способ формирования изображения на дисплее цифрового устройства

Формула изобретения

Способ формирования изображения на дисплее цифрового устройства с дисплеем, включающий подачу на устройство формирования размытостью изображения цифрового устройства с дисплеем двух сигналов, при этом первый сигнал подают от датчика напряжения глазных мышц, управляющих аккомодацией глаз пользователя, расположенного вблизи глаз пользователя в виде очков или гарнитуры, а второй сигнал формируют программой цифрового устройства с дисплеем, устройство формирования размытостью изображения формирует выходной сигнал, управляющий степенью размытости изображения на дисплее, пропорциональный разности двух входных сигналов, при этом, чем больше разность между абсолютными величинами входных сигналов, тем больше размытость изображения, выводимого на дисплей, а, чем меньше разность, тем меньше размытость изображения на дисплее, кроме того, коэффициент пропорциональности между величиной разности сигналов и степенью размытости регулируют автоматически или устанавливают вручную.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к способам формирования изображений на дисплеях различных цифровых устройств, а также может быть использовано в медицине при профилактике и лечении заболеваний глаз.

С расширением использования различных цифровых устройств с дисплеями возрастает нагрузка на глаза пользователей. При этом ухудшается зрение и развивается близорукость. Это обусловлено тем, что в естественных условиях для формирования резкого изображения глаза человека все время рефлекторно выполняют работу по фокусировке изображения, то есть осуществляют аккомодацию. Глаза реагируют на нечеткое изображение на сетчатке и заставляют работать мышцы по деформации хрусталика.

В отличие от естественных условий, при работе пользователей с цифровыми устройствами с дисплеем, изображение на дисплее этих устройств всегда формируется резким и четким. При этом глазным мышцам, один раз сфокусировавшим глаза на плоскость экрана, нет необходимости непрерывно выполнять дополнительную работу по аккомодации. Мышцы глаз, отвечающие за аккомодацию, в течение всего времени работы с дисплеем находятся в одном и том же состоянии напряжения. При этом у пользователя развивается закостенение и атрофирование глазных мышц, что и приводит к развитию близорукости.

Из «Уровня техники» известен способ формирования стереоскопического изображения на экране дисплея, который включает отображение на экране дисплея информации для левого и правого глаза, и преобразуют эту информацию в стереоскопическое изображение. При этом отображение на экране дисплея информации для левого и правого глаза наблюдателя осуществляют путем преобразования сигналов исходной информации в две и более синхронные, последовательные или чередующиеся группы закодированных сигналов изображений для левого и правого глаза наблюдателя, формируют на экране дисплея чередующиеся элементы изображений для левого и правого глаза наблюдателя, а преобразование элементов изображений для левого глаза и правого глаза наблюдателя в стереоскопическое изображение осуществляют посредством избирательного пропускания изображений для левого и правого глаза наблюдателя через оптический пленочный шриховой растр (см. патент РФ № 2117414, кл. H04N 13/04, опубл. 10.08.1998).

Недостатками известного решения является возможность искажения информации, полученной с глаз пользователя, что может вызвать отрицательное воздействие средством отображения на один глаз или на оба глаза сразу.

Кроме того, известен способ для манипулирования изображением, отображаемом на дисплее электронного устройства, использующем модальность чувствительного к касанию (прикосновению) ввода, которая имеет возможность восприятия местоположения касания и давления касания (см. заявку РФ № 2010109740, кл. G06F 3/041, опубл. 27.09.2011).

Известный способ вообще не обеспечивает возможности стимуляции мышц глаз в связи с формированием изображения на дисплее путем тактильного контакта и не исключает отрицательное воздействие средства отображения на глаза пользователя.

