减轻眼过劳的方法和装置的制作方法

专利名称：减轻眼过劳的方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明关于视治疗领域。尤其是，本发明涉及的方法和系统用于由于过多计算机使用和其它近距离工作引起的眼疲劳和眼过劳情况的激光治疗。
背景技术：
近来，遭受由于过多使用计算机引起的与眼疲劳和眼过劳关联的视紊乱的人群比例出现引入注目的增长。这些紊乱的首要原因是计算机工作期间眼睛在近距离物体上的长时间固定。计算机显示屏幕尤其属于这类物体。
为在近距离物体上聚焦眼睛，需要收缩睫状肌。睫状肌按照聚焦物体的距离控制眼睛晶状体的调节。睫状肌为近处视觉必须收缩，为远处视觉必须放松。如果睫状肌在足够长时间内处于收缩状态，正如在过长时间计算机使用期间，它组织内的生物物理和生物化学过程就会发生改变。血液动力的损伤发生，导致睫状肌的营养减少以及新陈代谢受损。改变还包括调节装置神经网络增殖。相似的过程也发生在肌肉控制眼会聚时，即，当观察近处物体时向内转眼睛以保持单一视觉。
最终，改变导致眼调节能力和会聚能力的下降，引起眼过劳并发展为各种视紊乱，如调节性眼疲劳、近视的快速发展等。(Leonard J.Press，视治疗的应用概念，Mosby，1997，298页)。眼睛的复杂和与计算机使用相关的视问题已被称为术语“计算机视觉综合症”或CVS。大多数研究表明75％到90％的计算机使用者经历过CVS的症状(James E.Sheedy，“你应当为你的计算机工人提供眼保护吗”，http//www.cvsdoctors.com/eyecare.doc，1999)。
目前，已知各种预防和减轻与过多计算机使用相关的眼过劳的方法。在这些方法中，最感兴趣的是能在计算机使用者工作地点实现的方法。除去关于使用计算机本身以控制视治疗过程可能性的优势，这些方法的主要优势是由计算机使用者自己操作和使用，而不需要专业医学协助的适当可能性。
广泛使用的减轻眼睛过劳的方法包括观察计算机显示屏上形成的特定、动态、计算机控制的图像(参见公开于2000年3月28日，属于Fateh的美国专利US6042231)。这种视治疗方法首要缺陷在于图像在实际平面中，如二维。因此，不考虑三维的幻觉，为了看清楚观察者的眼睛必须调节在显示屏的平面上。所以，这样的计算机方法对于消除与适应性眼紊乱相关的视机能不良，尤其是如果观察者使用此方法时不应用任何额外透镜(例如由所Press描述的，229页)时不是很有效。
在消除适应性眼紊乱和减轻眼过劳的治疗方法中，使用激光亮斑图样，即随机、有细密纹理斑点的干涉图样的方法很重要。激光亮斑图样的视觉与其它在日常生活中观察到的物理目标的视觉有很大不同。这种差别是由于亮斑图样不论眼睛的光学条件(屈光不正、晶状体混浊、玻璃体模糊等)和眼睛的适应性状态如何总是作为一个清晰、高对比图像被认知。认知的图像包括许多随机定位、通常是小的颗粒(斑点)并包含广谱空间频率。认知空间频率的上界取决于从视网膜到大脑皮层的个人视系统的解析能力，而下界取决于散射物体上特征的尺寸。激光亮斑图样最重要的特征是无论眼聚焦的距离如何作为一个清晰的图像被认知，这个特征允许在视行为中去掉调节过程。由于上述特征，激光亮斑图样已应用于眼睛光学和感觉仪器的诊断和治疗。
在一些设计用于诊断和治疗目的的眼科申请中使用了移动亮斑图样。在这些申请中移动通常是整个亮斑图样的简单变换。这样的移动亮斑图样能通过激光从移动发散表面散射(见Mohon等人的美国专利号3,724,933，1973年4月3日公开；Ley的英国专利号2,205,661A，1988年12月公开)，或通过扫描过的激光从静态发散屏幕散射(见Zavalishin等人的俄罗斯专利号5,566,471/14，1995年7月公开)产生。在这两种情况中，观察者认知一幅移动亮斑图像。由观察者认知的亮斑移动的方向和速度取决于眼睛的折射条件。在近视和远视眼的情况下，移动方向是相反的。亮斑的速度取决于眼睛条件的强度。也可对亮斑图样的移动进行电控制。使用液晶显示器的一种技术方案是选择Ley所描述的具有机械移动特征的装置进行眼睛训练。
