JP4421903B2 - 目を訓練する装置 - Google Patents

Description

本発明は目を訓練する装置と方法に関する。

視覚は人体の第一のナビゲーションシステムであり、人生で受領する全ての情報の８０〜９０％を提供する。視覚能力の能力は、人間のあらゆる活動に影響し、また、全てのレベルで人間の能力に影響を与える。しかしながら、人間の視覚系は、教育と職業の需要が今日の社会で指数関数的に増大するにつれてますます困難な環境で機能している。

米国の経済は、他の多くの国のそれと共に、工業時代からサービスの時代に移行しており、また、情報時代に入っている。労働者の能力は、ますます、教育、職業、さらには社会的とりまきにおける増大する情報の集合を収集して習得することが可能であるかによって異なるようになっている。

コンピュータは、サービスと情報を提供するための第一のチャネルとなっている。コンピュータを職場で、仕事の後の家庭で、また同時にショッピングしたり、新聞を読んだりしているときになどでコンピュータを用いる人が継続的にそして劇的に増えている。コンピュータを介して提供されるサービスと情報の分量もまた、増え続けている。コンピュータの使用や他の視覚関連情報収集活動が爆発的に増大したため、視覚系に対する需要に劇的に増大している。

視覚系とその一時的な器官、すなわち目とは、この増大する需要にあまり応えられない。目は、意識に入ってきて注意を喚起する物体の像に対してらくらくと反応するものである。しかしながら、目が、コンピュータ上で読書したり仕事をしたりすることを第一として用いるように設計されたということはありそうにない。それでも、上述したように、教育と職業上の要件のため、人々はまさにそうするようになっている。

その結果、近代社会は視力の問題、特に近視という伝染病に悩まされている。近視を含むこのような視覚の問題は、コンピュータ上で読書したり作業したりして時間を過ごす分量に直接に関連することがある。教育組織は、その主要な焦点を視覚情報の伝達と通信とに合わせていることもあって、この伝染病の主要な貢献者である。

目は、人体の複雑な神経光学的な組織である。目は、目的とする物体の位置を突き止め、追跡し、それに焦点を合わせる。目の構造と機能性とを説明する前に、無生物光学とそれに関連する物理的現象というある態様を説明することが有益であろう。

人間の目は、可視範囲と呼ばれるある狭い範囲の波長（約４００ｎｍ〜約７００ｎｍ）の電子放射線を知覚する。たいていは、目が様々な物体の像として知覚した光には、様々な波長の光波の混合物が含まれる。従って、白色光線は可視範囲にある実質的に全ての波長の光波の混合物である。可視範囲内にある固有の波長を持つ電磁波（単色光線）は色として知覚される。例えば、６６０ｎｍという波長を持つ単色光線は赤として知覚され、４７０ｎｍという波長の光は青として知覚される。光波の様々な組み合わせも（例えば、加算したり減算したりしても）また、光として知覚される。

色に対する人間の知覚に基づいて、可視範囲はしばしば、様々な色のサブ範囲に分割される。一般に言われている分類では、可視範囲を、紫、藍、青、緑、黄色、オレンジ及び赤というサブ範囲に分割している。

別の分類では、可視範囲を、青（＜約４９０ｎｍ）、黄緑（＜約４９０〜５９０ｎｍ）及び赤（＞５９０ｎｍ）というサブ範囲に分割している。色のサブ範囲同士間の境界は近似的なものであり、多くの要因によって異なることに注意すべきである。色に対する人間の知覚に関するさらなる検討については、Ｊ．Ｌｉｂｅｒｍａｎ、Ｌｉｇｈｔ、Ｍｅｄｉｃｉｎｅ ｏｆ ｔｈｅ Ｆｕｔｕｒｅ、Ｂｅａｒ ＆ Ｃｏ．、１９９１年を参照のこと。

光は材料の物質と相互作用する。従って、光は、屈折として既知の現象、材料物質中を通過する際に方向が変化する。屈折率（ｎ）は、所与の物質の屈折の大きさの尺度である。物質の屈折率は、その物質中での特定の波長（ｖ）を持つ光波の速度（ν_v）に対する真空中での光の速度（Ｃ）の比である。ｎ＝Ｃ／ν_v。真空中での光の速度は一定である。しかしながら、材料物質中では、光の速度は各波長ｖによって異なる。従って、屈折率は種々の波長によって異なる。この理由により、光（色）は波長が異なれば、光学部品が同じでもそれを通過する際の屈折する分量は異なる。波長が減少するに連れて屈折率は増加し、従って、波長の短い色は、波長の長い色より材料物質中での方向の変化が大きい。

光の屈折は、所望の仕方で光を捜査する目的でプリズムやレンズや類似物などの様々な光学系中で利用されている。レンズは、共通の軸を有する２つの屈折表面と境界を接している光学系である。レンズは、様々な物体から放出された又は反射された光を屈折して焦点合わせさせる。レンズはそれぞれが特徴的な焦点と焦点長を持つが、これらはレンズを説明するのに一般的に用いられている（図１）。焦点とは、レンズが、自体から無限遠にある物体からの光を焦点合わせさせる点である。

図１を参照すると、Ｆ₁はレンズＬ₁の焦点であり、Ｆ₂はレンズＬ₂の焦点である。焦点長すなわち焦点距離（ｆ）は、レンズの中心からその焦点までの距離である。図１の例では、ｆ₁はレンズＬ₁の焦点長であり、ｆ₂はレンズＬ₂の焦点長である。焦点長ｆによって、光の焦点合わせに関するレンズの特性が決まる。

図２に、物体からの光をレンズがどのようにして焦点合わせさせるかを示す。図２から分かるように、レンズＬは、点Ｑにある物体からの光を捕獲する。この光は焦点合わせされて、点Ｑ’での捕獲された物体の像となる。点Ｑは物点として、また、点Ｑ’は像点として知られている。Ｓは物点ＱからレンズＬまでの距離を示し、Ｓ’はレンズＬから物点Ｑ’までの距離を示す。

理想的なレンズの場合、焦点長ｆと距離Ｓ及びＳ’との間の関係の１つの式として、薄レンズ式１／Ｓ＋１／Ｓ’＝１／ｆがある。物点ＱがレンズＬから無限遠にある場合、（すなわち、Ｓが無限大である場合）、項目１／Ｓはゼロに近づき、像の距離Ｓ’はレンズＬの焦点長に等しい。物体の距離Ｓが無限大未満である場合、距離Ｓ’は距離Ｓの関数として変化する。一般に、所与の波長に対して、焦点長ｆは所与のレンズに対して固定している。項目１／ｆもまた、所与の無生物レンズに対して固定である。従って、項目１／ｆは、項目１／Ｓと項目１／Ｓ’間の（従って、距離Ｓと距離Ｓ’との間の）関数的変動のパラメータである。項目１／ｆはレンズの焦点合わせ力として知られている。焦点合わせ力はジオプトリー単位で測定されるが、これは、１をメートルで表したレンズの焦点長で除算したものに等しい測定単位である（１ジオプトリー＝１ｍ^-1）。レンズの焦点長ｆが短いほど、焦点合わせ力１／ｆは大きくなる。

薄レンズ式を、互いに異なった焦点合わせ力を持つ互いに異なった２つのレンズに適用すると、同じ距離Ｓのところに置いた物体の像は、互いに異なった距離Ｓ’のところに結像されるはずである。再度図１を参照すると、レンズＬ₂の焦点長ｆ₂はレンズＬ₁の焦点長ｆ₁より大きいので、従って、レンズＬ₂はレンズＬ₁より焦点合わせ力が大きい。図１からわかるように、レンズの焦点合わせ力が大きいほど、捕獲される像はレンズの近くに結像される。

上で説明したように、屈折率（ｎ）は波長と共に変化し、従って、レンズが同じであっても、光の波長（色）が異なれば屈折の大きさも異なる。従って、レンズが同じでも焦点長は、色が異なれば異なる。その結果、レンズが１つでも、物体の結像は１つではなく、レンズからの様々な距離のところに連続的に結像され、そのそれぞれに対して、物体から放出又は反射された光の中にそれぞれの色が対応している。レンズの捕獲する光が単色光線である場合、レンズの焦点に位置する観察者は、像をシャープに知覚する。しかしながら、捕獲された光が単色光線でない場合、それの構成する光波の一部は焦点合わせされないまま残る。色収差として知られるこの現象を図３に示す。

図３を参照すると、レンズＬは物体ＡＢからの非単色光線を捕獲する。物体ＡＢからの光には波長ｖ₁とｖ₂を有する光波（光波ｖ₁とｖ₂）が含まれる（ここで、ｖ₁＜ｖ₂）。屈折率は波長が短いほど大きいので、レンズＬは光波ｖ₂より光波ｖ₁の方向をより大きく変化させる。従って、レンズＬの焦点長は、波長ｖ₂より波長ｖ₁の方が小さい。

Ａ’Ｂ’と示す光波ｖ₁による像は、Ａ”Ｂ”と示す光波ｖ₂による像よりレンズＬに近く結像される。例えば、波長ｖ₁が紫色のサブ範囲にあり、波長ｖ₂が緑色のサブ範囲にあるとすると、紫色の像は緑色の像よりレンズＬに近く結像される。像の距離が色の関数として変動する現象は長手方向色収差（ｌｏｎｇｉｔｕｄｉｎａｌ ｃｈｒｏｍａｔｉｃ ａｂｅｒｒａｔｉｏｎ）と呼ばれる。様々な波長での屈折率の差もまた、像のサイズに影響する。像のサイズが色の関数として変化する現象は横方向色収差として知られている。図３で、距離ａは長手方向色収差を測定するものであり、距離ｂは横方向色収差（ｌａｔｅｒａｌ ｃｈｒｏｍａｔｉｃ ａｂｅｒｒａｔｉｏｎ）の尺度である。

色収差があるため、レンズを通して捕獲された光を含む全ての色にとって焦点が同じであるということは最適なことではない。レンズの焦点でシャープに知覚される色もあれば、そうでない色もある。焦点が合っていない色は、焦点の合っている像の周りにあいまいなゴーストを結像する。

本発明の明細書でより詳細に説明するが、色収差は人間の目の中で発生するが、この人間の目は、無生物光学系（ｉｎａｎｉｍａｔｅ ｏｐｔｉｃａｌ ｓｙｓｔｅｍｓ）のように、光を屈折させるエレメントを含んでいる。目の構造体を図４に略図で示す。目の主要な部分として、角膜２、虹彩４、網膜６、水晶体８、毛様体１０及び毛様体小帯１２がある。

角膜２は、目を外界から保護すると同時に光を目に入れる透明な膜である。虹彩４は、瞳孔、すなわち、目の可変開口部を開閉することによって目に入る光の量を調整するものである。瞳孔のサイズが変化することによって、目は、広範囲にわたる光度にわたって機能し得る。このように、瞳孔は、明るい環境下では光の量を制限する役目を負っており、かすかな光の下では最大に開く。瞳孔もまた近見視力の役目を負っており、被写界深度を増加させて目の近傍に位置する物体を知覚しやすいようにする。

網膜６は互いに接続された神経細胞から成る薄いシートであり、これは、検出器として機能して、光（像）の運ぶ情報を電気的刺激に変換する。網膜６の検出エレメントには、ロッド（ｒｏｄｓ）とコーン（ｃｏｎｅｓ）が含まれる。コーンは主として通常の照明下の状態において機能し、ロッドはかすかな照明下で最も効果を持つ。網膜の感度は、可視範囲内の波長が異なればそれも異なる。網膜は、可視範囲内の中心、特に緑・黄色サブ範囲で最も敏感であり、可視範囲の双方の端で、すなわち、赤と青のサブ範囲で最も感度が落ちる。スペクトル感度もまた、ロッドとコーンによって異なる。従って、通常の照明条件下におけるスペクトル感度（錐体視（ｃｏｎｅ ｖｉｓｉｏｎ））のピークは、約５５５ｎｍである。かすかな照明（ロッド視（ｒｏｄ ｖｉｓｉｏｎ））下において、感度のピークは約５１０ｎｍである。網膜は、収集された情報を目から脳に運ぶ光学神経に接続されている。光が目に入ると、水晶体８は倒立像を網膜６上に投影する。

水晶体８は、目に入る光を焦点合わせさせて網膜６上に明瞭な像を結像させる透明な突形状の構造体である。水晶体８の焦点が網膜６のところにあれば、知覚される像はシャープである。水晶体８の焦点が網膜６の前方又は後方にあれば、像のシャープさは劣化する。無生物光学系で観察される色収差という現象もまた、目の中で発生する。にもかかわらず、たいていの環境下では、あらゆる色が観察者にとってシャープに知覚されるが、それは目には様々な補償メカニズムがあるからである。

