Спосіб крушельницького полегшення роботи зору при спостереженні близько розташованих об’єктів та пристрій крушельницького для його здійснення

1 Спосіб полегшення роботи зору при спостереженні близько розташованих об'єктів, що включає зменшення ступеня акомодації очей за допомогою збиральних лінз, який відрізняється тим, що одночасно і узгоджено зі зменшенням ступеня акомодації проводять зменшення ступеня конвергенції очей за допомогою оптичних елементів шляхом повороту променів, що приходять від об'єкта спостереження до очей, в бік площини симетрії людського тіла на однаковий для кожного ока кут так, щоб очі конвертували зображення об'єкта на таку відстань, що дорівнює відстані до уявних зображень, утворених за допомогою збиральних лінз, і ця ВІДПОВІДНІСТЬ конвергенції та акомодації досягається у всьому діапазоні прийнятних відстаней від очей до зображення об'єкта, а середню відстань від очей до зображення вибирають з умови комфортності чи корисності спостереження за об'єктом на такій відстані короткозорих людей при розрахунку відносної оптичної сили лінзи вибирають ступінь короткозорості, визначаючи його за стандартною процедурою розпізнавання тестових об'єктів, віддалених на певну відстань, за допомогою коректуючих лінз, підбираючи найменші за абсолютною величиною оптичної сили коректуючі лінзи, що ще забезпечують розпізнавання тестових об'єктів, і за таким чином визначеним ступенем короткозорості вибирають окуляри для короткозорої людини та розраховують ВІДНОСНІ оптичні сили лінз пристрою 4 Пристрій для полегшення роботи зору при спостереженні близько розташованих об'єктів, що включає дві сферичні лінзи, закріплені одна відносно одної, який відрізняється тим, що відносно сферичних лінз зафіксовані дві двогранні оптичні призми симетрично одна одній відносно площини симетрії системи з двох лінз так, щоб головні оптичні осі лінз проходили через призми, ребра двогранних заломлюючих кутів призм були паралельні площині симетрії, а потовщені частини призм були звернені одна до одної, при цьому оптичні сили лінз, відстань між їх центрами, величина заломлюючого кута призм задані способом, в якому використано пристрій 2 Спосіб за п 1, який відрізняється тим, що для людей з порушеннями акомодації вибирають оптичну силу застосованих для зменшення ступеня акомодації лінз за формулою DB=D+Do, де D - визначена за п 1 оптична сила збиральних лінз, що створюють уявні зображення об'єкта, Do - ступінь короткозорості /ВІД'ЄМНІ значення/ чи далекозорості /додатні значення/ ока людини при спостереженні за уявним зображенням об'єкта, DB - шукана відносна оптична сила застосованої в способі лінзи 3 Спосіб за п 2, який відрізняється тим, що для 5 Пристрій за п 4, який відрізняється тим, що лінзи і призми зафіксовані на одній оправі типу оправи для окулярів 6 Пристрій за пп 4 чи 5, який відрізняється тим, що лінза і призма, призначені для роботи одна з одною, об'єднані в один спільний об'єкт у вигляді сферопризматичної лінзи, який можна описати як призму, до кожної із заломлюючих граней якої прикладені плоскими поверхнями дві сферичноплоскі лінзи, утворені поділом вихідної сферичної лінзи площиною перерізу, перпендикулярно головній ОПТИЧНІЙ ОСІ ВИХІДНОЇ ЛІНЗИ Заявка на винахід стосується офтальмології та медичної оптики і може використовуватись для полегшення роботи м'язів очей при читанні, писанні, малюванні, ремонті та складанні дрібних предметів, роботі на ЕОМ, тощо, а також може використовуватись для профілактики виникнення короткозорості в людей, що займаються подібними роботами, та для лікування короткозорості (О 00 ю Далі опис винаходу проводиться окремо для кожного з об'єктів винаходу 1 Спосіб Крушельницького полегшення роботи зору при спостереженні близько розташованих об'єктів "Відомий І широко використовується спосіб корекції та полегшення роботи зору при далекозорості за допомогою сферичних збираючих лінз, закріплених на оправі окулярів, особливо