JP5637560B2 - 近視および疲労の防止および治療のための方法およびデバイス - Google Patents

Description

本発明は、概して、眼の輻輳の軽減に関する。本発明の実施形態は、コンピュータディスプレイ、コンピュータゲーム、およびテレビの長期に及ぶ使用による、近視の防止および治療のための方法ならびにデバイスを提供する。ディスプレイ画面上の電子画像に対する眼の輻輳の軽減について、特定の参照が成されるが、本発明の実施形態は、他の画像および他のディスプレイと使用可能である。

ディスプレイは、多くの場所に存在し、幅広い用途で使用される。例えば、ディスプレイは、コンピュータ、ビデオゲーム、ホームムービーシアター、電話、およびテレビと使用される。多くの事例では、ディスプレイをユーザに近くに位置付けることが望ましい可能性がある。ユーザにディスプレイが近いことは、ディスプレイ上に示される画像をユーザにより大きく見せることが可能であって、例えば、コンピュータおよびビデオディスプレイは、ユーザから約１メートル以下である場合が多い。

ユーザの近くにディスプレイを配置することは、利点を有し得るが、また、多くの状況下で完全に補正され得ない不利点である可能性もある。眼の水晶体によって遠近調節を行なうことが可能な多くの人々は、眼の水晶体が遠近調節を行ない、ディスプレイに焦点を合わせることが可能であるため、すぐ近くのディスプレイを容易に見ることができる。しかしながら、長期に及ぶ眼の遠近調節は、機能的近視、すなわち、近眼をもたらす可能性がある。遠近調節反射は、近くの物体を見る時に生じるため（いわゆる、近見反応または遠近調節反応）、コンピュータディスプレイ、コンピュータゲーム、およびテレビを含む、近くの物体に焦点を合わせる限り、毛様筋の収縮を回避することは、困難である可能性があり、いくつかの事例では、事実上不可能である。

本発明の実施形態に関連する研究は、コンピュータディスプレイ、コンピュータゲーム、およびテレビの長期に及ぶ使用が、近視をもたらす場合があることを示唆する。例えば、近くのディスプレイの長期に及ぶ観察は、機能的近視をもたらし得る毛様筋痙攣を生じさせ、ユーザは、痙攣が持続する間、遠位物体を観察する際さえ、近眼となる場合がある。加えて、近くのディスプレイの長期に及ぶ観察および付随する毛様筋痙攣は、発達性永久近視、例えば、青年期の発達性近視の一因となる場合がある。

上述に照らして、上述の不利点のうちの少なくともいくつかを回避する、ディスプレイ等の物体を観察するための改良された方法および／または装置を提供することが望ましいであろう。

関連し得る特許および特許公開として、特許文献１〜特許文献６を含む。

米国特許第６，７０９，１０１号明細書 米国特許第６，３４７，８６９号明細書 米国特許第５，２０４，７０２号明細書 米国特許第３，８８３，２２５号明細書 米国特許出願公開第２００５／０２１３０３５号明細書 欧州特許第０３６２６９２号明細書

本発明は、概して、眼の輻輳の軽減に関し、より具体的には、ディスプレイデバイスと関連する眼精疲労に関する。本発明の実施形態は、コンピュータディスプレイ、コンピュータゲーム、およびテレビの長期に及ぶ使用による、近視の防止および治療のための方法およびデバイスを提供する。ディスプレイ上の電子画像に関する特定の参照が成されるが、本発明の実施形態は、他の画像および他のディスプレイと使用可能である。いくつかの実施形態では、電子ディスプレイ上に示される画像は、左眼観察のために左へシフトされ、右眼観察のために右へシフトされる。左眼シャッタは、左眼上に位置付けられ、右眼シャッタは、右眼上に位置付けられ得る。左眼シャッタは、ディスプレイ上に示される画像が左へシフトされると開放可能であって、右眼シャッタは、ディスプレイ上に示される画像が右へシフトされると開放可能であって、各眼は、実質的輻輳を伴わずに、画像を観察することが可能である。輻輳の軽減に加えて、本発明の実施形態は、擬似近視をもたらす可能性のある長期に及ぶ毛様筋痙攣を軽減または少なくとも低減させ得る。したがって、眼の輻輳ならびに関連する眼精疲労および眼の疲労の低減に加えて、本発明のいくつかの実施形態はまた、近視の発症および重さ、例えば、発達性近視を減少させ得る。

第１の側面では、本発明の実施形態は、投影ディスプレイ、コンピュータ画面、またはビデオゲーム画面等のディスプレイ上の電子画像を観察する際、眼の輻輳を軽減するための方法を提供する。電子画像は、時間パターン、例えば、ビデオフレーム速度に従って、ディスプレイ上で水平にシフトされる。ディスプレイの左眼観察および右眼観察は、時間パターンに従って、交代される。距離は、実質的輻輳を伴わずに、各眼が画像を観察するために十分な大きさである。

多くの実施形態では、時間パターンは、不変である。特定の実施形態では、画像は、ある速度でシフトし、その速度は、３０Ｈｚ乃至１２０Ｈｚの範囲内である。特定の実施形態では、事前選択された距離は、ある範囲を含み、その範囲は、０．１ｃｍ乃至５ｃｍである。

多くの実施形態では、左眼および右眼視力は、各眼の上に装着されるシャッタを交互に開閉することによって交代される。いくつかの実施形態では、液晶シャッタは、各眼の上に装着されるシャッタを開閉するようにエネルギー供給をオンオフ可能である。いくつかの実施形態では、機械的シャッタが、各眼の上に装着されるシャッタを開閉するように開閉され得る。

多くの実施形態では、画像シフト距離は、事前選択された距離、例えば、既定距離を備える。いくつかの実施形態では、画像シフト距離は、ユーザによって選択された距離に対応し得る。例えば、選択された距離は、ユーザによって知覚され、ユーザの快適性に応じて、選択可能である。特定の実施形態では、画像シフト距離は、ユーザが画像を単一画像として知覚する最大距離まで増分的に増加可能である。したがって、ある範囲の距離が軽減を提供し得るが、最大距離が、ユーザ知覚に応じて選択され得る。