Также из «Уровня техники» известен способ интерактивного телевидения, в котором формируют видеосигнал всего видеоизображения или видеосигналы участков видеоизображения, имеющие один или разные уровни качества. В средстве формирования видеосигналов, по крайней мере, один видеосигнал преобразовывают, по крайней мере, в одном средстве преобразования видеосигналов в ряд видеосигналов участков видеоизображения и/или преобразовывают уровень качества участков видеоизображения, и/или изменяют границы участков видеоизображения, передают все видеосигналы по информационным каналам, по крайней мере, на одно средство преобразования видеосигналов и, по крайней мере, на одно средство отображения информации. На экране средства отображения информации формируют видеоизображение, которое воспринимает, по крайней мере, один пользователь. По крайней мере, одним датчиком определяют характеристики, по крайней мере, одного глаза пользователя относительно видеоизображения, сформированного средством отображения информации, и динамически формируют сигналы, кодирующие характеристики, по крайней мере, одного глаза пользователя, которые передают, по крайней мере, в одно вычислительное устройство, в котором по указанным сигналам, с учетом функции разрешающей способности глаз. Вырабатывают сигналы запроса, кодирующие информацию о границах, по крайней мере, одного участка видеоизображения и/или об уровнях качества видеоизображения, по крайней мере, одного участка видеоизображения, для, по крайней мере, одного глаза, по крайней мере, одного пользователя и, по крайней мере, одной группы пользователей. Сигналы запроса передают, по крайней мере, на два средства из указанных средств формирования видеосигналов, преобразования видеосигналов и средства отображения информации, в которых с учетом сигналов запроса соответственно формируют видеосигналы, преобразовывают видеосигналы, формируют видеоизображение (см. патент РФ № 2220514, кл. H04N 7/18, опубл. 27.07.2003).

Недостатками известного изобретения являются отсутствие возможности формирования изображения, стимулирующего глазные мышцы на выполнение работы по аккомодации глаз.

Задачей настоящего изобретения является устранение вышеуказанных недостатков.

Технический результат заключается в стимулировании глазных мышц на выполнение дополнительной работы по аккомодации глаз.

Технический результат обеспечивается тем, что способ формирования изображения на дисплее цифрового устройства с дисплеем включает подачу на устройство формирования размытостью изображения цифрового устройства с дисплеем двух сигналов. При этом первый сигнал подают от датчика напряжения глазных мышц, управляющих аккомодацией глаз пользователя, расположенного вблизи глаз пользователя в виде очков или гарнитуры, а второй сигнал формируют программой цифрового устройства с дисплеем, устройство формирования размытостью изображения формирует выходной сигнал, управляющий степенью размытости изображения на дисплее, пропорциональный разности двух входных сигналов, при этом, чем больше разность между абсолютными величинами входных сигналов, тем больше размытость изображения, выводимого на дисплей, а, чем меньше разность, тем меньше размытость изображения на дисплее, при этом коэффициент пропорциональности между величиной разности сигналов и степенью размытости регулируют автоматически или устанавливают вручную.

Техническая сущность изобретения поясняется иллюстрацией, на которой изображена система управления размытостью изображения. В состав системы управления размытостью изображения входят следующие конструктивные элементы: датчик 1 измерения напряжения глазных мышц пользователя, обеспечивающих аккомодацию; программно-аппаратный комплекс системы управления размытостью изображения 2; устройство формирования размытости изображения 3.

При этом датчик 1 измерения напряжения глазных мышц пользователя может быть выполнен в виде очков или гарнитуры, одеваемых пользователем во время работы с цифровым устройством с дисплеем (компьютером).

Датчик 1 измерения напряжения глазных мышц формирует сигнал, пропорциональный степени напряжения глазных мышц пользователя. Под глазными мышцами подразумеваются мышцы, деформирующие хрусталик и обеспечивающие фокусировку изображения на сетчатке глаза. Данный сигнал может измеряться как от обоих глаз, так и от одного. В случае измерения сигнала от двух глаз, результирующий сигнал усредняется.

Программно-аппаратный комплекс 2 может быть реализован автономно от цифрового устройства с дисплеем или реализован внутри самого устройства с дисплеем и выполняет следующие функции.

При выводе визуальных объектов на дисплей, программа программно-аппаратного комплекса одновременно формирует сигналы, задающие «виртуальное» расстояние от этих объектов до глаз пользователя, то есть расстояние, на которое должно быть настроено зрение пользователя, чтобы изображение на экране было резким (не размытым).