放松眼睛的现有技术的不足包括使用机械移动部分，缺少任何观察者感兴趣的刺激，对于计算机使用者工作地点不合适的发明和需要医学辅助。然而，现有技术的主要不足在于没有使用故意强迫眼睛进入远距离视觉调节的特定装置，这一点对减轻眼过劳是必需的。
现有技术中的进一步方法涉及通过锻炼睫状肌和会聚眼睛肌肉减轻眼过劳。适应性眼训练最有效的方法在于交替观察位于观察者眼睛不同距离的各种目标，或观察位于变化距离的移动目标。
尤其是，已知包括空间分开显示以向观察者显示图像序列的计算机装置(见Jacobs的美国专利4,294,522，1981年10月13日公开)。在这种装置的一个实施例中，呈直线放置两个显示器，一个靠近而另一个远离观察者。每一个显示器随机地显示一系列不同图像，所显示的图像与另一个显示器中显示的一系列图像交替显示。观察者交替地观察近处和远处的显示器，因此进行眼睛训练。这种装置的缺陷在于必须使用几个(至少两个)计算机监视器。这对于在工作场所应用这种方法是不方便的，并且造价不允许。
1992年12月22日公开的Bonham等人的美国专利号5,173,724和1991年8月20日公开的Bonham的美国专利号5,040,888中已建议了一种可独立使用的用于睫状肌训练的光学系统，该系统包括的全息照像图包含位于与观察者显著不同位置的单视野中的多幅图像。图像的选择局限于全息照像图的选择。
Yunlong Sheng等人(JOEL Vol.9 Supp.，信息基础结构光学，1998年，84-86页)显示了怎样使用空间光调制器电子产生全息照像图。然而，这种方法没有任何减轻眼过劳的应用。
现有技术中有一些双监视器(2000年12月5日再次公开的Moscovitch的编号为RE36,978的美国专利，1996年3月26日公开的Maguire，Jr.的美国专利5,502,616和1997年1月14日公开的Register的美国专利5,594,620)试图相对于单个监视器增加可获得的显示区域，然而，这些发明中没有提到一个屏幕用于常规使用，另一个用于减轻眼过劳。
本发明涉及的减轻眼过劳的问题，最大的重点应放在从获得最大治疗效果的观察点进行干涉图样控制的方法方面。因此，本发明的一个目的是提供一些令人感兴趣的视刺激，以吸引和保持观察者的注意力并强迫眼睛调节到按照刺激观察者眼睛睫状肌进入放松或训练的方式重新排列。
本发明的另一目的是降低经常使用的障碍，在于本发明应当在观察者需要时用最小的努力并不需要专业医学辅助就可获得使用。
本发明的另一个目的是提供用于新多媒体应用中、实现眼睛休息和娱乐目的的方法和系统。

发明内容
本发明包括一种用于减轻眼过劳、基于观察随机亮斑图样和/或常规干涉图样和/或三维干涉图样形式的激光干涉图样的方法。显示的干涉图样可以产生令观察者感兴趣、保持注意力的视觉刺激的方式进行动态改变或激活。在保持观察者注意力并取决于干涉图样类型时，刺激能放松观察者眼睛的睫状肌和会聚肌，或使观察者眼睛的睫状肌和会聚肌进行训练，从而使眼过劳减轻。
本发明进一步包括实现上述方法的装置，该装置包括计算机，与计算机成为一体或分开的显示激光干涉图样的激光显示单元，和控制激光显示和相应激光干涉图样的相应计算机程序。如果需要高分辨率亮斑显示，激光干涉显示器可包括一个或更多发散光散射体，还可包括一个或多个控制激光射线波前的空间光调制器。
一个实施例中本发明可以是用于减轻眼过劳的双目激光亮斑显示器，显示器具有每一个都为观察者眼睛显示亮斑图样的两个光学通道。
本发明的其它元件包括控制激光显示和激光干涉图样的计算机程序，该程序以刺激观察者眼睛不同调节机制的方式产生动的或变化的干涉图样。计算机程序也可控制松弛亮斑或全电影，它们可在为使用者提供兴趣时使眼过劳自然而然地减轻并提供听觉输出。


本发明涉及的结构和操作方法以及附加的目的和优势在将在下面与附图结合阅读时的详细描述中明显表现出来。
图1的透视图显示的显示器包括显示字母数字、图形和其它视觉信息的非激光显示单元和减轻眼过劳的激光显示单元。
图2显示了单色激光亮斑显示单元的光学图解的简图。
图3显示了两色激光亮斑显示单元的光学图解的简图。
图4a显示了利用单发散光散射体的激光亮斑显示单元的光学图解的简图。
图4b显示了利用成对散射体的激光亮斑显示单元的光学图解的简图。
图4c显示了利用双亮斑图样控制的激光亮斑显示单元的光学图解的简图。
图5a显示了用于减轻眼过劳的利用机械装置调整光学通道轴之间间距的双目激光亮斑显示器的图解的简图。
图5b显示了用于减轻眼过劳的的双目激光亮斑显示器，该双目激光亮斑显示器利用使用了液晶空间振幅光调制器的电子装置以调整光学通道轴之间的间距的图解的简图。
图6显示了由激光显示单元显示的不同类型干涉图像的例子。
图7显示了激光显示单元的光学图解的简图。
图8是具有附加激光显示单元的计算机监视器的透视图。
详细的描述按照本发明的目的，首先描述用于减轻眼过劳的方法和系统的各方面和目标，接下来描述多个特定实施例。
方法第一个减轻眼过劳的方法使用带有产生亮斑图样的附加激光显示单元的计算机系统和控制这个亮斑图样的相应软件(计算机程序)实现，该方法包括三个步骤。
第一，激光亮斑图样通过激光显示器显示。第二，接收表明观察者看到亮斑图样并已识别出他认知的亮斑图样中特征的确认信息(输入)。例如，观察者可通过键盘或鼠标完成，也可指出所认知亮斑运动的方向。尤其，处理输入信息是考虑到了观察者眼中的折射错误的识别(如，近视、远视或散光)。这样的处理可由观察者在随机或在眼睛的反射状况一直保持稳定的足够时间期间(典型的是几个月)后，输入的选项。
第三，显示的光斑图样可通过产生感兴趣的视刺激使观察者眼睛调节到远距离视觉的方式动态改变。视刺激在考虑了从观察者接收到的关于观察者对亮斑图样个人认知的输入后形成。观察这样的亮斑图样刺激观察者眼睛睫状肌的放松并有助于眼过劳减轻。视刺激可以是光斑远离的幻影，幻影尤其可通过光斑图样适当的动态改变形成。
在一个相关方面，减轻眼过劳的方法进一步包括由个人调整光斑图样参数组成的附加步骤。尤其是，这种调整可引起像光斑图样配置、光斑尺寸、光斑运动的认知速度等特征的变化。观察者能按照他眼睛的反射条件和他对光斑图样认知的特性选择进行调整。储存在计算机存储器中的结果数字数据可在下次光斑图样需要时自动使用。
另一相关方面，减轻眼过劳的方法包括以提供允许测试观察者视功能的视刺激的方式改变激光亮斑图样的附加步骤。
本发明的另一方面是训练眼睛睫状肌的方法。训练眼睛睫状肌的方法使用计算机系统，产生激光干涉图样的附加激光显示器和控制激光干涉图样的软件。激光干涉图样是三维图像形式。
训练睫状肌的方法包括三个步骤。第一，通过激光显示器显示三维干涉图样。第二，接收表明观察者看到三维干涉图像的输入。第三，动态改变显示的图像使其产生令人感兴趣的视刺激，以要求观察者眼睛在远处视觉和近处视觉之间调整的方式周期性交替。这种技术训练睫状肌，作为结果，帮助消除眼适应性紊乱。
在最完全地实行本发明的方法中，视治疗方法是结合减轻眼过劳方法和训练眼睫状肌方法两者方法使用的。视治疗方法使用计算机系统、产生激光干涉图样的激光显示器和控制激光干涉图样的软件。激光干涉图样可以是随机亮斑图样形式和/或常规干涉图样形式、和/或三维图像形式。
视治疗方法包括三个步骤。第一，由激光显示器显示激光亮斑图样。第二，接收表明观察者看到亮斑图样并已识别亮斑图样特征的确认信息(输入)。第三，动态改变显示的亮斑图样使其产生产生令人感兴趣的视刺激，这种视刺激以要求观察者眼睛在远处视觉和近处视觉之间调整的方式周期性交替。在上述方法的第三步骤中，干涉图样可从光斑图样转换成常规干涉图样或三维图像。这种技术训练睫状肌，作为结果，帮助消除如与视过劳相关的适应性紊乱。
尤其应当注意，训练睫状肌需要一个收缩这些肌肉的阶段。收缩必须与放松阶段交替，交替通过在近处视觉和远处视觉之间的眼调节实现。