多くの実施形態では、画像は、ユーザの左眼によって観察されるとき、左にシフトされ、ユーザの右眼によって観察されるとき、右にシフトされる。画像の倍率は、各眼ごとに各眼による観察のための量だけ減少され得、画像の倍率の減少量は、両目に対して同一であり得る。画像の倍率は、ディスプレイ上の画像のサイズが縮小されるが、ディスプレイ上で各眼による観察のためにシフトされるとき、トリミングされないように、各眼による観察のために減少され得る。

別の側面では、ディスプレイ上の電子画像を観察する際、眼の輻輳を軽減するためのシステムが提供される。システムは、電子画像を受信し、画像の一連のフレームを備える出力を生成するための電子回路を備える。フレームは、時間パターンに従って、事前選択された距離だけ交互に左右にシフトされる。距離は、実質的輻輳を伴わずに、各眼が画像を観察するために十分な大きさである。左右眼シャッタは、時間パターンに従って、交互に開閉するように構成されている。

多くの実施形態では、ディスプレイは、電子回路の出力を受信するために接続される。源が、電子画像を電子回路に供給するために接続される。

多くの実施形態では、電子回路は、左右シャッタに連結される、タイミング信号を発生させる。タイミング信号は、有線で連結可能である。いくつかの実施形態では、タイミング信号は、電子回路から左右シャッタまで無線で連結される。

多くの実施形態では、時間パターンは、不変である。画像は、ある速度でシフトされ、その速度は、３０Ｈｚ乃至１２０Ｈｚの範囲内である。事前選択された距離は、０．１ｃｍ乃至５ｃｍの範囲内であり得る。

多くの実施形態では、事前選択された距離は、入力によってユーザ選択可能であって、電子回路は、入力に応答して、事前選択された距離を調節するように構成されている。いくつかの実施形態では、電子回路は、ユーザが距離を選択可能なように、ディスプレイ上で交互に左右にシフトされるフレームを表示するように構成可能である。特定の実施形態では、電子回路は、ユーザが画像を単一画像として知覚する最大距離まで距離を増分的に増加するように構成されている。

多くの実施形態では、電子回路は、左眼および右眼視力を交代させるために、各眼の上に装着されるシャッタを開閉するように構成されている。いくつかの実施形態では、左眼および右眼シャッタは、タイミング信号に応答して開閉するように構成されている、液晶シャッタを備える。いくつかの実施形態では、左眼および右眼シャッタは、タイミング信号に応答して開閉するように構成されている、機械的シャッタを備える。

多くの実施形態では、システムは、ユーザによって装着されるように構成されている、フレームを備え、左右眼シャッタは、フレーム上に搭載される。いくつかの実施形態では、システムは、左レンズおよび右レンズを備え、各レンズは、フレームに接続され、ユーザの視力を矯正する。

