CN103308172A - 一种测量视觉阈值的装置与方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种测量视觉阈值的装置与方法，属于光学精密测量技术领域。一种用于测量视觉阈值的装置，包括第一均匀面光源、第二均匀面光源、第一基色调色系统、第二基色调色系统、第一补色调色系统、第二补色调色系统、第一混色系统、第二混色系统和分束系统；本发明利用四积分球光源系统，通过调色系统、混色系统以及后续光路的复用，可以产生亮(照)度、对比度、色度和周期图案频率可变的四个观察目标，实现一套视觉阈值的多参数测量装置，一台装置可以同时实现视觉照度、对比度和色差阈值的测量，因此操作简便，测量范围广，测量参数多，同时具有大的色域调节范围，并可实现较大的光源输出功率。

Description

一种测量视觉阈值的装置与方法
技术领域
本发明涉及一种测量视觉阈值的装置与方法，属于光学精密测量技术领域。
背景技术
人所感受的外界信息有95％以上来自视觉，视觉特性的好坏直接关系到人类的生产、生活和工作。临床上，应用视觉诊断设备及早发现视觉疾病并进行及早地干预治疗是降低视觉残疾的关键。随着物质生活水平的提高，人们对视觉健康的重视程度也越来越高，相应的检测、诊断和测试技术也不断发展，涌现出很多新型的视觉诊断设备，如基于视觉阈值测量的对比敏感度测试仪、色差检查仪和视野计，以及基于视觉电生理信号的眼电图、视网膜电图和视觉诱发电位仪等。
现有的基于视觉阈值测量的对比敏感度测试仪、色差仪和视野计等视觉诊断设备，大都是单一参数测试，测量范围有限，要进行视觉照度、对比度和色差阈值的检测，需要更换不同仪器来实现，操作繁杂，效率低下。并且仪器内部的技术参数无法进行准确校准和溯源，导致不同仪器给出的测量结果之间缺乏可比性，检验结果无法实现医院间的互认。虽然我国对视觉诊断设备已经开展了相关的计量研究，建立了顶焦度国家计量基准，解决了如综合验光仪、视力表等验光设备的计量校准，但对基于视觉阈值的视觉诊断设备的计量校准，目前国内还没有解决。进一步深入研究视觉诊断设备的计量校准和量值溯源方法是我国“十二五”期间医学计量领域急需解决的关键问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种实现人眼视觉照度、对比度和色差阈值多参数测量的多功能一体化装置，且可实现各项输出参数的实时控制和精确校准；本发明的一种测量视觉阈值的装置可产生亮(照)度、对比度、色度和周期图案频率可变的四个观察目标，用于人眼视觉照度、对比度和色差阈值的精确测量。
本发明的目的是通过下述技术方案实现的。
一种用于测量视觉阈值的装置，包括第一均匀面光源、第二均匀面光源、第一基色调色系统、第二基色调色系统、第一补色调色系统、第二补色调色系统、第一混色系统、第二混色系统和分束系统；
其中，第一均匀面光源包括第一光源和第一小积分球；第二均匀面光源包括第二光源和第二小积分球；第一基色调色系统包括第一滤光盘和第一挡光盘；第二基色调色系统与第一基色调色系统结构相同；第一补色调色系统包括第二滤光盘和第二挡光盘；第二补色调色系统与第一补色调色系统结构相同；第一混色系统包括第一大积分球；第二混色系统包括第二大积分球；分束系统包括立方分束棱镜、靶板、第一分划板和第二分划板。
小积分球具有一个进光口和两个出射口，且两个出射光光轴互相垂直；大积分球具有两个进光口、一个出射口和一个探测口，且第一大积分球与第二大积分球的出射光光轴互相垂直；