装置本发明的方法也可具体表达在减轻眼过劳的装置中。装置包括可以是观察者个人计算机的计算机系统，与计算机系统连接的激光亮斑显示单元，和在计算机系统上实现的眼过劳减轻应用程序。
激光亮斑显示单元设计用于亮斑图样显示。它可以是单色或多色激光显示，该显示包括一个或更多用于产生亮斑图样形式的随机干涉图样的发射光散射体(例如，磨砂玻璃屏幕)。结果产生的亮斑图样的控制可用多种方式完成，其中的两者将在下面描述。
控制亮斑图样的第一种方式是通过照射在发散光散射体上的激光束的空间相和/或空间振幅调制实现。激光束可以是扩散或非扩散的。图2显示了单色激光亮斑显示单元的实施例，它利用照射在发散光散射体(磨砂玻璃屏幕)40上的激光束10的空间调制来实现操作发射模式中亮斑图样的动态控制。
空间光调制通过使用振幅空间光调制器(SLM)20和相SLM30完成。观察者观察到作为被磨砂玻璃屏幕40散射的光束干涉结果的激光亮斑图样。这种亮斑图样按照空间调制的特定机制动态改变。尤其是，可形成令人感兴趣的动态视刺激，这种视刺激保持观察者的注意力并刺激观察者的眼睛适应远距离视觉，反过来有助于减轻眼过劳。
图3显示了用于反射模式操作(两色变量)的激光亮斑显示单元。相应于不同光谱范围的激光束10和12，由振幅SLM组20、22和相SLM组30、32空间调制。观察者观察到作为由磨砂玻璃屏幕42后散射的光束干涉结果的激光亮斑图样。应当注意到，在SLM组旁，激光亮斑显示单元可包括一些用于激光束处理的附加光学元件(如，透镜、镜子等)。这对于本说明书中描述的所有激光亮斑显示单元实施例均适用。
控制亮斑图样的第二种方式是由发射光散射体散射的激光射线的空间调制完成。这可以更多地控制亮斑图样的空间频率光谱。尤其是，它允许亮斑斑点尺寸的加长。图4a和4b显示了激光亮斑显示单元可能的排列方式，这种排列使用操作传送模式。在图4a中，激光束10落在磨砂玻璃屏幕44上。散射的光束由振幅SLM24和相SLM34空间调制。空间调制影响了所传送激光射线的波前，导致观察者观察到变化的亮斑图样。图4b中的排列包括一个附加的磨砂玻璃屏幕45，它允许亮斑图样比单一发散散射体有更单一的空间分布。
上面描述的两种控制亮斑图样的方法可结合在一个激光亮斑显示单元中。例如，图4c显示了包括调制发散光散射体44散射的激光射线的振幅SLM24和相SLM34以及调制入射到光散射体的激光束10的相SLM30的排列方式。这种排列的优势在于在亮斑图样的功能性控制中有增加的自由度。例如，相SLM30可用于设置亮斑图样的动态行为而相SLM34用于控制亮斑尺寸。上述的SLM组30和34可以不同的时间比例操作以简化亮斑图样控制的软件。
激光亮斑显示单元优选作为放置在由观察者选择的任何地点的独立式装置完成。可选地，也可是在计算机终端监视器、键盘或墙上连接的附件单元。
减轻眼过劳的装置由计算机系统上完成的应用软件控制。软件完成下列功能(1)在计算机程序预定或观察者选择的任意时刻激活激光亮斑显示或使其无效；(2)接收和处理表明观察者看到亮斑图样并已识别亮斑图样的感知本质的确认信息；和(3)以通过鼓励远距离视觉适应性的重新排列刺激的观察者眼睫状肌放松的方式驱动动态控制亮斑图样的空间光调制器。计算机程序可由使用者在想要休息期间激活，或设置到按设定的时间间隔自动激活，激活方式可以与屏幕保护程序相似的方式进行或取代屏幕保护程序。
应用软件可进一步按照个别观察者的需要，如他眼睛的折射条件和对亮斑图样的理解调整亮斑图样的参数和动态特性。这种调整可作为选项引入。与特定设置相关的数字数据可存储在计算机存储器中，并自动用在计算机程序的下列期间。
应用软件也可包括用于动态控制激光亮斑图样的一系列数字数据。亮斑图样可以有类似滑动显示、大约每几秒变化一次的不同的静态形状。计算机程序可结合这些图样到放松亮斑电影中。可选地，计算机程序可显示作为移动亮斑图像认知的亮斑图样的交替序列。例如，它可产生溪流、火焰、旋转的螺旋等幻影。这幅移动亮斑图像设计为能够吸引和保持观察者的注意力。它可定义为伴有音乐的亮斑片断。观察这样的亮斑片断会尤其有助于减轻眼过劳。