多くの実施形態では、フレームおよびシャッタは、ユーザの視力を矯正するレンズを使用するために構成されている。レンズは、ユーザの近視、遠視、乱視、または擬似近視のうちの少なくとも１つを矯正し得る。特定の実施形態では、レンズは、読書用眼鏡を備える。
例えば、本発明は以下の項目を提供する。
（項目１）
ディスプレイ上の電子画像を観察する際の眼の輻輳を軽減するための方法であって、
時間パターンに従った距離だけ、該ディスプレイ上で該電子画像を水平にシフトさせるステップと、
該時間パターンに従って、該ディスプレイの左眼観察と右眼観察とを交代させるステップと
を包含し、該距離は、実質的輻輳を伴わずに、各眼が該画像を観察するために十分な大きさである、方法。
（項目２）
上記時間パターンは、不変である、項目１に記載の方法。
（項目３）
上記画像は、３０Ｈｚ乃至１２０Ｈｚの範囲内の速度でシフトする、項目２に記載の方法。
（項目４）
上記事前選択された距離は、０．１ｃｍ乃至５ｃｍの範囲内である、項目２に記載の方法。
（項目５）
上記左眼視力および上記右眼視力を交代させるステップは、各眼の上に装着されるシャッタを交互に開閉するステップを包含する、項目１に記載の方法。
（項目６）
上記開閉するステップは、液晶シャッタへのエネルギー供給をオンオフするステップを包含する、項目５に記載の方法。
（項目７）
上記開閉するステップは、機械的シャッタを開閉するステップを包含する、項目５に記載の方法。
（項目８）
上記画像シフト距離は、事前選択された距離を含む、項目１に記載の方法。
（項目９）
上記画像シフト距離は、ユーザによって選択された距離に対応する、項目１に記載の方法。
（項目１０）
上記ユーザによって選択された距離は、該ユーザによって知覚され、ユーザの快適性に応じて選択される、項目９に記載の方法。
（項目１１）
上記画像シフト距離は、上記ユーザが上記画像を単一画像として知覚する最大距離まで増分的に増加される、項目９に記載の方法。
（項目１２）
上記画像は、上記ユーザの左眼で観察されるとき、左へシフトされ、該画像は、該ユーザの右眼で観察されるとき、右へシフトされる、項目１に記載の方法。
（項目１３）
上記画像の倍率は、各眼ごとに各眼による観察のための量だけ減少され、該量は、各眼に対して同一である、項目１に記載の方法。
（項目１４）
上記画像の倍率は、上記ディスプレイ上の画像のサイズが縮小されるが、該ディスプレイ上で各眼による観察のためにシフトされるとき、該画像がトリミングされないように、各眼ごとに各眼による観察のために減少される、項目１に記載の方法。
（項目１５）
ディスプレイ上の電子画像を観察する際、眼の輻輳を軽減するためのシステムであって、
電子画像を受信し、該画像の一連のフレームを含む出力を生成するように構成されている電子回路であって、
該フレームは、時間パターンに従った距離だけ、該ディスプレイ上で左右にシフトされ、該距離は、実質的輻輳を伴わずに、各眼が該画像を観察するために十分な大きさである、電子回路と、
該時間パターンに従って、交互に開閉するように構成されている、左眼シャッタおよび右眼シャッタと
を備えている、システム。
（項目１６）
上記電子回路の出力を受信するために接続されている、ディスプレイをさらに備えている、項目１５に記載のシステム。
（項目１７）
上記電子画像を上記電子回路に供給するために接続されている、源をさらに備えている、項目１６に記載のシステム。
（項目１８）
上記電子回路は、上記左眼シャッタおよび上記右眼シャッタに連結されるタイミング信号を発生させる、項目１５に記載のシステム。
（項目１９）
上記タイミング信号は、上記電子回路から上記左眼シャッタおよび上記右眼シャッタへと有線で連結される、項目１８に記載のシステム。
（項目２０）
上記タイミング信号は、上記電子回路から上記左眼シャッタおよび上記右眼シャッタへと無線で連結される、項目１８に記載のシステム。
（項目２１）
上記時間パターンは、不変である、項目１５に記載のシステム。
（項目２２）
上記電子回路は、３０Ｈｚ乃至１２０Ｈｚの範囲内の速度で上記画像をシフトするように構成されている、項目２１に記載のシステム。
（項目２３）
上記画像シフト距離は、０．１ｃｍ乃至５ｃｍの範囲内である、項目２１に記載のシステム。
（項目２４）
上記画像シフト距離は、デバイスからの入力によって、ユーザ選択可能であって、上記電子回路は、該入力に応答して、上記事前選択された距離を調節するように構成されている、項目１５に記載のシステム。
（項目２５）
上記電子回路は、上記ユーザが上記距離を選択可能であるように、上記ディスプレイ上で交互に左右にシフトされるフレームを表示するように構成されている、項目２４に記載のシステム。
（項目２６）
上記電子回路は、上記ユーザが上記画像を単一画像として知覚する最大距離まで増分的に上記距離を増加するように構成されている、項目２４に記載のシステム。
（項目２７）
上記電子回路は、左眼視力および右眼視力を交代させるために、各眼の上に装着されているシャッタを開閉するように構成されている、項目１５に記載のシステム。
（項目２８）
上記左眼シャッタおよび上記右眼シャッタは、上記電子回路からのタイミング信号に応答して開閉するように構成されている、液晶シャッタを備えている、項目２７に記載のシステム。
（項目２９）
上記左眼シャッタおよび上記右眼シャッタは、上記電子回路からのタイミング信号に応答して開閉するように構成されている、機械的シャッタを備えている、項目２７に記載のシステム。
（項目３０）
ユーザによって装着されるように構成されているフレームをさらに備え、上記左眼シャッタおよび上記右眼シャッタは、上記フレーム上に搭載されている、項目１５に記載のシステム。
（項目３１）
左レンズおよび右レンズをさらに備え、それぞれ、上記フレームに接続され、上記ユーザの視力を矯正する、項目３０に記載のシステム。
（項目３２）
上記フレームおよびシャッタは、上記ユーザの視力を矯正するレンズと使用するために構成されている、項目３０に記載のシステム。
（項目３３）
上記レンズは、上記ユーザの近視、遠視、乱視、または擬似近視のうちの少なくとも１つを矯正する、項目３２に記載のシステム。
（項目３４）
上記レンズは、読書用眼鏡を含む、項目３２に記載のシステム。

図１Ａは、遠くの標的の両眼観察を示す。 図１Ｂは、近くの標的に応答する両眼の輻輳を示す。 図１Ｃは、図１Ａにおける遠くの標的に応答する、弛緩状態にある眼の水晶体を示す。 図１Ｄは、図１Ｂにおける近くの標的に応答する、眼の水晶体の遠近調節を示す。 図１Ｅは、図１Ｃにおける眼の弛緩状態と関連する瞳孔を示す。 図１Ｆは、図１Ｄにおける眼の瞳孔の収縮を示す。 図１Ｇは、図１Ｂにおける近くの標的に対する長期に及ぶ反応から生じ得る、擬似近視を示す。 図１Ｈは、本発明の実施形態に従う、近くの刺激に応答する遠近調節を抑制するシステムの概略図を示す。 図２Ａは、本発明の実施形態に従う、近視および眼精疲労を防止ならびに治療するためのシステムを示す。 図２Ｂは、図２Ａに示されるシステムのシフトデバイスとシャッタ眼鏡との間の同期を示す。 図２Ｃは、図２Ａに示されるシステムのシフトデバイスの詳細を示す。 図２Ｄは、本発明の実施形態に従う、図２Ａにおけるシステムの入力フレーム、第１のフレームバッファ、第２のフレームバッファ、および出力フレームを示す。 図３Ａは、本発明の実施形態に従う、近視および眼精疲労を防止ならびに治療するための方法を示す。 図４Ａ−４Ｄは、本発明の実施形態に従う、シフトされた画像による、近くの刺激に対する反応の減少の実験的証拠を示す。 図４Ａ−４Ｄは、本発明の実施形態に従う、シフトされた画像による、近くの刺激に対する反応の減少の実験的証拠を示す。 図４Ａ−４Ｄは、本発明の実施形態に従う、シフトされた画像による、近くの刺激に対する反応の減少の実験的証拠を示す。 図４Ａ−４Ｄは、本発明の実施形態に従う、シフトされた画像による、近くの刺激に対する反応の減少の実験的証拠を示す。

本発明の実施形態は、ディスプレイデバイスと関連する眼の輻輳および眼精疲労の軽減を提供可能である。ディスプレイ上の電子画像に関する特定の参照が成されるが、本発明の実施形態は、他の画像および他のディスプレイと使用可能である。いくつかの実施形態では、電子ディスプレイ、例えば、ディスプレイ画面上に示される画像は、左眼観察のために左へシフトされ、右眼観察のために右へシフトされる。左眼シャッタは、左眼上に位置付けられ、右眼シャッタは、右眼上に位置付けされ得る。左眼シャッタは、ディスプレイ上に示される画像が左へシフトされると開放可能であって、右眼シャッタは、ディスプレイ上に示される画像が右へシフトされると開放可能であって、各眼は、実質的輻輳を伴わずに、画像を観察することが可能である。輻輳の軽減に加えて、本発明の実施形態は、擬似近視をもたらす可能性がある長期に及ぶ毛様筋痙攣を軽減または少なくとも低減し得る。したがって、眼の輻輳ならびと関連する眼精疲労および眼の疲労の低減に加えて、本発明のいくつかの実施形態はまた、近視の発症および重さ、例えば、発達性近視を軽減し得る。

