專(zhuān)利名稱(chēng)：客觀色覺(jué)檢查刺激器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
客觀色覺(jué)檢查刺激器所涉及的是對(duì)物理診斷儀器的改進(jìn)。
在本實(shí)用新型作出之前，用OKN(視動(dòng)性眼球震顫)測(cè)量客觀色覺(jué)，其發(fā)展趨勢(shì)是不斷改進(jìn)誘發(fā)OKN的手段，如山地氏(1960)采用表面色光柵(在一平板上貼上兩種顏色的紙條，這兩種顏色不能被綠色盲人分辨)。Yoshihara(1962)把表面色光柵改為表面色方格。光柵或方格運(yùn)動(dòng)方式左右擺動(dòng)。當(dāng)患者注視光柵或方格時(shí)，根據(jù)所誘發(fā)的眼球運(yùn)動(dòng)的特征來(lái)檢查綠色盲。眼動(dòng)用電生理儀記錄。但這種早期的客觀色覺(jué)檢查不論是光柵或方格左右運(yùn)動(dòng)，實(shí)際上所誘發(fā)的并不是OKN，而是跟蹤運(yùn)動(dòng)。因此評(píng)價(jià)指標(biāo)不確切(根據(jù)波的密度、高度及有無(wú)規(guī)律性等波的形態(tài)特征來(lái)判斷是否綠色盲)，只能檢查綠色盲，同時(shí)這些檢查方法均采用表面色，因此要用標(biāo)準(zhǔn)C光源(此光源目前國(guó)內(nèi)尚未生產(chǎn))。
又如Moreland(1974、1976)用涂有紫和灰的表面色轉(zhuǎn)鼓來(lái)誘發(fā)OKN；Cavanagh(1984)采用LSI 11／23計(jì)算機(jī)彩色監(jiān)示器來(lái)產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)的顏色光柵；前者所誘發(fā)的是不可抑制的OKN，并根據(jù)OKN是否存在來(lái)檢查綠色盲，指標(biāo)明確；后者檢查快速，檢查自動(dòng)進(jìn)行，可對(duì)等亮度點(diǎn)定量，有效地檢查紅色盲；但前者因綠色盲患者有個(gè)體差異，轉(zhuǎn)鼓顏色不能改變，故需11套轉(zhuǎn)鼓，檢查費(fèi)時(shí)，只能檢查綠色盲，同時(shí)采用表面色，故要標(biāo)準(zhǔn)C光源；面后者只能檢查紅色盲，不能有效地檢查綠色盲，且彩色監(jiān)視器光色不穩(wěn)定，在控制亮度方面難以保證線性，價(jià)格昂貴，LSI 11／23約需15萬(wàn)元(一般微機(jī)不能產(chǎn)生這種條紋)。
本實(shí)用新型的任務(wù)在于研制出一種既能檢查紅色盲，又能檢查綠色盲，同時(shí)使操作簡(jiǎn)便，檢查快速準(zhǔn)確的客觀檢查刺激器。
解決上述任務(wù)的方案是1、采用具有反射和散射裝置的彩色發(fā)光二極管視屏；2、由綠紅亮度比例發(fā)生器、黃光亮度控制器、總亮度控制器、閃動(dòng)方式控制器和邏輯譯碼驅(qū)動(dòng)電路組成控制器部分。在控制器部分的控制下，發(fā)光二極管視屏以?xún)煞N方式(Cavanagh提出的工作方式和向左或向右恒速運(yùn)動(dòng)的工作方式)顯示運(yùn)動(dòng)的顏色光柵，以此誘發(fā)受檢者的OKN，眼動(dòng)的情況可用電生理的方法、電磁感應(yīng)的或光電的方法來(lái)記錄，儀器的綠紅比例可同時(shí)輸送給記錄器，通過(guò)分析可客觀地判斷紅、綠兩種類(lèi)型的色盲。
以下結(jié)合附圖及其說(shuō)明，對(duì)本實(shí)用新型的特征做進(jìn)一步詳細(xì)的描述。


