JP2000501976A

JP2000501976A - 目の負担を軽減するための方法及び装置

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Publication number: JP2000501976A
Application number: JP09523159A
Authority: JP
Inventors: ディプナル，エドワード，マシュー，フェアリー; ジョーダン，スティーヴン
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1995-12-21
Filing date: 1996-12-20
Publication date: 2000-02-22
Also published as: EP0955985A4; CA2240942A1; MX9804952A; EP0955985A1; KR19990076712A; WO1997023188A1; AUPN724195A0

Abstract

(57)【要約】対象物を比較的近距離で注視する人の目の疲労および／又は負担を軽減するための装置。本装置は、目に対して対象物を少なくとも周期的に自動的に位置変更し、これによって目の焦点を変化させ、これに対応して目に関係する筋肉の緊張度を変化させるための手段（１０）を有する。一好適実施例に於いて、対象物は眼筋の緊張度の前記変化が実質的に一定となるように位置変更される。

Description

【発明の詳細な説明】目の負担を軽減するための方法及び装置本発明は、近距離の対象物に焦点を合せることが求められる人の目の負担を軽減する方法と、この方法を利用した装置とに関する。人間の目の対象物に対して焦点を合せる能力は、調節（アコモデーション）として知られている。簡単に説明すると、調節されていない目は、遠方の対象物に焦点を合せられる。反対に、高度に調節された目は、近傍の対象物に焦点を合せられる。調節の計測単位は、ジオプター（Ｄ）として知られ、これは、目と対象物との間のメートル単位で測定された距離の逆数から導かれる。従って、１メートルの距離の対象物には１Ｄ（ジオプター）の調節が必要であり、.５メートルの距離の対象物には２Ｄが必要であり、.３３３メートルの距離の対象物には３Ｄが必要である。明らかに、調節の大きさは、対象物が目に近づくにつれて顕著に増加する。これは調節と距離との間の反比例関係に依る。すべての人間は、それに焦点を合せたままで対象物を見ることが可能な最短距離を表わす近点を持っている。大半の人々にとって、この近点は年齢と共に後退する(老眼)。１５歳の者にとって、これは約１０Ｄの調節であるのに対して、６０歳の者はわずか１Ｄの調節しかないかもしれない (従って、老齢化と共にその近点を再び近くに戻すためには眼鏡が必要となる)。両眼の調節動作は、眼球内の筋肉（内眼筋）と目の端部を包囲する筋肉（外眼筋）とによって行われる。主な内眼筋は、毛様体筋と呼ばれ、これは毛様体内の三種類の平滑筋を含む。簡単に説明すると、毛様体筋は、ドーナツ状であって、その孔の中央部内にレンズが提靭帯又は毛様小帯によって懸架されている。この構成は円形のトランポリンにたとえることができる。レンズは、それ自身の内部に於いて、圧力下にあり、解剖状態に於いてはほぼ球形状となる。しかしながら、弛緩した非収縮状態の毛様体中に懸架されている時、レンズは平坦に引っ張られて、その凸度は小さい。毛様体筋の収縮自身によっては、レンズがより凸状に「圧縮 (ｓｑｕｅｅｚｅ)」されることはなく、単に、前記ドーナツ状孔の大きさが小さくなり、それと共に、提靭帯の緊張度が低減し、これによってレンズはその好ましいより凸状の形状となることが可能となる。調節するためには、毛様体筋が、１ジオプター当たりあるレベルの力で収縮しなければならない。このジオプター当たりの単位力は、ミオジオプター（ｍｙｏｄｉｏｐｔｒｅ）として定義され、これは調節と共に増加する。若年者に於いては、毛様体筋の１０％以下が近距離作業（３．５Ｄ）のために利用され、この利用率は、同じレベルの調節のために１００％の能力が必要とされる４５歳にまで指数関数的に増大することが判った。更に、行使される力が筋肉の最大能力の１０−１５％を超えると、疲労無く長期的静的に筋力を維持することができないこと、又、このことは目の内筋と外筋との両方、更に、眼球本体のその他の部分にも同様に当てはまること、も判っている。上記２つの段落から、たとえば、２５歳以上の個人にとって、２Ｄでディスプレー・スクリーン等の対象物を連続的に注視することによって、＞１０−１５％の毛様体筋能力が必要とされることから、なんらかのレベルの筋肉疲労が発生することになる。毛様体筋を弛緩させる、又は、筋肉の負担を低減する一つの方法は、必ず、目を規則的に休息させるか、若しくは、注視対象物に対する近距離設定を避ける方法である。