可选地，激光亮斑显示器可以显示三维图像形式的干涉图样。它可以是包括一个或更多用于产生和控制干涉图样的相和/或振幅SLM组的单色或多色激光显示器。空间光调制可在液晶或其它物理原理的基础上进行。
除使用三维图像替代亮斑图样以外，交替激光显示单元与上面描述的使用亮斑图样的激光显示单元完全相同。
应用软件的附加功能可包括按照个别观察者的品味和兴趣的调整干涉图样参数和它的动态特性。而且，应用软件可包括允许测试观察者视功能的程序。该程序提供位于激光显示屏幕不同距离的测试目标或符号的三维显示以及处理表明观察者是否清楚认知这些目标或符号的反应。例如，可显示文本信息、公司记录、广告标语和/或图像。
应用软件的另一个潜在使用是产生单眼训练全息电影。应用软件然后可包括显示观察者作为移动三维图像感知的交替全息照像图序列的计算机执行指令。例如，全息照相图可包括各种几何图形或其它测定容积的图形形式，这些图形改变结构、尺寸、方向以及最重要是改变与观察者眼睛距离的。这些移动的全息照像图像能吸引和保持观察者的视觉。它可设定为伴随音乐的完全片断(holo-clip)。观察这样的完全片断尤其有助于眼睛训练并因此减轻眼过劳。
本发明的另一个实施例是结合系统，可用于减轻眼过劳和眼肌肉训练。系统结合上面描述的亮斑装置和全息照像图装置。然而，应注意到这种结合系统由于正如在下面所描述的能够显示激光亮斑图样和三维图像的激光显示单元的局限限制了激光亮斑图样显示特性。
激光显示单元激光显示单元设计为显示干涉图样，干涉图样可以是随机亮斑图样的形式、和/或常规干涉图样的形式、和/或三维图像的形式、或它们的任何序列结合。图6举例显示了图202是亮斑图样显示的例子，图204是同心圆形式的常规干涉图样，图206是三维图像。普遍的激光显示可是单色或多色。它包括一个或更多用于产生和控制干涉图样的相和/或振幅SLM组。SLM组可在液晶或其它物理原理的基础上形成。
激光显示单元不包括任何产生亮斑图样形式的随机干涉图样的发散光散射体。具有随机相或振幅空间分布的SLM按照计算机程序进行设置扮演着发散散射体的角色。尽管这种随机光散射结构不能提供像磨砂玻璃屏幕那样高的空间频率，但它允许干涉图样以更自由的方式变化，包括产生随机干涉图样、常规干涉图样或三维图像。
作为一个例子，图7显示了两色激光显示单元的一种可能排列，这种排列包括由振幅SLM组20和22以及相SLM组30和32组成的两对SLM组设置，两对SLM组实现相应于不同光谱范围的两激光束10和12的初步平滑空间调制。通常，任意振幅和相分布可为每一个激光10和12单独设置。相SLM35引入小比例多相(small-scale phase inhomogeneities)以产生形成希望得到的干涉图样的衍射结构。观察者观察到的干涉图样是发射模式。如果由SLM 35感应的小比例多相是随机的，干涉图样将是亮斑图样的形式。
这种亮斑图样的动态变化可使用SLM组20、22、30和32或通过SLM35完成的相衍射结构的平滑变形实现。优选这三种方式的第一种，因为它允许对两个光谱范围进行分别控制。
用在减轻眼过劳或眼睛训练系统中的激光显示单元的各种其它实施例也是可能的。例如，激光显示单元的所有上述实施例可构造为使相SLM组取代发散光散射体(磨砂玻璃屏幕)。
激光显示单元可由计算机程序以与前述实施例相似的方式进行控制。
然而激光显示单元也可以是自包含的单元，它可优选地直接合并入一个的现存的显示器中用于特定应用。例如，激光亮斑显示单元可被合并入基本计算机显示器，使其增加执行减轻计算机操作者在计算机使用时积累的眼过劳的能力。如图1中所示，计算机显示器包括用于字母数字、图形和其它视信息显示的非激光视显示单元102以及产生减轻眼过劳的激光干涉图样的一个单色或多色激光亮斑显示单元104。激光亮斑显示单元包括一个或更多产生亮斑图样的发散光散射体，当计算机操作者聚焦它时，亮斑图样有助于减轻视过劳。非激光显示单元可以是，例如，电子束管或液晶屏幕。激光亮斑显示单元包括一个或更多在液晶或其它物理原理基础上形成的相和/或振幅SLM组。
图8显示了合并激光显示单元的计算机监视器的一个可选实施例。计算机监视器包括显示字母数字和图形信息的非激光视显示单元102以及产生用于减轻眼过劳和眼睛训练的激光干涉图样的单色或多色激光显示单元106。非激光显示单元可以是电子束管或液晶屏幕。激光显示单元包括一个或更多在液晶或其它物理原理基础上形成的相和/或振幅SLM组。由激光显示单元显示的干涉图样可是三维图像或亮斑图样的任意形式。
激光显示单元具备两种不同模式的操作能力(a)动态模式。在这种模式中，显示动态或变化的干涉图样。观察者可在休息时间观看这种干涉图样以提供取决于所形成视刺激的眼睛训练；和(b)静态模式。在这种模式中，显示的静态三维干涉图像可包含一行位于显示器屏幕后不同距离的符号。为了认知这些符号，观察者必须调节眼睛到相应距离。作为选择，符号可设置成计算机图标，在这种情况下，计算机操作者认知它们并按照执行非相关的计算机任务周期性地点击它们。例如，以这种方式，文本文档的保存可与眼睛固定在远处的必要性相关。
计算机监视器可具有非激光视显示单元和激光显示单元，两者使用相同的液晶面板。液晶面板可分为两个不同功能部分。这种功能部分中一个是监视器的常规、非激光视信息显示单元，功能部分中的另一个由激光显示单元使用。
另一个实施例是用于通过计算机游戏软件控制基于计算机的激光亮斑显示单元。在这种情况中，软件可设置为自动并周期地关闭标准非激光显示单元并打开用于定期眼睛放松的激光亮斑显示单元。游戏可使用激活的激光亮斑显示器继续。这种自动操作将消除儿童不愿从计算机屏幕上离开的问题，并克服与儿童对照顾他或她眼睛必要性的正常的无意识相关的困难。
便携或专门的视频游戏机可包含相同特征。激光亮斑显示单元也可合并在使其使用适宜、方便、使用者花费努力最少的其它电子装置中，例如在电话、电视机或个人数字助手中。例如，当某人在他或她的计算机工作间歇打电话时作为自然而然的反射观察亮斑图样，因此减轻眼过劳。类似地，电视显示器作为很好的选择可减轻眼过劳。甚至某些广告片断也可连接到亮斑图样观察观察。
使用双目观察本发明的另一个实施例是双目激光亮斑显示器。双目显示器具有两个光学通道，每一个通道为观察者的每一只显示亮斑图样。一个没有任何双目功能不良的观察者当光学通道轴之间的间距按照他个人瞳孔距离调整时，他用两只眼观察认知亮斑图样为一个亮斑图像。因此，双目激光亮斑显示器包括完成这样调整的装置。例如，调整装置可以是使用液晶振幅SLM组的机械模块或电子装置。
图5a是具有调整光学通道间距的机械模块90的双目激光亮斑显示器示意图。激光束16和18(分别在左右通道)由振幅SLM组26和28以及相SLM组36和38空间调制，并照亮磨砂玻璃屏幕46和48。观察者用两只眼在方向86和88上观察产生的亮斑图样，方向86和88是两个通道的光轴。光轴由输入孔66和68以及输出孔56和58设置。这些孔一定程度上影响被认知亮斑图样的结构。
图5b是具有调整光学通道间距的电子装置的双目激光亮斑显示器示意图。电子装置包括四个液晶振幅SLM组用于左光学通道的76和77；用于右通道的78和79。每一个SLM以形成透明窗的方式控制。SLM组76和78形成的窗是光学通道的输出孔，SLM组77和79形成的窗是输入孔。这些孔的位置定义光学通道的轴，轴确定所认知亮斑图样运动的方向86和88。在这个例子中，利用一个单发散光散射体49在两个光学通道中形成亮斑图样。正如在图5a中的示例一样，振幅SLM组26和28以及相SLM组36和38完成亮斑图样的控制。双目激光亮斑显示器的优势包括使用小SLM组控制亮斑图样，使装置比合并如计算机监视器的装置更便携。
方便地，双目激光亮斑显示器的可选实施例能为每一个光学通道都产生亮斑图样和常规干涉图样。例如，这种类型的双目激光显示器可通过由相应的相SLM组取代发散光散射体46、48和49实现。