本発明の実施形態は、患者に近くの標的に対する近見反応の低減を提供する。近見反応は、ヒトの眼が輻輳し、両眼の水晶体が遠近調節を行ない、両瞳孔が収縮する、三つの反応、すなわち、三つの徴候を備える。以下に示される三つの徴候は、本発明のいくつかの実施形態に従って、正視眼を参照してなされる。例えば、眼鏡、コンタクトレンズを伴う眼、および屈折異常の外科的矯正を伴う眼等、光学補正を伴う眼は、示される正視眼と同様に作用し得る。また、いくつかの屈折異常を伴う眼は、本発明の実施形態に従って、正視眼と同様に、近見刺激に反応し得る。

図１Ａは、遠くの標的の両眼観察を示す。第１の眼、すなわち、右眼１１０Ａ、および第２の眼、すなわち、左眼１１０Ｂは、並列配列で示される。眼１１０Ａから遠くの標的までの視線１１２Ａは、眼１１０Ｂから標的までの視線１１２Ｂと平行である。そのような遠くの標的の両眼観察は、眼１１０Ａおよび眼１１０Ｂの弛緩状態と関連付けられる。

図１Ｂは、近くの標的１３０に応答する両眼の輻輳を示す。右眼１１０Ａおよび左眼１１０Ｂは、視線１１２Ａおよび視線１１２Ｂが角度１３２で標的１３０と交差するように、近くの標的１３０に固定される。近くの標的１３０は、ディスプレイ１６０上に配置され得る。右眼１１０Ａおよび左眼１１０Ｂは、瞳孔間距離１１４、すなわち、ＩＰＤだけ離れている。右眼１１０Ａおよび左眼１１０Ｂは、物体距離１３４だけディスプレイ１６０から離れている。

図１Ｃは、図１Ａにおける遠くの標的に応答する、弛緩状態にある眼１１０の前部を示す。眼１１０は、角膜１１２、虹彩１２０、および水晶体１１４を含む。虹彩１２０は、水晶体１１４によって屈折されるように光が通過する瞳孔１２２を画定する。角膜１１２は、曲面を備えるため、角膜１１２および水晶体１１４は、屈折力を提供し、光を屈折させ、網膜上に標的１３０の画像を形成する。眼１１０は、毛様筋１１６を含む。遠近調節の弛緩状態では、毛様筋１１６は、弛緩する。

図１Ｄは、図１Ｂにおける近くの標的に応答する、図１Ｃにおける眼の遠近調節を示す。毛様筋１１６は、近くの標的１３０に応答して収縮し、網膜上に形成される標的の画像の焦点に対して調節を提供するように水晶体１１４を変化させる。毛様筋１１６の収縮は、矢印１１８によって示されるように、水晶体１１４の外辺縁を内側に移動させる。矢印１１９によって示されるように、水晶体１１４の前面は、前方に移動し、水晶体１１４の後面は、後方に移動する。結果として、水晶体１１４は、曲率の上昇に伴ってより厚くなり、水晶体１１４の屈折力を増加させ、近くの標的が網膜上で適切に焦点を合わせるように保証する。

図１Ｅは、図１Ｃにおける眼の弛緩状態と関連する瞳孔１２２を示す。瞳孔１２２は、上述のように、虹彩１２０によって画定される。

図１Ｆは、図１Ｄにおける遠近調節状態にある眼１１０の瞳孔が収縮している瞳孔１２２を示す。瞳孔１２２は、より小さく、水晶体１１４の構造変化を補償するために収縮される。本発明の実施形態に関連する研究は、瞳孔の収縮が光の通過を制限し、厚くなった眼の水晶体の適切な使用を保証し得ることを示唆する。

図１Ｇは、図１Ｂにおける近くの標的に対する長期に及ぶ反応から生じ得る、擬似近視を示す。長期に及ぶ近見反応は、毛様筋痙攣を生じさせ、擬似近視、すなわち、機能的擬似近視をもたらす場合がある。光線１３０は、平行配列で示され、遠くの標的から眼１１４に入射する。眼１１４は、網膜１４０を備える。水晶体１１４は、上述のように、瞳孔の収縮を伴う遠近調節状態のままである。結果として、光線１３０は、近視と一致する、網膜１４０の正面で焦点１３２、すなわち、最小錯乱円に至る。本発明の実施形態に関連する研究は、物体がユーザにとって遠くに見えるように、各眼によって見られる物体の位置をシフトさせることによって、擬似近視が低減または排除さえされ得ることを示唆する。

図１Ｈは、近くの刺激に対する反応における遠近調節を抑制するためのシステム１５０の概略図を示す。システム１５０は、ユーザの右眼１１０Ａの正面に配置される右シャッタ１５０Ａ、および左眼１１０Ｂの正面に配置される左シャッタ１１０Ｂを含む。ディスプレイ１６０は、左の近くの標的１３０Ａおよび右の近くの標的１３０Ｂを示す画面を備える。ディスプレイ１６０は、右の近くの標的１３０Ａと左の近くの標的１３０Ｂとを交互に示す。右シャッタ１５０Ａは、右の近くの標的１３０Ａがディスプレイ１６０上に示されると開放され、左シャッタ１５０Ｂは、左の近くの標的１３０がディスプレイ１６０上に示されると開放される。近くの標的１３０、右の近くの標的１３０Ａ、および左の近くの標的１３０Ｂは、一例として参照されるが、システム１５０は、ビデオフレーム、ビデオ画像、コンピュータ生成映像および画像、文字等を含む、多くの視覚的刺激と共に機能し得る。右眼１１０Ａおよび左眼１１０Ｂは、瞳孔間距離１１４だけ離れている。多くの実施形態では、右の近くの標的１３０Ａおよび左の近くの標的１３０Ｂのそれぞれに含まれる情報は、実質的に類似しており、例えば、同一であり得る。多くの実施形態では、各近くの標的は、主体が、主観的に見る、すなわち、単一標的を知覚し、快適に見ることが可能な最大距離だけシフトされ得る。左眼１１０Ａおよび左眼１１０Ｂは、物体距離１３４、例えば、０．５メートルだけ画面から離れている。いくつかの実施形態では、また、標的が、極度に遠近調節を行なうことなく、網膜上で焦点が合うことが可能なように、例えば、＋２Ｄの矯正等の近見矯正が提供され得る。

