【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、６
０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 (ｓｑｕｅｅｚ
ｅ)」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３
７，３８,３９，４０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４
１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５
２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ＬＥＤ
１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５
１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４
２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１
０ｍｍ、を提供するようにすることができる。後者は、変位量（Ｘ）が４７５ｍ
ｍ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６
２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８
３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Ｔ
３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。ＬＥＤ
８５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、ＬＥＤ８
８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１０
２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１
０３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。Description: METHOD AND APPARATUS FOR REDUCING EYE STRESS The present invention relates to a method for reducing the eye strain of a person who is required to focus on an object at a short distance, and uses this method. And related devices. The ability to focus on objects of the human eye is known as accommodation. Briefly, an unadjusted eye is focused on a distant object. Conversely, a highly adjusted eye is focused on nearby objects. The unit of measure for accommodation is known as diopter (D), which is derived from the reciprocal of the distance between the eye and the object, measured in meters. Therefore, objects at a distance of 1 meter require 1D (diopter) adjustment, objects at a distance of 0.5 meters require 2D, and objects at a distance of .333 meters require 3D. is necessary. Clearly, the magnitude of accommodation increases significantly as the object approaches the eyes. This is due to the inverse relationship between accommodation and distance. Every human has a near point that represents the shortest distance at which he can see an object while focusing on it. For most people, this near point recedes with age (presbyopia). For a 15-year-old, this may be about a 10D adjustment, while a 60-year-old may have only a 1D adjustment (hence, to bring its periapsis back closer with aging) Need glasses). The adjustment operation of both eyes is performed by a muscle in the eyeball (inner ocular muscle) and a muscle surrounding the end of the eye (external eye muscle). The major internal ocular muscles are called ciliary muscles, which include three types of smooth muscle in the ciliary body. Briefly, the ciliary muscle is donut-shaped, and the lens is suspended by a ligament or zonule in the center of the hole. This configuration can be compared to a circular trampoline. The lens is under pressure within itself and, under anatomy, is approximately spherical. However, when suspended in a relaxed, uncontracted ciliary body, the lens is pulled flat and its convexity is small. The contraction of the ciliary muscle itself does not cause the lens to "squeeze" more convexly, but simply reduces the size of the donut-shaped hole and, at the same time, the tension of the ligamentous ligament Is reduced, which allows the lens to assume its preferred more convex shape. To accommodate, the ciliary muscle must contract at a certain level of force per diopter. This unit force per diopter is defined as myodiopter, which increases with adjustment. In young people, less than 10% of the ciliary muscle is used for short-distance work (3.5D), which requires 100% capacity for the same level of regulation. It turned out to increase exponentially to 45 years old. In addition, if the force exerted exceeds 10-15% of the muscle's maximum capacity, it will not be possible to maintain muscle strength in a long-term static manner without fatigue, and this will also indicate that the inner and outer muscles of the eye Both have been found to apply equally to the rest of the eyeball body as well. From the above two paragraphs, it can be seen that for individuals over the age of 25, for example, a continuous gaze at an object such as a display screen in 2D requires> 10-15% ciliary muscle capacity. This leads to some level of muscle fatigue. One method of relaxing the ciliary muscle or reducing the strain on the muscle is to always rest the eyes regularly or to avoid setting a close distance to the object to be watched. However, the latter is usually unavoidable when the object is a display screen which displays a large amount of visually fine information such as a computer display device, and the former is an intensive work environment. It may not be practical to perform regularly in Therefore, the present invention has an object to reduce the burden on the eyes when gazing at an object at a short distance, particularly when it is impossible or difficult to take a regular rest from gazing at the object. It is something to work on. In addressing this problem, Applicants believe that if it is not possible to move the eye by moving the focus away from the object of interest, a sub-optimal method is to focus the eye on the object of interest. I realized that it would be a way to exercise my eyes in a state of being combined. As mentioned above, the force exerted by the ciliary muscle increases with accommodation. Therefore, as the object approaches the eyes, the degree of tension increases. Conversely, the tension decreases as the object is moved away from the eyes. The experiments performed according to the present application support the hypothesis that the incidence of muscle fatigue decreases when ciliary muscle tone is not