圖1、客觀色覺(jué)檢查刺激器示意圖圖2、客觀色覺(jué)檢查刺激器電路方框圖圖3、邏輯譯碼驅(qū)動(dòng)電路原理圖圖4、發(fā)光二極管視屏結(jié)構(gòu)示意圖(a為正視圖、b為側(cè)視圖)
圖1中所示運(yùn)動(dòng)速度調(diào)節(jié)旋鈕(1)，用于調(diào)節(jié)光柵運(yùn)動(dòng)的速度，當(dāng)運(yùn)動(dòng)速度控制開(kāi)關(guān)(2)打向第二檔時(shí)(1)起作用。(2)調(diào)節(jié)光柵運(yùn)動(dòng)速度，分為三檔，第一檔為常用速度，第二檔為可調(diào)速度，打向此檔時(shí)(1)起作用，第三檔調(diào)機(jī)或檢修時(shí)用。綠紅亮度比例變化速率調(diào)節(jié)旋鈕(3)在綠紅亮度比例變化速率控制開(kāi)關(guān)(4)打向第二檔時(shí)起作用，用于調(diào)節(jié)綠紅亮度比例變化的速率。(4)分為三檔，控制綠紅比例變化的速率，第一檔為常用速率，第二檔為可調(diào)速率，打向此檔時(shí)(3)起作用，第三檔供調(diào)機(jī)或檢修時(shí)使用。綠紅亮度比例手動(dòng)／自動(dòng)控制按鈕(5)在釋放位置時(shí)，光柵的綠紅亮度比例按(3)、(4)所定的參數(shù)自動(dòng)變化，當(dāng)處于按下的位置時(shí)，光柵的綠紅比例可用手動(dòng)綠紅亮度比例置數(shù)按鈕(6)來(lái)手動(dòng)置數(shù)，(6)在(5)按下時(shí)起作用。綠紅亮度比例數(shù)字顯示器(7)可顯示綠紅比例的數(shù)值。方式1、方式2選擇開(kāi)關(guān)(8)分為二檔，第一檔方式1，第二檔方式2。(9)為電源開(kāi)關(guān)?？偭炼日{(diào)節(jié)旋鈕(10)可調(diào)節(jié)發(fā)光二極管視屏(13)的亮度，此亮度改變時(shí)，綠紅亮度比例不改變。綠紅亮度比例階梯波輸出插座(11)，輸出33級(jí)階梯波到記錄儀，此階梯波與OKN曲線一同在記錄紙上打印出來(lái)，用于求等亮度點(diǎn)的數(shù)值。(12)為電源輸入插座。
圖2所示本實(shí)用新型的電子部分主要由中規(guī)模數(shù)字集成電路組成，它的作用是控制發(fā)光二極管視屏(13)的亮度和閃動(dòng)方式，以產(chǎn)生所需要的圖形。
本電路有三個(gè)關(guān)鍵部分。第一是亮度控制部分，要求能精確控制綠、紅、黃三種發(fā)光二極管(LED)的亮度，其中綠、紅亮度要能自動(dòng)改變，同時(shí)要把數(shù)據(jù)用兩種方式表達(dá)出來(lái)1、用LED數(shù)字顯示器(14C)以數(shù)字形式顯示；2、在電生理儀的打印紙上用階梯曲線顯示。第二部分是閃動(dòng)方式(工作方式)控制器(17)。第三部分是邏輯譯碼驅(qū)動(dòng)電路(18)，作用是把一、二部分的信號(hào)綜合后驅(qū)動(dòng)LED。