上述组成部分的连接关系为：第一光源正对第一小积分球进光口，光线通过第一小积分球进光口进入积分球，第一基色调色系统位于第一小积分球出射口与第一大积分球进光口之间；第二基色调色系统位于第一小积分球的另一出射口与第二大积分球进光口之间；第一基色调色系统和第二基色调色系统用来与混色系统配合产生三原色为红绿蓝的具有颜色和照度的光线；第二光源与第二小积分球进光口相连接，第一补色调色系统位于第二小积分球出射口与第一大积分球的另一进光口之间；第二补色调色系统位于第二小积分球的另一出射口与第二大积分球的另一进光口之间；第一补色调色系统和第二补色调色系统用来与混色系统配合产生三原色不为红绿蓝的具有颜色和照度的光线；
第一大积分球出射口正对于立方分束棱镜的一面，第一大积分球与第二大积分球的出射光光轴互相垂直，则第二大积分球出射口正对于立方分束棱镜的相邻直角面；立方分束棱镜的中心与第一大积分球出射口的中线和第二大积分球出射口的中线的交点重合；立方分束棱镜用来叠加第一大积分球与第二大积分球的出射光，产生出观察目标；在测量对比度时，靶板紧靠第一大积分球出射口放置；在测量色差时，第一分划板和第二分划板是一组共轭的分划板，分别紧靠立方分束棱镜的两相邻直角面放置。在产生照度和对比度的观察目标时，在第一大积分球的出射口处加上靶板，通过多个带有不同空间频率刻线的靶板的切换，来产生不同空间频率的观察目标。
所述靶板带有不同空间频率的刻线，通过不同空间频率刻线靶板的切换，产生变空间频率的观察目标。
所述第一分划板和第二分划板分别带有不同图案，且两个图案共轭，在测量色差时，用来产生两个颜色相近的共轭像。
所述第一基色调色系统包括第一滤光盘和第一挡光盘，第一滤光盘和第一挡光盘依次平行放置；第二基色调色系统与第一基色调色系统结构相同；第一补色调色系统包括第二滤光盘和第二挡光盘，第二滤光盘和第二挡光盘依次平行放置；第二补色调色系统与第一补色调色系统结构相同。
所述第一滤光盘包括红色滤光片、绿色滤光片和蓝色滤光片，用来产生红绿蓝三原色，每个滤光片成120°扇形，红色滤光片、绿色滤光片和蓝色滤光片拼合的平面能将第一小积分球出射口和第一大积分球进光口完全遮挡；第二滤光盘包括黄色滤光片、青色滤光片和品红色滤光片，用来产生除红绿蓝三原色以外的三个基色，每个滤光片成120°扇形，黄色滤光片、青色滤光片和品红色滤光片拼合的平面能将第二小积分球出射口和第一大积分球进光口完全遮挡；上述六个滤光片均可以沿径向移动。第一挡光盘结构形状与第一滤光盘相同，包括三个黑色挡光板；第二挡光盘结构形状与第二滤光盘相同，包括三个黑色挡光板；上述六个黑色挡光板均可以沿径向移动。第一挡光盘和第二挡光盘通过移动黑色挡光板来改变光线的通光面积，与积分球配合产生具有颜色或照度的光线。
所述测量视觉阈值的装置中，所有接口应保证不漏光。
本发明的一种利用上述装置实现测量视觉阈值的方法，
(1)色差阈值测量，具体方法如下：
第一光源光线经过第一小积分球进入第一基色调色系统，通过第一滤光盘和第一挡光盘的共同作用后，进入第一大积分球；第二光源光线经过第二小积分球进入第一补色调色系统，通过第二滤光盘和第二挡光盘的共同作用后，进入第一大积分球；两路光经第一大积分球混合，从其出射口射出一束具有颜色的均匀光线；第一光源光线经过第一小积分球进入第二基色调色系统，通过其内部滤光盘和挡光盘的共同作用后，进入第二大积分球；第二光源光线经过第二小积分球进入第二补色调色系统，通过其内部滤光盘和挡光盘的共同作用后，进入第二大积分球；两路光经第二大积分球混合，从其出射口射出另一束具有颜色的均匀光线；两束光分别经过第一分划板和第二分划板，通过立方分束棱镜混合后，即可产生带有色差的观察目标，用于人眼色差阈值的测量。
(2)照度阈值测量，具体方法如下：
方法1：第一光源光线经过第一小积分球进入第一基色调色系统，通过第一大积分球，从其出射口射出一束具有照度的均匀光线，均匀照明目标靶板，便得到了带有照度的观察目标，用于人眼照度阈值的测量；