水晶体８は、毛様体小帯１２によって毛様体１０に取り付けられている。毛様体１０は毛様筋を含んでいる。水晶体８、毛様体１０及び毛様体小帯１２は一緒に働いて、目に入ってくる像の焦点を合わせる。

どの距離にある目的とする対象でも明瞭に焦点合わせさせる目の能力は遠近調節と呼ばれる。それは最も重要な視覚能力の１つである。薄レンズ式（１／Ｓ＋１／Ｓ’＝１／ｆ１）は理想的な無生物レンズには当てはまるが、その一般的な原理は目の遠近調節機能を説明する助けとなる。薄レンズ式を参照すると、目の焦点合わせ力は１／ｆであり、観察される対象までの距離はＳであり、目のレンズから対象の像までの距離はＳ’である。記述したように、像は網膜上に焦点合わせすればシャープである。水晶体と網膜間の距離は実質的に一定である。従って、水晶体と像との間の距離Ｓ’もまた、環境の関数として常に変化する対象の距離Ｓとは無関係に実質的に一定に保たなければならない。薄レンズ式を適用すると、項目１／Ｓ’は一定のままであり、項目１／Ｓは変化し、従って、項目１／ｆは距離Ｓが変化するに連れて変化して、像のシャープさを維持しなければならない。従って、遠近調節の本質的なメカニズムでは、目の焦点合わせ力を変化させる。観察される対象までの距離が小さいほど、必要とされる目の焦点合わせ力は大きくなる。

通常の目であれば、２０フィート以上のところにある対象を明確に見るために焦点合わせ力を増加させる必要はない。以下の表に、目から観察対象までの距離と通常の目にとって必要とされる焦点合わせ力（ジオプトリー）との間の関係の有用な被制限的な例を示す。

図４を参照すると、目レンズ８の焦点合わせ力は、毛様体１０と毛様体小帯１２との助けでレンズ８の形状を変化させることによって変更される。観察される対象が近づけば、毛様体１０の毛様筋が収縮して、小帯１２を弛緩させ、これで、水晶体８が膨らむ。その結果、水晶体８の突断面形状が増して、その焦点合わせ力が増大する。観察目標が目から離れれば、毛様筋が弛緩して、小帯１２が緊張し、レンズ８を平坦化し、これで、通常の目の焦点合わせ力が減少する。２０フィートを超える距離では、毛様筋は通常は弛緩している。

遠近調節以外にも、本質的な視覚能力として、固視（目を目的とする対象に正確に照準付けする能力）、サッカディクス（ｓａｃｃａｄｉｃｓ）（より正確に、より効率的にそして迅速に１つの目的とする対象から別のそれに移動する目の能力）及び両眼視（両眼がチームとして一緒に働く能力）がある。たいていの場合、そして、ほとんどの人にとって、これら本質的な能力のどれが非効率であっても、視覚志向のタスクと関連する視覚疲労とストレスが発生する。両眼が、チームとして一緒に働きながら、目標を狙い、移動し、焦点を合わせることは困難であり、このため、一般に、不快感、生産性の喪失、教育的及び／又は職業的能力の不最適化をもたらす。さらにそのうえ、これらの能力が非効率的に機能することによってもたらされるストレスは、視力関連の問題（すなわち、近視や乱視）を進行させる。要約すると、本質的な視覚能力のどれが非効率であっても、一般に、不快感、生産性の喪失、教育的及び／又は職業的能力の不最適化をもたらす。

視覚機能を最適化し、できれば、視力の低下を防止するには、視覚系（目、目の筋肉及び視覚と関連する脳中枢）をより効率的に働くように訓練すればよい。視覚は、訓練することが可能な技量である。目の訓練をして得られる恩典は、多次元的なものである。この恩典のなかでも、目を訓練することによって得られる、視覚系全体の反応性の生理的な改善がある。例えば、目の筋肉は、他の全ての訓練可能な筋肉と同じように、適切に訓練すれば改善される。事実、目の筋肉は目を訓練することによって、別のより目に見える人間の筋肉が別の形態の訓練から恩典を得るのと同じように恩典を得る。

身体的訓練によって筋肉系と神経系の反応能力が、より高速に、より正確に、より柔軟に、そしてより流動的に成り、これで、全体的な能力が向上することが既知である。同じことは、視覚的能力を最適化するのに必要とされる視覚能力の訓練にも当てはまる。身体的訓練の関数として発生する変化のほとんどが徐々に発生するものであり、長時間にわたって発生しさえする。同じことは目にも当てはまる。目は、その能力を適度に超える訓練に最適になじむものである。

従って、目の訓練のための新しいシステムと方法に対する継続的で重要な必要性が存在する。特に、様々な場所で、穏やかな訓練レベルで用いることが可能で、また、様々な視覚機能を同時に訓練するために用いることが可能な目の訓練システムと方法に対する必要性が存在する。

本発明は、目を訓練するために、様々な色に対する目の本来の反応を用いて目を訓練する装置と方法とを提供することによってこれらの必要性に対処するものである。１つの態様によれば、本発明は、ａ）観察者から見え、また、実質的に直線状に配列された複数の色付き光源を含むハウジングであり、前記色付き光源は少なくとも２つの互いに異なった色を持ち、第１の色によって、目はその焦点合わせ力を増して前記第１の色のシャープな像を獲得し、第２の色によって、目はその焦点合わせ力が減少して前記第２の色のシャープな像を獲得する、前記ハウジングと、ｂ）前記光源の観察者に対する表示を制御するコントローラと、を含む目を訓練する装置を提供する。

第１の色の光源と第２の色の光源を互い違いに配置して取り付けるのが好ましい。第１の色はオレンジと赤から成るグループから選択し、第２の色は紫、藍、碧青（ｔｕｒｑｕｏｉｓｅ）及び青から成るグループから選択するのが好ましい。第１の色は赤で、第２の色は青又は紫であるのがより好ましい。より好ましい光源は発光ダイオードである。

本装置は、さらに、光源の表示に対して選択的に影響するように赤色のフィルタと青色のフィルタ又は紫色のフィルタとを交換可能に有する眼鏡を含む。本装置は、また、さらに、コントローラを調整する制御パネルを含む。

１つの実施形態によれば、前記ハウジングは水平方向バーであり、前記目の訓練装置はさらに、この水平方向バーの両端の間に接続された取っ手を含み、これで、この水平方向バーを２つのセグメントに分割し、そのセグメントは各々がこの水平方向バーの両端の内の一方から、この取っ手が接続されている位置まで延長している。この水平方向バーは頂部表面と底部表面とを有している。この頂部表面が光源を収容している。この水平方向バーの頂部表面はまた、実質的に水平方向バーの両端の間を延長している線形のマーキングを含む。この取っ手は、底部表面側から水平方向バーに接続されている。取っ手の形状が好ましいものであると、本装置を、構造的エレメントを追加することなく、水平面に対して垂直、斜め又は水平の位置に装置を置くことが可能となる。取っ手のこの好ましい形状とは八角形である。また、水平方向バーの少なくとも一方の端が、いくつかの目の訓練に用いられる開放凹部を画定しているのが好ましい。

より好ましい実施形態では、この水平方向バーは折りたたみ可能であり、これで、目を訓練する装置を、水平方向バーが取っ手に対して実質的に直角となっている操作位置、又は、水平方向バーが折りたたまれ、また、バーの２つのセグメントが取っ手に対して実質的に並行で、これと隣接している収納位置に置かれる。取っ手を水平方向バーに接続する位置は、水平方向バーの両端から実質的に等距離にあるのが好ましい。光源もまた、互いに実質的に等距離にあるのが好ましい。

別の態様によれば、本発明は、ａ）目の焦点合わせ力を増大させて、第１の光源のシャープな像を得るようにする第１の色の１つ以上の第１の光源と、ｂ）目の焦点合わせ力を減少させて、第２の光源のシャープな像を得るようにする第２の色の１つ以上の第２の光源であり、前記第２の色が第１の色と異なっている、前記第２の光源と、ｃ）前記第１と第２の光源が取り付けられるハウジングと、ｄ）前記第１と第２の光源を交互に表示させて、前記光源を観察している対象となる人間の目の焦点合わせ力を交互に増加させたり減少させたりすることによって人間の１つ以上の目を訓練するプログラム可能コントローラと、を含む目を訓練する装置を提供する。

第１の色はオレンジと赤から成るグループから選択し、第２の色は紫、藍、碧青及び青から成るグループから選択するのが好ましい。好ましい第１の色は赤であり、第２の色は青又は紫である。この態様では、目を訓練する装置は、本発明の別の装置態様を参照して上の前述した特定的な特徴の内のどれかを含む。

別の態様によれば、本発明は、ａ）（ｉ）目の焦点合わせ力を増加させて第１の光源のシャープな像を獲得させる第１の色の１つ以上の第１の光源と、（ｉｉ）目の焦点合わせ力を減少させて第２の光源のシャープな像を獲得させる、前記第１の色とは異なった第２の色の１つ以上の第２の光源との所定の配置に対して観察者を暴露するステップと、ｂ）前記第１と第２の光源を交互に表示して、前記焦点合わせ力を交互に増減させることによって前記光源を観察している前記観察者の目を訓練するステップと、を含む人間の目を訓練する方法を提供する。

前記交互表示ステップが、オレンジと赤から成るグループから選択されている前記第１の色と紫、藍、碧青及び青から成るグループから選択された前記第２の色とを交互に表示させるステップを含むのが好ましい。好ましい第１の色は赤であり、好ましい第２の色は青又は紫である。前記好ましい所定の配置は前記光源を実質的に直線状に配列させたものである。

本発明のこの態様によれば、本方法は、前記訓練中に、前記観察者を前記光源の前記実質的に直線状の配列の前方に垂直に位置付けするステップをさらに含む。前記光源と前記観察者の目とは、ほぼ同じレベルであるのが好ましい。前記観察者は、前記観察者に対する前記光源の表示に対して選択的に影響を与えるように、赤のフィルタと青のフィルタ又は紫のフィルタを交換可能に有する眼鏡を身につけたりする。

本発明のこの態様の１つの実施形態では、本方法は、前記光源の実質的に直線状の配列を含む垂直面と前記観察者の目を通って引かれた想像線を含む垂直面とが互いに実質的に並行となるように前記光源を位置付けするステップをさらに含む。前記光源の実質的に直線状の配列は、前記観察者の目を含む水平面に対して水平、斜め又は垂直な位置に置かれる。一旦前記観察者と光源とを所望通りの状況に置いたら、前記観察者は、訓練の離散的な（ｄｉｓｃｒｅｅｔ）シーケンスを受ける。その後で、前記観察者と光源との距離を変更し、また、観察者に訓練の別のシーケンスを受けさせる。この訓練をしている間は、前記光源は連続的に、また、一時に１つずつ起動させるのが好ましい。

本発明のこの態様の別の実施形態では、本方法は、前記光源の実質的に直線状の配列を含む垂直面と前記観察者の目を通って引かれた想像線を含む垂直面とが互いに実質的に直角となるように前記光源を位置付けするステップをさらに含む。本方法は、前記光源を連続的に、また、一時に１つずつ起動させるステップをさらに含むのが好ましい。

別の態様によれば、本発明は、ａ）観察者を赤と青の複数の光源に暴露するステップと、ｂ）前記光源の内の１つ以上を起動して、前記観察者に対して前記光源を一時に１つずつ表示するステップと、を含む前記観察者の１つ又は両方の目を訓練する方法を提供する。

前記光源は実質的に直線状に配列するのが好ましい。また、前記赤の光源と青の光源とは、互いに交互に取り付けるのが好ましい。本好ましい実施形態では、前記光源は順次に表示される。

別の好ましい態様によれば、本発明は、ａ）観察者から見え、また、実質的に直線状に配置された複数の色付き光源であり、前記色付き光源は、目の焦点合わせ力を増加させて第１の色のシャープな像を獲得させる前記第１の色と目の焦点合わせ力を減少させて第２の色のシャープな像を獲得させる前記第２の色とを含む少なくとも２つの互いに異なった色を持つ、前記色付き光源と、ｂ）対象となる人間に対する前記光源の表示に選択的に影響を与えるために前記第１の色と第２の色のフィルタを交換可能に有する眼鏡と、を含む目を訓練する道具一式を提供する。

