Преобразователь составляющих движений глаза

 

"il

ОПИСХНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

«) 743672

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (51) Дополнительное к авт. свид-ву—

22) 3aявлено 06.06.77 (21) 2492886, 28-13 с.присоединением заявки ЛЪ— (23) Приоритет— (5!) Ч.Кл.- А 61 В 3/10

Государаквенный комитет по делам изобретений и открытий (43) Опубликовано 30.06.80. Бюллетень _#_o 24 {53) УДК 615.471:612. .819.3 (45) Дата опубликования описания 30.06.80 (088.8) (72) Автор изобретения

К. С. Кпищюнас (71) Заявитель Каунасский политехнический институт им. Антанаса Снечкуса (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ СОСТАВЛЯЮЩИХ

ДВИЖЕНИЙ ГЛАЗА

Изобретение относится .к инструментам и приспособлениям для диагностики, а более кон кретно — к преобразователям соста вляющих движений глаз, предназначенным для проведения психологических, эрго- о .номических, нейрофизиологических экспериментов и применения в качестве датчика эргатичесиих систем, управляемых взором.

Известен преобразователь составляющих движений глаза, состоящий из первичного преобразователя, содержащего короткозамкнутую катушку, прикрепленную к контактной линзе, центральную катушку, прикрепленную параллельно фронтальной плоскости олравы очков, и четыре,коордн- 15 натные катушки, а также электронной схемы, состоящей,из генератора, соединенного с центральной катушкой, m двух каналов вертикальной и горизонтальной составляюплих,,каждый из которых, имеет последова- 20 тельно соединенные усилитель, демодулятор и фильтр низких частот (1).

Однако .известное устройство не имеет возможности, измерения скорости изменения ортогональных составляющих движения глаза.

Целью изобретения является выделение амплитуд .и скоростей иэменетоия ортогональных составляющих движений глаза.

Поставленная цель достигается тем, что устройство, имеет две фазосдвигающие цепи, входом соединенные с выходом генератора, а каждый канал дополнительно имеет cvMматор, модулятор,и последовательно соединечные второй демодулятор и второй фильтр низких частот,,при этом координатные .катушки соответственно вертикальной и горизонтальной составляющих соединены,противо-последовательно и подключены к сумматорам своего канала, .выход сумматора каждого канала соединен со входом усилителя, чей выход подключен ко входу второlo демодулятора, второй вход которого соединен с;выходом одной из фазосдвигающпх цепей, с выходом другой нз которых соединены,выходы первого демодулятора и модулятора:каждого канала, включенного между фильтром низких частот и сумматором.

На чертеже изображена блок-схема преобразователя составляющих движений глаза.

Преобразователь соста вляюшях движений глаза содержит первичный преобразователь 1, состоящий из короткозамтонутой катушки 2, при пом ошя ко.нтактной линзы или присоски прикрепленной к глазу, центральной катушки 8, прикрепленной параллельно фронтальной плоскости оправы очков, горизонтальных координатных катушек

743672

-1 и 5,!1 вертикаль»ых 7<оорд!(нат((ых кату:ifei 6 и 7, прикре(?ленных к Опр 213е 0>(ков (ерпсндпкулярно центральной катуцьке ) и

1cжа»?их В одной плоскоспи, .и электричее

: ую схему, им(но нуjo вь(соко lacTCT»LIJ(гсНОРатОР Ь, ДЗЕ фа300773Èjaj(OÙi:(Å ЦС»7! 9 и l0r

Выход?«ыс напряжения !<Отор?>!х мсжд3 собой являются орта«о»аль((ымп,,и,(ва и Jciт!(т(!?ыс капала 11 и 12 преобразования.

1хаждый |ИЗ ка»алоз состоит из сумматора

: ), »мсющсго высокое входное coIlpoTiHBле»nc, ус»литсля И, |»астрос»ногo»а частоту

:.c! ñpàòîðà о, первого демодулятора 1() с (р»ль;,po) 10 низких частот, модуляiopa 17

0 бр 2 !loll C:3513È, Qoipllиру|ОIЦСГО С(?» 3 CO идальный с»гпал, имею»(?(й ту )ке»ачаль:«ую фазу, что и опорное напряжение,:» (3;о

:)or() демодулятора 18 с (()».7ьтром 19 »зкпх частот. ! I 2 Il P 51 ж СН И С (31>! СО КО тl 2 С ТО ТН 01 О С П С Р (! Г 0 ) 2 (.т (! =- Ug>>„COS (p)pi — (> ) > Д(- (> 8и — — 2 М(I.I ИТУДЯ; ()„— круговая частота;

G — начальная фаза,,в центра f! Jiolf катушке 1 создает возбуждающий Toi< 3(l) = U, .: cos (p»i — Ч)), отстающий от .30303 Ж (B!o !II C(î» Я 1Ц) ?(Же««пя Ug (i)»2 3 Ã0.7 (Гз i!ã )zç

"дс 72 ((ол»ос co»pотивлcíj»ñ цен Tра 7ь:.(ой кату!?(Ки, я (à — его модуль. Пр»»ал?— !ИИ TOKB, 3 ЦО!(7PB. ?ЬНОЙ I7(>?!0É КЯ I JLI !<0! т)

K0nOTK03 a;,! i

М37 ((; iç(i).

