Устройство для исследования зритель-НыХ РЕАКций Советский патент 1981 года по МПК A61B3/00 A61B5/16 

тате остановка светового стимула может быть достигнута лишь в некоторой неопределенной точке на экране. В то же время в ряде задач управления стимулом с помощью глаза оператора необходимо осуществлять компенсаторное слежение за тест-объектом. Это значит, что в результате следящих движений глаз произвольно движущийся стимул должен быть остановлен в строго определенной малой зоне экрана, в частности в центре Таким образом, известное устройство во-первых, не обеспечивает ввиду низкой точности возможности исследования исткн ных движений глаз в компенсаторном режи ме, во-вторых, верхний предел скоростей стимуяа, при которых возможно проведение исследований ГДС, ограничен 30-40 граду сами в секунду,и,в-третьих, известное уст ройство не позволяет осуществлять компенсаторное слежение. Наконец, в известном устройстве, в котором начальное положение стимула на экране задается установкой начальных условий в аналоговом операционном блоке, оператор имеет возможность видеть стимул в исходном его положении до начала его движения. Этим оператору дается возможность пред экспериментальной настройки на стимул и экстраполяции направления его движения в эксперименте, в результате чего снижается объективность исследования ГДС оператора. Цель изобретения - повышение точности исследования глазодвигательной системы человека-оператора в режиме компенсаторного слежения путем повьпиения динамической устойчивости устройства. Поставленная цель достигается тем, что в устройстве, содержащем последовательно соединенные измеритель углов поворота глаза, согласующий элемент, включающий в себя усилитель, сум матору аналоговый операционный блок, связанный с блоком управления, имеющи пусковой элемент,, и электронно-лучевой индикатор, а также источник управляюще го сигнала, подключенный ко второму вх сумматора, и регистратор скачков глаза, согласующий элемент дополнительно содержит интегратор, включенный параллельно усилителю, и последовательно соединенные анализатор скачков глаза, вход которого связан с первым входом интегратора, и коммутатор, выходом подключенный ко второму входу интегратора, а в блок управления дополнительно введены одновибратор и ключ, при этом вход одновибратора и управляющий вход ключа соединены с выходом пускового элемента, информационный вход ключа связан с выходом аналогового операционного блока, а выходы одноаибратора и ключа подкшочены к модулирующему и информационному входам электро1Л1О-лучевого индикатора. На чертеже изображена структурная схема устройства для исследования зрительных реакций. Устройство содержит измеритель 1 углов поворота глаза человека-оператора, которое через согласующий элемент 2, сумматор 3, аналоговый операционный блок 4 и ключ 5 связано с входом отклотения (информационный вход) электроннолучевого индикатора (ЭЛИ) 6, Ко второму входу сумматора 3 подключен источник управляющего сигнала 7 для задания внешнего воздействия на тест-объект. Согласующий элемент 2 содержит включенные параллельно усилитель и интегратор 9, а такжее анализатор скачков например блок 10 пороговых элементов, который в зависимости от величины ошибки слежения изменяет J oэффициeнт передачи интегратора 9 посредством коммутатора 11. Запись микрострукт фньк движений глаз осуществляется с помощью регистратора 12. Начало эксперимента обеспечивается блоком 13 управления, содержащим пусковой .элемент 14, одновибратор 15, который через модулирующий вход М ЭЛИ 6 изменяет яркость светового стимула на экране. Двухкоординатное слежение за световым стимулом обеспечивается аналогичным каналом 16 второй координаты. Устройство работает следующим образом. До включения пускового элемента 14 ключ 5 закрыт, поэтому световой стимул расположен в центре экрана ЭЛИ 6, и dnepaTop фиксирует на нем свой взгляд. После включения пускового элемента 14 включаются ключ 5 и одновибратор 15, гасящий световую точку на экране ЭЛИ 6 на время ее перехода из . центра в начальное положение, заданное в.