前記第１の色の光源は、前記第２の色の光源と互い違いに配置されて取り付けられるのが好ましい。前記第１の色はオレンジと赤から成るグループから選択され、前記第２の色は紫、藍、碧青及び青から成るグループから選択されるのが好ましい。より好ましい第１の色は赤であり、より好ましい第２の色は青又は紫である。

別の態様では、本発明は、観察者の目を訓練するシステムを提供するが、本システムは、表示装置と、コンピュータメモリと結合したコンピュータプロセッサであり、前記プロセッサは、前記ディスプレイと、前記コンピュータメモリと、１つ以上の入力装置と動作可能にカップリングされている、前記コンピュータプロセッサと、を備え、前記コンピュータプロセッサは、前記表示装置上に所定のシーケンスを成す色付き像を表示するように構成されており、色付き像の各色が変化する波長を有し、連続する色付き像はその各々が、前記観察者の目の焦点合わせ力を調整するのに十分、その先行の色像とは異なった波長を有し、色付き像はその各々が、前記観察者の目の焦点合わせ力を調整するのに十分な時間期間にわたって単独で表示されることを含む。本システムは、前記表示装置上の各色付き像を知覚された場所にいる前記観察者に対して、観察者の目にとってその焦点合わせ力を調整するのに十分な時間期間にわたって表示し、前記観察者の目にとってその焦点合わせ力を再度調整するのに十分な時間期間にわたって前記色付き像を別の知覚された場所に移動させ、前記観察者の目を訓練するに十分な所与の期間にわたって前記色付き像の前記移動動作を複数回繰り返す、ようにさらに構成されているのが好ましい。前記色付き像の好ましい色は、第１の色と第２の色を交互に表示するように選択されるが、ここで、第１の色は、通常の照明条件下で目のピークのスペクトル感度の波長より長いスペクトル波長を有し、第２の色は、目のピークのスペクトル感度の波長より短いスペクトル波長を有する。１実施形態では、本システムは、前記コンピュータプロセッサを設定（ｃｏｎｆｉｇｕｒｉｎｇ）するために情報源として構成される１つ以上のコンピュータから成るネットワークと、前記コンピュータプロセッサと結合したネットワークアダプタであり、前記ネットワークアダプタは、前記コンピュータプロセッサを前記コンピュータネットワークに接続する少なくとも１つの通信チャネルとなる、前記ネットワークアダプタと、をさらに含み、前記コンピュータプロセッサは、前記コンピュータネットワークから通信された情報で設定されることを含む。

さらに別の態様では、本発明は、観察者によって観察される表示装置に対して前記観察者の目を訓練するための色付き像から成るシーケンスを表示するように指令する命令を記憶する媒体を提供するが、前記命令によって、前記表示装置は、色付き像のシーケンスを前記表示装置上に表示し、各像は先行する像の色から変動した色を有し、また、各像は、前記観察者の目の焦点合わせ力を調整するのに十分な時間期間にわたって表示されることを提供する。本媒体はコンピュータ読み取り可能であり、前記命令はコンピュータで実施され、また、表示装置はコンピュータで制御される。本媒体は計算装置（ｃｏｍｐｕｔｉｎｇ ｄｅｖｉｃｅ）中に存在するのが好ましい。

さらに別の態様では、本発明は、コンピュータで実施されるプログラムと、所定のシーケンスを成す色付き像とによって、表示装置上で色付き像を観察することによって観察者の目を訓練するコンピュータで実施される方法を提供するが、各々の色付き像の色は変化する波長を有し、各々の連続する色付き像は、前記観察者の目の焦点合わせ力を調整するに十分その先行する色像とは異なった波長を有し、各々の色付き像は、観察者の目の前記焦点合わせ力を調整するのに十分な時間期間にわたって単独で表示されることを提供する。本態様による前記コンピュータで実施される方法では、前記色付き像の色は、交代で第１の色と第２の色となるように選択するのが好ましく、前記第１の色は通常の照明条件下での目のピークのスペクトル感度の波長より長いスペクトル波長を有し、また、前記第２の色は前記目のピークのスペクトル感度の波長より短いスペクトル波長を有する。

さらに別の態様では、本発明は、少なくとも第１の色付き物体と第２の色付き物体とを含む色付き物体から成る所定のシーケンスを観察者に対して表示することによって観察者の目を訓練する方法を提供するが、前記第２の色付き物体の色は前記第１の色付き物体の色とは異なっており、前記第１の色付き物体と前記第２の色付き物体の色は、通常の照明条件下で人間の目のピークスペクトル感度の互いに異なった側にあるスペクトル波長を有している、ことを提供する。１つの非制限的代替例では、第１の色付き物体の色は目のピークのスペクトル感度の波長より長いスペクトル波長を有し、第２の色付き物体の色は目のピークのスペクトル感度の波長より短いスペクトル波長を有する。別の非制限的代替例では、第１の物体の色は目のピークのスペクトル感度の波長より短いスペクトル波長を有し、第２の色付き物体の色は目のピークのスペクトル感度の波長より長いスペクトル波長を有する。第１と第２の色付き物体の色の非制限的な例には、赤と青、青と赤、赤と藍、及び藍と赤が含まれる。

前記所定のシーケンスは、第２の色付き物体の色とは異なった色を有する第３の物体をさらに含む。第３の色付き物体の色は、第２の色付き物体の色とは異なったピークスペクトル感度の側にあるのが好ましい。前記所定のシーケンスは、４つ以上の複数の色付き物体を含む。前記所定のシーケンスの各々の色付き物体は、観察者の目の焦点合わせ力を調整するのに十分な時間期間にわたって一時に１つ表示されるのが好ましい。この色付き物体は、表示装置上で生成された像、実際の物理的物体又は人間の目で知覚できる他の何らかの物体である。第１の色付き物体は１つの色だけから成っており、第２の色付き物体は１つの色だけから成っているのが好ましい。前記所定のシーケンスの色付き物体の形状を位置とは、所望しだいで変更される。本発明の態様による方法では、本明細書に記載の目を訓練する装置が用いられる。この目を訓練する装置の特徴、実施形態又は態様は、本発明の方法で用いるのに適している。

前述の一般的説明と以下の詳細な説明は双方とも例示であり、特許請求される本発明のさらなる説明となることを意図するものであることが理解されよう。

本発明は決していかなる特定の理論にも限定されるものではないが、本発明者は、目の色収差が目の訓練に利用されることを認識した。目が、フルカラースペクトルを有する物体Ｘを観察していると仮定する（図５）。この物体Ｘは、青色サブ範囲の波長ｖ_Bの光波（光波ｖ_B）、黄緑色サブ範囲の波長ｖ_GYの光波（光波ｖ_GY）及び赤色サブ範囲の波長ｖ_Rの光波（光波ｖ_R）を含む可視範囲の実質的に全ての波長の光波を反射又は放出する。屈折率が互いに異なる（ｎ（ｖ_B）＞ｎ（ｖ_GY）＞ｎ（ｖ_R）ため、長い波長（例えばｖ_R）の光は短い波長（例えばｖ_B）の光より目の中深く侵入する。光波ｖ_B、ｖ_GY及びｖ_Rは、目レンズから互いに異なった距離のところにそれぞれ像Ｘ’_B、Ｘ’_GY及びＸ’_Rとして焦点合わせし、その結果、目レンズの長手方向色収差を発生する。

図５から分かるように、光波ｖ_B、ｖ_GY及びｖ_Rに対する最適な焦点合わせ力は、長手方向色収差のため互いに異なっている。青色像Ｘ’_B、黄緑色像Ｘ’_GY及び赤色像Ｘ’_Rは網膜上に同時に焦点合わせさせることは不可能である。フルカラー物体Ｘの場合、目はその焦点合わせ力を調整して、網膜がそれに対して最大のスペクトル感度を有する光波を焦点合わせさせる。図６に、通常照明条件下で波長と網膜の感度との間の関係（相対的スペクトル感度曲線）を示す（Ｖは紫、Ｉは藍、Ｂは青、Ｇは緑、Ｙは黄色、Ｏはオレンジ、Ｒは赤の色のサブ範囲を示す）。図６を参照すると、光波ｖ_GYの網膜感度は、光波ｖ_Bやｖ_Rのそれより劇的に大きい。言い換えれば、網膜は、波長ｖ_Bやｖ_Rにおけるより波長ｖ_GYにおいて実質的に多くの光を検出する。この理由により、目は、フルカラースペクトル物体Ｘを観察しながら、焦点合わせ力を調整して、像Ｘ’_YBを網膜上に焦点合わせさせる（図５）。青色像Ｘ’_Bは網膜の前部表面の前方に焦点合わせし、赤色像Ｘ’_Rは網膜の前部表面の背後に焦点合わせする。

物体Ｘを、青色光波ｖ_Bだけを放出又は反射する物体Ｙと置き換え、これで、青色像Ｙ’を発生すると仮定する（図７Ａ）。物体Ｘに対しては適切であった焦点合わせ力を維持する必要はもはやない。物体Ｘにとって最適である焦点合わせ力では、青色像（Ｘ’ｂ）は網膜の前方にあった。像Ｙ’を網膜上に焦点合わせさせるには、目は、物体Ｘに対する焦点合わせ力と比較してその焦点合わせ力を減少させる（矢印Ｉで示す）。青色物体Ｙの代わりに、物体Ｘを、赤色光波ｖ_Rしか放出又は反射しない赤色物体Ｚと交換すると（図７Ｂ）、目は物体Ｘに対する焦点合わせ力と比較してその焦点合わせ力を減少させる（矢印ＩＩで示す）。この焦点合わせ力の調整は自動的に発生するものと信じられている。

従って、本発明の好ましい態様によれば、目は、波長ｖ_aを含む色の光と、ｖ_aより短い波長ｖ_bを含む色の光に交互に暴露させることによって訓練するが、ここで、ｖ_aとｖ_bは互いに異なっている。互いに異なった波長ｖ_aとｖ_bの色に暴露することによって、目はその焦点合わせ力を交互に増減させて、知覚のシャープさを維持する。このように交互に暴露するとそれに反応して、毛様体筋肉は反対方向に作用し、その結果、静かな揺動運動が発生し、これで、目の筋肉に適度に働きかけて訓練するものと信じられている。目の焦点合わせメカニズムと照準メカニズムとは互い違いに刺激したり弛緩させたりして、外部のレンズやプリズムを用いることなく自然に目を訓練する。脳を含む視覚能力と関する神経機能も訓練される。

第１の色の波長と第２の色の波長の差が大きいほど、焦点合わせ力調整の度合いも大きくなる。従って、好ましくは、波長ｖ_aとｖ_bの差Δｖ（ｖ_a-ｖ_b）が最大となる。Δｖが大きいほど、訓練効果も大きい。スペクトル感度曲線のピークに近い波長の色は、観察者が色ｖ_aとｖ_bとに暴露されているときには除外するのが好ましい。

ｖ_oが通常照明条件下で目がスペクトル感度のピークとなる波長であるとすると、ｖ_aはｖ_oより長く、ｖ_bはｖ_oより短い。ｖ_o＝５５５ｎｍであれば、所与の距離ｄにおける通常照明条件下での波長５５５ｎｍを持つ色の知覚をシャープに獲得するために必要とされる通常の目の焦点合わせ力は、目の平均焦点合わせ力と定義される。平均焦点合わせ力は、本発明の目的のため、可視範囲を２つの色グループに分割する。第１の色から成る第１のグループには、距離ｄのところから観察する場合、目は平均焦点合わせ力を基準として焦点合わせ力を増加させて第１の色のシャープな像を獲得する必要がある色が含まれる。第２のグループ（すなわち第２の色）には、距離ｄのところから観察する場合、目は平均焦点合わせ力を基準として焦点合わせ力を減少させて第２の色のシャープな像を獲得する必要がある色が含まれる。純粋の単色の色又は波長の混合物を含む色が用いられる。第１の色の例には、オレンジと赤が含まれる。第２の色の例には、紫、藍、碧青及び青が含まれる。本発明の方法と装置では、好ましい第１の色は赤であり、好ましい第２の色は青と紫である。赤と青又は紫の光波は、可視光線範囲の反対側の端の波長を有する。この理由から、赤と青又は赤と紫に交互に暴露することによる訓練効果は他の色対の場合より大きいと信じられている。

観察者は、第１のグループと第２のグループの色に交互に暴露するのが好ましい。例えば、観察者を青色に、次に赤色に、次に青色に、という具合に、環境と観察目標とから緑と黄色を除外して暴露する。しかしながら、高いスペクトル感度を持つ色もまた、この暴露シーケンスに含まれる。このようなシーケンスの例としては、青、緑、赤、緑、青、という具合である。