綠紅亮度比例發(fā)生器(14)由貯存器(14a)、地址發(fā)生器(14b)、數(shù)字顯示器(14c)、放大濾波器(14d)組成。綠紅亮度以0或1的方式存貯于貯存器(14a)內(nèi)，當(dāng)?shù)刂钒l(fā)生器(14b)掃描時(shí)(地址發(fā)生器可以是2個(gè)或2個(gè)以上，所發(fā)生的地址可以是遞增的或遞減的)，可輸出一連串0或1的脈沖信號(hào)，組成一定占空比的脈沖，此脈沖是綠光亮度信號(hào)，由14G輸出，經(jīng)反相后作為紅光亮度信號(hào)，由14R輸出，對(duì)應(yīng)的脈沖占空比的比值以BCD碼存于貯存器(14a)內(nèi)，并經(jīng)數(shù)字顯示器(14c)用2位數(shù)字顯示出來(lái)，貯存器(14a)貯存的綠紅亮度信號(hào)經(jīng)放大濾波器(14d)后以階梯波形式輸出到電生理記錄器。數(shù)字顯示器可以是發(fā)光二極管顯示器或熒光數(shù)碼管。
黃光亮度控制器(15)是一占空比可調(diào)的方波脈沖發(fā)生器，可連續(xù)調(diào)節(jié)占空比大小?？偭炼瓤刂破?16)是一占空比可變方波脈沖發(fā)生器。
閃動(dòng)方式控制器(17)是四位脈沖分配器，有4條輸出線，分別為17a、17b、17c、17d，順序顯示高電位，每條線分別對(duì)應(yīng)一種光柵圖象，另有一工作方式控制信號(hào)線(17e)，高電位時(shí)，發(fā)光二極管視屏(13)以方式1閃動(dòng)，低電位時(shí)，發(fā)光二極管屏(13)以方式2閃動(dòng)。
邏輯譯碼驅(qū)動(dòng)電路(18)接收從貯存器(14a)、黃光亮度控制器(15)、總亮度控制器(16)和閃動(dòng)方式控制器(17)送來(lái)的信號(hào)綜合后驅(qū)動(dòng)發(fā)光二極管視屏(13)。
發(fā)光二極管視屏(13)由多條光柵組成，每4條光柵為一組，各組的邏輯關(guān)系是一樣的，故其邏輯譯碼驅(qū)動(dòng)電路(18)均公用，每條光柵內(nèi)有紅、綠、黃三種發(fā)光二極管。發(fā)光二極管視屏(13)在邏輯譯碼驅(qū)動(dòng)電路(18)的控制下，以一周期4幅光柵的方式顯示。在光柵閃動(dòng)過(guò)程中，綠紅比例自動(dòng)變化，綠光亮度從0開(kāi)始，分成33級(jí)，線性上升，每級(jí)上升最大亮度的1／32，紅光亮度從最大亮度開(kāi)始，線性下降，每級(jí)下降最大亮度的1／32，綠光上升到最大亮度后，自動(dòng)下降，紅光亮度自動(dòng)上升。黃光亮度一次調(diào)定后不再變化。方式1時(shí)，第一幅圖象，第一、二條光柵紅發(fā)光二極管亮，第三、四條光柵綠發(fā)光二極管亮。第二幅圖象，第一、四條光柵不亮，第二、三條光柵黃發(fā)光二極管亮。第三幅圖象，第一、二條光柵綠發(fā)光二極管亮，第三、四條光柵紅發(fā)光二極管亮。第四幅圖象，第一、四條光柵黃發(fā)光二極管亮，第二、三條光柵不亮。閃動(dòng)完成一周期后，開(kāi)始第二周期，周而復(fù)始。
閃動(dòng)開(kāi)始時(shí)，紅光比綠光亮，在黃黑光柵的提示下，觀察者覺(jué)得光柵向右運(yùn)動(dòng)。因?yàn)橛^察者總是感覺(jué)到光柵從亮條紋移向亮條紋，暗條紋移向暗條紋。隨著綠光亮度增加，紅光亮度下降，當(dāng)綠紅比例達(dá)到觀察者的等亮度點(diǎn)時(shí)，對(duì)觀察者而言，紅條紋和綠條紋亮度相等，觀察者會(huì)看到光柵呈現(xiàn)無(wú)法判斷方向的閃爍。綠光亮度繼續(xù)增加，紅光亮度繼續(xù)下降，當(dāng)綠紅比例超過(guò)等亮度點(diǎn)時(shí)，對(duì)觀察者來(lái)說(shuō)，綠條紋的主觀亮度比紅條紋高，整個(gè)光柵條紋向左運(yùn)動(dòng)。
