Устройство для демонстрации синусоидальных тестов Советский патент 1990 года по МПК A61B3/00 

65

О

N

оэ

4:

00

в момент, соответсч вующий наблюдению одного из полей, опорного или с сигналом, сдвинутым по фазе блоком 12 фазовращателей, т.е. имеющим линейный

параллакс, и сложения этих изображений, мозг оператора формирует стереоскопическое изображение. 2 ил.

Изобретение относится к медицинской технике, точнее к устройствам для испытания остроты зрения и исследования характеристик органа зрения. Цель изобретения - повышение достоверности профессионального отбора операторов путем оценки видимости наблюдаемого стереоизображения, что достигается использованием последовательно соединенных задающего генератора 1, синхрогенератора 2, формирователя 3 полного телевизионного сигнала, телевизионного приемника 4, блока 5 опознавания полей, блока 6 управления, светоклапанов 7,8, делителя 9, блока 10 фильтров, коммутаторов 11, 13, 15, блока 12 фазовращателей. За счет поочередного открытия светоклапанов 7 или 8 блоком 6 управления в момент, соответствующий наблюдению одного из полей, опорного или с сигналом, сдвинутым по фазе блоком 12 фазовращателей, т.е. имеющим линейный параллакс, и сложения этих изображений, мозг оператора формирует стереоскопическое изображение. 2 ил.

Изобретение относится к медицинской технике, точнее к устройствам для испытания остроты зрения и исследования характеристик органа зрения.

Цель изобретения - повьвдение достоверности профессионального отбора операторов путем оценки видимости наблюдаемого стереоизображения.

На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства; на фиг. 2 - блок опознавания полей.

Устройство содержит последовательно соединенные задающий генератор 1, синхрогенератор 2, формирователь 3 полного телевизионного сигнала (ПТС), телевизионный (ТВ) приемник 4, блок 5 опознавания полей, блок 6 управления светоклапанами 7 и 8. Выход задающего генератора соединен через делитель 9 с блоком 10 фильтров, выходы которого подключены параллельно к коммутатору 11 и блоку 12 фазовращателей, выходы которого подключены через коммутатор 13 и аттенюатор 14 к коммутатору 15, к. второму входу которого через аттенюатор 16 подключен выход коммутатора 11, а третий его вход соединен через D-триггер 17 с вторым выходом синхрогенератора 2, а выход коммутатора 15 подключен к модулятору 18 яркости, вход которого соединен с генератором 19 модулирующего напряжения, причем ТВ приемник 4 содержит блок 20 формирования яркости, соединенный через видеоусилитель 21 с ТВ трубкой 22 Селектор 23 синхроимпульсов подключен, соответственно через генераторы кадровой 24 и строчной 25 разверток к кадровой 26 и строчной 27 катушкам, а светоклапаны 7 и 8 размещены на сте реоочках 28. Блок 5 опознавания полей содержит последовательно соединенные фазовый детектор 29, фильтр 30, генератор 31 (ГУН), управляемый напряжением, D-триггер 32, а та1сже делитель 33 частоты.

Устройство работает следующим об;разом.

Задающий генератор 1 вырабатьгоает колебания с частотой f, соответст

5

0

5

0

5

0

5

0

5

вугацей высшей пространственной частоте воспроизводимой рещетки. Делитель 9 частоты позволяет получить частоты решетки в целое число раз ниже частоты f-p. Прямоугольные колебания с выходов делителя 9 частоты поступают на вход блока 10 узкополосных фильтров, где из них выделяются синусоидальные колебания, соответствующие первым гармоникам указанных сигналов. Полученные синусоидальные колебания подаются параллельно на вход многоканального коммутатора 11 и блока 12 фазовращателей. Адресные входы коммутаторов 11 и 13 объединены и подключены к шине выбора номера теста. При поДаче на шину некоторого адреса открьюаются одноименные каналы коммутаторов 11 и 13 и на входы аттенюаторов 16 и 14 поступают колебания одинаковой частоты, но имеющие некоторый фазовый сдвиг, определяемый положением органа регулировки фазы блока 12 фазовращателей. С выходов аттенюаторов 16 и 14, регулирующих амплитуду подводимых сигналов, синусоидальные колебания с заданными амплитудами и фазовым сдвигом поступают на сигнальные входы коммутатора 15. Переключение каналов коммутатора 15 осугдествляется триггером 17. Допустим, что состояние Лог. О на выходе триггера 17 соответствует подключению выхода аттенюатора 16 на выход коммутатора 15, а состояние Лог.1 - подключение выхода аттенюатора 14. Таким образом, при поочередном изменении состояния триггера 17 на выходе коммутатора 15 появляются колебания опорного (с выхода аттенюатора 16) и сдвинутого относительно опорного (с выхода аттенюатора 14) сигналов. Переключение каналов коммутатора 15 происходит с частотой смены полей кадровой развертки. С этой целью на информационный вход триггера 17 поступают колебания с удвоенной строчной частотой, а на синхровход - кадровые, синхроимпульсы (КСИ). В нечетных полях передний фронт КСИ совпадает с.низким

уровнем сигнала двойной строчной

частоты, и на выходе триггера 17 уснавливается нулевой логический уровень, а на выход коммутатора 15 продит опорный сигнал с выхода аттенюатора 16, 3 четных полях триггер 17 устанавливается в состояние Лог.1 и открывает канал сдвинутого по фаз сигнала. Вспомогательный сигнал с двойной строчной частотой AojiTSMpyeT ся синхрогенератором 2 из колебаний задающего генератора 1. Этот синхро генератор формирует смеси строчных и кадровых синхроимпульсов (СМСИ) и строчных и кадровых гасящих импульс (СМГИ), необходимые для формировани полного телевизионного сигнала в фомирователе 3 ПТС. Все упомянутые сигналы формируются из сигнала с ча

тотой f и имеют частоты, находяггр еся в целочисленном отношении к f,., поэтому получаемые синусоидальные решетки неподвижны относительно растра на экране телевизионного приемника 4. Амплитуды выходных сигналов аттенюаторов 16 и 14 определяют контраст соответствующей решетки, а фазовьм сдвиг- величину рассовмещения решеток или горизонтальньм параллакс, значение которого определяется по формуле

f;. HO

где ДХ - горизонтальный параллакс, мм;

L - ширина экрана, мм;

(-Р - фазовый сдвиг, град; f; - частота сигнала решетки, МГц; Нд - длительность активной части.

строки,

мкс;

С выхода формирователя 3 ПТС полный стереовидеосигнал подается на вход телевизионного приемника 4, а именно на вход видеоусилителя 21 и селектора 23 синхроимпульсов. С выхода видеоусилителя 21 видеосигнал поступает на модулируюш й электрод телевизионной трубки 22. Блок 20 формирования яркости представляет собой регулируемый источник постоянного напряжения, задающий начальную (фоновую) яркость Трубки 22 при уровне входного сигнала, соответствующего уровню гашения (уровню черного). Селектор 23 cинxpoи myльcoв выделяет из полного видеосигнала строчные (ССИ) и кадровые (КСИ) синхроимпульсы для син- хронизазщи генераторов строчной 25 и кадровой 24 развеТ ток, формирующих в отклоняющих катушках 26 и 27 пилообразные токи, обеспечивающие линейное перемещение развертьшающего луча по экрану трубки 22. Одновременно КСИ и сен подаются на входы блока 5 опознавания полей. ГУН 31 (фиг. 2) вырабатывает колебагшя с частотой, близкой к удвоенной строчной, которая делится на два делителем 33 частоты, выходной сигнал которого подводится к первому входу фазового детектора 29. На второй вход поступают строчные синхроимпульсы. Фазовый детектор 29 вырабатывает и E yльcы, длительность которых пропорциональна разности фаз между сен и выходным сигналом делителя 33 частоты. Пропорционально интегрирую- 4Q щий фильтр 30 сглаживает эти импульсы и выделяет их постоянную составляющую, воздействующую на управ- ляюшлй вход ГУН 31. Поскольку обратная связь отрицательна, частота ГУН

С целью исследования влияния временного изменения яркости изображения на порог восприятия стереоизображения выходной сигнал коммутатора 15 модулируется по амплитуде при помовд моду- j . з 1 изменяется до тех пор, пока не ста- лятора 18 яркости, управляемого сину- нет равной удвоенной частоте ССИ. соидальным генератором 19 модулирую- Триггер 32 работает аналогично тригщего напряжения. Полученный стереовидеосигнал с варьируемыми значениями контраста, параллакса, пространст- 0 венной частоты и средней яркости поступает на сигнальный вход формирователя 3 ПТС, где он смешивается с га- СЯ1ЧИМИ и синхронизируюгщми импульсами. Фазовый сдвиг qj задает величину 55 рассовмещения синусоидальных решеток на экране телевизионного приемника. Среднее значение синусоидального сигнала задается модулятором 18 яркости

геру 17, т.е. формирует по фронту КСИ единичный перепад в четных полях и нулевой - в нечетных. Таким образом, выходной сигнал триггера 32 представляет собой симметричные прямоугольные колебания, полупериод которых равен . периоду КСИ, т.е. длительности одного поля поля кадровой развертки, причем единичные состояния соответствуют четным полям, а нулевые - нечетным.

Импульсы опознавания полей с выхода триггера 32 поступают на блок 6

и

0

5

0

определяет среднее зна1гение яркости экрана В (.р .

С выхода формирователя 3 ПТС полный стереовидеосигнал подается на вход телевизионного приемника 4, а именно на вход видеоусилителя 21 и селектора 23 синхроимпульсов. С выхода видеоусилителя 21 видеосигнал поступает на модулируюш й электрод телевизионной трубки 22. Блок 20 формирования яркости представляет собой регулируемый источник постоянного напряжения, задающий начальную (фоновую) яркость Трубки 22 при уровне входного сигнала, соответствующего уровню гашения (уровню черного). Селектор 23 cинxpoи myльcoв выделяет из полного видеосигнала строчные (ССИ) и кадровые (КСИ) синхроимпульсы для син- хронизазщи генераторов строчной 25 и кадровой 24 развеТ ток, формирующих в отклоняющих катушках 26 и 27 пилообразные токи, обеспечивающие линейное перемещение развертьшающего луча по экрану трубки 22. Одновременно КСИ и сен подаются на входы блока 5 опознавания полей. ГУН 31 (фиг. 2) вырабатывает колебагшя с частотой, близкой к удвоенной строчной, которая делится на два делителем 33 частоты, выходной сигнал которого подводится к первому входу фазового детектора 29. На второй вход поступают строчные синхроимпульсы. Фазовый детектор 29 вырабатывает и E yльcы, длительность которых пропорциональна разности фаз между сен и выходным сигналом делителя 33 частоты. Пропорционально интегрирую- Q щий фильтр 30 сглаживает эти импульсы и выделяет их постоянную составляющую, воздействующую на управ- ляюшлй вход ГУН 31. Поскольку обратная связь отрицательна, частота ГУН

5

0

5

j . з 1 изменяется до тех пор, пока не ста- нет равной удвоенной частоте ССИ. Триггер 32 работает аналогично триггеру 17, т.е. формирует по фронту КСИ единичный перепад в четных полях и нулевой - в нечетных. Таким образом, выходной сигнал триггера 32 представляет собой симметричные прямоугольные колебания, полупериод которых равен . периоду КСИ, т.е. длительности одного поля поля кадровой развертки, причем единичные состояния соответствуют четным полям, а нулевые - нечетным.

Импульсы опознавания полей с выхода триггера 32 поступают на блок 6

управления, формирующий сигналы, поочередно открываю1ще и закрывающие светоклапаны 7 и 8 стереоочков 28.