方法2：第二光源光线经过第二小积分球进入第一补色调色系统，通过第一大积分球，从其出射口射出一束具有照度的均匀光线，均匀照明目标靶板，便得到了带有照度的观察目标，用于人眼照度阈值的测量；
方法3：第一光源光线经过第一小积分球，通过第一基色调色系统进入第一大积分球；第二光源光线经过第二小积分球，通过第一补色调色系统，进入第一大积分球；两路光经第一大积分球混合，从其出射口射出一束具有照度的均匀光线，均匀照明目标靶板，便得到了带有照度的观察目标，用于人眼照度阈值的测量；
照度阈值测量中，基色调色系统和补色调色系统中的滤光片均沿径向全部移出，只有挡光板作用。
(3)对比度阈值测量，具体方法如下：
方法1：第一光源光线经过第一小积分球进入第一基色调色系统，通过第一大积分球，从其出射口射出一束具有照度的均匀光线，光线经过带有空间频率刻线的靶板，进入立方分束棱镜；通过多个带有不同空间频率刻线靶板的切换，来产生不同空间频率的观察目标；第二光源光线经过第二小积分球进入第二补色调色系统，通过第二大积分球，从其出射口射出另一束具有照度的均匀光线，进入立方分束棱镜；两束光线在分束系统中混合后，产生带有对比度的观察目标，用于人眼对比度阈值的测量；
方法2：第一光源光线经过第一小积分球进入第一基色调色系统，通过第一大积分球，从其出射口射出一束具有照度的均匀光线，光线经过带有空间频率刻线的靶板，进入立方分束棱镜；通过多个带有不同空间频率刻线靶板的切换，来产生不同空间频率的观察目标；第一光源光线经过第一小积分球进入第二基色调色系统，通过第二大积分球，从其出射口射出另一束具有照度的均匀光线，进入立方分束棱镜；两束光线在分束系统中混合后，产生带有对比度的观察目标，用于人眼对比度阈值的测量；
方法3：第二光源光线经过第二小积分球进入第一补色调色系统，通过第一大积分球，从其出射口射出一束具有照度的均匀光线，光线经过带有空间频率刻线的靶板，进入立方分束棱镜；通过多个带有不同空间频率刻线靶板的切换，来产生不同空间频率的观察目标；第二光源光线经过第二小积分球进入第二补色调色系统，通过第二大积分球，从其出射口射出另一束具有照度的均匀光线，进入立方分束棱镜；两束光线在分束系统中混合后，产生带有对比度的观察目标，用于人眼对比度阈值的测量；
方法4：第二光源光线经过第二小积分球进入第一补色调色系统，通过第一大积分球，从其出射口射出一束具有照度的均匀光线，光线经过带有空间频率刻线的靶板，进入立方分束棱镜；通过多个带有不同空间频率刻线靶板的切换，来产生不同空间频率的观察目标；第一光源光线经过第一小积分球进入第二基色调色系统，通过第二大积分球，从其出射口射出另一束具有照度的均匀光线，进入立方分束棱镜；两束光线在分束系统中混合后，产生带有对比度的观察目标，用于人眼对比度阈值的测量；
对比度阈值测量中，基色调色系统和补色调色系统中的滤光片均沿径向移出，只有挡光板作用。
有益效果
1、本发明的一种测量视觉阈值的装置与方法，利用四积分球光源系统，通过调色系统、混色系统以及后续光路的复用，可以产生亮(照)度、对比度、色度和周期图案频率可变的四个观察目标，实现一套视觉阈值的多参数测量装置，一台装置可以同时实现视觉照度、对比度和色差阈值的测量，因此操作简便，测量范围广，测量参数多，同时具有大的色域调节范围，并可实现较大的光源输出功率。
2、本发明的一种测量视觉阈值的装置与方法，通过与外界光谱仪和照度计的连接使用，可以实现各项输出参数的实时控制和精确校准，有利于实现整套装置的计量校准和量值溯源，保证测量结果准确、可靠。在此技术基础上，将建立视觉阈值计量标准，解决临床上使用的基于视觉阈值测量的视觉诊断设备的计量校准和量值溯源。