аналоговом операциошгом блоке 4. Одов(еменно с этим от аналогового операционного блока 4 через ключ 5 на входы Л и У ЭЛИ 6 начинают поступать напряжения, задающие движение светового стимула на экране по заданному закону. Через время латентного периода глаз оператора совершает скачок от центра экрана в направлении движущегося стимула. Измери579гель I углов поворота глаза при эгом выдает соответствующий скачку глаза си нал. Этот сигнал поступает на нелинейный согласующий элемент 2. Его выход ное напряжение сначала компенсирует внешнее воздействие на входе аналогово го операционного блока 4. При этом скорость перемещения светового стимула уменьшается вплоть до полной остановки его в некоторой точке экрана, а затем выходное напряжение согласующего эле мента 2 возрастает и происходит перекомпенсйция внешнего воздействия. В результате стимул на экране начинает движение к центру. Практически движение точки, в направлении центра экрана начинается после серии скачков глаза, после каждого из которых точка изменяе свое направление, приближаясь к центру как бы по витку спирали. По мере прибл жения стимула к центру экрана глаз, фиксирующий эту точку возвращается к своему исходному положению, т.е. угол поворота глаза уменьшается. При этом, хотя от измерителя углов поворота глаз на вХод согласующего элемента поступает все меньшее напряжение, в последнем происходит запоминание величины компенсирующего сигнала. Поэтому процесс устанавливается в центре экрана, несмотря на то, что сигнал на входе регулирующего элемента при этом Ьлизок к нулю. Одновременно движения глаз фиксируются на регистраторе 12 для последующего их анализа. Работа нелинейного согласукяцего эле мента 2 протекает следующим- образом. Вь ходное напряжение от измерителя I углов поворота глаза поступает одновременно на входы усилителя 8, интегратора 9 и блока Ю пороговых элементов, выполняющего функцию анализатора скач ков глаза. Коэффициент передачи усилителя 8 выбирается из условия полной ком пенсации сигналом с выхода измерителя 1 . углов поворота глаза напряжения на информационных входах ЭЛИ б за время латентного периода после скачка глаза к световому стимулу, поя. вившемуся на периферии экрана. О&цее значение коэффициента передачи согласующего элемента 2 в процессе слеже ния не постоянно, а автоматически изме няется в зависимости от величины ошиб компенсации глаза по цепи: измеритель углов поворота глаза - анализатор 10 скачков глаза - коммутатор 11 - интег тор 9. В процессе слежения по мере уменьшения ошибки компенсации уменьшается угол поворота глаза и, следовательно, величина сигнала на выходе измерителя 1-углов поворота глаза . В соответствии с величиной этого сигнала, превышающей один из нескольких порогов анализатора 1О скачков глаза, срабатывает огфецеленный пороговый элемент этого блок а, управляя коммутатором 11, который переключает элементы интегратора 9, изменяя тем самым его коэффициент передачи и коэффициент передачи согласующего элемента в целом. Это обеспечивает, с одной стороны, устойчивость системы, а с другой стороны, ее оптимальное быстродействие, которое в процессе слежения автоматически изменяется таким , что при больших скоростях движения тестобъекта (в начале слежения) эта величина достаточно велика, а по мере уменьшения его скорости и ошибки компенсации (в конце слежения) - уменьшается для исключения паразитных колебаний в системе. Предлагаемое устройство позволяет более точно выполнять микроструктурные исследования индивидуальных свойств где человека в задачах компенсаторного слежения за подвижными стимулами, что является необходимым для решения многих фактических задач. Это устройство может также использоваться как имитационная модель .систем управления. Формула изобретени -Устройство для Исследования зрительные реакций, содержащее последовательно соединенные измеритель углов поворота глаза, согласующий элемент, включающий в себя усилитель, сумматор, аналоговый операционный блок, св51занный с блоком управления, имеющим пусковой элемент, и электронно-лучевой индикатор, а также источник управляющего сигнала, подключенный ко второму входу сумматора, и регистратор скачков глаза, о тли ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения точности исследования глазодвигательной системы человека-оператора в режиме компенсаторного слежения за тест-объектом путем повышения динамической устойчивости устройства, согласующий элемент дополнительно содержит интегратор, включенный параллельно усилителю, и последовательно соединенные анализатор скачков глаза, вход которого связан с первым входом интегратора, и коммутатор, выходом подключенный ко второму входу интегратора, а в блок управления дополнительно введены одновибратор и ключ, при этом вход одновибратора и управляющий вход ключа соединены с выходом пускового элемента, информационный вход ключа связан с выходом аналогового операционного блока, а выходы одновибратора и ключа

подключены соответственно к модулирующему и информационному входам электронно-лучевого индикатора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Бионика и биокибернетика. Под ред. Л. А. Растригина, Рига, 1968, с. 5.5-62.