constant but can be changed. I think that the. This is thought to be caused by the fact that when a muscle is maintained in a contracted state, the supply of blood to the muscle is restricted, thereby reducing the supply of nutrients to the muscle and the removal of excretion from the muscle. Can be Altering muscle tone improves blood supply and improves muscle supply of nutrients and removal of waste from the muscles, thereby reducing fatigue. Studies since the 1960's have shown that the incidence of the condition known as myopia (myopia) in Western countries has steadily increased from 6% to 40%. These findings have been confirmed by key studies in both Taiwan and the United States, and comparing subjects from different environments (eg, islanders and field workers vs. office workers / students) have shown that Outbreaks are generally thought to be largely related to the need for "close work" in modern workshops. In addition to this, according to studies examining the "dark focus" of various individuals, that is, those whose focal lengths are stationary (there is no object to focus in the dark) This distance was found to decrease after a short period of continuous work. The same also applies to the extraocular muscle, which is known as "dark convergence". Furthermore, in some of these studies, dynamic object gaze, on the other hand, has little effect on "dark focus and convergence", and therefore dynamic object gaze Claims have been suggested and qualitatively demonstrated that there may be a positive effect in reducing myopia and / or its possible onset. According to one aspect of the present invention, there is provided a method for reducing eye fatigue and / or strain on a person gazing at an object at a relatively short distance, the method comprising: Automatically repositioning at least periodically, thereby changing the focus of the eye and correspondingly changing the tone of muscles associated with the eye. In one configuration, the object is periodically and continuously repositioned to change the focus of the eye between a first position relative to the eye and a second position sufficiently different from the first position. . The step of changing the position of the object may include a step of changing an apparent position of the object different from the actual position of the object. In some embodiments, this can be achieved by changing the path length of light travel between the object and the eye without physically moving the object. In some embodiments, this is achieved by a movable reflective surface such as a mirror. According to another aspect of the present invention, there is provided an apparatus for reducing fatigue and / or strain on an eye of a person gazing at an object at a relatively short distance, the apparatus comprising: At least periodically automatically repositioning, thereby changing the focus of the eye and correspondingly changing the tone of the muscles associated with the eye. The apparatus includes means for periodically repositioning the object between a first position relative to the eye and a second position sufficiently different from the first position to change the focus of the eye. Things. In order to minimize the deviation from the optimal gaze position, the first position and the second position are selected such that the vector average of these two positions approximately matches the preferred gaze position for the object. Is done. In one configuration, the first and second positions are substantially collinear with the eyes of the person gazing at the object. If the optimal gaze position is about 550 mm from the eye, in one embodiment, the first and second positions are about 475 mm and 625 mm, respectively. The device of the invention may comprise a platform for supporting an object watched by a person. The device has means for repositioning the support means at least periodically. In one configuration, the position changing means may include means for moving the support means substantially uniformly between a first position and a second position. The movement between the first position and the second position can be continuous or periodic, that is, separated by a stationary period. The movement between the first position and the second position can occur at any suitable speed. Also, this moving speed can be adjustable by the user. In one configuration, the speed is adjustable at about 0-15 mm / sec. In another aspect of the invention, the position changing means includes means for moving the support means such that the rate of change of the force exerted by the ciliary muscle is substantially constant. The radial contraction force (F) exerted by the ciliary muscle is expressed by the following equation. Here, D is diopter and K is an age-dependent constant. The age dependence of K is represented by the formula K = ab-A + CA2, where A is age, a = 0.675, b = 0.2 and c = 0.0014147. Since 1 / X (where X is the amount of displacement from the eye in meters), expressing the force as a function of the amount of displacement, this is equal to: The rate of change of force is a constant C, Here, V is the speed of the support means. dF / dX is obtained from the derivative of equation (1). Therefore, if the velocity (V) of the support means is expressed as a function of the displacement (X), it is equal to: The acceleration (a) of the support means as a function of the displacement is equal to: dV / dX is obtained from the derivative of equation (5). By combining the above equations (5), (6) and (7), the following is obtained. The above calculation involves calculating the velocity (V) and acceleration (a) of the support means to the cubed and quintic values of