方式2也是以四幅圖象為一周期。第一幅圖象，第一、二條光柵紅發(fā)光二極管亮，第三、四條光柵綠發(fā)光二極管亮。第二幅圖象，第一、四條光柵紅發(fā)光二極管亮，第二、三條光柵綠發(fā)光二極管亮。第三幅圖象，第一、二條光柵綠發(fā)光二極管亮，第三、四條光柵紅發(fā)光二極管亮。第四幅圖象，第一、四條光柵綠發(fā)光二極管亮，第二、三條光柵紅發(fā)光二極管亮。閃動(dòng)完成一周期后，開(kāi)始第二周期，周而復(fù)始。
光柵閃動(dòng)時(shí)，觀察者會(huì)看到光柵連續(xù)向左運(yùn)動(dòng)。正常人能辨別光柵的顏色，所以，無(wú)論光柵的綠紅比例如何，都能看到恒速運(yùn)動(dòng)的光柵。色盲者不能辨別紅色和綠色，在綠紅比例不在等亮度點(diǎn)時(shí)，只能看到明暗不同的條紋組成的向左運(yùn)動(dòng)的光柵，當(dāng)綠紅比例達(dá)到等亮度點(diǎn)時(shí)，光柵消失。
在方式1中光柵所呈示的向左或向右運(yùn)動(dòng)均可誘發(fā)觀察者的OKN，根據(jù)OKN的方向在何處改變，即可測(cè)得觀察者的等亮度點(diǎn)，由此可檢查出紅色盲患者。
在方式2中光柵所呈示的向左運(yùn)動(dòng)可誘發(fā)觀察者的OKN，對(duì)色盲患者而言，在達(dá)到紅色盲或綠色盲的等亮度點(diǎn)時(shí)，光柵消失，此時(shí)OKN也隨之消失，根據(jù)OKN是否消失，可判斷觀察者是否色盲，同時(shí)根據(jù)OKN消失時(shí)的綠紅比例則可判斷觀察者是紅色盲還是綠色盲。
圖3所示邏輯譯碼驅(qū)動(dòng)電路(18)由4個(gè)完全相同的邏輯譯碼驅(qū)動(dòng)器組成，邏輯譯碼驅(qū)動(dòng)器由驅(qū)動(dòng)器和邏輯譯碼器組成，驅(qū)動(dòng)器為一般的功率開(kāi)關(guān)電路，而邏輯譯碼器由邏輯電路組合，其基本邏輯關(guān)系為X＝(a＋i·c)·b·j；Y＝(d＋i·f)·e·j；Z＝g·h·i·j。四個(gè)邏輯譯碼驅(qū)動(dòng)器分別接四個(gè)相鄰的光槽，X、Y、Z則分別接各光槽內(nèi)的紅、綠、黃發(fā)光二極管，j接總亮度控制器訊號(hào)(16a)，i接閃動(dòng)方式控制信號(hào)(17e)，b接紅光亮度信號(hào)(14R)，e接綠光亮度信號(hào)(14G)，h接黃光亮度控制器信號(hào)(15a)，a、c、d、f、g則根據(jù)需要分別接在17a、17b、17c、17d上。當(dāng)以方式1工作時(shí)，17e為高電平，此時(shí)i為低電平，故上述邏輯關(guān)系簡(jiǎn)化為X＝a·b·j；Y＝d·e·j；Z＝g·h·j，當(dāng)17a－17d依次出現(xiàn)高電平時(shí)，就會(huì)形成方式1的光柵圖象。當(dāng)以方式2工作時(shí)，17e為低電平，此時(shí)i為高電平，故上述邏輯關(guān)系簡(jiǎn)化為X＝(a＋c)·b·j；Y＝(d＋f)·e·j；Z＝0，當(dāng)17a－17d依次出現(xiàn)高電平時(shí)，就會(huì)形成方式2的光柵圖象。
圖4所示發(fā)光二極管視屏由40條或多條光槽組成，每條光槽內(nèi)有多個(gè)紅、綠、黃發(fā)光二極管(分別為圖中的19、20、21)，三種發(fā)光二極管呈品字形排列，用反光板(22)相隔。光槽上有兩層磨砂毛玻璃(23)，發(fā)光二極管發(fā)出的光直接或經(jīng)反光板(22)多次反射后射到雙層磨砂玻璃(23)上，可使光均勻。發(fā)光二極管視屏也可以只用紅、綠兩種發(fā)光二極管，其黃光由紅、綠發(fā)光二極管各發(fā)出一定亮度的光混合而成，也可以是紅綠雙色發(fā)光二極管，組成視屏。