при роботах з близько розташованими предметами Див , наприклад, Л С Жданов, "Учебник по физике", вид "Наука", Москва, 1978р, ст 415 Цей спосіб прийнято за аналог Також відомий і використовується для лікування короткозорості спосіб тренування акомодаційних м'язів очей за допомогою сферичних лінз, як збираючих, так і розсіюючих, при роботах з близько розташованими предметами Див , наприклад, авторське свідоцтво СРСР №353719 Аветісова та Маца "Способ тренировки цилиарноЙ мышцы" за 1972р Даний спосіб прийнято за прототип Всі ПІ способи мають один спільний недолік, якому до цього часу не приділено належної уваги - зміна ступеню акомодації очей за допомогою лінз приводить до розбіжності між ступенем акомодації та ступенем конвергенції очей Справді, припустимо, що використання збираючих лінз в окулярах приводить до спостереженням кожним оком уявних зображень реального об'єкта, розташованих від очей на більшій від стані, ніж реальний об'єкт В той же час очі продовжуватимуть конвергувати на реальний об'єкт, розташований ближче Така розбіжність погано суб'єктивно переноситься Крім того, зберігається небезпека перевантаження м'язів очей, що забезпечують, конвергенцію Задача винаходу полягає в усуненні даного протиріччя шляхом узгодженого зменшення ступеню акомодації та конвергенції, що забезпечить полегшення роботи м'язів очей при спостереженні близько розташованих об'єктів Узгоджене зменшення ступеню акомодації та конвергенції суб'єктивно еквівалентне спостереженню за об'єктом, що знаходиться далі, ніж реальний об'єкт При цьому ЛІНІЙНІ розміри зображення будуть у стільки ж раз більші за розміри реального об'єкта, у скільки раз далі від спостерігача зображення знаходиться Тому кут бачення об'єкта для спостерігача залишиться незмінним Відстань від спостерігача до об'єкта може змінюватись в процесі роботи Тому важливо, щоб для будь-якої припустимої відстані від очей до об'єкта створювалось зображення, при розгляданні якого очі конвергуватимуть і акомодуватимуть на одну і ту саму відстань Зниження ступеню акомодації досягають застосуванням збираючих лінз, котрі розташовують між очима та об'єктом спостереження Оптичну силу лінз визначають з формули D = ± - ± Ус fc D - оптична сила збираючої лінзи, ус - середня відстань від очей до об'єкта спостереження, fc - середня відстань до зображення, котру задають з умови комфортності чи корисності спосте 58640 реження на такій відстані Ступінь конвергенції очей зменшують, відхиляючи за допомогою оптичних елементів пристрою Крушельницького промені світла, що приходять до очей від об'єкта спостереження, в сторону площини симетрії людського тіла Величину кута відхилення знаходять з умови узгодженого зменшення ступеню акомодації та конвергенції Так, для об'єкта спостереження котрий знаходиться в площині симетрії людського тіла, кут відхилення для кожного ока складатиме величину а а Ф = arccos arccos 2fc 2yc Ф - кут відхилення променів, а - відстань між зіницями очей спостерігача, ус - середня відстань від очей спостерігача до об'єкта, fc - середня /комфортна або корисна/ відстань від очей до зображення Узгоджену зміну ступеню акомодації та конвергенції досягають в діапазоні прийнятних відстаней від очей до об'єкта спостереження, який можна визначити так 1 У= ~ Г7 у - максимальна чи мінімальна прийнятна відстань від очей до об'єкта, котру визначають, D - оптична сила збираючи! лінзи, f - максимальна чи мінімальна прийнятна відстань до зображення, котру задають з умови комфортності чи корисності спостереження на такій відстані Дана суттєва ознака, тобто узгоджене зі зменшенням ступеню акомодації зменшення ступеню конвергенції очей при роботах з близько розташованими предметами в прийнятному діапазоні відстаней шляхом відхилення променів світла за допомогою оптичних елементів, в результаті чого утворюється збільшене та віддалене зображення предмета, невідома і відсутня у виявлених аналогів способу Якщо