the displacement (X) of the support means, respectively, to obtain the force provided by the ciliary muscle. This indicates that the rate of change is almost constant. The support means may be configured to support an object or article that is focused at a close distance for a long time at a time. In one configuration, the support means is configured to support a video display device associated with a personal computer. In another configuration, the support means is configured to support a printed matter such as a book. In another embodiment of the invention, the device comprises means for changing the apparent position of the object different from the actual position of the object watched by a person. The changing means may include one or more light reflecting means. The light reflecting means may have one or more semi-slopes such as a mirror. In one arrangement, the altering means may comprise a pair of mutually offset parallel mirrors similar to the mirror used in a periscope. The change means may be interposed and arranged so as to block a line of sight of a person who gazes at the object. The first mirror can be arranged to reflect an image of the object to the second mirror. The second mirror may be arranged to reflect an image of the object from the first mirror to the eyes of a person gazing at the object. At least one mirror may be movable to change a path length of an optical path between the object and the eye. When the light reflecting means has a single or odd number of mirrors, the image of the object can be reversed left and right. For example, if the object includes a video display monitor, the scan or raster direction of the monitor can be reversed to reverse the displayed image. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. 1 shows a perspective view of an apparatus according to one embodiment of the present invention, FIG. 2 shows a perspective view of a modified apparatus, and FIG. 3 shows the apparatus of FIG. 1 or 2 with its cover plate removed. FIG. 4 shows a schematic diagram of a limit sensor circuit associated with the device of FIGS. 1 and 2, FIG. 5 shows a schematic diagram of a drive circuit associated with the device of FIGS. 1 and 2, and FIG. 7a, 7b, 7c show a graph of an example of speed versus distance, FIG. 8 shows a schematic diagram of a drive circuit associated with the device of FIG. 6, and FIG. a) to 9 (d) show a flow diagram relating to the driving circuit of FIG. 8, and FIG. 10 shows a conceptual diagram of an apparatus according to still another embodiment of the present invention. The apparatus of FIG. 1 has a base 10 and a platform 11 movably mounted thereon. The platform 11 can reciprocate or move back and forth along the base 10 between predetermined outer boundaries. The outer boundary can be formed by the following optical means. The device has an ON / OFF switch 13 for operating the device and a variable control member 14 for adjusting the moving speed of the platform 11. The device has a power cord 15 with a plug 16 connecting the device to a power source. The plug 16 is configured to be received by an (interlocking) power supply socket provided in a personal computer or the like. The platform 11 has a support surface 12 for receiving a short-range focused object or object, such as a computer video display device, a monitor or a book stand. FIG. 2 shows an alternative support surface 20 provided on the platform 11, which includes a partially spherical socket 22 configured to receive a spherical base provided on a monitor of a typical personal computer or the like. Have. FIG. 3 shows the device of FIG. 1 in an exploded state to show the drive mechanism provided in the device. The platform of the device has a lower frame 30 and a cover 31. The frame 30 has, at its corners, four wheels 32, 33, 34, 35 for rollingly supporting the platform on a base 36. The base 36 has grooves 37, 38, 39, 40 which cooperate with the wheels 32, 33, 34, 35 respectively. These grooves 37-40 are profiled to guide wheels 32-35. The platform is driven by wheels 32,33. These wheels 32 and 33 are drivingly connected to an axle 41. An electric DC motor 42 is drivingly connected to the axle 41 via gear wheels 43 and 44. The gear wheel 43 is attached to the rotor of the motor 42, and the gear wheel 44 is attached to the axle 41. The electric motor 42 is driven by a control device 45 mounted below the cover 31. This control device 45 has optical sensors 46 and 47. These sensors 46 and 47 are configured to detect a change in contrast of the surface of the base 36. The base 36 has reflective areas 50 and 51 that form a moving end boundary with the base 36 of the platform. The controller 45 is configured to reverse the rotation direction of the mirror 42 when the sensor 46 detects light from the region 51 and further when the sensor 47 detects light from the region 50. I have. Next, the details and operation of the control device 45 will be described with reference to FIGS. FIG. 4 shows a limit sensor circuit including a latch flip-flop 52 composed of NOR gates 53 and 54. The NOR gates 53 and 54 can be of the integrated circuit type 7402. The flip-flop 52 is brought into one of the two stable states by the optical circuits 55 and 56, respectively. The optical circuit 55 has an operational amplifier 57 composed of, for example, an integrated circuit type LM311. The input terminals 2 and 3 of the operational amplifier 57 are supplied via the photodiode D1 of the optical sensor 46. The sensitivity of the photodiode D1 is controlled by a variable gain resistor VR1. The light sensor 46 has a light emitting diode LED1. LED1 and photodiode D1 are oriented so that when light sensor 46 is