Например, при выводе изображения фотографии пейзажа, для дерева на переднем плане виртуальное расстояние в программе может быть сформировано равным 3 метра, для леса на заднем фоне - 50 метров. Формирование с помощью программы программно-аппаратного комплекса сигналов виртуальных расстояний может производиться не только для изображений физических объектов, а вообще для любых объектов, выводимых на экран. Например, при выводе текста для одного абзаца может задаваться расстояние 1,5 метра, для другого - 0,5 метра.

Таким образом, для каждого визуализируемого на дисплее объекта формируется виртуальная «метка», указывающая расстояние, на котором этот объект должен выглядеть резким.

Формируемые значения виртуальных расстояний поступают на один из входов устройства формирования размытостью изображения.

Устройство формирования размытостью изображения 3 управляет степенью размытости изображений объектов, выводимых на экран дисплея. Резкость выводимого изображения формируется в зависимости от величины разности двух сигналов, поступающих на два входа этого модуля.

Первый сигнал поступает от датчика 1 измерения напряжения глазных мышц пользователя и соответствует расстоянию, на которое фактически «настроены» глаза пользователя в данный момент.

Второй сигнал поступает от программы программно-аппаратного комплекса 2 и соответствует программной установке виртуального расстояния до выводимого на экран объекта.

Если оба сигнала, поступающих на вход устройства формирования размытости изображения 3 (и приведенные масштабированием к сопоставимым величинам), равны по величине (с заданной степенью точности), то изображение объекта на экране дисплея формируется четким и не размытым.

Если между входными сигналами существует ненулевая разность, то устройство формирования размытости изображения 3 формирует изображение объекта на экране дисплея размытым. Размытость изображения пропорциональна величине разности между входными сигналами с некоторым коэффициентом усиления К, а именно, чем больше разность, тем больше размытость изображения.

Коэффициент усиления К между разностным сигналом и степенью размытости формируемого изображения может быть выполнен регулируемым. Причем его регулировка может выполняться автоматически или вручную пользователем через экранный интерфейс настройки.

Способ осуществляют следующим образом.

Первоначально осуществляют калибровку датчика 1 измерения напряжения глазных мышц пользователя под конкретного пользователя. Калибровка заключается в том, что пользователь последовательно фокусирует свое зрение на объектах, расположенных на заранее заданных фиксированных расстояниях. Соответствующие этим расстояниям значения сигнала от датчика 1 измерения напряжения глазных мышц пользователя запоминаются в программно-аппаратном комплексе 2. Далее в процессе функционирования системы управления размытостью изображения эти калиброванные значения используют для определения расстояния, на которое настроены глаза пользователя в текущий момент. Это обеспечивается путем интерполяции и экстраполяции предварительно измеренных калиброванных значений. Калибровку осуществляют по мере изменения остроты зрения пользователя.

При работе пользователя с цифровым устройством с дисплеем, в состав которого входит система управления размытостью изображения, с помощью датчика 1 измерения напряжения глазных мышц пользователя производят непрерывное измерение напряжения глазных мышц пользователя. Одновременно программа программно-аппаратного комплекса 2 выводит объекты на экран и формирует виртуальное расстояние для них. Устройство формирования размытости изображения 3 обрабатывает сигналы от датчика 1 измерения напряжения глазных мышц пользователя и от программы программно-аппаратного комплекса 2. На основе их разности формирует соответствующее изображение для выводимых на экран объектов.

Если в ходе работы программно-аппаратного комплекса 2 программно изменяются «виртуальные» расстояния до визуализируемых объектов, это вызывает увеличение разности сигналов на входе устройства формирования размытости изображения 3 и, соответственно, размывание изображения на экране. Размывание изображения на экране стимулирует адаптацию глаз пользователя. Если глаза пользователя подстраиваются под новое виртуальное расстояние, изображение на экране становится резким. Таким образом, при эксплуатации цифрового устройства с дисплеем с системой управления размытостью изображения развивается подвижность мышц, управляющих хрусталиком, что предотвращает развитие близорукости.