しかし、後者は、通常、その対象物が、コンピュータ・ディスプレー装置等の視覚的に細かい多量の情報を表示するディスプレー・スクリーンでるある場合には不可避であり、又、前者は、集中的な作業環境に於いて規則的に実行することは実用的ではないかもしれない。従って、本発明は、特に、対象物を注視することから規則的に休息をとることが不可能又は困難である場合、近距離の対象物を注視する時の目の負担を低減するという課題に取り組むものである。この課題に取り組むに当たって、本出願人は、もしも注視対象物から焦点を離間させることによって目を運動させることが可能でないのであれば、次善の方法は、目が注視対象物に対して焦点を合せた状態で目を運動させる方法であろう、と認識した。前述したように、毛様体筋によって行使される力は、調節と共に増大する。したがって、対象物を目に近づけるにつれて、緊張度が増加する。反対に、対象物を目から遠ざけるに従って緊張度は低減する。本出願によって行われた実験は、筋肉疲労の発生率は、毛様体筋の緊張度が一定に留まるのではなく、変化することが可能な場合に於いて低下する、という仮説を支持するものと思われる。これは、筋肉が収縮状態に維持される時、その筋肉に対する血液の供給が制限され、これによって筋肉に対する栄養素の供給と、その筋肉からの排泄物の除去とが減少することによって起こるものと考えられる。筋肉の緊張度を変化させることによって、血液供給が改善され、筋肉への栄養素の供給と筋肉からの排泄物の除去とが改善されることにより、疲労を低減することができる。６０年代以来の研究によって、西欧諸国に於いて近視（近眼）として知られてる病状の発生率が６％から４０％へ一定して増加していることが示されている。これらの知見は、台湾と米国との両方に於ける主要な研究によって確認されており、異なる環境の対象者（たとえば、島人及び野外労働者対オフィスワーカー／学生）を比較した結果、近眼の発生は、近代作業場に於ける「近距離作業」の必要に大いに関係していると一般に考えられている。これに加えて、様々な個人の「暗焦点"dark focus"」、即ち、その焦点距離が静止状態にあるもの（暗闇では焦点を合せる対象物が存在しない）を調べた研究に依れば、この距離は、一定時間近距離作業を続けた後において減少することが判った。又、同じことが外眼筋にも当てはまり、これは、「暗収束"dark conver gence"」として知られている。更に、これらの研究のいくつかに於いて、動的な対象物の注視は、これに対して、「暗焦点及び収束」にほとんど影響を与えず、従って、動的な対象物の注視は、近視および／又はその可能な初発を減少させるのにプラスの効果があるかもしれないという主張が示唆され、又定性的に証明されている。本発明の一態様に依れば、対象物を比較的近距離で注視する人の目の疲労および／又は負担を軽減するための方法が提供され、この方法は、目に対して対象物を少なくとも周期的に自動的に位置変更し、これによって目の焦点を変化させるとともに、目に関係する筋肉の緊張度をそれに対応して変化させる工程を有する。一構成に於いて、前記対象物は、目に対する第１位置と、この第１位置と十分に異なる第２位置との間で目の焦点を変化させるべく周期的に連続的に位置変更される。前記対象物の位置変更工程は、前記対象物の実際の位置と異なる対象物の見かけの位置を変更する工程を含むものであってよい。いくつかの実施例に於いて、これは、対象物を物理的に移動させることなく、該対象物と目との間の光の移動の経路長を変化させることによって達成可能である。いくつかの実施例に於いて、これはミラー等の可動反射面によって達成される。本発明の別の態様に依れば、対象物を比較的近距離で注視する人の目の疲労および／又は負担を軽減するための装置が提供され、本装置は、目に対して対象物を少なくとも周期的に自動的に位置変更し、これによって目の焦点を変化させるとともに、目に関係する筋肉の緊張度をそれに対応して変化させるするための手段を有する。前記装置は、前記対象物を、目に対する第１位置と、この第１位置と十分に異なる第２位置との間で目の焦点を変化させるべく周期的に連続的に位置変更する手段を有するものとすることができる。最適注視位置からの逸脱を最小限にするために、前記第１位置と第２位置とは、これら二つの位置のべクトル平均が、前記対象物に対する好適な注視位置とほぼ一致するように選択される。一構成に於いて、前記第１及び第２位置は、対象物を注視する人の目とほぼ同一線上にあるものとされる。最適注視位置が目からの約５５０ｍｍである場合、一実施例に於いて、前記第１位置と第２位置とは、それぞれ約４７５ｍｍ及び６２５ｍｍとされる。本発明の前記装置は、人によって注視される対象物を支持するためのプラットフォームを備えさせてもよい。