ГЛС (j;g ((.) ) — 33cl! Ufoijнду1<ТИВ(.ОC"T. !> Х(C)j(д", »cfITpB7üI(0é H ко;)откозамкн,тОи кат3ш|КЯм», Н вЂ” -8,+1>., — — »ол (»!1(угол, а Й, (? ), — — ортогональныс соста(вляющие откло .IeI3?iH Г.7232, С?ВЯЗЫВ2ЕТ "-ТИ 1<2Т > ШКИ, «C;!C I.тз»с чего .илдуцируется ЭДС, создающая в

;

1 !.,{? J = - —,,— —,,,(-1, 1) j

:>.т, зе у, 1 Coпротизле»пс короткозамкпутой катушки;

L — — модуль; (p — фазовый угол, Для небо7ьш их углов отклонения глаза Вза»моипдукт»вность ijfgg от угла (? зависит»сзначительно, поэтому можно считать 3!э2(0) =

=Mp> — — const, и 7)огда

>т >

Ток 4(1) создает вторичное возбуждающее поле. Потокосцепления

Ф2 (H i) = — = М2 ° (О)е (О

И ф2У(1>1): ЪТ25 (ЙЕ>(т(1J> «3) где М2,. (0) 3!", ((-)) — Вза и(моиндуктивнос7 Jf МСЖД\ iШ КОЙ II противо-l!Îc,7сдоватс;!ь»о соед»:lpi!JJLJ;:и ко0p. I?!.:!ят»ым|н кя 1 I?iI<2 ìè, связыВЯIОт коротКОЗЯМЕЧУТХ!0 КЯТ Шнт С jI)II(.

C.1CiL3 ЕТ ОТМСТ>1 11>, I! О I(3-32 iii3C!IП1т:HOC", " к001)динатпых К2тушск, пх j)aci!oëoa<ñ:«?(51

О Гт! О )Л»ТЕ lli>»0 ЦЕ(:Т»2,71>i Îlf 1;,IPOTJ!!30-»ОСЛС;;Ol3BTCClI>HOÃ0 ?(Х CO" .lli!le!ill?f, 0 ГC\ TCT:3 т !О Г (332т (()10?»!, >< (>fli:!OCTÜ 3(Еж.(i !,СН !,) 2 (»НОЙ

10 катушкой и коор,",и!«атны:, и. Для нсоол!.,»,;;. ; углов (? с»равсдливы приближенные равенЕ j .(32:...,-т, jj, f!-(! 1("., !-!

М . .(«-! ) :)3()(I) J: щ(е!(ты»ро (О р циоГде 1х2,-, 1<,7,, :fa;iьности.

У „!ть(jaя (Го ()-( —,(., !!-«,!i!, 3J»j)2Я<с!«?f» 3 ((4, »о7 чяс.,j так»с г>ыражения ЭДС на вы:<одах

KA01) |И?JЯТНЫ т: КЯТ т I»СК .

2(3

«с)

1.т — (-?>(, C(iS.,! ., К> 33» т,,! (5) (! т (т 1 т

>>.>т. т,,к, е ((. ==

I коэффициенты преобразования первичного ,, реon;) 230(32 Teля, "."3 дв3:х»ослсдпих Выражс-I:IH вид»о, тп О =?.TC.,I; (?ыход ° коо )-I»i(я -«;,!.(.

» >>(Ее |ВС СОСТЯ ВЛ5»0»IИС 03»V IIPO?IOPILИО»ЯЛЬ.:j Ю З>Н(!JJTQ ц )ТЕ< ((7 .Е:т Я (3> ? (-?, . «ТОР .Π—:1;) ОП ОРЦ»0 >! 2;Ij>! j т.?0 СКО РОЕТ?1 ИЗт> i-i, 1 j- . J:lCi НЯ 0 i l(, (»Сjili?1 - . 1. . LII?IP. (4 й, »апря)кения этих составляющих:?ме(от ор>13 - 0:«Я J».iûñ Jia;2...,:«ые фазы, по=то,iу

)jO5j iPI Потпoi JII ф230!Х?3СТЗИ-!.Сль:«ых rcхсм. О ?J(;jKО à iiiiл jтуды ЭДС, »роно,)циси аль»ые ам»л»туда f отклонения

j .7232 (И (? т, ЯВ.!5! IОТСЯ:;:»2 (?! ГС.!Ь;10 00.1:>»:Р hTOРЬ1Х СОГТЯВЛЯЮ|ЦИХ, .f! ОПО;)!(1(0»2ЛЬ:«ых екорост|и пзмс»е»ия> так как в»срвых

JlГт! "(. т 51 CO v(1!0)K! ITP 1» (т)О И>(С!ОЩт l! В" 7»Ч

ifi порядка сотен-тысяч. Поэтому (зыделс»ис

: ?(что:.J<»0 :B.JОй скороспlой составляющей из ЭДС 1,.(i) if l, (i)»рп !70»0»T:i простых фазочувстз»тель»ых пе»сй является свозмож»ым.