附图说明
图1为本发明的一种测量视觉阈值的装置的空间结构左视图；
图2为本发明的一种测量视觉阈值的装置的空间结构俯视图；
图3为本发明的一种测量视觉阈值的装置的结构示意图；
图4为本发明基色调色系统和补色调色系统的内部结构示意图；其中a为基色调色系统内部结构示意图，b为补色调色系统内部结构示意图；
图5为具体实施方式中一种测量视觉阈值的装置的实施例的应用示意图；
图6为具体实施方式中产生带有色差的观察目标的光路示意图，其中a为第一分划板上的图案，b为第二分划板上的图案，c为系统光路示意图；
图7为具体实施方式中一种测量视觉阈值的装置的靶板示意图。
其中，1-第一光源、2-第一小积分球、3-第二光源、4-第二小积分球、5-第一大积分球、6-第二大积分球、7-第一基色调色系统、8-第二基色调色系统、9-第一补色调色系统、10-第二补色调色系统、11-立方分束棱镜、12-靶板、13-第一分划板、14-第二分划板、15-第一滤光盘、16-第一挡光盘、17-第二滤光盘、18-第二挡光盘、19-红色滤光片、20-绿色滤光片、21-蓝色滤光片、22-黑色挡光板、23-黄色滤光片、24-青色滤光片、25-品红色滤光片、26-照度计、27-光谱仪、28-第一探测头、29-第二探测头、30-光纤。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
一种测量视觉阈值的装置，包括第一均匀面光源(包括第一光源1和第一小积分球2)、第二均匀面光源(包括第二光源3和第二小积分球4)、第一基色调色系统7、第二基色调色系统8、第一补色调色系统9、第二补色调色系统10、第一混色系统(包括第一大积分球5)、第二混色系统(包括第二大积分球6)、分束系统(包括立方分束棱镜11、靶板12、第一分划板13和第二分划板14)，如图1、图2、图3所示。
小积分球具有一个进光口和两个出射口，且两个出射光光轴互相垂直；大积分球具有两个进光口、一个出射口和一个探测口，且第一大积分球与第二大积分球的出射光光轴互相垂直；
第一光源1正对第一小积分球2进光口，光线通过第一小积分球2进光口进入积分球，第一基色调色系统7位于第一小积分球2出射口与第一大积分球5进光口之间；第二基色调色系统8位于第一小积分球2的另一出射口与第二大积分球6进光口之间；第一基色调色系统和第二基色调色系统用来与混色系统配合产生三原色为红绿蓝的具有颜色和照度的光线；第二光源3与第二小积分球4进光口相连接，第一补色调色系统9位于第二小积分球4出射口与第一大积分球5的另一进光口之间；第二补色调色系统10位于第二小积分球4的另一出射口与第二大积分球6的另一进光口之间；第一补色调色系统和第二补色调色系统用来与混色系统配合产生三原色不为红绿蓝的具有颜色和照度的光线；第一大积分球5出射口正对于立方分束棱镜11的一面，第一大积分球5与第二大积分球6的出射光光轴互相垂直，则第二大积分球6出射口正对于立方分束棱镜11的相邻直角面；立方分束棱镜11的中心与第一大积分球5出射口的中线和第二大积分球6出射口的中线的交点重合；
将照度计26探测头放在第一大积分球5出射口处，可实时监测出口面照度；双通道光谱仪27包括第一探测头28和第二探测头29；第一探测头28放置在第一大积分球5的探测口处，第二探测头29放置在第二大积分球6的探测口处，两个探头通过光纤30与光谱仪27相连，可实时监测第一大积分球5和第二大积分球6的光源光谱分布，如图5所示。