前記装置はこの支持手段を少なくとも周期的に位置変更するための手段を有する。一構成に於いて、前記位置変更手段は、前記支持手段を第１位置と第２位置との間で実質的に均一に移動させる手段を有するものとすることができる。これら第１位置と第２位置との間の移動は、連続的なもの、又は周期的、即ち、静止期間によって区切られたもの、とすることができる。第１位置と第２位置との間の移動は、任意の適当な速度で行われるものとすることができる。又、この移動速度は使用者によって調節可能なものとすることができる。一構成に於いて、前記速度は、約０−１５ｍｍ／秒で調節可能とされる。本発明の別の構成に於いて、前記位置変更手段は、毛様体筋によって行使される力の変化率が実質的に一定となるように前記支持手段を移動させる手段を有する。毛様体筋によって行使される径方向の収縮力（Ｆ）は、下記の式によって表わされる。ここで、Ｄはジオプター、Ｋは加齢依存定数である。Ｋの年齢依存度は、式Ｋ＝ａ−ｂＡ＋ＣＡ２によって表わされ、ここで、Ａは年齢、ａ＝０．６７５，ｂ＝０．２及びｃ＝０．０００１４７である。１／Ｘ（Ｘはメートル単位での目からの変位量）であるので、力を変位量の関数として表わすと、これは下記に等しい。力の変化率は、定数Ｃとなり、ここで、Ｖは前記支持手段の速度である。ｄＦ／ｄＸは式（１）の導関数から得られる従って、前記支持手段の速度（Ｖ）を変位量（Ｘ）の関数として表わすと、これは下記に等しい。前記変位量の関数としての前記支持手段の加速度（ａ）は下記に等しい。ｄＶ／ｄＸは、式（５）の導関数から得られる。上記式（５），（６），（７）を組み合わせると下記が得られる。上記計算は、支持手段の速度（Ｖ）と加速度（ａ）とを支持手段の変位量（Ｘ）のそれぞれ三乗値と五乗値にすることによって、毛様体筋によって提供される力の変化率はほぼ一定となる、ということを示している。前記支持手段は、一度に長い時間近距離で焦点合せされる対象物又は品を支持するように構成することができる。一構成に於いて、前記支持手段は、パーソナル・コンピュータに関連付けられたビデオ・ディスプレー装置を支持するように構成される。別の構成に於いて、前記支持手段は、書物等の印刷物を支持するように構成される。本発明の別実施例に於いて、前記装置は、人によって注視される対象物の実際の位置と異なる対象物の見かけの位置を変更する手段を有する。前記変更手段は、単数又は複数の光反射手段を有するものとすることができる。この光反射手段は、ミラー等の単数又は複数の半斜面を有するものとすることができる。一構成に於いて、前記変更手段は、潜望鏡に使用されるミラーに類似の一対の互いにオフセットされた平行なミラーを有するものとすることができる。前記変更手段は、対象物を注視する人の視線を遮るように介在配置することができる。第１ミラーを、対象物の像を第２ミラーに反射させるように配置することができる。前記第２ミラーを、第１ミラーからの対象物の像を、その対象物を注視する人の目に反射させるように配置することができる。少なくとも一つのミラーを、対象物と目との間の光経路の経路長を変化させるように移動可能にすることができる。前記光反射手段が単数又は奇数のミラーを有する場合、対象物の像を左右に逆転させることができる。たとえば、対象物がビデオ・ディスプレー・モニターを含む場合、そのモニターの走査又はラスタ方向を逆転させて表示される像を逆転させることができる。以下、本発明の好適実施例を、付随の図面を参照して説明する。ここで、図１は本発明の一実施例に依る装置の斜視図を示し、図２は改変された装置の斜視図を示し、図３は図１又は２の装置のそのカバープレートを取り外した状態を示し、図４は図１及び２の装置に関連するリミット・センサ回路の略図を示し、図５は図１及び２の装置に関連する駆動回路の略線図を示し、図６は本発明の別実施例に依る装置を示し、図７ａ，７ｂ，７ｃは速度対距離の例のグラフを示し、図８は図６の装置に関連する駆動回路の略線図を示し、図９（ａ）ないし９（ｄ）は図８の駆動回路に関連するフロー図を示し、そして図１０は本発明の更に別の実施例に依る装置の概念図を示している。図１の装置は、ベース１０と、これに移動可能に搭載されたプラットフォーム１１とを有する。プラットフォーム１１は、予め設定された外側境界部間でベース１０に沿って往復移動又は前後移動可能である。前記外側境界部は、下記の光学手段によって形成することができる。前記装置は、この装置を作動させるためのＯＮ／ＯＦＦスイッチ１３と、プラットフォーム１１の移動速度を調節するための可変制御部材１４とを有する。前記装置は、この装置を電源に接続するプラグ１６を備えた電カコード１５を有する。前記プラグ１６は、パーソナル・コンピュータ等に備えられた（連動）電力供給ソケットによって受けられるように構成されている。