.06.1997 | |||
СПОСОБ ПОГРУЖЕНИЯ ПОЛЬЗОВАТЕЛЯ В ВИРТУАЛЬНУЮ РЕАЛЬНОСТЬ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО РЕАЛИЗАЦИИ | 1996 |
|
RU2109337C1 |
СИСТЕМА ИМИТАЦИИ ВИЗУАЛЬНОЙ ОРИЕНТИРОВКИ ЛЕТЧИКА | 1997 |
|
RU2128860C1 |
СПОСОБ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ ИНФОРМАЦИИ ДЛЯ УЛУЧШЕНИЯ И ПРОФИЛАКТИКИ НАРУШЕНИЙ ЗРЕНИЯ | 1999 |
|
RU2153313C1 |
Авторы
Даты
2006-12-10—Публикация
2001-12-10—Подача