в людини існують порушення зору у вигляді короткозорості, далекозорості чи простого астигматизму і їй необхідна корекція за допомогою лінз акомодації при спостереженні зображення, то доцільно замість двох лінз для кожного ока використати одну, оптичну силу котрої визначають з формули DB=D+Do DB - відносна оптична сила лінзи, котру визначають, D - оптична сила лінз, що створюють зображення об'єкта, Do - ступінь короткозорості /ВІД'ЄМНІ значення/ чи далекозорості /додатні значення/ при спостереженні або об'єктів, віддалених на відстань, що дорівнює середній відстані до зображення, або зображення Стандартна процедура визначення ступеня короткозорості полягає в спостереженні людиною окремо кожним оком тестових таблиць, віддалених на певну відстань, через коректуючі лінзи При цьому розпізнавання тестових об'єктів можливе за допомогою лінз із різними оптичними силами в деякому діапазоні значень цих оптичних сил З метою тренування м'язів очей і поступового виправлення короткозорості доцільно вибирати лінзи найменшої оптичної сили з цього діапазону як для використання в окулярах, що їх носить короткозора людина, так і для розрахунку по останній вищенаведеній формулі відносної оптичної сили лінзи в пристрої Крушельницького Це суть процедури корекції короткозорості шляхом тренування м'язів очей Можливість здійснення винаходу розглянемо на прикладі конкретного втілення винаходу Розглянемо спосіб використання та вимоги до пристрою, що полегшує роботу нормального зору, забезпечує профілактику виникнення короткозорості і може використовуватись для лікування слабкої /порядку 0,5-1,5 діоптри/ ступені короткозорості в дорослої людини при читанні тексту надрукованого дрібним та середнім за розміром шрифтом, писанні та малюванні Приймемо середню відстань до об'єкта спостереження за 0,33м, відстань між зіницями очей будемо вважати рівною 0,07м, а бажану середню відстань до зображення об'єкта, враховуючи поради офтальмологів читати книжки, надруковані якомога більшим, шрифтом з якомога більшої відстані, приймемо рівною одному метру Розрахована по першій з вищенаведених формул оптична сила лінз складе плюс дві діоптри Кут відхилення променів, розрахований по другій формулі, складе для нашого випадку 4,1 градус Оскільки при ЗМІНІ відстані від спостерігача до об'єкта відстань до зображення також буде змінюватись, розрахуємо діапазон прийнятних відстаней від спостерігача до об'єкта Максимально допустимою можна вважати відстань до нескінчено віддаленого зображення Мінімально прийнятною можна вважати відстань до зображення, що дорівнює півметра 3 формули для максимальних і мінімальних відстаней до об'єкта знаходимо мінімально прийнятну відстань до об'єкта - 0,25м, і максимально прийнятну - 0,5м Такого діапазону можливих відстаней достатньо для зазначених вище робіт Отже, спосіб Крушельницького полегшення роботи зору для зазначених вище робіт в людей з вищезгаданими особливостями зору полягає в застосуванні спостерігачами пристрою Крушельницького, що включає дві сферичні лінзи плюс дві діоптри кожна, розміщених на оптичних осях окооб'єкт спостереження, та оптичних елементів, які відхиляють промені, що приходять до спостерігача від об'єкта спостереження на відстані 0,33м в бік площини симетрії людського тіла на 4,1 градуси Пристрій використовують в діапазоні 0,25-0,5м відстаней від спостерігача до об'єкта спостереження 2 Пристрій Крушельницького для здійснення способу Крушельницького полегшення роботи зору при спостереженні близько розташованих об'єктів ВІДОМІ та використовуються для відхилення ходу променів в медичній оптиці та офтальмології оптичні призми Див, наприклад, авт св, №554865 за 1976р Аветісова та Кащенко "Способ восстановления бинокулярности зрения при косоглазии" Подібні оптичні призми прийнято за аналог винаходу Також ВІДОМІ та широко використо 58640 вуються для корекції зору при далекозорості окуляри з сферичними збираючими лінзами Див , наприклад, Л С Жданов, 4 "Учебник по физике", вид "Наука", Москва, 1978р, ст 415 Подібні окуляри з подібними лінзами використовуються також для тренування акомодаційних м'язів очей Див , наприклад, авт св №353719 за 1972р Аветісова та Маца "Способ тренировки цилиарной мышцы" Даний пристрій прийнято за прототип винаходу І призми, і сферичні лінзи у всіх подібних пристроях використовуються незалежно одні від других безпосередньо за своїм основним призначенням Сферичні лінзи, наприклад, можуть використовуватись для корекції порушень зору в конкретної людини, а призми для зміни ходу променів при косоокості, і т п Подібні поєднання не здатні створити нової, корисної для користувача якості - віддаленого і збільшеного зображення об'єкта спостереження, що дозволило б полегшити роботу зору В основу винаходу поставлено задачу спроектувати пристрій, котрий здатний створювати збільшене і віддалене зображення близько розташованих предметів шляхом узгодженого зменшення ступеню акомодації за допомогою сферичних збираючих лінз та ступеню конвергенції за допомогою двох однакових оптичних призм, що забезпечить полегшення роботи зору при спостереженні близько розташованих об'єктів Зменшення ступеню акомодації очей досягається застосуванням двох сферичних лінз, оптичні сили котрих та розміщення відносно очей задані способом їх застосування Відхилення променів світла для зменшення ступеню конвергенції досягають, застосовуючи дві одинакові оптичні призми Призми розташовують на оптичних осях між очима і об'єктом спостереження, фіксуючи їх відносно лінз симетрично площині симетрії людського тіла так, що ребра двогранних заломлюючих кутів призм паралельні площині симетрії людського тіла, а потовщені частини призм звернені одна до другої Величину двогранних заломлюючих кутів призм вибирають такими, що забезпечують відхилення призмами променів світла на потрібний, заданий способом застосування пристою кут відхилення Дана комбінація чотирьох оптичних елементів /двох лінз та двох призм/ володіє важливою несамоочевидною властивістю, підтвердженою математичним моделюванням та експериментом Глибинна природа цієї властивості полягає в ідентичності фізичного механізму заломлення променів світла в лінзах і призмах При ЗМІНІ відстані від лінз та призм з одного боку та об'єктом спостереження з другого відстань до зображення об'єкта, утвореного лінзами та призмами, буде змінюватись так, що ступінь акомодації та конвергенції спостерігача зміниться на однакову величину Описані суттєві ознаки відсутні у виявлених аналогів пристрою Властивість узгоджено змінювати акомодацію та конвергенцію очей на зображення об'єкта при ЗМІНІ відстані від оптичних елементів до об'єкта спостереження дозволяє закріплювати лінзи та призми на СПІЛЬНІЙ оправі типу окулярної оправи, що значно збільшує комфортність застосування пристрою Для зменшення КІЛЬКОСТІ променезаломлюю 58640 8 чих поверхонь а, отже, зменшення втрат освітлелу призми ності і для зменшення спотворень в оптичній сисДля оргскла останній коефіцієнт дорівнює темі, а також для зменшення маси та трудоємкості 1,49, заломлюючий кут призми дорівнюватиме, виготовлення оптичних елементів, можливе об'єдотже, 8,2 градуси Лінзи та призми для комфортнання сферичної лінзи та призми в один об'єкт у ності проведення вищезгаданих робіт доцільно вигляді сферопризматичної лінзи Можливість і закріпити на оправі, подібної оправи окулярів Отособливості такого поєднання пояснюють наступні же, пристрій Крушельницького для полегшення міркування Якщо сферичну лінзу з двома сферироботи зору по способу Крушельницького при прочними поверхнями розділити січною площиною, веденні вищезазначених робіт вищезазначеною перпендикулярною головній оптичній осі лінзи на категорією людей являє собою комбінації закріпдві половини у вигляді двох сферично-плоских лених на СПІЛЬНІЙ оправі, подібній оправі окуляр, лінз і кожну з них прикласти плоскими поверхнями двох