図８Ａと８Ｂに、本発明による目を訓練する装置を示す。特定の実施形態を以下に解説目的だけで説明することを理解すべきである。装置１０の主要なコンポーネントは、複数の色付き光源２０と、ハウジング３０と、取っ手４０とである（図８Ａ）。取っ手４０はハウジング３０を支えている。取っ手４０の形状は方形又は八角形であるのが好ましい。図８Ａから分かるように、ハウジング３０は、実質的に直線状の配列で色付き光源２０を支持又は収納している。光源を別様に配置することも可能であるが、直線状の配列が好ましい。

色付き光源２０は、第１の色の光源２１と第２の色の光源２２とを含むのが好ましい（図８Ｂ）。好ましい第一の色は赤であり、好ましい第２の色は青又は紫である。好ましい光源は発光ダイオード（ＬＥＤ）である。

光源２１と２２とは、互いに交番するパターンで配置されるのが好ましい。このようなパターンの非制限的な例を次の表に示す。

動作中、対象者／観察者は装置１０の前方におかれるが、装置１０は、観察者に対して所望の方位付けで据え付けられる。例えば、光源２０は、観察者の目線の上もしくは下又は観察者の目に対してある角度のところに置かれる。また、装置１０は、色付き光源２０を観察者に対して水平、垂直及び／又は斜めに位置付けした状態で据え付けられる。装置１０のデバイスハウジング３０もまた、観察者の鼻から直角方向に離れるように延長している。

次に、装置１０を制御している人物（例えば観察者）は装置を起動し、訓練プログラムを選択し、所望の訓練を始動させる。訓練中、複数の色付き光源２０の内の１つ以上を照明して、ユーザが選択したように、例えば、左から右に、そして戻って右から左に、順次右から左に、ランダムに、などのように表示する。光源は、任意の時点で起動（オン）されると「表示」される。色付き光源２０は、同時に、一時に１つずつ又は他の所望の方法とシーケンスで表示される。光源２０は順次一時に１つずつ表示するのが好ましい。第１の光源を第２の光源と交互に表示するのがより好ましい。例えば、青色光源を表示し、次に赤色光源を表示し、次に青色光源を表示し、という具合である。光源２０は交番パターンで配置されており、従って、順次にそして一時に１つずつ表示する方法によって、光源２１と２２が交互に表示される。この好ましい実施形態によれば、目の訓練中、対象者は、表示される各光源を観察してそれに焦点を合わせる。

図９Ａと９Ｂに、Ｒ、Ｂ、Ｒ、Ｂ、Ｒ、Ｂ、Ｒ、Ｂ、Ｒ、Ｂ、Ｒ、Ｂパターンで配置された赤色光源を６個と青色光源を６個装置が有する状態での訓練の非制限的な例を示す。Ｏは観察者を示しており、表示された光源は肉太で示してある。図９Ａに示す訓練では、光源は観察者の目と平行な平面上に設定されて、左から右に一時に１つずつ表示される。時点１で、観察者は距離ａ１のところにある赤色光源を知覚し、時点２で距離ａ２のところにある青色光源を知覚し、時点３で距離ａ３のところにある赤色光源を知覚し、という具合である。従って、色と観察対象（表示される光源）までの距離とは訓練中に変化する。上述したように、目は、色と距離の双方の変化に応じてその焦点合わせ力を調整する。観察者に対して水平面上での表示された光源の位置もまた変化し、これで、目が表示される光源の動きを追跡するに連れて、水平面上で自由にそして正確に移動する観察者の目の能力を訓練する。

図９Ｂに示す訓練では、光源は観察者に対して直角に置かれている。時点１では観察者は距離ｂ１にある赤色光源を知覚し、時点２では距離ｂ２にある青色光源を知覚し、という具合である。図９Ａに示す訓練のように、表示される光源の色と距離の双方が変化する。距離の変化（例えばｂ１からｂ２）は大きい。この訓練では、目もまた、観察対象が近づいたり遠ざかったりするに連れて、いくぶんか収束し、これで、チームとして一緒の働く目の能力が訓練される。装置１０で利用可能な様々な訓練を用いることによって、様々な条件下で互いに異なった様々な視覚能力を同時に訓練することが可能となる。

この好ましい実施形態では、本発明は、図１０Ａ〜１０Ｂに示す携帯式目を訓練する装置１００を提供する。装置１００は使用しやすいように折りたたみ式であり、家庭でも、旅行先などでも使用される。装置１００は、専門的な助けを必要としない、主として個人的に用いられることを意図するものである。

図１０Ａから分かるように、装置１００は、複数のＬＥＤ１２０と、折りたたみ式水平方向バー１３０と、取っ手１４０と、制御パネル１６０と、ディスプレイパネル１６９（図示せず）と、コントローラ１７０（図示せず）とを含む。水平方向バー１３０は頂部表面１３１と底部表面１３２とを有する（図１０Ｂ）。赤色ＬＥＤ１２１と青色ＬＥＤ１２２とは、互い違いに配置されて頂部表面１３１上に取り付けられる。ＬＥＤは各々が（１）から（１２）までの番号で呼ばれる。直線状ストライプ１３４は水平方向バー１３０の両端１３３の間を延長している。両端１３３の内の一方が窪みブリッジ１３９を画定しているが、これをある目の訓練で用いて、装置１００を使用している人間に対して適切な位置を保証する。取っ手１４０の近接端１４１はバー１３０の接続位置１４８のところに接続されており、この接続位置でバー１３０は右のセグメント１３５と左のセグメント１３６とに分割されている。装置１００を目の訓練のために用いる場合、双方のセグメントを広げる（図１０Ａ）。装置１００を使用しない場合、セグメント１３５と１３６を取っ手１４０に沿って折りたたんで収納しやすくする。

ある好ましい変更例では、装置１００はコンパクトな手持ち式ユニットである。例えば、水平方向バーは３６インチ長で、取っ手は４インチ長で、ＬＥＤは２．７５インチだけ離れて置かれている。取っ手は八角形または類似の形状であり、これで、装置を、追加のサポートや付属部品なしで水平方向や垂直方向に方向付けすることが可能であるようにする。収納できるように折りたたむと、装置は１５〜１６インチ長で、５〜６インチの厚さとなる。装置のサイズは、所望しだいでさらに最小化される。

図１１に、装置１００の機能ブロック図を示す。コントローラ１７０は、ＬＥＤ１２０の表示の仕方と順序とを指導する。コントローラ１７０は、水平方向バー１３０や装置１００の他のいずれかの部分の内部に取り付けられる。ＬＥＤ１２０は、コントローラ１７０を介して電源１８０に接続される。コントローラ１７０はまた、制御パネル１６０と、プログラムブロック１９０と、ディスプレイ１６９と、音声信号装置１６７とに接続されている。コントローラ１７０は、装置１００の機能を制御するようにプログラムされた特殊目的コントローラ又は汎用マイクロプロセッサを備えることが可能である。装置１００の動作を生じさせるために、当分野で既知のどの接続部、ブロック及び／又はコンポーネントを用いてもよい。

プログラムブロック１９０はメモリを装備できるが、これは、様々な事前設定された訓練シーケンスを含むコントローラ１７０によって実行される命令を記憶するものである。ディスプレイ１６９は、訓練の状態、速度の設定値、事前設定された訓練ＩＤ及びその類似物を表示する。例えば、ディスプレイ１６９はＬＥＤ画面を備えることが可能である。音声信号装置１６７もまた、訓練の進行、例えば、開始、停止、タイプ、速度などに関する情報をユーザに提供するために備えられる。

制御パネル１６０を用いて装置を操作する。制御パネル１６０は、３つの制御ボタン、すなわち、オン・オフボタン１６１と選択ボタン１６２と入力ボタン１６３と、を有するのが好ましい。オン／オフボタン１６１を用いて、手動で装置１００をオン又はオフさせる。装置１００の１つのバージョンでは、装置がオンした後の所定経過時間以内に訓練プログラムがスタートしないと、装置は自動的にそれ自体をシャットオフする。選択ボタン１６２は、ユーザが訓練プログラムを選択することを可能とし、また、これを用いて装置の機能を切り替える。これら装置の機能には、訓練プログラムの選択、訓練の速度の設定、聴覚フィードバックオプションの選択などがある。入力ボタン１６３を用いて、選択された機能を動作させる。これらボタンの機能は当分野で周知の仕方で変更される。装置１００は、様々な事前設定された作用、動作又は訓練プログラムを記憶している。例えば、事前設定される動作には、訓練シーケンスの終了や開始を示すある種の音声信号、ＬＥＤの表示、ある訓練と別の訓練との間の休止、ユーザが選択可能なＬＥＤ１２０のための表示シーケンスなどが含まれる。

装置１００は所定の事前設定された速度設定値を提供する。速度設定値は、１つのＬＥＤの表示がどれくらい長く継続するか又は次のＬＥＤがどれくらい速く表示されるか示すことが可能である。この速度設定値によって、所与の訓練シーケンスが、所定の訓練時間内でシーケンスサイクルの数をさまざまに変えて実行される（例えば、１分半の割り当て時間で、シーケンスプログラムＩを、測定設定値によって、１回、２回、３回又はそれ以上実行する）。表に、複数の速度設定値を有する装置１００を説明して、各速度設定値に対して１つのＬＥＤの表示時間を示す。

装置１００は、聴覚刺激を与える聴覚フィードバックオプションを備える。この聴覚フィードバックオプションは、表示された光源を正確に所在確認する目の能力を強化する働きをする。この目的のため、ＬＥＤが表示される寸前や表示されると同時に、音を毎回発生することが可能である。この音はＬＥＤがオンされるまさにその瞬間に発生する。また、この装置はビープ音を発して、訓練シーケンスの終了などを示す。この装置はまた、例えば、短いビープ音を何回も発して、その後で長いビープ音を発し、これで、訓練プログラムが始まる寸前であることなどを示したりする。

装置１００の動作の一部を次に説明する。制御パネル１６０上のボタン１６１を押すと、装置がオンする。一旦装置がオンすると、「Ｐ」（プログラムのＰ）がＬＥＤディスプレイ１６９上に現れる。一回選択ボタン１６２を押すと、番号１（プログラム１の１）がディスプレイ上に表示される。ボタン１６２を押すたびに、ディスプレイ上に、次のプログラムと関連するプログラム番号が示される。一旦最後のプログラムのプログラム番号が表示されると、装置はプログラム１に戻る。

所望のプログラムが選択された後で、入力ボタン１６３を押すと「Ｓ」（スピードのＳ）がディスプレイ上に出てくる。選択ボタン１６２を用いて、装置の速度（例えば、各ＬＥＤが、ＬＥＤの順次一時に１つずつ表示方式でどれほどの時間にわたって表示されるか）を設定する。最初は、ディスプレイ１６９はゼロ（０）を示し、これで、最低速度設定であることを示す。選択ボタン１６２が継続的に押されるごとに、速度設定値が次に速いレベル（例えば、２、３、４など）に進む。選択ボタン１６２を再度押すと、速度設定値がゼロ（０）に戻る。

一般に、ボタン１６３を押すと、ユーザはプログラム選択から速度選択や聴覚フィードバック選択などに移行する。このように、速度設定値が選択された後では、入力ボタン１６３を押すと、「Ａ」（聴覚（ａｕｄｉｔｏｒｙ）フィードバックの「Ａ」）がディスプレイ１６９上に現れる。選択ボタン１６２を１回押すと、「０」がディスプレイ上に現れて、聴覚フィードバックは「ノー」であることを示す。選択ボタン１６２を二度目に押すと、番号「１」がディスプレイ上に現れて、聴覚フィードバックは「イエス」であることを示す。選択ボタンをもう一回押すと、聴覚フィードバック設定値がゼロ（０）に戻る。聴覚フィードバックに対してノー（０）又はイエス（１）を選択した後で、入力ボタン１６３を押す。すると、装置を目の訓練に用いられる。

上記のメニューシステムは単に例示であり、他のメニュー、アイコン、表示などのシステムを、ユーザとの対話をしやすくするために用いることが可能である。

装置１００は、水平方向、垂直方法及び双方向に斜めの子午線（ｍｅｒｉｄｉａｎｓ）で実行される目の運動訓練に用いられる。どの場合も、一旦装置１００をプログラムして適当な子午線に方位付けしたら、観察者は装置の前に立ったり座ったりして、入力ボタン１６３を押して訓練を始める。装置は所望の訓練プログラムを実行し、その間ユーザの目は表示されたＬＥＤの運動を追跡する。一旦熟練すれば、観察者は、所望の訓練効果しだいで装置１００に近づいたり遠ざかったりする。観察者と装置間の距離が縮むに連れて、目運動訓練は、目の筋肉を静かに伸ばし始める。この距離が増加するに連れて、目はより高いレベルの微細モーター制御（ｆｉｎｅ−ｍｏｔｏｒ ｃｏｎｔｒｏｌ）に移り始める。