第一基色调色系统7包括第一滤光盘15和第一挡光盘16，第一滤光盘15和第一挡光盘16依次平行放置；第二基色调色系统与第一基色调色系统结构相同，基色调色系统内部结构如图4a；第一补色调色系统9包括第二滤光盘17和第二挡光盘18，第二滤光盘17和第二挡光盘18依次平行放置；第二补色调色系统与第一补色调色系统结构相同，补色调色系统内部结构如图4b；
第一滤光盘15包括红色滤光片19、绿色滤光片20和蓝色滤光片21，用来产生红绿蓝三原色，每个滤光片成120°扇形，红色滤光片19、绿色滤光片20和蓝色滤光片21拼合的平面能将第一小积分球2出射口和第一大积分球5进光口完全遮挡；第二滤光盘17包括黄色滤光片23、青色滤光片24和品红色滤光片25，用来产生除红绿蓝三原色以外的三个基色，每个滤光片成120°扇形，黄色滤光片23、青色滤光片24和品红色滤光片25拼合的平面能将第二小积分球4出射口和第一大积分球5进光口完全遮挡；上述六个滤光片均可以沿径向移动。第一挡光盘16结构形状与第一滤光盘15相同，包括三个黑色挡光板22；第二挡光盘18结构形状与第二滤光盘17相同，包括三个黑色挡光板；上述六个黑色挡光板均可以沿径向移动。第一挡光盘16和第二挡光盘18通过移动黑色挡光板来改变光线的通光面积，与积分球配合产生具有颜色或照度的光线。
本实施例中的第一光源1和第二光源3均采用卤素灯光源。
如图5所示，产生四个观察目标用于视觉阈值测量的方法，其操作步骤为：
首先，打开第一光源1和第二光源3的电源，点亮卤素灯并预热，使卤素灯发光稳定。第一光源1和第一小积分球2组成第一均匀面光源，第二光源3和第二小积分球4组成第二均匀面光源，产生光谱连续分布的均匀出射光。
(1)色差阈值测量，具体步骤如下：
第一光源1光线经过第一小积分球2，进入第一基色调色系统7，通过第一滤光盘15和第一挡光盘16的共同作用后，进入第一大积分球5；第二光源3光线经过第二小积分球4进入第一补色调色系统9，通过第二滤光盘17和第二挡光盘18的共同作用后，进入第一大积分球5；两路光经第一大积分球5混合，从其出射口射出一束具有颜色的均匀光线；第一光源1光线经过第一小积分球2进入第二基色调色系统8，通过其内部滤光盘和挡光盘的共同作用后，进入第二大积分球6；第二光源3光线经过第二小积分球4进入第二补色调色系统10，通过其内部滤光盘和挡光盘的共同作用后，进入第二大积分球6；两路光经第二大积分球6混合，从其出射口射出另一束具有颜色的均匀光线；第一大积分球5射出的光经过一块毛玻璃，照射到第一分划板13上，产生一种颜色的图案；第二大积分球6射出的光线经过另一块毛玻璃，照射到第二分划板14上，产生另一种颜色的图案；射出的两束光线分别进入立方分束棱镜11混合，便产生带有色差的观察目标；到达人眼或被测设备，便能看到一幅颜色混合的图案。
通过使用光纤光谱仪，测量出两种图案的具体颜色参数，如Lab色度坐标，X、Y、Z，色调，色度等，再通过计算机计算处理即可得到两种颜色的色差值ΔE；根据计算机计算得到的色差信息通过程序控制第一均匀面光源和第二均匀面光源的颜色，使得两路光源的色差在被测设备或人眼的色差分辨力阈值附近变化，如图6c所示。
两块分划板采用的共轭图案如图6a和图6b所示，图6a为第一分划板图案，图6b为第二分划板图案，其中白色部分为透明玻璃基板，黑色部分为不透光的镀膜。
通过双通道光谱仪27的第一探测头28和第二探测头29，实时监测第一大积分球5和第二大积分球6内部光源的颜色，并反馈到第一基色调色系统7、第二基色调色系统8、第一补色调色系统9和第二补色调色系统10，通过控制其内部的黑色挡光板，改变光线的通光面积，得到相应的颜色。
(2)照度阈值测量，具体步骤如下：
第一光源1光线经过第一小积分球2，进入第一基色调色系统7，通过第一挡光盘16的作用后，进入第一大积分球5，从其出射口射出一束具有照度的均匀光线，便得到了带有照度的观察目标；