前記プラットフォーム１１は、コンピュータ・ビデオ・ディスプレー装置や、モニター、又はブック・スタンド等の、近距離で焦点合せされる対象物又は対象品を受けるための支持面１２を有する。図２は、プラットフォーム１１に設けられた別構成の支持面２０を示し、これは典型的なパーソナル・コンピュータのモニター等に備えられた球形状のベースを受けるように構成された部分球状ソケット２２を有している。図３は、図１の装置を、この装置に備えられた駆動機構を示すべく分解した状態で示している。該装置のプラットフォームは、下フレーム３０とカバー３１とを有する。フレーム３０は、その角部に、該プラットフォームをベース３６上に転動可能に支持するための４つの車輪３２，３３，３４，３５を取り付けている。前記ベース３６は、それぞれ前記車輪３２，３３，３４，３５と協動する溝３７，３８,３９，４０を有している。これらの溝３７−４０は、車輪３２−３５を案内するようにプロファイル構成されている。前記プラットフォームは、車輪３２，３３によって駆動される。これら車輪３２，３３は車軸４１に駆動接続されている。電気ＤＣモータ４２が、ギアホイール４３，４４を介して前記車軸４１に駆動接続されている。ギアホイール４３は、モータ４２のロータに取り付けられ、ギアホイール４４は車軸４１に取り付けられている。電気モータ４２は、前記カバー３１の下に搭載された制御装置４５によって駆動される。この制御装置４５は、光学センサ４６，４７を有する。これらセンサ４６，４７は、ベース３６の表面のコントラストの変化を検出するように構成されている。前記ベース３６は、前記プラットフォームのベース３６に対する移動端部境界を形成する反射領域５０，５１を有していている。前記制御装置４５は、センサ４６が領域５１からの光を検出した時と、更に、センサ４７が領域５０からの光を検出した時とに、ミラー４２の回転方向を逆転するように構成されている。次に、この制御装置４５の詳細とその動作を図４及び５を参照して説明する。図４は、ＮＯＲゲート５３、５４から構成されたラッチ・フリップフロップ５２を備えるリミット・センサ回路を示している。前記ＮＯＲゲー５３，54は、集積回路タイプ７４０２のものとすることができる。フリップフロップ５２は、それぞれ光回路５５，５６によってその二つの安定状態のいずれかにされる。前記光回路５５は、たとえば集積回路タイプＬＭ３１１から構成されるオペアンプ５７を有する。このオペアンプ５７の入力端子２，３は、光センサ４６のフォトダイオードＤ１を介して供給される。前記フォトダイオードＤ１の感度は、可変利得抵抗器ＶＲ１によって制御される。前記光センサ４６は、発光ダイオードＬＥＤ１を有する。ＬＥＤ１とフォトダイオードＤ１とは、光センサ４６が反射領域５１の上方に位置する時に、ＬＥＤ１からの光領域５１からフォトダイオードＤ１に反射されるように方向設定されている。これによってフォトダイオードＤ１が導通し、オペアンプ５７の出力が上昇する。このオペアンプ５７の出力の上昇によって、これに対応して、フリップフロップ５２の入力８がＨ（ｈｉｇｈ）となり、フリップフロップ５２の出力端子ＡはＬ（ｌｏｗ）となる。端子Ａの出力がＬの時、端子Ｂの出力はＨであり、逆に、端子Ａの出力がＨの時、端子Ｂの出力はＬとなる。前記光回路５６の構成と作動は、光回路５５のそれらと類似しているが、但し、フォトダイオードＤ２と光センサ４７の発光ダイオードＬＥＤ２は、光センサ４７が反射領域５０の上方にある時、ＬＥＤ２からの光が領域５０からフォトダイオードＤ２へと反射されるように方向設定されている。後者によって、フォトダイオードＤ２が導通し、オペアンプ５８の出力が上昇し、これに対応して、フリップフロップ５２の入力１２がＨとなり、フリップフロップ５２の出力端子ＢがＬとなる。図５は、トランジスタＱ１−Ｑ６、ダイオードＤ３，Ｄ４，Ｄ４及びＤＣモータ４２を有する可変駆動回路を示している。フリップフロップ５２の出力Ａに接続された入力ＣがＨである時、トランジスタＱ２及びＱ４が導通して、モータ４２のプラス端子をＬにする。これによってダイオードＤ３とトランジスタＱ５とが導通し、電流がモータ４２をそのマイナス端子からそのプラス端子へと流れる。そして、モータ４２は逆方向に回転する。フリップフロップ５２の出力Ｂに接続された入力ＤがＨである時、トランジスタＱ１及びＱ３が導通し、モータ４２のマイナス端子をＬにする。これによって、ダイオードＤ４とトランジスタＱ３とが導通し、電流がモータ４２をそのプラス端子からそのマイナス端子へと流れる。そして、モータ４２は正方向に回転する。モータ４２の速度は、可変抵抗器ＶＲ２を有する電圧調節器５９によって制御される。前記調節器５９は、たとえば集積回路タイプＬＭ３５０とすることができる。トランジスタＱ１，Ｑ２はＢＣ３１０４、トランジスタＱ３，Ｑ５はＴＩＰ３２そしてトランジスタＱ４，Ｑ６は、ＴＩＰ３１とすることができる。ダイオードＤ３，Ｄ４はＩＮ４００４とすることができる。モータ４２は、デンシトロン社 (DensitronCorporation) 製のモデルＧＢ３５３５Ｄとすることができる。図５の可変駆動回路は、毛様体筋によって行使される力の変化率が実質的に一定となるように、プラットフォーム１１を移動させるように構成することができる。これは、前記電圧調節器５ａおよび／又は可変抵抗器ＶＲ２をＥＸＩＣＯＲ装置タイプＸ９３１４等のデジタル制御ポテンショメータによって置き換えることによって達成可能である。後者には、前記式（５）から計算される速度（ｖ）と変位量（Ｘ）の値に基づく抵抗タップ設定をプログラムすることができる。変位量を測定するためのトランスデューサ（図示せず）をプラットフォーム１１に搭載、又はその他の方法で備えさせることができる。この変位量トランスデューサーは、前記デジタル制御ポテンショメータのワイパー部材の位置を制御するための変位量データを提供することができる。本発明の作動に於いて速度の絶対値は必須ではないので、式（５）によって表わされる速度／変位量関係を定数（Ｃ）として適当な値を選択することによっ、正規化し、プラットフォーム１１に対して所望の終端速度、たとえば、変位量（Ｘ）が６２５ｍｍである時に、毎秒１０ｍｍ、を提供するようにすることができる。後者は、変位量（Ｘ）が４７５ｍｍである場合に、毎秒約４．４ｍｍの初期速度によって得ることができる。前記駆動回路は、フィードバック・ループを備えた制御装置を利用することによってより精度の高いものとすることができる。このフィードバック・ループは、プラットフォーム１１の移動を制御するために、変位量（Ｘ）、速度（Ｖ）および／又は加速度（ａ）を利用することができる。図６は、図１又は図２の装置を駆動するための別の機構を示している。図６の駆動機構は、ベース１０に取り付け、又は、これと一体形成可能なラック６０を有する。ギアホイール６１が、このラック６０に噛合するように構成されている。該ギアホイール６１は、プラットフォーム１１に取り付けられ、ＤＣモータ６２によって駆動される。これらモータ６２とギアホイール６１との間にギアボックス（図示せず）を介装してもよい。図６の機構は、モータ６２の作動を制御するための制御モジュール６３を有する。この制御モジュール６３は、モータ６２の速度を制御するためのマイクロプロセッサ又はマイクロコントローラ等のプロセッサ手段を有する。モータ６２の速度は、所望の速度と距離プロファイルとの関係に応じて制御可能である。特に好適な実施例に於いて、この速度対距離プロファイルは、式（５）によって決定される。しかしながら、いくつかの実施例に於いて、実質的に均一な速度、等の別の速度プロファイルを採用することも可能である。前記所望の速度プロファイルは、前記プロセッサ手段と関連付けられたメモリに記憶される。前記制御モジュール６３に対して、スロットホイール６４と、連動センサ６５と基準センサ６６とを介して距離情報を提供することができる。前記センサ６６は、プラットフォーム１１の始点（又は終点）をマークするように配設され、それに対して較正プラットフォーム位置を見つけることが可能な既知の基準点を提供する。前記スロットホイール６４は、モータ６２の軸に直接に取り付けられている。直径が約１５ｍｍの典型的なスロットホイールは、３０ないし５０個のスロットを有する。このホイール６４が回転すると、センサ６５と関連付けられたビーム光が、連動する受光装置に向けて、交互に伝達、遮断される。制御モジュール６３に関連付けられたソフトウェアによって両センサ６５，６６の状態をモニターし、プラットフォーム１１の現在位置を判定する。単純な構成例に於いて、前記スロットホイール６４の周長を５０ｍｍとしそのスロットの数を５０とすることができる。これによって、各スロットに付き、基準点から１ｍｍの距離の解像度を達成することができる。前記速度プロファイルは、前記基準点からの距離、作動モード、ユーザ調節（たとえば、その年齢、距離、平均速度、等）を含む多数の要因によって決めることができる。一つ又は複数の速度プロファイルを予め計算しておき、これらをメモリにルックアップテーブルとして記憶させておくことができる。図７ａは、プラットフォーム１１の１５０ｍｍの移動距離に対する典型的な速度対距離グラフ（プロファイル）を示している。この図７ａの速度対距離グラフはルックアップテーブルに変換することができる。前記制御モジュール６３に関連するソフトウェアは、このテーブルに記憶された情報を読み出し、必要な距離における正確な速度を設定することができる。メモリのスペースは限られているので、前記速度情報を、速度目盛りに沿った多数のサンプリング点にプロットすることも可能である。通常、所望の速度プロファイルを表わすのに３０個のサンプリング点が適当である。図７ｂは、５ｍｍの増分でプロットされた３０のサンプリング点を示している。