С целью прсобразова»т?(я амп713òó7 и скоростей иÇме(нсния ортогональных cÎcTавляющих отклонения глаза !3 электр?(!сск?(й сигнал применяются ка (алы 11 и 12 прсобразовяния. В них, прп помощи усилителей, настроенных па частоту Генератора (В, и не сдвигаloùèõ начальHой фазы, демоду% ляторов, |имеющих Начальные фазы опор743672

45 ных .напряжений, совпадающие с начальными фазами амплитудных составляющих

ЭЛС l,(l) и l»(t), и фильтров низких частот, выделяются напряжения U=/ (О,,) и

U=t (0») . Эти же напряжения испол1 зу1отся для компенсации амплитудных составляющих в ЭДС l»(l) и l,-(t). С этой целью применяется компенсирующая обратная связь, использу1огцая модулятGpI:, на вы: оде которых формируются переменныс напряжения UII " частотой сор, имеющие начальные фазы, равные начальным фазам амплитуд 1ы составляюших. Таким ооразом, в выходных .напряжениях сумматоров

UI3 составляющие, пропорциональные амплитудам отклонения глаза О,, О» уменьшаются в число раз, равное петлевому коэффициенту усиления, который может быть выбран порядка сотен — тысяч, а амплитуда, ПРОПОРЦИОН2ЛЬная СКороСТИ ОТКЛОНЕ;111Я глаза, остается иеизменной. Теперь создается возможность,выделить из этого сигнала

UI3 скоростчую составляющую. Для этого может быть применен демодулятор 18, имеющий опорное напряжение с,начальной фазой, равной, начальной фазе скоростной составляющей, и фильтр 19 низкой частоты или другая фазочувствительная схема.

Для образования опорных, напряжений модуляторам,и демодуляторам с требуемыми начальными фазами используются первая и вторая фазосдв игающие цепи 9 и 10.

Первая цепь 9 сдвигает фазу,на угол (У +У3), а вторая цепь 10 — на угол (У +

+ 1 3 — 90 ) .

Использование новых блоков,,входяпьнх в преобразователь составляющих движений глаза, выгодно отличает предлагаемый преобразователь, так как его .выходные напряжения являются пропорциональными амплитудам и скоростям изменения ортогональных составляющих отклонения глаза.

Это поззолит применять преобразователь для новых экспериментов с глазосдвигательной системой, улучшить характеристи5

25 зо

35 ки эргатпческих систем, управляемых глазом, и устранп1ь необходимость разраоотк11 других преобразователей.

Формула изобретения

Преобразователь составляющих движений глаза. состоящий из первичного преобразователя, содсржашего короткозамкнут 10 кат шк, прикреплснну!О к контактной линзе. центральчую катушку, прикрепленную параллельно фронтальной плоскости оправы очков, и четыре координатные катушки, а также электронной с;емы, состоящей пз генератора, соединенного с центральной катушкой, и двух ,2II2.2îâ вертикальной и горизонтальиой составл1пощих,,кажды11 пз которых имеет последовательно соединенные усилитель, демодулятор и фильгр низких частот, о т лич а ю щи и с я тем, что, с целью выделения амплитуд и скоростей .изменения ортогональных составляющих дъижсьн1й глаза, он имеет две фазосдв игающие цепи, входом соединенные с выходом генератора, а каждый канал дополнительно имеет сумматор, модулятор и г оследовательно соединенчые второй демодулятор и второй фильтр низких частот, Ilplk этом,координатные катушки соответственно вертикальной и горизонтальной составляющих соединены противо-последовательно и подключены к сумматорам своего канала, выход сумматора

;;aÆÄOÃ0 1 2Н2,!2 СОЕДИНЕН СО В. ОДОМ СИЛИтсля, чей вы.,од подключеч ко входу второго демодулятора, второй вход которого соединен с выходо 1 одной из фазосдвигаюших цепси, с выходом другой из которы.; соединены вы.. оды первого демодулятора и модулятора к2ждого канала, зкл10ченчого между фильтром низких частот и сумматором.

Источник информации..принятый во внимание при экспертизе:

1. Авторское свидетельство НРБ

¹ 17037, кл. A 61 B 3/10, 1973 (прототип).

743672 !

1 !

J

1 () !

1 !

1 !

C OCT 1l3 tI. C b В. ГOJtOBH H

Техред Л. Куклина Корректор И. Осиповская

Редактор Г. Прусова

Заказ 679/717 Изд. _#_o 326 Тираж 673 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Тип. Харьк. фил. пред. «Патент»