通过照度计26实时监测第一大积分球5出射口的光线，得到光源的照度，并反馈到第一基色调色系统7，通过控制其内部的黑色挡光板，改变光线的通光面积，得到相应的照度。
(3)对比度阈值测量，具体步骤如下：
第一光源1光线经过第一小积分球2，进入第一基色调色系统7，通过第一挡光盘15的作用后，进入第一大积分球5，从其出射口射出一束具有照度的均匀光线，光线经过带有空间频率刻线的靶板12，进入立方分束棱镜11；第二光源3光线经过第二小积分球4，进入第二补色调色系统10，通过其内部挡光盘的作用后，进入第二大积分球6，从其出射口射出另一束具有照度的均匀光线，进入立方分束棱镜11，两束光线在分束系统中混合后，产生带有对比度的观察目标；本实施例中，对于对比度阈值测量，我们根据Weber-Fechner法则设计了透射式光栅视标，设计了5种不同空间频率的光栅视标，如表1所示，它们被刻画在5块靶板上，每种空间频率都对应有0°、45°、90°和135°四个不同条纹方向的光栅视标，每块靶板如图7所示。
表1空间周期
序号 空间频率c/d 空间周期(mm)
1 1.5000 3.4906
2 3.0000 1.7453
3 6.0000 0.8727
4 12.0000 0.4363
5 18.0000 0.3636
在产生照度和对比度观察目标时，只用到两个基色调色系统和两个补色调色系统中的挡光板，这时可以将其内部的滤光片全部沿径向移出。
本发明实现了产生亮(照)度、对比度、色度和周期图案频率可变的四个观察目标的视觉阈值的测量装置与方法，与其它方法相比，具有使用方便、输出功率大、结构简单、测量参数多、范围广的优点，同时各项输出参数可实时控制和精确校准，有利于实现计量校准和量值溯源，保证测量结果准确、可靠。
以上结合附图对本发明的具体实施方式作了说明，但这些说明不能被理解为限制了本发明的范围，本发明的保护范围由随附的权利要求书限定，任何在权利要求基础上的改动都是本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种用于测量视觉阈值的装置，其特征在于：包括第一均匀面光源、第二均匀面光源、第一基色调色系统(7)、第二基色调色系统(8)、第一补色调色系统(9)、第二补色调色系统(10)、第一混色系统、第二混色系统和分束系统；其中，第一均匀面光源包括第一光源(1)和第一小积分球(2)；第二均匀面光源包括第二光源(3)和第二小积分球(4)；第一基色调色系统(7)包括第一滤光盘(15)和第一挡光盘(16)；第二基色调色系统(8)与第一基色调色系统(7)结构相同；第一补色调色系统(9)包括第二滤光盘(17)和第二挡光盘(18)；第二补色调色系统(10)与第一补色调色系统(9)结构相同；第一混色系统包括第一大积分球(5)；第二混色系统包括第二大积分球(6)；分束系统包括立方分束棱镜(11)、靶板(12)、第一分划板(13)和第二分划板(14)；第一光源(1)正对第一小积分球(2)进光口，光线通过第一小积分球(2)进光口进入积分球，第一基色调色系统(7)位于第一小积分球(2)出射口与第一大积分球(5)进光口之间；第二基色调色系统(8)位于第一小积分球(2)的另一出射口与第二大积分球(6)进光口之间；第一基色调色系统和第二基色调色系统用来与混色系统配合产生三原色为红绿蓝的具有颜色和照度的光线；第二光源(3)与第二小积分球(4)进光口相连接，第一补色调色系统(9)位于第二小积分球(4)出射口与第一大积分球(5)的另一进光口之间；第二补色调色系统(10)位于第二小积分球(4)的另一出射口与第二大积分球(6)的另一进光口之间；第一补色调色系统和