当該好適実施例に於いては、速度は距離とともに指数関数的に増大することから、連続する距離点間の速度差は、前記距離目盛りの終点に向けて極めて急速に増大する。このようなステップ的な作用はユーザにとって受け入れがたいものであるかもしれない。近接する距離点間に於いてよりスムースな速度変化を提供するために、同じ３０個のサンプリング点を、隣接する速度領域間のステップを最小にするべく位置変更することが可能である。図７ｃは、同じ３０個の点を、前記基準点からそれぞれ異なる距離に配置したものを示している。実際のサンプリング点は周知の数学的手法によって最適化可能であり、ここでは記載しない。図８は、前記制御モジュール６３の略線図である。この制御モジュールは、マイクロコントローラ８０を有する。該マイクロコントローラ８０は、回路タイプＺ８８Ｅ３０等のシングルチップデバイスとするとができる。不揮発性メモリ（ＥＥＰＲＯＭ）８１がマイクロコントローラ８０に接続され、平均モータ速度、作動モード、ユーザ年齢等のシステム・コンフィギュレーション・パラメータを格納する。システム・コンフィギュレーションデータは、ボタンスイッチＳ１−Ｓ４を介してマイクロコントローラ８０に入力される。これらスイッチＳ１−Ｓ４は、それぞれ、モード選択、アップ、ダウン及び調節機能を行う。ＬＣＤディスプレーパネル８２は、前記制御モジュールの作動に関連するデータを表示するように構成されている。マイクロコントローラ８０は、プログラムコードと、ルックアップテーブル又はアナログ機能のいずれかとしての速度データを格納する内部メモリ（ＲＡＭ）を有する。マイクロコントローラ８０は、一定の周波数で発生されるパルスのデューティサイクルを調節することによって１２ボルトのＤＣモータ８３の速度を制御する。この構成によって、モータ８３は最大トルクを達成することができる。前記速度制御用パルスは、マイクロコントローラ８０のライン１，２７に発生され、それぞれ、バッファ・トランジスタＴ５，Ｔ６を介して増幅される。モータ８３の速度と方向は、トランジスタＴ１−Ｔ４を有するＨブリッジ回路によって制御される。モータ８３を正方向に駆動する場合、マイクロコントローラ８０は、ライン２６を介してトランジスタＴ４を作動させる。これによってトランジスタＴ４のコレクタがＬになり、電流が (＋)，（−）として表示されているモータ端子を介してトランジスタＴ１から流れ、トランジスタＴ４を介して接地側に流れる。ここで電流の方向は、モータ８３の（＋）端子から（−）端子の方向である。モータ８３を逆方向に駆動する場合、マイクロコントローラ８０は、ライン２８を介してトランジスタＴ３を作動させる。これによってトランジスタＴ３のコレクタがＬになり、電流がモータ端子を介してトランジスタＴ２から流れ、トランジスタＴ３を介して接地側に流れる。ここで電流の方向は、モータ８３の（−）端子から（＋）端子の方向である。モータの正方向及び逆方向の速度は、それぞれトランジスタＴ１及びＴ２のベースを通過するパルスのデューティサイクルによって決まる。ダイオード対Ｄ２，Ｄ３が、モータ８３に関連する誘導負荷によって発生する逆起電力スパイクを平坦化するために設けられている。マイクロコントローラ８０に対するモータ位置フィードバックが、ＬＥＤ８５とフォトトランジスタ８６とから成る光カプラ８４を介して供給される。ＬＥＤ８５とフォトトランジスタ８６との間を通過する光ビームは、上述したようにスロットホイール６４によって遮断される。スロットホイール６４が回転すると、光ビームは、このホイールに形成されたスロットによって交互に伝達、遮断される。前記操作ソフトウェアによって、これらの信号を解釈して、前記プラットフォームが移動した距離を決定することができる。マイクロコントローラ８０に対するスタート位置フィードバックが、ＬＥＤ８８とフォトトランジスタ８９とから成る光カプラ８７を介して供給される。前記プラットフォームがその移動の終端（又は始端）に到達した時に、ＬＥＤ８８とフォトトランジスタ８９との間の光の通過を遮断するようにマスク（図示せず）が配設されている。前記操作ソフトウェアによって、内方向シーケンスとプラットフォーム基準較正のためにこの信号を解釈することができる。前記制御モジュールは、その全体を９０で示す電源装置を有する。この電源装置９０は、それぞれモータ８３と、マイクロコントローラ８０への電圧供給を調節するためのＩＣレギュレータ９１，９２を有する。電源供給時に前記ソフトウェアを初期化し、過去のユーザ設定を前記不揮発性メモリ８１から取り出すことができる。プラットフォームの位置が未知であるかもしれないので、プラットフォームを前記基準位置が見つかるまで移動させてもよい。前記制御モジュールは、二つの作動モード、即ち、一定モードと可変モードとを備えさせることができる。一定モードに於いて、前記モータ（そしてプラットフォーム）の速度はその全移動行程を通じてほぼ一定とすることができる。可変モードに於いて、前記モータ（そしてプラットフォーム）の速度は、マイクロコントローラ８０の前記ＲＡＭに格納された速度対距離プロファイル、たとえば式（５）によって決まるプロファイル、に応じて変化される。この可変モードに、ユーザの年齢および／又はプラットフォームからのユーザの距離を考慮するべく、前記速度対距離プロファイル等のシステム・コンフィギュレーション・パラメータに対する微調節機能を備えさせることができる。個々の快適レベルに適したユーザ調節可能な他のシステム・コンフィギュレーション・パラメータとして、プロファイルの平均速度がある。システム・コンフィギュレーション・パラメータに対する調節は、前記初期速度および／又は式（５）の係数Ｃ，Ｋの値を調節することによって行うことができる。前記操作ソフトウェアは、各機能に対する複数の副タスクに分割することができる。基本作動は、タスクリストをシーケンス化することによって達成できる。このリストの各タスクが、前記制御モジュールの特定の機能を果し、全体の作動が手順タスクによって制御されるようにすることができる。前記手順タスクは、マイクロコンピュータ８０の前記ＲＡＭメモリに格納された予め計算されたルックアップテーブルからモータ８３の絶対速度を設定することができる。作動モードに応じて、前記ソフトウェアは、前記ルックアップテーブルと設定とを利用することができる。プラットフォームが前記基準点から移動すると、速度が、前記テーブルから読み取られ、即座に必要なモータ速度が更新される。精密割込みルーチンによって、必要なモータ速度を達成するべくパルス幅変調（ＰＷＭ）デューティサイクルを設定することができる。下記の行程９３−９８は、図９（ａ）に示された主タスクフロー図に関する。行程９３−ＣＰＵ初期化電源投入時、前記ソフトウェアは、マイクロコントローラのボート、タイマー、可変部を初期化することができる。前のユーザ設定を、不揮発性メモリから取り出すことができる。モニターの位置が未知である場合、フラッグを立てて手順タスクに基準点が見つかるまでモニターを移動させるように指示する。行程９４−ボタン・タスクこのボタン・タスクによって入力ボタンをモニターすることができる。もしもあるボタンが押されているならば、このたんすは、手順タスクに対してそのボタンの種類とその状態変化（ＯＮ又はＯＦＦ）とを知らせる。すべてのボタンデバウンス？（ｄｅｂｏｕｎｃｅ）時間をこのボタン・タスクにおいて処理することができる。行程９５−ブザー・タスクこのブザー・タスクによってブザー出力を作動させることができる。このタスクは、一定時間音声を発生することによって他のタスクに対して通知される。ブザー・タスクは、ブザーを必要な時間作動させ、その後これを停止させることができる。行程９８−過電流タスクこの過電流タスクによって、モータの電流レベルをモニターすることができる。もしも電流が長時間規定レベルを超えて上昇すれば、このタスクは、手順タスクに対して是正処置をとるべく通知することができる。行程９７−基準点タスクこの基準点タスクは、前記基準点光センサ入力をモニターすることができる。もしも移動行程の端部が短時間検出されたならば、このタスクは、手順タスクに対して是正処置をとるべく通知することができる。行程９８−手順タスク手順タスクによって前記制御モジュールの全体の作動を制御することができる。上述した種々のタスクから情報を収集して、作動モードを決定するのに利用する。図９ｂ−９ｄは、それぞれ、モータＰＷＭ周波数、モータＰＷＭ時間、モータ距離のための割込みルーチンを示すフロー図である。図１０は、ビデオ・ディスプレー・モニターの実際の位置とは異なる見かけ位置を変更又は位置変更する本発明の実施例を示していてる。図１０に於いて、人１００は、ミラー１０３、１０４を介してビデオ・ディスプレー・モニター１０２のスクリーン１０１を見ている。人１００の目とスクリーン１０１との間の前記見かけ経路長は、経路長Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３の和である。経路長Ｐ２は、ミラー１０４および／又はミラー１０２に取り付けられた昇降機構（図示せず）によって増減することができる。昇降機構がミラー１０４とミラー１０２との両方に使用される場合、この機構は、ミラー１０４とミラー１０２とを（垂直に）反対方向、即ち、互いに接近／離間する方向、に移動させるように構成されなければならない。この昇降機構の目的は、経路長Ｐ２を、変更、好ましくは周期的に、することにある。別の構成に於いて、ミラー１０４を省略し、モニター１０２とミラー１０３とを、スクリーン１０１がほぼ水平姿勢になるように、９０度回転に構成される。後者の構成の場合、経路長Ｐ３を、昇降式モニター１０２および／又はミラー１０３によって変更することができる。