図２Ａは、本発明の実施形態に従う、近視および眼精疲労を防止ならびに治療するためのシステム２００を示す。システム２００は、ディスプレイ２１０を含む。ディスプレイ２１０は、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、ブラウン管（ＣＲＴ）モニタ、デジタル光処理（ＤＬＰ）ディスプレイ、デジタルマイクロミラーディスプレイ、高解画像度テレビ（ＨＤＴＶ）ディスプレイ、ならびにコンピュータ、テレビ、ビデオゲーム、およびデジタルムービーカメラに接続可能な多くの公知のディスプレイを備え得る。システム２００は、ディスプレイ２２０を観察するための眼鏡２２０を含む。眼鏡２２０は、ディスプレイ上に示される画像がユーザにとって遠くに見えるように、ディスプレイ２１０のフレームと同期して開閉するシャッタ、例えば、液晶（ＬＣ）シャッタを含むことが可能である。システム２００は、ビデオ回路、例えば、ビデオカード２３２を伴う、プロセッサ２３０、例えば、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）を含み得る。ビデオカード２３２は、内蔵映像処理チップ、あるいはデジタルビデオインターフェース（ＤＶＩ）、および／またはビデオグラフィクスアレイ／アダプタ（ＶＧＡ）出力を伴う、プロセッサを備え得る。プロセッサ２３０は、キーボード、キーパッド、タッチスクリーン、マウス、トラックボール、レーザポインタ、音声作動ユーザコントロール、ジョイスティック、操舵輪、および多くの公知のユーザインターフェース入力デバイスを備え得る、入力デバイス２３８を備える。いくつかの実施形態では、ユーザは、入力デバイス２３８を使用して、ディスプレイ上に示される左右眼画像のシフトを調節可能である。システム２００は、フレームをシフトするための電子シフト回路２４０を含む。ケーブル２３４は、ビデオカード２３２を電子シフト回路２４０と接続し得る。電子シフト回路は、ケーブル２３４を介して、ビデオカード２３２から、入力として、ビデオ源、例えば、オリジナルフレーム画像、またはフレームを受信する。電子シフト回路２４０は、同期信号２４２をシャッタ眼鏡２２０に伝送する。電子シフト回路２４０は、ケーブル２３６を介して、処理済みフレームをディスプレイ２１０に伝送する。

図２Ｂは、図２Ａに示されるシステムの電子シフト回路２４０からシャッタ眼鏡２２０に伝送される同期信号２４２を示す。同期信号２４２は、有線、例えば、有線同期、または無線、例えば、無線同期を介して、伝送可能である。同期信号２４２は、無線周波数（ＲＦ）および赤外線（ＩＲ）信号の両方を含むことが可能である。

シャッタ眼鏡２２０は、左シャッタ２２０Ｌおよび右シャッタ２２０Ｒを含み得る。左シャッタ２２０Ｌおよび右シャッタ２２０Ｒは、公知の市販の光学シャッタ、例えば、液晶シャッタ、マイクロミラーシャッタ、および機械的シャッタを備え得る。いくつかの実施形態では、シャッタ眼鏡２２０は、公知の市販のＬＣシャッタ眼鏡を備える。シャッタ眼鏡２２０は、左レンズ２２２Ｌおよび右レンズ２２２Ｒを含み得る。左レンズ２２２Ｌおよび右レンズ２２２Ｒはそれぞれ、眼の屈折異常を矯正するための処方箋レンズ、眼の近見矯正を提供する読書用レンズ、またはサングラス用レンズのうちの少なくとも１つを備えることが可能である。いくつかの実施形態では、左レンズ２２２Ｌおよび右レンズ２２２Ｌはそれぞれ、シャッタ眼鏡２２０に取り付け可能な個々のレンズを備え得る。いくつかの実施形態では、シャッタ眼鏡２２０は、ユーザによって装着される他の眼鏡、例えば、漸増的追加レンズ、遠近両用等の近見矯正を伴う、処方箋眼鏡に取り付ける、および／またはそれらと組み合わせることが可能である。レンズは、ユーザの近眼、遠視、乱視、または老眼のうちの少なくとも１つを矯正し得る。特定の実施形態では、レンズは、老眼鏡を備える。

シャッタ眼鏡２２０は、ユーザによって装着されるように構成されている、フレームを備え得る。左右眼シャッタは、フレーム上に搭載可能である。左レンズ２２２Ｌおよび右レンズ２２２Ｒはそれぞれ、フレームに接続され、ユーザの視力を矯正可能である。多くの実施形態では、フレームおよびシャッタは、上述のように、ユーザの視力を矯正するレンズ、例えば、シャッタ眼鏡２２０とともに装着可能な眼鏡と使用するために構成されている。

電子シフト回路２４０は、多くの方法で設計可能である。いくつかの実施形態では、シフト回路２４０は、アドオンデバイス、例えば、ケーブル２３４とケーブル２３６との間に差し込まれるボックスを備える。いくつかの実施形態では、シフト回路２４０は、コンピュータに追加可能なビデオカードを備える。いくつかの実施形態では、電子シフト回路は、ビデオカード上に追加可能な付加的チップを備える。いくつかの実施形態では、電子シフト回路２４０は、例えば、ｎＶｉｄｅａ（Ｓａｎｔａ Ｃｌａｒａ、Ｃａｌｉｆｏｒｎｉａ）から市販のビデオプロセッサおよび回路等、画像をシフトさせるためのビデオプロセッサ回路を構成するソフトウェアによってアップグレードされる、公知のビデオプロセッサ回路を備え得る。

図２Ｃは、図２Ａに示されるシステムのシフトデバイスの詳細を示す。ケーブル２３４は、ビデオカードからのビデオデータを提供する。ケーブル２３４は、ＤＶＩコネクタ２４１に接続可能である。ＤＶＩコネクタ２４１は、ＤＶＩ受信機２４２、例えば、Ｓｉｌｉｃｏｎ Ｉｍａｇｉｎｇ Ｉｎｃ．（Ｃｏｓｔａ Ｍｅｓａ、Ｃａｌｉｆｏｒｎｉａ）から市販の遷移時間最短差動信号（ＴＤＭＳ）受信機に接続される。ＤＶＩ受信機２４２は、汎用ＩＣを備え得る。ＤＶＩ受信機２４２は、フレームプロセッサ２４４の入出力モジュール２４４Ｉに接続される。フレームプロセッサ２４４は、中央処理装置、すなわち、ＣＰＵ２４４Ｃ、電気的消去可能読み出し専用メモリ、すなわち、ＥＥＰＲＯＭ２４４Ｅ、およびラインメモリ２４４Ｌを備える。ＥＥＰＲＯＭ２４４Ｅは、ＣＰＵ２４４Ｃのための命令、例えば、修正およびアップグレード可能なフレーム処理プログラムを含むことが可能である。電子シフト回路２４０は、デュアルポートビデオメモリに画素データ２４５を出力するフレームプロセッサ２４４、およびコントローラ２４６を備える。コントローラ２４６は、第１のフレームバッファ２４６Ａおよび第２のフレームバッファ２４６Ｂを備える。第１のフレームバッファ２４６Ａは、そこに保存される処理済みフレーム２４６Ｘを備え、第２のフレームバッファ２４６Ｂは、そこに保存される処理済みフレーム２４６Ｙを備える。コントローラ２４６は、画素データ２４７として、第１のフレームバッファ２４６Ａおよび第２のフレームバッファ２４６Ｂを読み出す。画素データ２４７は、コントローラ２４６から、ＤＶＩ送信機２４８、例えば、Ｓｉｌｉｃｏｎ Ｉｍａｇｉｎｇ Ｉｎｃ．から市販のＴＤＭＳ送信機に送信される。ＤＶＩ送信機２４８は、汎用ＩＣを備え得る。ＤＶＩ送信機２４８は、ＤＶＩコネクタ２４９に接続される。ＤＶＩコネクタ２４９は、シフトされたフレームがディスプレイ２１０に伝送されるように、ケーブル２３６に接続される。

シャッタ眼鏡２２０は、電子シフト回路２４０からのタイミング信号に接続される。左信号２３６Ｌは、左シャッタ２２０Ｌに伝送され、右信号２３６Ｒは、右シャッタに伝送される。いくつかの実施形態では、左右シャッタコマンド信号は、電子シフト回路２４０からの単一信号によって多重化され得る。電子シフト回路からシャッタへの信号は、左眼画像がディスプレイ上にあるとき、左シャッタが開放し、右眼画像がディスプレイ上にあるとき、右眼シャッタが開放するように、各眼の観察をディスプレイ上に提示されるビデオフレームと同期させる。

図２Ｄは、図２Ａにおけるシステムの入力フレーム２３４Ｆ、第１のフレームバッファ２４６Ａ、第２のフレームバッファ２４６Ｂ、および出力フレーム２３６Ｆを示す。入力フレーム２３６Ｆは、ＰＣビデオカード出力に提供され得る。入力フレーム２３４Ｆは、受信、縮小され、第１のフレームバッファ２４６Ａまたは第２のフレームバッファ２４６Ｂのうちの１つによって保存され得る。多くの実施形態では、例えば、コンピュータゲーム、映画、およびコンピュータグラフィックスの場合、入力フレームは、トリミングを回避するためのフレームサイズ縮小を行なわずに、受信され、第１のフレームバッファ２４６Ａまたは第２のフレームバッファ２４６Ｂのうちの１つによって保存され得る。いくつかの実施形態では、例えば、Ｗｉｎｄｏｗｓ（登録商標）および／またはＭａｃｉｎｔｏｓｈ（登録商標）搭載のいくつかのパーソナルコンピュータでは、トリミングを回避するために、入力フレームサイズおよび／またはディスプレイ上に示される画像の倍率を縮小することが有用である場合がある。フレームの縮小は、シフトされた画像のトリミングを回避するために、ディスプレイ画面上に示されるとき、画像および／またはフレームのサイズが減少するように、フレーム内の画像の倍率の縮小を備え得る。縮小は、各眼に示される画像の倍率およびサイズが同一であるように、画像が左右画像に分割される前に生じ得る。第１の入力フレーム２３４Ｘは、プロセッサによって受信され、縮小され、第１のフレームバッファ２４６Ａ内に保存される。第１の入力フレーム２３４Ｘは、読み込まれ、シフトされ、出力フレーム２３４Ｘ１および出力フレーム２３４Ｘ２として伝送され得る。出力フレーム２３４Ｘ１は、左眼によって見られるフレームに対応し、出力フレーム２３４Ｘ２は、右眼によって見られるフレームに対応し得る。出力フレーム２３４Ｘ１は、左にシフト可能であって、出力フレーム２３４Ｘ２は、右にシフトされ得る。第２の入力フレーム２３４Ｙは、プロセッサによって受信され、読み込まれ、第２のフレームバッファ２４６Ｂ内に保存され得る。第２の入力フレーム２３４Ｙは、読み込まれ、シフトされ、出力フレーム２３４Ｙ１および出力フレーム２３４Ｙ２として伝送され得る。出力フレーム２３４Ｙ１は、左眼によって見られるフレームに対応し、出力フレーム２３４Ｙ２は、右眼によって見られるフレームに対応し得る。第３の入力フレーム２３４Ｚは、プロセッサによって、受信され、縮小され、第１のフレームバッファ２４６Ａ内に保存され得る。第３の入力フレーム２３４Ｚは、読み出され、シフトされ、出力フレーム２３４Ｚ１および出力フレーム２３４Ｚ２として伝送され得る。出力フレーム２３４Ｚ１は、左眼によって見られるフレームに対応し、出力フレーム２３４Ｚ２は、右眼によって見られるフレームに対応され得る。さらなるフレームが、相応じて、受信、縮小、保存、読み込み、シフト、および伝送され得る。