located above reflective area 51, light is reflected from light area 51 from LED1 to photodiode D1. As a result, the photodiode D1 conducts, and the output of the operational amplifier 57 increases. In response to the rise of the output of the operational amplifier 57, the input 8 of the flip-flop 52 becomes H (high), and the output terminal A of the flip-flop 52 becomes L (low). When the output of the terminal A is L, the output of the terminal B is H. Conversely, when the output of the terminal A is H, the output of the terminal B is L. The configuration and operation of the optical circuit 56 are similar to those of the optical circuit 55, except that the photodiode D2 and the light emitting diode LED2 of the optical sensor 47 are arranged such that when the optical sensor 47 is above the reflection area 50, The direction is set so that light from LED2 is reflected from region 50 to photodiode D2. Due to the latter, the photodiode D2 conducts, and the output of the operational amplifier 58 rises. In response, the input 12 of the flip-flop 52 becomes H and the output terminal B of the flip-flop 52 becomes L. FIG. 5 shows a variable drive circuit having transistors Q1 to Q6, diodes D3, D4, D4 and a DC motor 42. When input C, which is connected to output A of flip-flop 52, is high, transistors Q2 and Q4 conduct to pull the positive terminal of motor 42 low. This conducts diode D3 and transistor Q5, causing current to flow through motor 42 from its negative terminal to its positive terminal. Then, the motor 42 rotates in the reverse direction. When input D, which is connected to output B of flip-flop 52, is high, transistors Q1 and Q3 conduct, causing the negative terminal of motor 42 to go low. This conducts the diode D4 and the transistor Q3, and current flows through the motor 42 from its positive terminal to its negative terminal. Then, the motor 42 rotates in the forward direction. The speed of the motor 42 is controlled by a voltage regulator 59 having a variable resistor VR2. The regulator 59 can be, for example, an integrated circuit type LM350. The transistors Q1 and Q2 can be BC3104, the transistors Q3 and Q5 can be TIP32, and the transistors Q4 and Q6 can be TIP31. Diodes D3 and D4 can be IN4004. The motor 42 can be a model GB3535D manufactured by Densitron Corporation. The variable drive circuit of FIG. 5 can be configured to move the platform 11 such that the rate of change of the force exerted by the ciliary muscle is substantially constant. This can be achieved by replacing the voltage regulator 5a and / or the variable resistor VR2 with a digitally controlled potentiometer such as an EXICOR device type X9314. For the latter, a resistance tap setting based on the velocity (v) and displacement (X) values calculated from the above equation (5) can be programmed. A transducer (not shown) for measuring the displacement can be mounted on the platform 11 or provided in other ways. The displacement transducer can provide displacement data for controlling the position of the wiper member of the digitally controlled potentiometer. Since the absolute value of the speed is not essential in the operation of the present invention, the speed / displacement amount relationship represented by the equation (5) is normalized by selecting an appropriate value as a constant (C) to obtain the platform 11. To provide a desired terminal speed, e.g., 10 mm per second when the displacement (X) is 625 mm. The latter can be obtained with an initial speed of about 4.4 mm per second for a displacement (X) of 475 mm. The drive circuit can be made more precise by utilizing a controller with a feedback loop. This feedback loop can use the displacement (X), velocity (V) and / or acceleration (a) to control the movement of the platform 11. FIG. 6 shows another mechanism for driving the device of FIG. 1 or FIG. 6 has a rack 60 that can be attached to the base 10 or formed integrally therewith. The gear wheel 61 is configured to mesh with the rack 60. The gear wheel 61 is attached to the platform 11 and is driven by a DC motor 62. A gear box (not shown) may be interposed between the motor 62 and the gear wheel 61. 6 has a control module 63 for controlling the operation of the motor 62. The control module 63 has a processor means such as a microprocessor or a microcontroller for controlling the speed of the motor 62. The speed of the motor 62 can be controlled according to the relationship between the desired speed and the distance profile. In a particularly preferred embodiment, this velocity versus distance profile is determined by equation (5). However, in some embodiments, other speed profiles, such as substantially uniform speed, may be employed. The desired speed profile is stored in a memory associated with the processor means. Distance information can be provided to the control module 63 via the slot wheel 64, the interlock sensor 65, and the reference sensor 66. Said sensor 66 is arranged to mark the start (or end) of the platform 11, providing a known reference point against which the calibration platform position can be found. The slot wheel 64 is mounted directly on the shaft of the motor 62. A typical slot wheel, about 15 mm in diameter, has 30 to 50 slots. When the wheel 64 rotates, the light beam associated with the sensor 65 is alternately transmitted and blocked toward the associated light receiving device. The state of both sensors 65 and 66 is monitored by software associated with the control module 63 to determine the current position of the platform 11. In a simple configuration example, the circumference of the slot wheel 64 can be 50 mm and the number of slots can be 50. This allows achieving a resolution