経路長Ｐ２，Ｐ３は、図５又は図８に図示した駆動回路によって変更することができる。最後に、本発明の精神又は範囲から外れることなく、前述した諸部材の構造及び構成に対して様々な改変、改造および／又は追加を行うことが可能であると理解される。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ)，ＵＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＨＵ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ (72)発明者ジョーダン，スティーヴンオーストラリア国ヴィクトリア 3138 ムールールバーククーラルー・クレセント 20

Claims

【特許請求の範囲】１．対象物を比較的近距離で注視する人の目の疲労および／又は負担を軽減するための方法であって、該方法は、目に対して対象物を少なくとも周期的に自動的に位置変更し、これによって目の焦点を変化させるとともに、目に関係する筋肉の緊張度をそれに対応して変化させる行程を有する方法。２．請求項１の方法であって、前記位置変更工程は、前記対象物を、第１位置と第２位置との間で周期的に移動させる工程を含み、前記第２位置は、前記目の焦点の移動を起こすために前記第１位置から十分に異なる位置である。３．請求項１又は２の方法であって、前記位置変更は、実質的に均一速度で行われる。４．請求項３の方法であって、前記速度は、０−１５ｍｍ／秒の範囲でユーザ調節可能である。５．請求項１又は２の方法であって、前記位置変更工程は、前記筋肉の緊張度の変化が実質的に一定となるように行われる。６．請求項１，２又は５の方法であって、前記位置変更工程は、前記対象物の基準点からの変位量に応じて変化する速度で行われる。７．請求項６の方法であって、前記速度はユーザ調節可能である。８．請求項７の方法であって、前記速度は前記対象物の平均速度を変更するべく調節可能である。９．請求項７の方法であって、前記速度はユーザの年齢を考慮するべく調節可能である。１０．請求項７の方法であって、前記速度はユーザの前記対象物からの平均距離を考慮するべく調節可能である。１１．請求項６ないし１０のいずれかの方法であって、前記速度は、前記変位量の三乗に比例する。１２．請求項６ないし１１のいずれかの方法であって、前記速度の変化率は、前記変位量の五乗に比例する。１３．前記請求項のいずれかの方法であって、前記位置変更工程は、前記対象物の像を位置変更する工程を有する。１４．対象物を比較的近距離で注視する人の目の疲労および／又は負担を軽減するための装置であって、該装置は、目に対して対象物を少なくとも周期的に自動的に位置変更し、これによって目の焦点を変化させるとともに、目に関係する筋肉の緊張度をそれに対応して変化させる手段を有する。１５．請求項１４の装置であって、前記位置変更手段は、前記対象物を、第１位置と第２位置との間で周期的に移動させる手段を含み、前記第２位置は、前記目の焦点の移動を起こすために前記第１位置から十分に異なる位置である。１６．請求項１４又は１５の装置であって、前記位置変更手段は、前記対象物を実質的に均一速度で位置変更する。１７．請求項１６の装置であって、前記速度は、０−１５ｍｍ／秒の範囲でユーザ調節可能である。１８．請求項１４又は１５の装置であって、前記位置変更手段は、前記筋肉の緊張度の変化が実質的に一定となるように前記対象物を位置変更する。１９．請求項１４，１５又は１８の装置であって、前記位置変更手段は、前記対象物を、この対象物の基準点からの変位量に応じて変化する速度で位置変更する。２０．請求項１９の装置であって、前記速度はユーザ調節可能である。２１．請求項２０の装置であって、前記速度は前記対象物の平均速度を変更するべく調節可能である。２２．請求項２０の装置であって、前記速度はユーザの年齢を考慮するべく調節可能である。２３．請求項２０の装置であって、前記速度はユーザの前記対象物からの平均距離を考慮するべく調節可能である。２４．請求項１９ないし２３のいずれかの装置であって、前記速度は、前記変位量の三乗に比例する。２５．請求項１９ないし２４のいずれかの装置であって、前記速度の変化率は、前記変位量の五乗に比例する。２６．請求項１４ないし２５のいずれかの装置であって、前記位置変更手段は、前記対象物を支持するためのプラットフォームを有し、該プラットフォームは、ベースを往復移動可能に搭載している。２７．請求項１４ないし２５のいずれかの装置であって、前記位置変更手段は、前記対象物の像を位置変更する手段を有する。２８．添付の図面を参照してここに実質的に記載された人の目の疲労および／又は負担を軽減する方法。２９．添付の図面を参照してここに実質的に記載された人の目の疲労および／又は負担を軽減する装置。