いくつかの実施形態では、入力フレーム２３４Ｆの速度は、出力フレーム２３６Ｆの速度の半分であり得る。入力フレーム速度（ＦＲ ＩＮ）（ヘルツ（Ｈｚ））に対して、出力フレーム速度（ＦＲ ＯＵＴ）は、２倍であることが可能である。相応じて、出力フレームの期間、すなわち、持続時間は、入力フレームの期間の半分であり得る。

電子シフト回路は、多くの電子デバイス内で使用可能である。本発明の実施形態から恩恵を受け得るディスプレイとして、それぞれ、Ｎｉｎｔｅｎｄｏ、Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ、およびＳｏｎｙから市販のＷｉｉ、Ｘ-ｂｏｘ、ならびにＰｌａｙ Ｓｔａｔｉｏｎ等、公知のビデオゲームディスプレイを含む。いくつかの実施形態では、電子シフト回路は、テレビディスプレイと使用可能である。

多くの適用が、図２Ａから２Ｄに示される実施形態に成され得る。例えば、入力フレームは、縮小される代わりに、トリミングされてもよく、入力フレームは、入力フレームの時間間隔が出力フレームの時間間隔と整合するように１つおきに省略可能である。いくつかの実施形態では、シフト距離は、事前選択された既定距離を備え得る。多くの実施形態では、ユーザは、ユーザ選好に基づいて、画像シフト距離を選択可能である。例えば、ユーザは、標的画像が単一画像として見えなくなる閾値距離を見出すことが可能である。次いで、ユーザは、弛緩を最大化するように距離をわずかに低減することが可能である。

図３は、本発明の実施形態に従う、眼精疲労を防止し、近視を治療するための方法３００を示す。方法３００は、上述のようなプロセッサを備えるシフト回路によって行なうことが可能である。ステップ３０５は、上述のように、フレーム、例えば、画像を備えるビデオフレームを入力する。ステップ３１０は、観察時、フレームがトリミングされないように、フレームを好適なサイズに縮小する。ステップ３１５は、メモリ、例えば、ビデオメモリバッファ内にフレームを保存する。ステップ３２０は、フレームを読み出す。ステップ３２５は、フレームをシフトさせ、それぞれ、左右眼に対応するフレームに分割する。いくつかの実施形態では、シフト距離は、最初は、既定距離に対応し、シフト距離は、ユーザ知覚および／または快適性に応じて、ユーザによって調節され得る。ステップ３３０は、フレームをディスプレイに伝送する。ステップ３３５は、眼が左フレームを観察可能なように、左シャッタを開放する。ステップ３４０は、左眼によって、左フレームを観察する。ステップ３４５は、左シャッタを閉鎖する。ステップ２５０は、右眼が右フレームを観察可能なように、右シャッタを開放する。ステップ３６０は、右シャッタを閉鎖する。

多くの実施形態では、フレームはそれぞれ、ユーザ決定距離、例えば、ユーザによって快適であると主観的に判定される距離だけシフトされる。ステップ３６５では、ユーザは、シフトされた画像、例えば、ディスプレイ上のシフト画像を知覚する。ステップ３７０は、シフト距離を調節する。多くの実施形態では、画像シフト距離は、ユーザの快適性のために調節可能であって、シフト距離は、シフト距離における画像のユーザ知覚に応じて、ユーザによって選択可能である。ユーザは、入力デバイスを使用して、選択された距離を調節可能である。いくつかの実施形態では、ユーザが最初に２つの画像を知覚する距離に若干満たない最大シフト距離を確立するために、ユーザが、１つの画像の代わりに、２つの画像を知覚するまで、シフト距離は、漸増的および／または増分的に増加し得る。いくつかの実施形態では、ユーザは、確立された最大シフト距離に関連して選択されたシフト距離を示すためのソフトウェアボタン、グラフィックディスプレイ等が提供される。いくつかの実施形態では、ユーザ知覚および快適性に応じて、ユーザによって選択されたシフト距離は、確立された最大シフト距離未満であり得る。ステップ３０５から３７０は、過度の遠近調節を回避するように、眼に軽減を提供するために有益な限り、繰り返すことが可能である。

図３に例証される特定のステップは、本発明の実施形態に従って、眼を弛緩させる特定の方法を提供することを理解されたい。また、他のステップのシーケンスも、代替実施形態に従って行なわれてもよい。例えば、本発明の代替実施形態は、異なる順番で、上述のステップを行なってもよい。さらに、図３に例証される個々のステップは、個々のステップへの適性に応じて、種々のシーケンスで行なわれ得る、複数のサブステップを含み得る。さらに、さらなるステップが、特定の用途に応じて、追加または除去され得る。当業者は、多くの変形例、修正例、および代替例を認識するであろう。

（実験的試験）
図４Ａから４Ｄは、本発明の実施形態に従う、シフトされた画像によって、近くの刺激への反応の低減の実験的証拠を示す。視覚刺激は、１メートルの距離で試験対象に提示された。試験対象の片眼は、画素が距離に変換され得るように較正されたデジタルムービーカメラによって撮像された。シフトされた場所に試験刺激の虚像を提供するために、プリズムが、試験対象の左眼の正面に導入された。同じ眼が、デジタルカメラで撮像された。瞳孔サイズが、プリズムの有りとプリズム無しで測定した。眼瞼に沿った距離が、プリズムの有りで撮像された画像とプリズム無しで撮像された画像とを比較するために測定され、カメラ倍率を変更するために患者が動かなかったことを保証した。