装置１００はまた、両眼視の訓練をし、同時に、目がチームとして一緒に働いているかどうかに関するユーザフィードバックを提供する目的でも用いられる。正常に機能する目を持つ人が目標を見ると、１つの両眼視のエリアが生成される。このエリア内に位置する点は個々に見える。この１つの両眼視エリアの前部又は背後に位置する点はダブって知覚される。この現象は生理学的な複視（ｐｈｙｓｉｏｌｏｇｉｃａｌ ｄｉｐｌｏｐｉａ）として知られている。１連の固視目標（例えばＬＥＤ）が、正常な両眼視力を持つ観察者の目から遠ざかっていく直線上に整列されている場合、特定的に見つめられている目標は１つに見え、一方、前後にある目標はダブって見える。生理学的複視をこのように利用すると、ユーザには、チームとして一緒に働くその目の能力に関する可視のフィードバックが与えられる。さらにそのうえ、固視目標（例えば、ＬＥＤ１２０）をストライプで接続すると、正常な両眼複視力を持つ見物者にはまた、目標（ＬＥＤ）がその交点のところに固定されている「Ｘ」が表れるのが見える。固視目標（ＬＥＤ）がダブっていないように見えて「Ｘ」が現れ、これで、ユーザに対して、その目がチームとして一緒に働く度合いに関する可視のフィードバックメカニズムが提供される。この訓練は、具体的には、動的な状況の際にチームとして両眼を効率的に一緒に用いるユーザの能力が高められるが、それは、ユーザは、文字通りには、両眼を一緒に用いている場合と一緒には用いていない場合とに見えるからである。

図１２Ａ〜１２Ｅに、本発明の装置を用いた目の訓練の例を示す。

水平方向に目を運動させる訓練
装置は目線に据え付けられて水平方向に見えるように方位付けされる（図１２Ａ）。椅子をほぼ１ヤード装置１００から離れて置く。ユーザは入力ボタン１６３を押して、椅子に腰掛けて、第１の目運動訓練を開始する。一旦入力ボタン１６３を押したら、ＬＥＤディスプレイ１６９がオフして、訓練への聴覚カウントダウンが始まる。例えば、カウントダウンが１０秒であれば、装置は、９秒間にわたって毎秒短いビープ音を発生し、その後で１つの長いビープ音を発生する。この長いビープ音によって、ユーザに対して訓練プログラムが始まる直前であることを通知する。一旦プログラムが始まると、ＬＥＤ１２０が左から右、戻って、次に右から左に表示される。ユーザは表示されるＬＥＤを目で追跡する。この訓練の目的は、ユーザが自分の目を、移動する目標をそれが追跡する際に自由にそして正確に移動できるようにすることである。プログラムは１分半にわたって走行してから終了し、これで、第１の訓練が完了して、休止期間が始まることを示す。ここで、ユーザはリラックスして静かに呼吸できる。

垂直方向に目を運動させる訓練
一旦休止期間が終わると、装置は次に訓練のために２回ビープ音を発する。装置１００は垂直方位に据え付けられる（図１２Ｂ）。第２の訓練は、垂直方位で実行されるという点以外は第１の訓練と同じである。それは、垂直方向の目の運動を訓練する。

斜めに目を運動させる訓練
他の訓練を図１２Ｄと１２Ｅに示す。これらの訓練は、斜方位の内の１つの方位で実行されるという点以外は第１の訓練と同じである。この場合、斜め方向の目の運動を訓練する。

両眼視の訓練
装置１００はまた、目を共同させる能力すなわち両眼視の訓練にも用いられる。観察者は鼻を、水平方向バー１３０の端にある窪みブリッジ１３９中に置く（図１２Ｃ）。これで、鼻が適切に位置付けされることが保証される。訓練プログラムのどれか１つを起動させると、ＬＥＤが一時に１つ表示されて、運動を印象付ける。観察者の目は表示された各々のＬＥＤに焦点をあわせ、それがオフされたらそのままにして、次にオンされたＬＥＤに焦点を合わせる。この訓練では、チームとして効率的に働くように目を訓練して、両眼視の範囲の拡大させる。この訓練ではまた、より正確にそしてより効率的に狙いをつけ、焦点を合わせ、追跡する能力が訓練される。目は自然に、同時に狙いをつけ、追跡し、焦点を合わせ、一緒に働く。移動している目標を追跡するその能力を訓練することによって、これらの機能の全てが同時に訓練される。交番する赤と青のＬＥＤを追加することによって、焦点合わせメカニズムと収束メカニズムとは、所望の中心点、すなわち、完全な均衡点の一方の側に静かに揺動され、次に他方の側に揺動される。交番する赤と青のＬＥＤを用いることによって、連続的に、その固定点は「そのままにしておいて」次の刺激に移動するように視覚系が訓練される。

本発明のこの好ましい装置には、赤と青（又は紫）のレンズが交換可能となっている特殊な眼鏡が付随している。この眼鏡を装置中で用いられる赤と青のＬＥＤと組み合わせて用いると、特殊な除去効果が発生する。赤のレンズの背後にある目には赤のＬＥＤだけが見え、青のレンズの背後にある目には青のＬＥＤだけが見える。目の訓練プログラムで交番する赤と青のＬＥＤを追跡している際にこれらの赤・青の眼鏡をかけると、固有の除去効果が発生する。目はその各々が、目標を正確にそして効率的に狙いをつけ、焦点を合わせ、追跡するその個々の能力を交互に訓練し、一方同時に、他方の目と同等のパートナーとして一緒に働くその能力を強化する。

交番する赤と青のＬＥＤと組み合わせて赤／青眼鏡を用いることによって、ユーザは、任意の時点で、リード（ｌｅａｄ）目となるように各々の目を交互に訓練することが可能である。この訓練によって、２つの目が一緒に働いている間における各々の目の貢献度を等しくさせることによって、左右の目に高度の均衡が確立される。加えて、レンズを交換することによって、各々の目が個別に経験する効果が増し、チームとして働く両眼の能力の均衡がさらに増す。この特殊な赤／青眼鏡は、上記の推奨される目訓練のどれを実行する際でも用いることが可能である。赤／青眼鏡を交番する赤と青のＬＥＤと組み合わせて用いると、その結果、目は固着（ｆｉｘａｔｉｏｎ）目標に対して互い違いにオン・オフされる。このプロセスによって、目の自然なフュージョナル（ｆｕｓｉｏｎａｌ）反射作用が再確立され、これで、目はもう一度本能的に、正確に、そして楽々と見え始めるようにする。脳は自然に各々の目から交代で信号を受信するため、この訓練によって、目の自然な調整とその固有の情報処理交番性とが強化される。

訓練シーケンス１〜３
以下に示すシーケンスプログラム１〜３は事前設定されるシーケンスの非制限的な例である。各プログラムでは、一時に１つのＬＥＤを起動する。表示の順序は左から右に示されており、ＬＥＤ１２０は１から１２まで番号が付いている。

シーケンスプログラムＩ．
ＬＥＤ１２０は、１．５分にわたって、１→２→３→４→５→６７→８→９→１０→１１→１２→１１→１０→９→８→７→６→５→４→３→２→１→．．．というシーケンスで一時に１つ表示される。選択された速度によっては、このサイクルは、１．５分の訓練シーケンスの間に１回、２回又はそれ以上の回数だけ繰り返される。

シーケンスプログラムＩＩ．
ＬＥＤ１２０は、１．５分にわたって、１→１２→２→１１→３→１０→４→９→５→８→６→７→５→８→４→９→３→１０→２→１１→１→１２→．．．というシーケンスで一時に１つ表示される。選択された速度によっては、このサイクルは、１．５分の訓練シーケンスの間に１回、２回又はそれ以上の回数だけ繰り返される。

シーケンスプログラムＩＩＩ．
ＬＥＤ１２０は、１．５分にわたってランダムに表示される。

図１３は、本発明のある好ましい実施形態に従って、表示される像の色を変化させることによってユーザの目を訓練する例示のシーケンスを示すフローチャートである。このような像は、コンピュータのディスプレイや、テレビモニターや類似の表示装置などのどのような表示装置上にも、所望の手順を組み込んだプログラムを実行するプロセッサの制御下で表示される。代替例では、像を、放送用テレビ番組などの固定プログラムから表示されたり、ＶＨＳテープやディジタル多用途ディスク（ＤＶＤ）から又はビデオオンデマンドシステムを介して再生したりする。コンピュータ制御下で実施する場合、ユーザは色シーケンスと、像形状と、明度とのカスタム集合を図１７、１８及び１９に示す例示のセットアップユーザインタフェース（ＵＩ）画面などの自動セットアップディスプレイを用いて以下に詳述するように生成する。ユーザは、また、色、像形状と明度の事前設定された集合を使用して選択するのが好ましい。事前設定された集合をユーザに対して利用可能とし、また、ユーザの目を効果的に訓練するように最適化されたシーケンスを含むのが好ましい。

ある好ましい実施形態では、ユーザは、訓練用表示情報を記憶したり供給したりする集中サイトに対してインターネットなどの通信ネットワークを介して接続されたコンピュータを含むシステムを用いて自分の目を訓練する。次に、このようなシステムのユーザはこのシステムをログオンして、訓練用の像を提示される。

ある好ましい実施形態では、ユーザは、像表示毎の訓練時間期間と像２２同士間の休息時間期間とを図１７のセットアップＵＩ画面を用いて選択する。ユーザが色、像形状及び明度の事前選択された集合を選んだ場合、この事前選択された集合もまた、これらの時間期間のデフォルト値を含むのが好ましい。このような場合、ユーザはデフォルトの時間期間を容認したりそれらを変更することを選択したりすることが可能である。図１８の例示のセットアップＵＩ画面を用いると、ユーザは色、像形状及び明度のシーケンスを、表示装置上に表示するように選択する（２１）。

手動で時間期間を入力する場合、ユーザは訓練全体のための特定の時間量を決定するか又はこの値を指定しないか決定可能であるのが好ましい。訓練全体の時間が入力されない場合、表示される色付き像は、ユーザが訓練プログラムを終了させるまで循環し続けるのが好ましい。入力される場合、像は、訓練全体の時間期間が満了するまで表示されるが、満了した時点で、像の表示は打ち切られて訓練は終了する。

同様に、ユーザは、各像の表示時間期間と像表示間の休息期間とを選択する。ユーザがこれらの値の時間期間を選択しない場合、適切なデフォルト値が自動的に用いられることが好ましい。各像の表示時間期間に対する本発明のある好ましい実施形態での適切なデフォルト値は０．２０〜２．５秒の範囲であるが、どのような時間期間でも用いられる。休息時間期間のデフォルト値は０．０〜２．５秒の範囲にあり、これで、像表示間の休息期間がない場合に備えるのが好ましいが、どのような休息期間でも用いることが可能である。

デフォルト時間期間がユーザに提供される。すでに述べたように、指定された一方の時間期間は１つの像を表示させる時間の長さの尺度であり、他方の時間期間は像同士間の休息期間の尺度である。指定された時間期間によって、所与の訓練シーケンスを、所定の訓練時間内で互いに異なったシーケンスサイクル数だけ実行する（例えば、１分半の割り当て時間で、シーケンスプログラムＩを、選択された時間期間によって１回、２回、３回又はそれ以上の回数だけ実行する）。表に像の例示の表示時間を示す。

一旦目訓練のためのパラメータが決定されたら、本発明のある好ましい実施形態では、表示画面が適切な背景（好ましくは黒）に設定され、第１の色像２３が表示される。新しい像が出現すると、それに伴って、ベルの音や他の音声などの可聴の合図が現れるのが好望ましい。これが助けとなって、ユーザは新しい像に注意を払うことに気付く。表示装置は、聴覚刺激を提供することが可能な、スピーカなどの聴覚メカニズムを備えるのが好ましい。聴覚フィードバックは、もし用いれば、表示された光源の位置を正確に突き止める目の能力を強化する働きをする。この目的のためには、像が最初に表示される毎に音を発生させればよい。この音は、像が目に見えるように現れるまさにその瞬間に発する。また、ビープ音などの別の可聴の合図を用いて、任意で訓練期間の終了を示したり他の目的で用いたりする。例えば、多くの短いビープ音の後に１つの長いビープ音を用いて、訓練プログラムが始まる直前であることなどを示す。