лінз та двох призм Сферичні лінзи оптичною до однієї та протилежної грані двогранного заломсилою плюс дві діоптри кожна закріплені на оправі люючого кута призми, то в результаті ми отримаєсиметрично площини симетрії оправи з міжцентмо одне ціле у вигляді сферопризматичної лінзи ровою відстанню 0,069м /з умови співпадання головної оптичної осі лінзи з оптичною віссю окоМожливість здійснення винаходу розглянемо зображення об'єкта/ Дві оптичні призми, виготовна прикладі конкретного втілення винаходу Розлені з оргскла з коефіцієнтом заломлення 1,49, із глянемо пристрій, що полегшує роботу нормальзаломлюючим кутом в 8,2 градуси, закріплені на ного зору забезпечує профілактику виникнення цій же оправі симетрично площини симетрії опракороткозорості і може використовуватись для лікуви При цьому ребра двогранних заломлюючих вання слабкої /порядку 0,5-1,5 діоптрій/ ступені кутів призм паралельні площині симетрії оправи, короткозорості Нехай пристріл повинен викориспотовщені частини призм звернені одна до другої, товуватись дорослою людиною при читанні тексту а одна з граней заломлюючого кута призм перпеннадрукованого дрібним та середнім за розміром дикулярна ГОЛОВНІЙ ОПТИЧНІЙ ОСІ ВІДПОВІДНОЇ ЛІНЗИ, шрифтами, писанні чи малюванні Приймемо середню відстань до обєкта спостереження за а самі призми знаходяться на оптичних осях ВІД0,33м, відстань міх зіницями очей будемо вважати ПОВІДНИХ сферичних лінз рівною 0,07м, а середню відстань до зображення При користуванні даним пристроєм для спооб'єкта приймемо рівною одному метру Спосіб, в стереження близько розташованих об'єктів його якому використовується пристрій, вимагає зменодягають подібно звичайним окулярам Збираючі шення акомодації для кожного ока за допомогою лінзи при цьому будуть зменшувати ступінь акосферичних збираючих лінз на плюс дві діоптри модації кожного ока, створюючи уявні віддалені та Узгоджено з цим повинна зменшуватись конвергезбільшені зображення реального об'єкта Оптичні нція очей шляхом відхилення променів, що прихопризми в той же час, відхиляючи промені в бік дять до очей від об'єкта спостереження, розташоплощини симетрії людського тіла, зменшать стуваного на відстані 0,33м /середня відстань до зопінь конвергенції очей, причому очі будуть конвербраження/ відносно кожного ока Відхилювати тувати на ту ж відстань, на котрій знаходяться уявпромені необхідно в бік площини симетрії людсьні зображення об'єкта спостереження Суб'єктивно кого тіла на 4,1 градуса Знаючи кут відхилення це еквівалентно спостереженню за збільшеним та променю та коефіцієнт заломлення конкретного віддаленим об'єктом і забезпечує полегшення рооптичного матеріалу, можна легко по відомим з боти зору При ЗМІНІ відстані від спостерігача з фізики формулам розрахувати величину двогранодягненим на голову пристроєм та об'єктом споного заломлюючого кута призми Так, для важлистереження в діапазоні від 0,25м до 0,5м конвервого випадку, коли одна з граней двогранного загенція та акомодація очей на зображення буде ломлюючого кута призми перпендикулярна оптичзмінюватись узгоджено так, що відстань до зобраній осі системи та головній оптичній осі лінзи, заження буде змінюватись від 0,5м до безмежності ломлюючий кут можна визначити з наступної Необхідно від мітити, що конкретні умови виформули користання способу задають конструктивні величини застосованого в способі пристрою А сам sincp спосіб неможливо здійснити без описаного приа = arctg — строю Звідси випливає необхідність об'єднання n-coscp цих двох об'єктів винаходів в одному комплексноа - заломлюючий кут призми, му винаході Ф - кут відхилення променів призмою, п - коефіцієнт заломлення оптичного матеріа Комп'ютерна верстка Е Гапоненко Підписано до друку 05 09 2003 Тираж39 прим Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, Львівська площа, 8, м Київ, МСП, 04655, Україна ТОВ "Міжнародний науковий комітет", вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна