Преобразователь составляющих движений глаза Советский патент 1980 года по МПК A61B3/10 

4 п 5 ;н верликальиых коорди-нат.ных катушек 6 ,и 7, прикрепленных к оправе очков :1ерпенлп:кулярпо центральной катушке 3 и лежащих в одной плоскоспи, и электричес1 ую схему, имеющую 1высо,кочастот1 ый геноратор 6, дзе фазосдзимающше цспИ 9 и Ю, .одные напряжения которых .между собой являются Ортого1наль;нм.ми, ,и два идентичные канала // и J2 преобразовання. Каждый глз Каналов состонг яз сумматора /о, имеющего высокое входное сопротивление, ус 1Л :теля 14, laaiCTpodHHoro на частоту генератора о, nepiEoro демодулятора 15 с фнльтром i6 низких частот, модулятора 17 oopavHoii связи, фо1р|мирую1цего синусоидальный снгнал, 1имею1ний ту же начал)ную фазу, что-и ояорное напряженне, и второго демодулятора 18 с фильтром 19 Viiijких частот.

МаПряженне высо;кочаСтотного ера топа /7.ч(П Lgm cos ), :де Usin -- амплитуда;

ojo - кругОвая частота;

G - начальная фаза, ,в нейтральной

катушке 3 создает возбуждающий ток

;з(0 f cSo//- cos (), отстающий от

:Юзбу/кдаюн1его :иаиряженпя Uf,(t) иа

(p;;, argZ;j,

де Zs - гголпое сонроттгвленнс нейтральной катунгки, а фз - его модуль. Прн наличии тока :В центральной катущке нотохоснеиленне между снтральной катущкой 3

н |КороткозаМ| :Иутои кат чнкои / irs F32(e)/J/j,

где .Мз2(0) - взанМОИйдуктивность центральной л короткозамкнутой катущ.камн, + полный угол, а 0, п 0 у - ортогональные Соста1вляюнше отклонения глаза, связывает зти катущки, вследств-не чего индуцируется ЭДС, создающая в короткозамкпутой катуп ке ток

1 d

.7 dt

где Z2 -/-, сонротивлеН|Т е коротко3 а м кн у той к атуш ки;

L9 - модуль;

ф2 - фазовый угол, Для небольЩ|Нх углов отклопен1ия .глаза взаимонндуктнвность Мз2 от угла 0 зависит незначительн10, поэтому можно сЧ|Итать Л1з2(0) M32 Const,И тогда

. ,М.,., d .. ,,,, M.,,LA. . , ,0.

z:z: Ток /2(0 создает вторичное возбуждающее поле. Потокосцеплещия

Ф,,(е,,(е)/,()

и ф2у(0)М2,в,(/)Ь(3)

где М2.х{Э),М2у(в) - взаимо.нпдуктивностн между короткозам к 1утои катущкой и иротиво-нослсдовательно сосдииенныл:л координатиыМ(И катущками, связывают короткоза-мкнутую катущку с координатньимн. Следует отметить, что нз-за «деитичности координатных катущек. их расноложе-гия от1 ОС|Ителы10 цеитра.чьиой и нроти.зо-носледО|Вательиого их сосди11ен :я, огсутст} у ог иза,имоинд}-ктН:Вность .между нейтральной катущ.кой н оордлпатными. Для нсбо/плн.их углов 6 справедливы приближенные равенcTisa:

1,,,({-)) - ..ч ,,-н,. ., я,,, (-4; где /V2.V, К-,у --- коэфф. иролорниоd

d ,. dt

чае:,1 такие выражения ЭДС на кооодинятиых катущек:

rfi-),.,..v: ,„ - . коэффициенты преоб 1азовация первичного преобразователя.

з иослеД|Них выражений видно, что ЭДС на 5ыходе коо)Д 1натных кат илек И:меет две составляюнхие - одну пропорцнонапряжения этих составляющих имеют ортогональиые начальные фазы, пэатому их можно разделить npi подюндн фазоч вствительных схем. Однако агмплитуды ЭДС, ироиорциснальпые амплитудам отклопения глаза Н. и By являются :й:ач;1тель;10 больи:е вторых составляющих, нропорцнональных .скорости лзменеиия, так как в первых Н|Меется сомножитель о)о, нмеюпиш велнчип по.рядка сотеи-тысЯЧ. Поэтому -выделен ие ;нчтож го малой скоростной составляющей

из ЭДС /.v(0 и /у (О ПОМОП1И простых фазочувствптельных пеней является ; евозможиьгм.