像は、表示時間期間２４にわたって表示装置上に可視のまま残る。この時間期間が終了すると、像は表示装置２５から取り除かれる。像は背景色で上書きされるのが好ましい。

次に、ある好ましい実施形態では、休息時間期間が過ぎる（２６）までさらなる可視の活動は発生しない。休息時間期間は０．０秒に設定されるのが好ましいので、このステップは事実上スキップされてもよい。

次に、この訓練の経過時間を訓練持続時間と比較する（２７）のが好ましい。経過時間量がこの持続時間より大きければ、この訓練は終了される（２９）。大きくなければ、次の色像が表示され（２８）、像表示期間にわたって残る（２４）。上記プロセスはこのように繰り返される。

図１４は、表示像の知覚位置が変更される、本発明のある好ましい実施形態における同様の例示のプロセスのフローチャートである。手順が開始されると（３０）、ユーザは表示装置上に表示すべき像の形状、色及び位置を選択する（３１）。代替例では、前の例のように、ある好ましい実施形態では、ユーザが事前設定された訓練プログラムを選択し、また、像表示時間期間と休息時間期間とを選択することが可能とされる（３２）。

知覚された位置では、像は、一般的に市販されているような３次元コンピュータレンダリングソフトウエアを用いて表示することが可能とされるのが好ましい。従って、３次元像の位置とそれに関連する像の情報をこのような市販のレンダリングソフトウエアで処理して、結果としての３次元の像を生成し、これを次に表示する（３３）。次に、像持続時間期間が終了するまで待ったら（３４）、像を、それを好ましくは背景の色で上書きすることによって除去する（３５）。

休息持続期間の遅延時間が過ぎて（３６）、像を表示する位置がまたあれば（３７）、３次元レンダリングソフトウエアには新しい像の情報が与えられて、新しい像を発生して表示するのが好ましい（３８）。像を表示する位置がなければ、訓練は終了する（３９）。

図１５は、知覚された位置と表示された像の色の双方が変更される、本発明のある好ましい実施形態における例示のプロセスのフローチャートである。この手順は、ユーザが、表示装置上に表示されるべき像の色、明度、形状及び移動位置を選択すると開始される（４０）。ユーザはまた、像表示持続時間、休息期間持続時間及び全体的な訓練期間持続時間を選択する（４２）。これらの選択は、事前設定された訓練プログラムを選択することによって交互に実行される。

他の例のように、知覚された位置と選択された色とで像を、一般に市販されているような３次元コンピュータレンダリングソフトウエアを用いて目に見えるように表示させることが可能とされる。結果として得られる３次元の像の位置と関連の像情報とは市販のレンダリングソフトウエアで処理されて、３次元の像を発生し、これが次に表示される（４３）。次に、像表示時間期間が終了するまで待ったら（４４）、像を、それを好ましくは背景の色で上書きすることによって除去する（４５）。

休息持続期間の遅延時間が過ぎて（４６）、像を表示する位置がまたあれば（４７）、３次元レンダリングソフトウエアには新しい像の情報が与えられて、新しい像を発生して表示するのが好ましい（４８）。像を表示する位置がなければ、訓練は終了する（４９）。

ある好ましい実施形態では、コンピュータを用いて、デフォルトの又はユーザが提供した色、形状、明度、像及び位置の情報からアニメーションシーケンスを発生する。アニメーション発生ソフトウエアは、一般的に、当業者には既知であるように、フレーム内挿法（ｆｒａｍｅ ｉｎｔｅｒｐｏｌａｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄｏｌｏｇｙ）と他のアニメーションプロセスとを用いて利用可能である。このようなプロセスでは、ソフトウエアで発生される中間表示フレームは、既存の２つの「基準（ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ）」フレーム間に置かれる。例えば、同じ像を互いに異なった位置に持つ２つの基準フレームを用いて、位置内挿によって１つ以上の中間フレームを発生する。それに加えて、また、好ましくは、基準フレーム同士間で像が変化すると、モルフィング（ｍｏｒｐｈｉｎｇ）技術を用いて、中間の像を発生する。本発明の表示に応用されるアニメーション技法の一般的な目的は、好ましくは、スムーズモーションビデオ効果を、これが所望される訓練シーケンスに対して発生することである。

例示のアニメーションと表示を発生するシーケンスを図１６に示す。開始時（５０）、ユーザは、１連の基準フレーム又は静止像撮影のための色、明度、像形状及び移動位置を選択する。代替例では、デフォルトの又は推奨される設定値を用いる。基準フレーム間の時間、休息期間（もしあれば）、アニメーションシーケンスの持続時間などの追加の情報もまた、ユーザによって提供されるが、そうでなければ、デフォルト値を用いることが可能である。代替例では、ユーザは単に、事前設定された複数のアニメーションプログラムから１つを選択する（５１）。

次に、システムは、事前設定されたプログラムが選択されたかどうか判定する（５２）。事前設定されたアニメーションプログラムが選択されていなかったら、アニメーション発生ソフトウエアを用いて、ユーザが提供した入力からアニメーションを発生する（５３）。

一旦このアニメーションが即時発生プロセスによって又は事前設定されたアニメーションシーケンスの検索（ｒｅｔｒｉｅｖａｌ）によって利用可能となったら、このアニメーションを表示し（５４）、このプロセスを終了させる（５５）。このアニメーションプロセスもまた、将来再使用するために記憶する。また、アニメーションシーケンスは、これに限られないがコンピュータ表示画面や、テレビ画面（好ましくはＶＨＳテープ、ＤＶＤ又は他の大量記憶装置を用いて）、頭装着ディスプレイ（ｈｅａｄ−ｍｏｕｎｔｅｄ ｄｉｓｐｌａｙ）（ＨＭＤ）、ＰＤＡ又は他の電子表示装置を含む何らかの適切な表示装置によって表示される。

図１７は、目訓練シーケンスをセットアップするために用いられる例示のソフトウエアアプリケーションプログラムのメインメニューのユーザインタフェース（ＵＩ）画面６０である。画面６０は、標準のソフトウエア開発ツールと汎用の計算動作システムとを用いて実現するのが好ましい。例えば、Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ Ｖｉｓｕａｌ Ｃ＋＋又はＭｉｃｒｏｓｏｆｔ Ｖｉｓｕａｌ ＢＡＳＩＣが付いたマイクロソフトのＷｉｎｄｏｗｓ（登録商標）オペレーティングシステムを用いて、本明細書に記載するようにソフトウエアを作成することが可能である。コンピュータソフトウエア開発の当分野で周知なように、代替のオペレーティングシステムと開発ツールも用いられる。オペレーティングシステムと開発ツールとを正しく選択することによる本明細書に示す全てのサンプルＵＩ画面（図１７〜１９）からの逸脱及びこれに対する追加は、本発明の範囲から逸脱することなく発生し得る。そのうえ、追加のＵＩ画面が用いられる。例えば、図１７に示すＵＩ画面によって提供される機能性は、いくつかのＵＩ画面にわたって展開される。

例示のメニュー６１はメニュータイトル６１と他のスタティックテキストのエリア６２及び６８とを含んでいる。これらのエリアに表示されるテキストはユーザの入力に応じて変化することはなく、その意図は、一般的に、テキストの画面上の周辺で固有の機能性をユーザに通知することである。例えば、６１と示されているメニュータイトルは「目訓練メインメニュー」と述べている。このテキストは、ユーザが現行の画面を表示している間に可視のまま留まり、画面がなんの目的で用いられているかをユーザに通知する働きをする。代替の固定テキストを、アプリケーションプログラムの機能性を変更することなく本明細書に提示する様々なＵＩ画面の全てにわたって用いることが可能である。そのうえ、代替のＵＩを工夫して用いて、同じ又は類似の結果を発生することが可能であるが、本明細書に提示するこれらは本来単に例示目的のものである。

ユーザはどの事前設定された訓練プログラムファイルを用いるかを選択することをユーザに対して可能とするスクロールリスト調整つまみを提示される。このスクロールリストは、多くのコンピュータアプリケーションで用いられる周知のタイプのスクロールリストである。一般的なスクロールリストには、リスト６３を表示するために用いられるエリアと、可視エリアを上下している項目を移動させるためのスクロールバー調整つまみ６４とが含まれる。スクロールバー調整つまみ６４は、上方ボタン６５と下方ボタン６６とを含むのが好ましいが、これらは、スクロールされた項目を選択的に下方や上方にそれぞれ移動させる。それには、また、一般的に、位置インジケータ６７を含むが、これは、上方ボタン６５と下方ボタン６６間に形成されているスクロールバーエリアにそって移動させることによってリスト全体の範囲に対するスクロール可能リストの可視部分の位置を示す。

ユーザは、マウスや他のポインティングデバイスを用いて、使用されるプログラムファイルの名称をクリックすることによってスクロール可能リストから既存の目訓練プログラムファイルを選択する。プログラムファイルをダブルクリックして、固定テキスト「現在のファイル」６８に近接して置かれている現行のファイル６９の入力フィールド中にプログラムのファイル名をシードするのが好ましい。初期ＵＩ画面６０のある好ましい実施形態では、現行ファイルフィールド６９は自動的に、非先在のファイル名がシードされる。他の初期化のオプションをこの代わりに用いてもよい。本明細書の例示のＵＩ画面上で可視のファイル名は単なる提示であり、許容されるファイル名やそのコンテンツを示すものではない。

初期ＵＩ画面６０はまた、既存の目訓練プログラムファイルからアニメーションシーケンス７０を発生するボタンを含む。既存のプログラムファイルが現行のファイルフィールド６９から選択されたものである場合、アニメーション発生ボタン７０を選択することによって、その既存のプログラムファイルが、市販のアニメーションジェネレータに対する入力として用いられるようになるのが好ましい。次に、このアニメーションジェネレータからのアニメーション出力は、特定のファイル拡張子、すなわちタイプ、を持つファイルとして記憶するのが好ましい。

メインメニューＵＩ画面６０はまた、一般的な目訓練シーケンスで用いられる様々な時間間隔を選択するための調整つまみを含むのが好ましい。例えば、ユーザは、像表示時間編集調整つまみ２７０又はその関連のスピナー調整つまみ２７１を用いて像を表示する時間期間を秒単位で選択する。当分野で周知であるこの編集調整つまみは、ユーザが最初に、ポインティングデバイス又はキーボードナビゲーションデバイスを用いて調整つまみを選択し、次に、値をキーボード上でタイプすることによって作動するのが好ましい。スピナー調整つまみは、一般に、ユーザがポインタデバイスで上矢印又は下矢印のいずれかを選択することによって、キーボードを用いることなく機能する。スピナー調整つまみの上矢印を選択すると関連の編集調整つまみの値が増加し、下矢印を選択するとこの値が減少するのが好ましい。同様に、ユーザは、休息表示時間編集調整つまみ２７２と関連のスピナー調整つまみ２７３とを用いて像表示の時間間隔を選択し、また、総訓練時間編集調整つまみ２７４とそれに関連のスピナー調整つまみ２７５とを用いて訓練シーケンス全体の全体時間期間を選択するのが好ましい。他のボタン調整つまみもまた、メインＵＩ画面６０上に置かれている。「色・形状選択」ボタン７１は、図１８に示すように、「色・形状シーケンス選択」ＵＩ画面８０を発動するのが好ましい。「位置および移動選択」ボタン７２は、図１４に示すように、「位置・移動選択」ＵＩ画面１１０を発動するのが好ましい。「訓練開始」ボタン７３は選択された訓練プログラムを始動し、「中断」ボタン７４はアプリケーションプログラムを終了させるのが好ましい。さらなるＵＩボタンと調整つまみが追加されて、アプリケーションを用いる対象としてのユーザの所望しだいで又はハードウエア環境やソフトウエア環境の要求しだいで訓練プログラムメニューをカスタマイズする。

図１８は、本発明のある好ましい実施形態による色・形状シーケンス選択ＵＩ画面８０を示す。タイトルバー８１は画面８０の上部に現れる。色と形状は、基準フレームに基づいて選択される。ある好ましい実施形態のＵＩ画面を説明するため、色や形状や位置の変更が望まれるときにはいつでも基準フレームに出くわす。操作の基となる特定の基準フレームを選択することを可能とするスクロール可能な基準フレーム調整つまみ９０が装備されている。

本発明のある実施形態では、像シーケンスはスクロール可能テキストから作成される。このテキストは、ユーザが像を読み取るに連れて色が変わる。テキストを読むという動作は、ユーザの目を色付き像に焦点を合わせる助けとなり、これで、訓練の意図する効果が増強されるものと信じられている。この実施形態では、テキストは１つの色から別の色に直接に変わり、その間に背景の色で表示を見えなくさせることがないようにするのが好ましい。