因此，尽管本发明已参照图示的实施例进行了描述，但这种描述不能在限制性的范围中进行解释。参照这种说明，图示实施例的各种变化以及本发明的其它实施例对本领域技术人员将很明显。因此可知附带的权利要求将覆盖落在本发明精神范围内的任何这样的修改或实施例。
权利要求
1.一种减轻眼过劳、消除眼睛适应性紊乱并训练眼睫状肌的方法，包括(a)激活显示激光干涉图样的激光显示；(b)从观察者接收表明所述观察者认知所述激光干涉图样的输入；及(c)产生所述激光干涉图样的动态改变；其中所述激光干涉图样的所述的动态改变可操作地刺激所述观察者睫状肌的放松。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述激光干涉图样是二维亮斑图样。
3.根据权利要求1所述的方法，其中所述激光干涉图样是三维干涉图样。
4.根据权利要求3所述的方法，其中所述三维干涉图样是三维图像的形式。
5.根据权利要求1所述的方法，包括相应于来自所述观察者的所述输入调整所述激光干涉图样的显示参数的附加步骤。
6.根据权利要求1所述的方法，其中能控制所述激光干涉图样的所述动态改变以允许测试所述观察者的视功能。
7.根据权利要求1所述的方法，其中所述激光干涉图样的所述动态改变由计算机软件程序控制。
8.根据权利要求1所述的方法，其中所述激光显示器与计算机监视器连接。
9.根据权利要求1所述的方法，其中所述激光显示是单色激光显示器。
10.根据权利要求1所述的方法，其中所述激光显示器是多色激光显示器。
11.根据权利要求1所述的方法，其中所述激光显示器由计算机软件程序自动激活。
12.根据权利要求10所述的方法，其中所述计算机软件程序是屏幕保护程序。
13.根据权利要求10所述的方法，其中所述计算机软件程序是视频游戏。
14.一种减轻眼过劳和训练眼肌肉的装置，包括(a)一台计算机；(b)与所述计算机耦合的激光显示单元，包括一个或更多空间光调制器和一个或更多发散光散射体；和(c)在所述计算机上执行的计算机软件程序可操作地控制所述激光显示单元；其中所述激光显示单元产生通过刺激观察者睫状肌放松减轻眼过劳的激光干涉图样。
15.根据权利要求14所述的装置，其中所述激光显示单元是可由观察者定位的独立式单元。
16.根据权利要求14所述的装置，其中所述激光显示单元与连接所述计算机的计算机监视器连接。
17.根据权利要求14所述的装置，其中所述激光干涉图样是二维亮斑图样。
18.根据权利要求14所述的装置，其中所述激光干涉图样是三维干涉图样。
19.根据权利要求18所述的装置，其中所述三维干涉图样是三维图像的形式。
20.一种显示动态改变的亮斑图样的激光亮斑显示单元，包括(a)一个或更多激光放射源；(b)一个或更多空间光调制器；和(c)一个或更多发散光散射体；其中所述一个或更多空间光调制器控制由所述一个或更多激光射线源产生的激光射线的相和/或振幅特性，所述激光射线入射到或通过所述一个或更多发散光散射体传输，以提供所述亮斑图样的动态改变。
21.根据权利要求20所述的激光亮斑显示单元，其中所述亮斑图样由通过所述一个或更多发散光散射体传输的激光干涉形成。
22.根据权利要求20所述的激光亮斑显示单元，其中所述亮斑图样由从所述一个或更多发散光散射体反射的激光干涉形成。
23.根据权利要求20所述的激光亮斑显示单元，其中所述亮斑图样由所述一个或更多发散光散射体散射的激光干涉形成。
24.一种为观察者减轻眼过劳的双目激光亮斑显示器，包括(a)两个光学通道，每个为一只眼显示动态改变的亮斑图样；(b)一个或更多发散光散射体可操作地产生所述亮斑图样；(c)一个或更多空间光调制器可操作地控制所述亮斑图样；和(d)按照所述观察者两眼之间距离调整光学通道的装置。
25.根据权利要求31所述的为观察者减轻眼过劳的双目激光亮斑显示器，其中所述调整光学通道的装置是包括一个或更多形成所述光学通道电子控制输出和输入孔的液晶空间光调制器的电子装置。
26.一种包含减轻眼过劳和训练眼肌肉的计算机程序的计算机可读媒介，包括(a)控制减轻眼过劳装置的计算机可执行指令，包括(i)激活激光显示器可操作地显示激光干涉图样或使其无效的第一指令；(ii)处理来自观察者表明所述观察者认知所述激光干涉图样的第二指令；和(iii)产生所述激光干涉图样的动态改变以刺激所述观察者睫状肌放松的第三指令；(b)产生多个激光干涉图样的一系列数字数据；和(c)动态控制所述激光干涉图样的一系列数字数据。
27.根据权利要求26所述的计算机可读媒介，其中所述计算机程序进一步包括相应于来自所述观察者的所述输入调整所述激光干涉图样的各种显示参数的计算机可执行指令。
28.根据权利要求26所述的计算机可读媒介，其中所述计算机程序进一步包括控制所述激光干涉图样以允许检测所述观察者视功能的计算机可执行指令。
29.根据权利要求26所述的计算机可读媒介，其中所述计算机程序进一步包括提供在所述计算机程序操作期间提供到所述观察者的声音反馈的计算机可执行指令。
30.根据权利要求29所述的计算机可读媒介，其中所述计算机程序进一步包括提供用在所述声音反馈中的一系列数字数据。
31.根据权利要求26所述的计算机可读媒介，其中所述计算机程序进一步包括以由所述观察者认知所述激光干涉图样一幅连续移动图像的方式安排固定时间间隔的所述激光干涉图样序列的计算机可执行指令，所述激光干涉图样序列定义为完全片断(holo-clip)(或在亮斑图样显示情况下是亮斑片断)，其中所述观察者观察所述完全片断(或亮斑片断)，通过刺激所述观察者放松或训练所述观察者睫状肌来减轻眼过劳。
32.根据权利要求26所述的计算机可读媒介，其中所述激光干涉图样是两维亮斑图样。
33.根据权利要求26所述的计算机可读媒介，其中所述激光干涉图样是三维干涉图样。
34.根据权利要求33所述的计算机可读媒介，其中所述三维干涉图样是三维图像。
35.根据权利要求26所述的计算机可读媒介，其中所述激光干涉图样是二维亮斑图样和三维图像的结合。
36.一种除显示传统字母数字、图形和其它类型图像外，还能减轻眼过劳和进行眼睛训练的图像显示单元，包括(a)显示字母数字、图形和其它视信息的视显示单元，所述视显示单元使用从电子束管、液晶显示器和其它非激光显示装置组中选择出的显示装置；和(b)包括一个或更多空间光调制器和/或一个或更多发散光散射体的激光显示单元，所述激光显示单元可操作地显示激光干涉图样，所述激光干涉图样从随机亮斑图样、常规干涉图样和三维图像组中选出；其中，当观察者眼睛聚焦在所述激光显示单元时，所述激光干涉图样有助于减轻眼过劳和训练眼睛。
37.根据权利要求36所述的图像显示单元，其中所述视显示单元和所述激光显示单元均使用单液晶面板。
38.根据权利要求36所述的图像显示单元，其中所述图像显示单元是电视装置。
39.根据权利要求36所述的图像显示单元，其中所述图像显示单元是计算机监视器。
40.根据权利要求36所述的图像显示单元，其中所述图像显示单元与个人数字助手结合起来成一体。
41.根据权利要求36所述的图像显示单元，其中所述图像显示单元与游戏机装置结合起来成一体。
42.根据权利要求36所述的图像显示单元，其中所述图像显示单元与电话结合起来成一体。
全文摘要
本发明提供的方法和装置用于为减轻眼睛过劳使用激光干涉图样进行的视治疗步骤。提供的方法之一是以产生一种吸引和保持观察者注意力并强迫眼睛调整到远距离注视的令人感兴趣的视觉刺激方式控制亮斑图样。这种刺激放松观察者的睫状肌并有助于减轻眼睛过劳。另一种方法提供电子产生全息照像图用于减轻眼睛过劳而锻炼眼睛肌肉。本发明提供进一步可用于计算机工作者工作场所的方法和装置。
文档编号G02B27/48GK1554034SQ02817553
公开日2004年12月8日 申请日期2002年9月6日 优先权日2001年9月6日
发明者尤利·土尔克夫, 埃琳娜·安琦那, 达米恩·洛夫兰蒂, 法欧茨·泽洛克, 安琦那, 泽洛克, 洛夫兰蒂, 尤利 土尔克夫 申请人:戈兰菲尔德股份有限公司