図４Ａは、プリズムを伴わずに測定された３３歳男性の実験的に測定された瞳孔サイズを示す。示される瞳孔サイズは、５．５ｍｍである。図４Ｂは、定位置にプリズムを伴って測定された３３歳男性の実験的に測定された瞳孔サイズを示す。示される瞳孔サイズは、５．９ｍｍである。したがって、眼の遠近調節は、画像をシフトすることによって弛緩したと考えられる。

図４Ｃは、プリズムを伴わずに測定された３７歳男性の実験的に測定された瞳孔サイズを示す。示される瞳孔サイズは、３．９ｍｍである。図４Ｄは、定位置にプリズムを伴って測定された３７歳男性の実験的に測定された瞳孔サイズを示す。示される瞳孔サイズは、４．５ｍｍである。したがって、眼の遠近調節は、画像をシフトすることによって弛緩したと考えられる。

他の実施形態も、本発明の精神および範囲内であり得ると理解されたい。したがって、本発明の範囲は、添付の請求項とともに、その同等物の全範囲を参照することによって判断されるべきである。

Claims (20)

1. ディスプレイ画面上に電子画像の一連のフレームを示すための方法であって、該方法は、電子回路により実行され、
   該方法は、
   該電子回路が、時間パターンに従って、距離だけ、左標的位置から右標的位置へと該ディスプレイ画面上で電子画像の各フレームを交互に水平にシフトさせることであって、該左標的位置と該右標的位置とが、所定の距離だけ離れている、ことと、
   該電子回路が、同一の時間パターンに従って、左眼観察位置と右眼観察位置との間で該画像の各フレームの視覚を交代させることにより、左眼観察位置のみから該左標的位置における該フレームを観察することができ、右眼観察位置のみから該右標的位置における該フレームを観察することができるようにすることと
   を包含し、該左標的位置と該右標的位置との間の該距離は、各フレームについて同一であり、該画像が該ディスプレイ画面上に示されている時間全体にわたって実質的輻輳を伴わずにユーザが該左眼観察位置および該右眼観察位置から該画像の各フレームを観察することができるように十分な大きさである、方法。
2. 前記左標的位置および前記右標的位置における各フレームの表示の速度が不変である、請求項１に記載の方法。
3. 前記画像の各フレームは、３０Ｈｚ〜１２０Ｈｚの範囲内の速度で前記左標的位置および前記右標的位置において交互に表示される、請求項１に記載の方法。
4. 前記左標的位置および前記右標的位置は、０．１ｃｍ〜５ｃｍだけ離れている、請求項１に記載の方法。
5. 前記左標的位置および前記右標的位置は、前記ユーザによって調節可能な距離だけ離れている、請求項１に記載の方法。
6. 前記左眼観察位置および右眼観察位置から視覚を交代させることは、該左眼観察位置と前記ディスプレイ画面との間の左眼シャッタを開閉する一方で、該右眼観察位置と該ディスプレイ画面との間の右眼シャッタを交互に開閉することを包含する、請求項１に記載の方法。
7. 前記左眼シャッタおよび前記右眼シャッタは、前記電子回路からのタイミング信号に応答して開閉するように構成されている液晶シャッタを含む、請求項６に記載の方法。
8. 前記左眼シャッタおよび前記右眼シャッタは、前記電子回路からのタイミング信号に応答して開閉するように構成されている機械式シャッタを含む、請求項６に記載の方法。
9. 前記電子回路が、ユーザが前記画像を単一画像として知覚する最大距離まで前記距離を調節することをさらに包含する、請求項１〜８のいずれか一項に記載の方法。
10. 請求項１〜８のいずれか一項に従って電子画像を表示するように構成された観察ディスプレイシステムであって、
    該システムは、
    電子画像を受信し、該画像の一連のフレームを含む出力を生成するように構成されている電子回路であって、各フレームは、時間パターンに従って、距離だけ、該ディスプレイ画面上で交互に左シフトおよび右シフトされ、該距離は、実質的輻輳を伴わずに、ユーザの各眼が該画像を観察するために十分な大きさである、電子回路と、
    同一の時間パターンに従って交互に開閉するように構成されている左眼シャッタおよび右眼シャッタと
    を備えている、システム。
11. 前記電子回路の出力を受信するように接続されているディスプレイ画面をさらに備えている、請求項１０に記載のシステム。
12. 前記時間パターンは、不変である、請求項１０に記載のシステム。
13. 前記電子回路は、３０Ｈｚ〜１２０Ｈｚの範囲内の速度で左標的位置から右標的位置に前記画像をシフトするように構成されている、請求項１０に記載のシステム。
14. 前記画像のシフトの距離は、０．１ｃｍ〜５ｃｍの範囲内である、請求項１０に記載のシステム。
15. 前記電子回路は、前記ユーザが前記距離を選択可能であるように、前記ディスプレイ画面上で、交互に右シフトおよび左シフトされるフレームを表示するように構成されている、請求項１０に記載のシステム。
16. 前記電子回路は、前記ユーザが前記画像を単一画像として知覚する最大距離まで増分的に前記距離を増加するように構成されている、請求項１０に記載のシステム。
17. 前記左眼シャッタおよび前記右眼シャッタは、前記電子回路からのタイミング信号に応答して開閉するように構成されている液晶シャッタを備えている、請求項１０に記載のシステム。
18. 前記左眼シャッタおよび前記右眼シャッタは、前記電子回路からのタイミング信号に応答して開閉するように構成されている機械式シャッタを備えている、請求項１０に記載のシステム。
19. 前記ユーザの視力を矯正するように前記左眼シャッタおよび前記右眼シャッタに配置されるか該左眼シャッタおよび該右眼シャッタの近くに配置される左レンズおよび右レンズをさらに備える、請求項１０に記載のシステム。
20. 前記レンズは、読書用眼鏡を含む、請求項１９に記載のシステム。

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