第二补色调色系统用来与混色系统配合产生三原色不为红绿蓝的具有颜色和照度的光线；第一大积分球(5)出射口正对于立方分束棱镜(11)的一面，第一大积分球(5)与第二大积分球(6)的出射光光轴互相垂直，则第二大积分球(6)出射口正对于立方分束棱镜(11)的相邻直角面；立方分束棱镜(11)的中心与第一大积分球(5)出射口的中线和第二大积分球(6)出射口的中线的交点重合；在测量对比度时，靶板(12)紧靠第一大积分球(5)出射口放置；在测量色差时，第一分划板(13)和第二分划板(14)是一组共轭的分划板，分别紧靠立方分束棱镜(11)的两相邻直角面放置；在产生照度和对比度的观察目标时，在第一大积分球(5)的出射口处加上靶板(12)，通过多个带有不同空间频率刻线的靶板(12)的切换，来产生不同空间频率的观察目标。
2.如权利要求1所述的一种用于测量视觉阈值的装置，其特征在于：小积分球具有一个进光口和两个出射口，且两个出射光光轴互相垂直；大积分球具有两个进光口、一个出射口和一个探测口，且第一大积分球与第二大积分球的出射光光轴互相垂直。
3.如权利要求1所述的一种用于测量视觉阈值的装置，其特征在于：所述靶板(12)带有不同空间频率的刻线，通过不同空间频率刻线靶板的切换，产生变空间频率的观察目标。
4.如权利要求1所述的一种用于测量视觉阈值的装置，其特征在于：所述第一分划板(13)和第二分划板(14)分别带有不同图案，且两个图案共轭，在测量色差时，用来产生两个颜色相近的共轭像。
5.如权利要求1所述的一种用于测量视觉阈值的装置，其特征在于：所述基色调色系统包括滤光盘和挡光盘，滤光盘和挡光盘依次平行放置；补色调色系统包括滤光盘和挡光盘，滤光盘和挡光盘依次平行放置。
6.如权利要求1或5所述的一种用于测量视觉阈值的装置，其特征在于：所述第一滤光盘(15)包括红色滤光片、绿色滤光片和蓝色滤光片，用来产生红绿蓝三原色，每个滤光片成120°扇形，红色滤光片、绿色滤光片和蓝色滤光片拼合的平面能将第一小积分球(2)出射口和第一大积分球(5)进光口完全遮挡；第二滤光盘(17)包括黄色滤光片、青色滤光片和品红色滤光片，用来产生除红绿蓝三原色以外的三个基色，每个滤光片成120°扇形，黄色滤光片、青色滤光片和品红色滤光片拼合的平面能将第二小积分球(4)出射口和第一大积分球(5)进光口完全遮挡；上述六个滤光片均可以沿径向移动；第一挡光盘(16)结构形状与第一滤光盘(15)相同，包括三个黑色挡光板；第二挡光盘(18)结构形状与第二滤光盘(17)相同，包括三个黑色挡光板；上述六个黑色挡光板均可以沿径向移动；第一挡光盘(16)和第二挡光盘(18)通过移动黑色挡光板来改变光线的通光面积，与积分球配合产生具有颜色或照度的光线。
7.一种利用上述装置实现测量视觉阈值的方法，其特征在于：具体方法如下；
(1)色差阈值测量，具体方法如下：
第一光源光线经过第一小积分球进入第一基色调色系统，通过第一滤光盘和第一挡光盘的共同作用后，进入第一大积分球；第二光源光线经过第二小积分球进入第一补色调色系统，通过第二滤光盘和第二挡光盘的共同作用后，进入第一大积分球；两路光经第一大积分球混合，从其出射口射出一束具有颜色的均匀光线；第一光源光线经过第一小积分球进入第二基色调色系统，通过其内部滤光盘和挡光盘的共同作用后，进入第二大积分球；第二光源光线经过第二小积分球进入第二补色调色系统，通过其内部滤光盘和挡光盘的共同作用后，进入第二大积分球；两路光经第二大积分球混合，从其出射口射出另一束具有颜色的均匀光线；两束光分别经过第一分划板和第二分划板，通过立方分束棱镜混合后，即可产生带有色差的观察目标，用于人眼色差阈值的测量；
(2)照度阈值测量，具体方法如下：