基準フレーム調整つまみ９０は、ユーザに対して、番号付きの基準フレームを提示するのが好ましいが、番号付きフレームの代替物を用いてもよい。例えば、基準フレームは、基準フレーム調整つまみ上にミニチュア形態で提示してもよい。本発明のある好ましい実施形態の基準フレーム調整つまみ９０は、参照番号９１に示すような複数の番号付きフレームを含む。ユーザが所望のフレームを選択すると、そのフレームは、破線で示した内部フレーム９２などの選択の印と共に現れる。このようなとき、色パレットスライドバー８３と、形状セレクタ２０１と、明度スライドバー９８とが更新されて、選択されていれば、現在選択されている色、形状及び明度が表示される。ユーザはまた、基準フレーム調整つまみ９０のスクロールバー９３を用いて利用可能な全ての基準フレームをスクロールする。スクロールバー９３には、アップスクロール調整つまみ９４とダウンスクロール調整つまみ９５、さらに、表示されている基準調整つまみのサブ集合を示して制御するスライドバー９６が含まれる。ここで用いられるスクロールバーとその考えられる様々な代替の形態は当分野で周知である。

一旦、操作すべき基準フレームが基準フレーム調整つまみ９０を用いて選択されると、ユーザは、形状セレクタ２０１を用いて像の形状を選択するのが好ましい。選択可能な形状は、形状セレクタ２０１上のボックス２０２の中に示される。形状セレクタ２０１が提示できないほど多くの形状がユーザに対して利用可能とされると、形状セレクタ２０１は、スクロール可能調整つまみなどの代替の形態をとる。ユーザがある形状を選択すると、図１３の破線で示す内部ボックス２０３などの選択の印を用いて、選択された形状を示すようにするのが好ましい。

選択された基準フレームの表示のための色と明度とが、それぞれ色パレットスライドバー８３と明度スライドバー９８とを用いて選択される。色パレットスライドバー９８は、スライドバーエリア８６の一方の端のところで８４で示す赤と他方の端のところで８５で示す紫とで可視スペクトルの色を表すのが好ましい。スライドバーエリア８６には、可視スペクトル全体を表す色が含まれる。利用可能な選択色の粒度（ｇｒａｎｕｌａｒｉｔｙ）は、当業者にとって周知であるように、用いられる表示装置とカラーグラフィックスコントローラとの能力によって変化する。スライドバー８７自体は、ユーザが、好ましくは、ポインティングデバイスを用いてスライドバー８７をクリックしてそれを所望の色のところまでドラッグすることによって色を選択するために用いられる。色を選択する代替の技法を用いることも可能である。

同様に、選択された基準フレーム像の明度は、明度スライドバー９８を用いることによって設定されるのが好ましい。明度スライドバーは、明度スライドバーエリア１０１の一方の端のダーク９９から反対側の端のブライト１００までの諧調範囲を含むのが好ましい。ポインティングデバイスを用いて、明度スライドバーエリア１０１上の所望の明度まで明度スライドバー１０２を移動させるようにするのが好ましい。

ファイル名８８の編集調整つまみ８９は、色／形状シーケンス選択ＵＩ画面８０上に置かれている。この編集調整つまみ８９は、現在作業中のファイルの名称がシードされている。前のＵＩ画面上でファイルが何も選択されていなければ、この編集調整つまみ８９にはデフォルトのファイル名がシードされる。ここでは、デフォルトのファイル名「新設定」が用いられるが、用いられる名称は本発明の重要な態様ではない。

ある好ましい実施形態では、ユーザはこれ以上フレームやフレームに対する変更が必要なくなるまで、基準のフレーム、色、形状及び明度を選択する。この時点で、ユーザは、必要とされる最終のフレームの後のフレームを選択し、次に、カットボタン２０５を選択するのが好ましい。このカットボタン２０５は、最終のフレームのところで、利用可能な基準フレームを切り捨てる。

どの時点においても、ユーザは、事前設定ボタン１０３、ＯＫボタン１０４、保存ボタン１０５、位置付けボタン１０６又は取り消しボタン１０７のどれかを選択するのが好ましい。取り消しボタン１０７は、色／形状シーケンスの選択を取り消して、目訓練メインメニューＵＩ画面を６０に戻る。ＯＫボタンによって、ユーザは目訓練メインメニューＵＩ画面６０に戻るが、色／形状選択情報は維持され、そのため、色／形状選択ＵＩ画面８０上では、すでになされている選択内容は有効のままである。同様に、保存ボタン１０５によって、現行の色／形状選択内容は、ファイル名編集調整つまみ８９に現れるファイル名を持つファイル中に保存される。

事前設定ボタン１０３によってユーザは、既存のファイルから色／形状を選択することが可能である。例えば、ユーザが既存のファイルのシーケンス内で様々な像の形状及び／又は色だけをコピーしたい場合、ユーザは事前設定ボタン１０３を選択して、コピー元のファイルを選択し、色／形状シーケンス選択ＵＩ画面８０を用いて色及び／又は形状を変更して、新しいファイル名をファイル名編集調整つまみ８９に入力し、次に、変更されたシーケンスを、保存ボタン１０５を用いて保存する。最後に、位置付けボタン１０６が２つの基本的タスクを実行する。基準像フレームが選択されると、位置付けボタン１０６がその３次元座標を仮想ユニット中に表示する。基準像のデフォルト位置は、前景の中心に置かれるのが好ましい。ある好ましい実施形態で位置付けボタン１０６を選択すると、図１９に示すような位置・移動選択画面１１０が発動される。

図１９に示す例示の位置／移動選択ＵＩ画面１１０には、ユーザに対するナビゲーション支援としてＵＩ画面の名称を表示するタイトルバー１１１が含まれる。また、それには、色／形状シーケンス選択ＵＩ画面８０のスクロール可能基準フレーム調整つまみ９０と類似した仕方で動作するスクロール可能基準フレーム調整つまみ１２５が含まれる。従って、スクロール可能基準フレーム調整つまみ１２５を用いることによって、ユーザは利用可能な基準フレーム１２６の内の１つを選択する。選択された基準フレームは、代わりのシェーディングや破線の内部選択ボックス１２７などの何らかの選択の印で示すようにするのが好ましい。次に、標準のｘ，ｙ，ｚ座標形式における位置は、３次元の縮小サイズのディスプレイ２１０中、さらに、ｘ，ｙ，およびｚ編集ボックス１１９、１２０、１２１とスピナー調整つまみ１２２、１２３、１２４にそれぞれシードするのが好ましい。

この３次元縮小サイズディスプレイ２１０は、３つの直交する座標軸ｘ軸１１２、ｙ軸１１３及びｚ軸１１４と選ばれた基準フレームの現在選択されている位置を近似して示すマーカー１１５とを示すのが好ましい。ｘ座標１１６、ｙ座標１１７及びｚ座標１１８の編集ボックス及び／またはスピナー調整つまみは、ユーザが、この順序の位置をそれぞれの編集ボックス１１９、１２０、１２１中にタイプすることによって又は関連のスピナー調整つまみ１２２、１２３、１２４を用いることによって設定するのが好ましい。スピナー調整つまみは、コンピュータＵＩの設計と開発の技術の当業者には周知である。

ファイル名編集調整つまみ８９は、現在作業中のファイルの名称を表示して、それをユーザが変更することを可能とする。

ユーザは、いつでも、事前設定ボタン１０３、ＯＫボタン１０４、保存ボタン１０５、色／形状ボタン１３２または取り消しボタン１０７のどれかを選択可能であるのが好ましい。事前設定ボタン１０３、ＯＫボタン１０４、保存ボタン１０５及び取り消しボタンは、色／形状シーケンス選択ＵＩ画面８０上のそれらに対応するボタンについて説明したのと同じように機能する。

色／形状ボタン１３２は２つの基本的タスクを実行する。基準像フレームが選択されると、色／形状ボタンは、この基準フレーム像の形状と色を持つミニチュア像を表示するのが好ましい。ある好ましい実施形態で色／形状ボタン１３２を選択すると、色／形状シーケンス選択ＵＩ画面８０が発動され、現在選択されている基準像フレームの情報が選択される。

基準像フレームの色／形状と位置／移動の情報を選択して、それを保存して、メイン目訓練ＵＩメニュー６０に戻ることによって、ユーザは次に目訓練を実行する又は保存された情報からアニメーションを発生してその訓練を実行する用意ができる。

図２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ、および２０Ｄに、本発明のある好ましい実施形態による例示の目訓練表示色変更シーケンスを示す。この例示の表示シーケンスでは、図２０Ａに示すように、表示画面１４０は最初に、第１の選択された形状と色１４１を表示する。表示期間が終わったら、好ましくは目訓練メインＵＩ画面を用いて設定された表示画面１４０を空白にして、第１の像１４１を示さないようにする（図２０Ｂ）。一旦もう一つの事前選択された待ち期間が過ぎたら、第２の選択された形状と色の像１４２が次に表示される（図２０Ｃ）。表示期間がもう一回過ぎると、この第２の表示像も空白にされる（図２０Ｄ）。この手順は、選択された表示像が全て交互に表示されたり消されたりするまで続き、これで、目訓練は終了する。

図２１Ａ、２１Ｂ、２１Ｃ、および２１Ｄに別の例示の目訓練シーケンスを示すが、このシーケンスでは、表示像の位置のシーケンスを変更するが、この像の色や形状は変更しないことを含む。表示像１５０は、ディスプレイ１４０上のその初期位置に表示される（図２１Ａ）。事前選択された表示期間が終わったら、表示像１５０はその初期位置から消去されて、新しい位置に再表示される（図２１Ｂ）。次に、このプロセスは、図２１Ｃと２１Ｄに示すように繰り返される。次に、このシーケンスは終了するか、新しい位置で継続されるか、ユーザが決めた時間期間にわたって繰り返される。

図２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃ、および２２Ｄに、本発明のある好ましい実施形態による、図２０Ａ〜２０Ｄの色の変更と図２１Ａ〜２１Ｄの位置の変更とを組み合わせた別の例示の目訓練を示す。表示像１６０は、ディスプレイ１４０上のその初期位置に表示される（図２２Ａ）。事前選択された表示期間が終わったら、表示像１６０はその初期位置から消去されて、新しい位置に表示像１６１が再表示される（図２２Ｂ）。次に、このプロセスは、図２１Ｃと２１Ｄに示すように繰り返されて、像１６２と１６３とをそのそれぞれの位置で表示する。次に、このシーケンスは終了するか、新しい色、形状又は位置で継続されるか、ユーザが決めた時間期間にわたって繰り返される。

図２３Ａ、２３Ｂ、２３Ｃ、および２３Ｄに、本発明のある好ましい実施形態による例示の３次元目訓練表示シーケンスを示す。ライン１７０は、３次元の遠近感を高めるために図に付け加えられたものである。第一に、第１の表示像１７１をユーザに対してその３次元座標のところに、市販の３次元レンダリングソフトウエアパッケージによってレンダリングして表示する（図２３Ａ）。事前選択された表示時間期間が過ぎると、第１の表示像１７１は消去されて、第２の表示像１７２がその３次元位置に表示される（図２３Ｂ）。このシーケンスは第３の表示像１７３に対して（図２３Ｃ）と第４の表示像に対して（図２３Ｄ）繰り返される。次に、全体的なシーケンスが、ユーザによって設定された時間期間にわたって継続されるか又は終了する。

色の変動を用いる例示の目訓練には、少なくとも２つの色を一時に１つずつ用いる像を含むのが好ましい。これには、第１の色を持つ少なくとも１つの像と第２の色を持つ１つの像とが含まれる。第１の色と第２の色とは、可視スペクトルの互いに反対側の端から選ぶのが好ましい。ある好ましい実施形態では、第１の色は赤であり第２の色は青又は紫である。

これらの色付き像は、互いに交番するパターンを表示するのが好ましい。このようなパターンの非制限的な例を次の表に示す。

図２４に、水平方向に変換されたＲ、Ｂ、Ｒ、Ｂ、Ｒ、Ｂ、Ｒ、Ｂ、Ｒ、Ｂ、Ｒ、Ｂパターン中に順次配置された６個の赤の色付き像と６個の青の色付き像を表示させる訓練の非制限例を示す。Ｏは観察者を示しており、表示された像は肉太で示してある。表示像は、観察者の目に対して平行な平面上にセットアップされて、一時に１つずつ左から右に表示される。観察者は、時点１では距離ａ１のところに赤色の色付き像を、時点２では距離ａ２のところに青色の色付き像を、時点３では距離ａ３のところに赤色の色付き像を、など知覚する。このように、色と観察対象（表示されている像）への距離との双方が、訓練中に変化する。説明したように、目は、色と距離の双方の変化に応じてその焦点合わせ力を調整する。観察者に対する水平方向面上での表示されている像の位置もまた変化しており、これで、観察者の目は、表示されている像の動きを追跡するに連れて水平方向平面上で自由にそして正確に移動するその能力が訓練される。