При передаче нечетного поля решет- ка, соответствующая опорному сигналу через открытый светокпапан.8 проецируется в правый глая оператора, а световой поток от экрана трубки в левый глаз перекрыт светоклапаном 7. В на- чале следующего (четного) поля светоклапан 8 закрывается, а светоклапан 7 открывается, и решетка, соответствующая сдвинутому по фазе сигналу, проецируется в левьш глаз оператора. Bpe зультате сложения двух изображений, имеющих линейный параллакс дХ, мозг оператора формирует пространственное (стереоскопическое) изображение решетки. Изменением фазового сдвига ц можно найти такое значение параллакса Х, при котором стереоэффект исчезает. Это значение является порогом стереоскопического восприятия для данного оператора при заданных средней яркости, частоте и глубине ее модуляции, контрасте, пространственном периоде решетки, которые задаются органами регулировки блоков 11, 13, 14, 16 и 18. Таким образом, пред- лагаемое устройство позволяет производить многопараметрический профессиональный отбор операторов дистан- ционно-управляемых машин, роботов . и манипуляторов, управление которыми осуществляется посредством стереотелевизионных систем.

Устройство позволяет демонстрировать стерео тест-объект в широких пределах яркостей и при высокой точности изменения контраста в каждом из каналов стереопары. Так как устройство позволяет изменять контраст-с точностью 2%, а стабильность синусои- ды находится в пределах 5%, то это позволяет с высокой точностью определить видимость наблюдаемого стереоизображения . Под видимостью понимается отношение видимого и порогового контрастов. Так как любой объект можно разложить в Фурье-спектр, представляющий собой определенный набор синусоидальных гармоник, то, соответственно, возможно для этого ОбЪ-

екта рассчитать любой пороговьй контраст, который определяется суммой отдельных реакций глаза. Кроме того, Фурье-анализ изображения в оптике и

определения видимого контраста является наиболее разработанным и точным анализом визуальных оптико-электронных систем. Получение таких характеристик {три работе непосредственно в системе визуализации с учетом стереоэффекта увеличивает точность определения реакции глаза на синусоидальную волну и видимость человеко-оператора. Кроме того, учет стереоэффекта дает возможность контролировать профессиональный отбор операторов, работающих со стереоаппаратурой, что определяет возможность управления и ориентации их в пространстве.

Формула изобретения I

Устройство для демонстрации синусоидальных тестов, содержащее задающий генератор, два аттенюатора, выходы ко торых соединены с первым и вторым входами первого коммутатора, модулятор яркости, к входу которого подключен генератор модулирующего напряжения, и телевизионный приемник, включающий в себя блок формирования яркости, подключенный через первый вход видеоусилителя к телевизионной трубке, и селектор синхросигналов, вход которого является входом телевизионного приемника и соединен с вторым входом видеоусилителя, а выходы являются выходами телевизионного приемника и подключены соответственно через генераторы строчной и кадровой разверток соответственно к строчной и кадровой отклоняющим катушкам, отличающееся тем, что, с целью повышения достоверности профессионального отбора операторов путем оценки видимости наблюдаемого стереоизображения, оно снабжено синхрогене- ратором, вход которого подключен к задающему генератору, а первый и второй выходы соединены соответственно с первым и вторым входами формирователя полного телевизионног о сигнала, выход которого подключен к входу телевизионного приемника, к выходам которого через блок опознавания полей подключен блок управления, соединенный с двумя светоклапанами стереоочков, а к вьпсоду задающего генератора подключены последовательно делитель частоты, блок фильтров, к выходам которого подключены параллельно второй коммутатор, соединенный с первым аттенюатором, и блок фазовращателей, соелинен- ньй через третий коммутатор с вторым аттенюатором, причем третий и четвертый выходы синхрогенератора подключены через D-триггер к третьему входу первого коммутатора, выход которого через модулятор яркости соединен С третьим входом формирователя полного телевизионного канал-сигнала.

Фиг.г