本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下幾方面的優(yōu)點(diǎn)和積極效果1、提出了第二種工作方式，即向左或向右恒速運(yùn)動(dòng)的綠紅比例自動(dòng)變化的光柵圖形及實(shí)施此工作方式的邏輯譯碼電路。因此，只用方式2即可在218秒內(nèi)檢查出紅色盲和綠色盲。采用了Cavanagh提出的工作方式作為方式1，如把方式1和方式2有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，則檢查時(shí)間下降為126秒，持續(xù)注視視屏的時(shí)間從109秒下降為10－20秒。
2、具有反射和散射裝置的彩色發(fā)光二極管視屏。
3、用占空比可變脈沖準(zhǔn)確控制LED視屏亮度，沒(méi)有機(jī)械運(yùn)動(dòng)部件。
4、用光譜光而不采用表面色，使制造工藝大為簡(jiǎn)化。
5、不需要用標(biāo)準(zhǔn)C照明。
6、檢查過(guò)程參數(shù)自動(dòng)變化，操作簡(jiǎn)便，結(jié)果分析準(zhǔn)確、容易、利于推廣應(yīng)用。
利用本儀器檢查時(shí)，應(yīng)在暗室進(jìn)行，左、右眼分別檢測(cè)。當(dāng)LED視屏以四幅為一周期快速閃動(dòng)時(shí)，由于人的視覺(jué)暫留現(xiàn)象，被檢查者看到的是向某個(gè)方向恒速運(yùn)動(dòng)的光柵，當(dāng)被檢查者注視光柵時(shí)，會(huì)誘發(fā)出OKN。首先用方式1檢查，被檢查者開(kāi)始會(huì)看到光柵向右運(yùn)動(dòng)，隨著綠紅亮度比例的升高，被檢查者會(huì)看到光柵在綠紅亮度比達(dá)到某一值以上時(shí)，會(huì)反過(guò)來(lái)向左運(yùn)動(dòng)，此時(shí)在記錄儀上可清楚看到OKN方向改變的一點(diǎn)，找出OKN方向改變的一點(diǎn)，垂直向上找到階梯曲線上對(duì)應(yīng)的一級(jí)，即可數(shù)出綠紅比例數(shù)值，此值稱(chēng)為被檢查者的等亮度點(diǎn)，根據(jù)等亮度點(diǎn)的大小，可檢查出紅色盲患者。如患者不是紅色盲，但又無(wú)法判定他是正常人還是綠色盲人時(shí)(因綠色盲人的等亮度點(diǎn)和正常人很接近)，可用方式2檢查。用手動(dòng)方式把儀器的綠紅比例調(diào)到用方式1測(cè)得的被檢查者的等亮度點(diǎn)處，檢查被檢查者的OKN波型，如果是正常人，則OKN仍然存在，如是綠色盲人，則OKN消失，這樣，就可以把正常人和綠色盲患者區(qū)分開(kāi)來(lái)。
本儀器同時(shí)可用于紅色盲基因攜帶者等亮度點(diǎn)方面的基礎(chǔ)研究及檢查低智能兒童。
權(quán)利要求1.一種客觀色覺(jué)檢查刺激器，它包括發(fā)光二極管視屏綠紅亮度比例發(fā)生器、黃光亮度控制器、總亮度控制器、內(nèi)動(dòng)方式控制器、邏輯譯碼驅(qū)動(dòng)電路組成控制器部分；其特征是視屏由彩色發(fā)光二極管組成，并由4個(gè)相同的邏輯譯碼驅(qū)動(dòng)器組成邏輯譯碼驅(qū)動(dòng)電路，在控制器部分的控制下，發(fā)光二極管視屏以?xún)煞N工作方式(Cavanagh工作方式和向左或向右恒速運(yùn)動(dòng)的工作方式)顯示運(yùn)動(dòng)的顏色光柵，以此誘發(fā)受檢者的OKN(視動(dòng)性眼震)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的客觀色覺(jué)檢查刺激器，其特征在于發(fā)光二極管視屏由40條(或多條)光槽組成，每條光槽內(nèi)有多個(gè)紅、綠、黃發(fā)光二極管，三種發(fā)光二極管品字形排列，列與列之間用反光板相隔，光槽上有磨砂毛玻璃，可使光均勻。