図２５に示す訓練では、表示像は観察者に対して直角に置かれている。観察者は、時点１では距離ｂ１のところに赤色の表示像を、時点２では距離ｂ２のところに青色の表示像を、など知覚する。

図２４に示す訓練の場合のように、表示される像の色と距離の双方が変化する。距離の変化（例えば、ｂ１からｂ２）の方が大きい。この訓練では、目もまた、観察の対象が近づいたり遠ざかったりするに連れて多少とも収束し、これで、目がチームとして一緒に働く能力が訓練される。利用可能な様々な訓練を用いることによって、様々な条件下で互いに異なった様々な視覚能力を同時に訓練することが可能となる。ユーザの目の奥行き知覚と焦点合わせ能力とは、表示画面がユーザの視野の半分以上を占めるので改善される。従って、図２６に示すような頭装着ディスプレイシステムを用いることが好ましい。このようなシステムは、目に見える表示ゴーグル２３１を支持するために用いられるヘルメット２３０から成る。このヘルメット２３０もまた、プロセッサ又は通信装置２３２を自体に取り付けており、これで、表示情報をレンダリング又は受信し、さらに、表示ゴーグル２３１を制御する。頭装着ディスプレイ装置とその相手側、すなわち仮想現実ゴーグルとは、ディスプレイの遠近感にユーザをより完全に没頭させ、これで、実行中の訓練から考えられる邪魔を取り除く。時間と共に像の奥行きが変化することを含む訓練の３次元表示においては、このような完全な没頭によって、目訓練のルーティンの最適な有効性のために必要な奥行があるように見せる助けとなる。任意の市販の頭装着ディスプレイや仮想現実ゴーグルを、本発明に従って用いてもよい。頭装着ディスプレイは、当業者には周知である。

図２７Ａ、２７Ｂ、２７Ｃ、２７Ｄ、２７Ｅは、本発明のある好ましい実施形態による代替の表示装置２５１を用いる類別された目訓練を実行するユーザ２５０の様子を示す図である。ユーザ２５０は、座ったり、立ったり、仰向けになったり、又は他の姿勢になって、表示画面２５２を遮られないで見えるようにする。表示装置２５１は、一般的に市販されているような表示画面２５２を有する大型画面のテレビである。ユーザ２５０は、表示画面２５２に近づいて座り、これで、その視野が、表示画面２５２によって大きく占有されるようにする。代替例では、これより小さい表示画面２５２を有するより小さい表示装置２５１を、ユーザ２５０を表示画面２５２に近づけて用い、これで、表示画面２５２によって占められるユーザの視野の比率を確保する。

図２７Ａに示す第１の例示の目訓練では、像２５５は左側、表示画面２５２のほぼ半分下側のところに現れ、水平方向に右に移動する。この水平方向移動は、スムーズなアニメーション変換を用いて又は上記に記載のような段階的プロセスを用いて遂行される。加えて、この訓練での移動は、事前設定された持続時間にわたって繰り返される。別の訓練シーケンスにおいては、像２５５は最初に右側に現れて、水平方向左に進む。

図２７Ｂに示す別の例示の目訓練では、像２５６は最初に表示画面２５２の頂部中央に現れ、次に下方に移動し、ついには、底部に至る。これまた、この移動はスムーズなアニメーションとして又は段階的に見られる。同様に、代替例では、底部から始まり、上方に移動し、これを繰り返す。

図２７Ｃに、本発明のある好ましい実施形態による例示の３次元目訓練を示す。この例では、像シーケンス２５７は表示画面２５２上の最初に前景に現れ、後続の各々の像が知覚されるように背景を後退していく。当分野で既知なものを含む３次元レンダリング技法をこれらの像に適用して、奥行き感覚を生じさせる。像は時間の経過と共に一つずつ交代する、又は、同様に最初に遠くに現れ、時間と共に近づく。この移動はスムーズなアニメーションであったり又は段階的に見られたりする。

図２７Ｄと２７Ｅに示す他の２つの例示の目訓練においては、像シーケンス２５８と２５９は表示画面２５２上で直交して移動する。これまた、この移動はスムーズなアニメーションであったり又は段階的に見られたりする。同様に、代替例では、移動は表示画面２５２のいずれかの角から始まって、繰り返す。

本発明を本明細書では特定の実施形態を参照して説明したが、これらの実施形態は単に本発明の原理と応用を解説するものであることを理解すべきである。従って、これら解説的な実施形態には多くの修正がなされ得ること、また、添付の特許請求の範囲に定義する本発明の精神と範囲とから逸脱することなく他の装置も工夫され得ることを理解されるべきである。

本発明は、これに限られないが、ユーザの目を訓練する装置と方法で用いられたり、また、ユーザの目を訓練する機能を持つコンピュータ制御式ディスプレイで用いられたりすることを含む広い範囲の産業上の利用可能性を持つものである。

焦点や焦点長などのレンズの特徴を示す図である。 レンズによる物体の像の焦点合わせを示す図である。 無生物レンズの色収差を示す図である。 人間の目の略断面図である。 人間の目の長手方向色収差を示す図である。 通常の照明条件下における網膜の相対的スペクトル感度曲線の近似を示す図である。 色収差による目の焦点合わせ力の調整を示す図である。 本発明の好ましい態様による目を訓練する装置を示す図である。 本発明の１実施形態による目の訓練の例を示す図である。 本発明による目を訓練する装置の好ましい実施形態を示す図である。 本発明の好ましい実施形態による目を訓練する装置でのブロック機能図である。 本発明の好ましい実施形態の目を訓練する装置での訓練の例を示す図である。 本発明の好ましい実施形態に従って、表示される像の色を時間の経過と共に変化させることによってユーザの目を訓練する例示のプロセスを示すフローチャートである。 本発明の好ましい実施形態に従って、表示される像の知覚位置を時間の経過と共に変化させることによってユーザの目を訓練する例示のプロセスを示すフローチャートである。 本発明の好ましい実施形態に従って、表示される像の知覚される位置と色との双方を時間の経過と共に変化させることによってユーザの目を訓練する例示のプロセスを示すフローチャートである。 本発明の好ましい実施形態による例示のアニメーションと表示とのシーケンスのフローチャートである。 本発明の好ましい実施形態による目訓練用アプリケーションのためのユーザインタフェースディスプレイの例示のメインメニュー画面である。 本発明の好ましい実施形態による目訓練用アプリケーションのためのユーザインタフェースディスプレイの例示の色／形状シーケンス選択画面である。 本発明の好ましい実施形態による目訓練用アプリケーションのためのユーザインタフェースディスプレイの例示の位置／移動選択画面である。 本発明の好ましい実施形態による例示の目訓練表示色変更シーケンスを示す図である。 本発明の好ましい実施形態による例示の目訓練表示像位置変更シーケンスを示す図である。 本発明の好ましい実施形態による例示の目訓練を合成した場合の表示像の色と位置の変更シーケンスを示す図である。 本発明の好ましい実施形態による例示の目訓練３次元表示像の知覚された深さと位置の変更シーケンスを示す図である。 本発明の実施形態による目訓練シーケンスの例を示す図である。 本発明の実施形態による目訓練シーケンスの例を示す図である。 本発明の好ましい実施形態で用いられるサンプルの頭装着ユニットを示す図である。 本発明の好ましい実施形態による表示装置を利用して類別された目訓練をユーザが実行する様子を示す図である。

Claims (19)

1. ａ）観察者の少なくとも一方の目から観察可能に配置された複数の色付き光源を含むハウジングであって、
   前記複数の色付き光源は、
   目の焦点合わせ力を増大させて第１の色のシャープな像を獲得させる第１の色と、
   目の焦点合わせ力を減少させて第２の色のシャープな像を獲得させる第２の色と、
   を含み、
   前記第２の色は前記第１の色と異なっており、
   前記第１の色の１以上の色付き光源と、前記第２の色の１以上の色付き光源とが順次に実質的に直線状に配列される、前記ハウジングと、
   ｂ）前記観察者の少なくとも一方の目に対する、前記複数の色付き光源のそれぞれの表示を順次に制御するコントローラと、
   を含む目を訓練する装置。
2. 前記第１の色の前記光源が前記第２の色の前記光源と互い違いに取り付けられる、請求項１の装置。
3. 前記第１の色が、オレンジと赤とから成るグループから選択され、前記第２の色が紫、藍、碧青及び青から成るグループから選択される、請求項１の装置。
4. 前記第１の色は赤であり、前記第２の色は青又は紫である、請求項２の装置。
5. 前記ハウジングが２つの端を有する水平方向バーを含み、
   前記装置が、前記２つの端の間で前記水平方向バーに接続されている取っ手をさらに含む、請求項４の装置。
6. 前記水平方向バーが頂部表面と底部表面とを含み、前記複数の光源が前記水平方向バーの前記頂部表面上に取り付けられ、前記取っ手が前記水平方向バーの底部表面から延長する、請求項５の装置。
7. 前記水平方向バーが折りたたみ式セグメント部分を含み、これで、前記水平方向バーが実質的に前記取っ手に対して直交する操作位置と、前記水平方向バーが折りたたまれる収納位置とが提供される、請求項６の装置。
8. 前記水平方向バーの２つの端の内の少なくとも一方が、観察者の位置を安定なものとする窪みを含む、請求項７の装置。
9. 前記光源が実質的に互いに等距離にある、請求項７の装置。
10. 前記水平方向バーの前記頂部表面が、前記水平方向バーの前記２つの端の間を実質的に延長する線形のマーキングエレメントを含む、請求項７の装置。
11. 前記光源が発光ダイオードである、請求項１の装置。
12. 前記コントローラをユーザが調整するための制御パネルをさらに含む、請求項１の装置。
13. ａ）目の焦点合わせ力を増大させて、第１の光源のシャープな像を得るようにする第１の色の２つ以上の第１の光源と、
    ｂ）目の焦点合わせ力を減少させて、第２の光源のシャープな像を得るようにする第２の色の２つ以上の第２の光源であって、前記第２の色は前記第１の色と異なる色である、第２の光源と、
    ｃ）前記第１と第２の光源が取り付けられるハウジングと、
    ｄ）前記第１と第２の光源を所定のパターンで交互に表示させて、少なくとも一方の目に対して、前記第１の光源の１つのみを見せ、次いで前記第２の光源の１つのみを見せることを繰り返して、前記光源を見ている前記少なくとも一方の目の焦点合わせ力を交互に増加させたり減少させたりすることによって前記少なくとも一方の目を訓練するように動作可能なコントローラと、
    を含む目を訓練する装置。
14. 前記第１の色が、オレンジと赤から成るグループから選択され、前記第２の色が紫、藍、碧青及び青から成るグループから選択される、請求項１３の装置。
15. 前記第１の色は赤であり、前記第２の色は青又は紫である、請求項１３の装置。
16. 前記装置が、前記赤の光源を複数個と前記青又は紫の光源を複数個とを含む、請求項１５の装置。
17. 前記青又は紫の光源と前記赤の光源とが、互いに交互に取り付けられる、請求項１６の装置。
18. 取っ手と前記取っ手に接続されているベースとをさらに含み、前記ハウジングが、２つの端と、頂部表面と、底部表面とを有する折りたたみ式水平方向バーを含み、前記青と赤の光源が前記頂部表面に取り付けられ、前記取っ手が前記底部表面から延長し、前記折りたたみ式水平方向バーが、前記水平方向バーが２つのセグメントに分割される位置で前記取っ手に接続され、各セグメントは前記水平方向バーの前記２つの端の内の一方から前記接続位置に延長しており、
    前記装置が、前記水平方向バーが前記取っ手に対して実質的に直交しており、また、前記青と赤の光源が実質的に直線状に配列されている操作位置と、前記水平方向バーが折りたたまれる収納位置とを有し、これで、前記水平方向バーの前記２つのセグメントが前記取っ手に対して実質的に平行であり、また、これに隣接して位置する、請求項１７の装置。
19. 前記取っ手の形状は八角形または方形である、請求項１８の装置。

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