of 1 mm from each reference point for each slot. The speed profile can be determined by a number of factors, including distance from the reference point, operating mode, and user adjustments (eg, age, distance, average speed, etc.). One or a plurality of speed profiles can be calculated in advance, and these can be stored in a memory as a look-up table. FIG. 7a shows a typical speed versus distance graph (profile) for a 150 mm travel of the platform 11. The speed versus distance graph of FIG. 7a can be converted to a look-up table. Software associated with the control module 63 can read the information stored in this table and set the correct speed at the required distance. Due to the limited memory space, it is also possible to plot the speed information at a number of sampling points along the speed scale. Typically, 30 sampling points are appropriate to represent the desired velocity profile. FIG. 7b shows 30 sampling points plotted in 5 mm increments. In the preferred embodiment, the speed increases exponentially with distance, so that the speed difference between successive distance points increases very rapidly toward the end of the distance scale. Such a step effect may be unacceptable to the user. To provide smoother velocity changes between adjacent distance points, the same 30 sampling points can be repositioned to minimize steps between adjacent velocity regions. FIG. 7c shows the same 30 points arranged at different distances from the reference point. The actual sampling points can be optimized by well-known mathematical techniques and are not described here. FIG. 8 is a schematic diagram of the control module 63. This control module has a microcontroller 80. The microcontroller 80 can be a single chip device such as a circuit type Z88E30. A non-volatile memory (EEPROM) 81 is connected to the microcontroller 80 and stores system configuration parameters such as average motor speed, operating mode, user age, and the like. System configuration data is input to the microcontroller 80 via the button switches S1-S4. These switches S1-S4 perform mode selection, up, down and adjustment functions, respectively. The LCD display panel 82 is configured to display data related to the operation of the control module. Microcontroller 80 has an internal memory (RAM) that stores program code and velocity data as either a look-up table or analog function. Microcontroller 80 controls the speed of 12 volt DC motor 83 by adjusting the duty cycle of the pulses generated at a constant frequency. With this configuration, the motor 83 can achieve the maximum torque. The speed control pulses are generated on lines 1 and 27 of the microcontroller 80 and are amplified via buffer transistors T5 and T6, respectively. The speed and direction of motor 83 are controlled by an H-bridge circuit having transistors T1-T4. When driving motor 83 in the forward direction, microcontroller 80 activates transistor T4 via line 26. This causes the collector of transistor T4 to go low, causing current to flow from transistor T1 via the motor terminals labeled (+) and (-) and to ground via transistor T4. Here, the direction of the current is from the (+) terminal of the motor 83 to the (-) terminal. When driving motor 83 in the reverse direction, microcontroller 80 activates transistor T3 via line 28. As a result, the collector of the transistor T3 becomes L, and a current flows from the transistor T2 via the motor terminal and flows to the ground side via the transistor T3. Here, the direction of the current is from the (−) terminal to the (+) terminal of the motor 83. The forward and reverse speeds of the motor are determined by the duty cycle of the pulses passing through the bases of transistors T1 and T2, respectively. Diode pairs D2 and D3 are provided to flatten back electromotive force spikes caused by the inductive load associated with motor 83. Motor position feedback to the microcontroller 80 is provided via an optical coupler 84 comprising an LED 85 and a phototransistor 86. The light beam passing between the LED 85 and the phototransistor 86 is blocked by the slot wheel 64 as described above. As the slot wheel 64 rotates, light beams are alternately transmitted and blocked by the slots formed in the wheel. The operating software can interpret these signals to determine the distance traveled by the platform. Start position feedback to the microcontroller 80 is provided via an optical coupler 87 comprising an LED 88 and a phototransistor 89. A mask (not shown) is provided to block the passage of light between LED 88 and phototransistor 89 when the platform reaches the end (or beginning) of its movement. The signal can be interpreted by the operating software for inward sequence and platform reference calibration. The control module has a power supply, generally designated 90. The power supply device 90 includes a motor 83 and IC regulators 91 and 92 for adjusting voltage supply to the microcontroller 80, respectively. The software can be initialized when power is supplied, and past user settings can be retrieved from the nonvolatile memory 81. Since the position of the platform may not be known, the platform may be moved until the reference position is found. The control module may have two operation modes, a constant mode and a variable mode. In constant mode, the speed of the motor (and platform) can be substantially constant throughout its entire travel. In the variable mode, the speed of the motor (and platform) is varied according to a speed versus distance profile stored in the RAM of microcontroller 80, for example, a profile determined by equation (5). The variable mode may include a fine-tuning function for system configuration parameters such as the speed versus distance profile to take into account the user's age and / or the user's distance from the platform. Another user-adjustable system configuration parameter suitable for each comfort level is the average speed of the profile. Adjustments to the system configuration parameters can be made by adjusting the values of the initial speed and / or the coefficients C and K in equation (5). The operating software can be divided into a plurality of subtasks for each function. Basic operation can be achieved by sequencing the task list. Each task in this list performs a specific function of the control module, such that the overall operation is controlled by a procedural task. The procedural task can set the absolute speed of the motor 83 from a pre-calculated look-up table stored in the RAM memory of the microcomputer 80. Depending on the mode of operation, the software can utilize the look-up table and settings. As the platform moves from the reference point, the speed is read from the table and the required motor speed is immediately updated. The precision interrupt routine allows the pulse width modulation (PWM) duty cycle to be set to achieve the required motor speed. Steps 93-98 below relate to the main task flow diagram shown in FIG. 9 (a). Step 93-CPU Initialization At power-on, the software can initialize the microcontroller boat, timer, and variable parts. Previous user settings can be retrieved from non-volatile memory. If the position of the monitor is unknown, a flag is set to instruct the procedural task to move the monitor until a reference point is found. Step 94-Button Task This button task allows the input button to be monitored. If a button is pressed, the chest informs the procedural task of the type of the button and its state change (ON or OFF). All button debounce? (Debounce) time can be handled in this button task. Step 95-Buzzer Task This buzzer task can activate the buzzer output. This task is notified to other tasks by generating a sound for a certain period of time. The buzzer task can activate the buzzer for the required time and then stop it. Step 98-Overcurrent Task This overcurrent task allows the current level of the motor to be monitored. If the current rises above the specified level for an extended period of time, the task can notify the procedural task to take corrective action. Step 97-Reference Point Task This reference point task can monitor the reference point light sensor input. If the end of the journey is detected for a short time, the task can notify the procedural task to take corrective action. Step 98-Procedure Task The procedure task allows the overall operation of the control module to be controlled. Information is collected from the various tasks described above and used to determine the mode of operation. FIGS. 9b-9d are flowcharts illustrating interrupt routines for motor PWM frequency, motor PWM time, and motor distance, respectively. FIG. 10 illustrates an embodiment of the present invention for changing or repositioning the apparent position of the video display monitor from the actual position. In FIG. 10, a person 100 is watching a screen 101 of a video display monitor 102 via mirrors 103 and 104. The apparent path length between the eyes of the person 100 and the screen 101 is the sum of the path lengths P1, P2, and P3. The path length P2 can be increased or decreased by a lifting mechanism (not shown) attached to the mirror 104 and / or the mirror 102. If a lifting mechanism is used for both the mirror 104 and the mirror 102, the mechanism is configured to move the mirror 104 and the mirror 102 in the opposite direction (vertically), i.e. in a direction approaching / separating from each other. It must be. The purpose of this lifting mechanism is to change, preferably periodically, the path length P2. In another configuration, the mirror 104 is omitted and the monitor 102 and the mirror 103 are configured to rotate 90 degrees so that the screen 101 is in a substantially horizontal posture. In the case of the latter configuration, the path length P3 can be changed by the elevation monitor 102 and / or the mirror 103. The path lengths P2 and P3 can be changed by the drive circuit shown in FIG. 5 or FIG. Finally, it is understood that various modifications, adaptations and / or additions can be made to the structure and configuration of the above-described members without departing from the spirit or scope of the invention.
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(81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ，
ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，Ｌ
Ｕ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ
，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，
ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，Ｓ
Ｚ，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，Ｇ
Ｅ，ＨＵ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ
，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，
ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，Ｐ
Ｌ，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────────────────────────────────────────────────── ───
Continuation of front page
(81) Designated countries EP (AT, BE, CH, DE,
DK, ES, FI, FR, GB, GR, IE, IT, L
U, MC, NL, PT, SE), OA (BF, BJ, CF)
, CG, CI, CM, GA, GN, ML, MR, NE,
SN, TD, TG), AP (KE, LS, MW, SD, S
Z, 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, G
E, HU, IL, IS, JP, KE, KG, KP, KR
, KZ, LC, LK, LR, LS, LT, LU, LV,
MD, MG, MK, MN, MW, MX, NO, NZ, P
L, PT, RO, RU, SD, SE, SG, SI, SK
, TJ, TM, TR, TT, UA, UG, US, UZ,
VN
(72) Inventor Jordan, Stephen
Australia Victoria 3138
Moureur-Bourke Cool Laugh-Kressen
G 20