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的客觀色覺(jué)檢查刺激器，其特征在于發(fā)光二極管視屏也可以只用紅、綠兩種發(fā)光二極管，也可以是紅綠雙色發(fā)光二極管組成視屏。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的客觀色覺(jué)檢查刺激器，其特征在于綠紅亮度比例發(fā)生器由貯存器、地址發(fā)生器、數(shù)字顯示器、放大濾波器組成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的客觀色覺(jué)檢查刺激器，其特征在于黃光亮度控制器和總亮度控制器是占空比可變方波脈沖發(fā)生器。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的客觀色覺(jué)檢查刺激器，其特征在于閃動(dòng)方式控制器是四位脈沖分配器，有4條輸出線，順序顯示高電位，每條線分別對(duì)應(yīng)一種光柵圖象，另有一工作方式控制信號(hào)線，高電位時(shí)，發(fā)光二極管視屏以方式1閃動(dòng)，低電位時(shí)，發(fā)光二極管以方式2閃動(dòng)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的客觀色覺(jué)檢查刺激器，其特征在于邏輯譯碼驅(qū)動(dòng)器由驅(qū)動(dòng)器和邏輯譯碼器組成，驅(qū)動(dòng)器為一般的功率開(kāi)關(guān)電路，邏輯譯碼器由邏輯電路組成，其基本邏輯關(guān)系為X＝(a＋i·c)·b·j；Y＝(d＋i·f)·e·j；Z＝g·h·i·j。
8.根據(jù)權(quán)利要求1、2、7所述的客觀色覺(jué)檢查刺激器，其特征在于四個(gè)邏輯譯碼驅(qū)動(dòng)器分別接四個(gè)相鄰的光槽，X、Y、Z分別接各光槽內(nèi)的紅、綠、黃發(fā)光二極管。
專(zhuān)利摘要一種客觀色覺(jué)檢查刺激器，它包括發(fā)光二極管視屏綠紅亮度比例發(fā)生器、黃光亮度控制器、總亮度控制器、閃動(dòng)方式控制器、邏輯譯碼驅(qū)動(dòng)電路組成控制器部分。本實(shí)用新型的特征在于由紅、綠、黃三種發(fā)光二極管組成視屏，并由4個(gè)相同的邏輯譯碼驅(qū)動(dòng)器組成邏輯譯碼驅(qū)動(dòng)電路，在控制器部分的控制下，發(fā)光二極管視屏以?xún)煞N工作方式(Cavanagh提出的工作方式和向左或向右恒速運(yùn)動(dòng)的工作方式)顯示運(yùn)動(dòng)的顏色光柵，以此誘發(fā)受檢者的OKN(視動(dòng)性眼震)，以此來(lái)鑒別正常人與紅、綠色盲患者。
文檔編號(hào)A61B3/02GK2037979SQ8821483
公開(kāi)日1989年5月24日 申請(qǐng)日期1988年10月13日 優(yōu)先權(quán)日1988年10月13日
發(fā)明者石和平, 吳德正, 梁炯基 申請(qǐng)人:中山醫(yī)科大學(xué)中山眼科中心