С целью преобразования а-.милитуд и скоростей пз.менения ортогональных составляющих отклоненлш глаза в электрический сигнал применяются каналы 11 i 12 преобразования. В них, при помощи усилителей, на1строенных на частоту генератора WQ и не сдвигающих начальной фазы, демодуляторов, имеющих начальные фазы опорных .напряжений, совпадающие с начальными фазам,и амплитудных составляющих ЭДС lx(t) и ly(t), и ф.ильтров низких частот, выделяются напряжения / /(в,.) ,и (Qy). Эти же налряжения .используются для .комие,нсаци,и амплитудных составляющих в ЭДС iy(i) ,и /,г-(0- С этой целью применяется комиеиси.рующая обратная связь, использующая модуляторы, на выходе которых формируются неременные ; апряжения Un с частотой соо, имеющие иачальные фазы, ра.виые начальным фазам амплитудных составляющих. Таасим образом, в выходных .напряжениях .сумматоро.в f/13 составляющие, пропорциональные ампл.итуда:м отклонения глаза QX, Qy уменьщаются в число раз, равное петлевому .коэффициенту усиления, Который .может быть выбран порядка сотен-тысяч, а амплитуда, пропорциональкая скорости отклонения глаза, остается неизменной. Теперь создается возможность выделить из этого сигнала (7i3 скоростную составляющую. Для этого может быть пр.именен демодулятор 18, имеющий опо.рное напряжение с начальной фаЗОЙ, равной начальной фазе скоростной составляющей, и ф.ильтр 19 низкой частоты иди другая фазочувствйтельная схема.

Для образования опорных напряжений модуляторам и демодуляторам с требуемыми на1чальнЫ|М.и .и используются перва.я и вторая фазосдв1игающие цеП|И 9 и 10. Первая цепь 9 сдвигает фазу на угол (У2+Уз), а вторая цепь 10 - на угол (У2+ + УЗ-90°).

Использование новых блоков, входящих в преобразователь составляющих движений глаза, выгодно отличает предлагаемый преобразователь, TaiK ка.к его .выходные напряжения являются пропорциональными а мплитудам и скоростям .изменения ортогональных со.ставляющих откло.иения глаза. Это позволит применять преобразователь для новых экспериментов с глазосдвигательной .системой, улучщить характеристики эргатических систем, управляемых глазом, л устра.нить иеобходилюсть разработки других преобразователей.

Форм у л а .и 3 о б р е т е н и я

Преобразователь составляющих дв.ижен.ий глаза, состоящий пз первичного преобразователя, содержащего короткозамкиутую катушку, прикрепленную к контаКтной линзе, центральную катущку, прикрепленную параллельно фронтальной плоскости оправы очков, и четыре коорд1И1атные катущки, а также электронной схемы, состоящей из генерато.ра, соединенного с центральной катущ сой, и двух ка.налов вертикальной .и гор.изонтальной составляющих, -каждый .из которых .имеет последовательно соединенные усил.итель, демодулятор :И фильтр низких частот, о т ли чаю щ.и и с я тем, что, с целью выделения а1милитуд и скоростей .изменения орто.го.нальиых составляющих дв.ижений глаза, он имеет две фазосдвигающие цепи, входом соединенные с выходом генератора, а каждый канал дополнительно имеет сумматор, модулятор и последовательно соединенные второй демодулятор .и второй фильтр низких частот, при этом .координатные катхЩки соответственно .вертикальной и горизонтальной состазляющ.их соединены прот.иво-последовательно и подключены к .сумматорам своего канала, выход сумматора каждого канала соединен со входом усилителя, чей выход подключен ко входу второго демодулятора, второй вход которого соединен с выходом одной из фазосдвигаюЩИХ цепей, с выходом другой из которых соединены выходы первого демодулятора .и модулятора каждого канала, включенного между фильтром низких частот .и сум:матором.

Источник .информации, .принятый во внимание при экспертизе:

1. Авторское свидетельство ПРБ ЛЬ 17037, КЛ.А 61 В 3/10, 1973 (прототип).