方法1：第一光源光线经过第一小积分球进入第一基色调色系统，通过第一大积分球，从其出射口射出一束具有照度的均匀光线，均匀照明目标靶板，便得到了带有照度的观察目标，用于人眼照度阈值的测量；
方法2：第二光源光线经过第二小积分球进入第一补色调色系统，通过第一大积分球，从其出射口射出一束具有照度的均匀光线，均匀照明目标靶板，便得到了带有照度的观察目标，用于人眼照度阈值的测量；
方法3：第一光源光线经过第一小积分球，通过第一基色调色系统进入第一大积分球；第二光源光线经过第二小积分球，通过第一补色调色系统，进入第一大积分球；两路光经第一大积分球混合，从其出射口射出一束具有照度的均匀光线，均匀照明目标靶板，便得到了带有照度的观察目标，用于人眼照度阈值的测量；
照度阈值测量中，基色调色系统和补色调色系统中的滤光片均沿径向全部移出，只有挡光板作用；
(3)对比度阈值测量，具体方法如下：
方法1：第一光源光线经过第一小积分球进入第一基色调色系统，通过第一大积分球，从其出射口射出一束具有照度的均匀光线，光线经过带有空间频率刻线的靶板，进入立方分束棱镜；通过多个带有不同空间频率刻线靶板的切换，来产生不同空间频率的观察目标；第二光源光线经过第二小积分球进入第二补色调色系统，通过第二大积分球，从其出射口射出另一束具有照度的均匀光线，进入立方分束棱镜；两束光线在分束系统中混合后，产生带有对比度的观察目标，用于人眼对比度阈值的测量；
方法2：第一光源光线经过第一小积分球进入第一基色调色系统，通过第一大积分球，从其出射口射出一束具有照度的均匀光线，光线经过带有空间频率刻线的靶板，进入立方分束棱镜；通过多个带有不同空间频率刻线靶板的切换，来产生不同空间频率的观察目标；第一光源光线经过第一小积分球进入第二基色调色系统，通过第二大积分球，从其出射口射出另一束具有照度的均匀光线，进入立方分束棱镜；两束光线在分束系统中混合后，产生带有对比度的观察目标，用于人眼对比度阈值的测量；
方法3：第二光源光线经过第二小积分球进入第一补色调色系统，通过第一大积分球，从其出射口射出一束具有照度的均匀光线，光线经过带有空间频率刻线的靶板，进入立方分束棱镜；通过多个带有不同空间频率刻线靶板的切换，来产生不同空间频率的观察目标；第二光源光线经过第二小积分球进入第二补色调色系统，通过第二大积分球，从其出射口射出另一束具有照度的均匀光线，进入立方分束棱镜；两束光线在分束系统中混合后，产生带有对比度的观察目标，用于人眼对比度阈值的测量；
方法4：第二光源光线经过第二小积分球进入第一补色调色系统，通过第一大积分球，从其出射口射出一束具有照度的均匀光线，光线经过带有空间频率刻线的靶板，进入立方分束棱镜；通过多个带有不同空间频率刻线靶板的切换，来产生不同空间频率的观察目标；第一光源光线经过第一小积分球进入第二基色调色系统，通过第二大积分球，从其出射口射出另一束具有照度的均匀光线，进入立方分束棱镜；两束光线在分束系统中混合后，产生带有对比度的观察目标，用于人眼对比度阈值的测量；
对比度阈值测量中，基色调色系统和补色调色系统中的滤光片均沿径向移出，只有挡光板作用。
8.如权利要求1或7所述的一种用于测量视觉阈值的装置，其特征在于：通过双通道光谱仪(27)的第一探测头(28)和第二探测头(29)，实时监测第一大积分球(5)和第二大积分球(6)内部光源的颜色，并反馈到第一基色调色系统(7)、第二基色调色系统(8)、第一补色调色系统(9)和第二补色调色系统(10)，通过控制其内部的黑色挡光板，改变光线的通光面积，得到相应的颜色。
9.如权利要求1或7所述的一种用于测量视觉阈值的装置，其特征在于：对于对比度阈值测量，根据Weber-Fechner法则设计了透射式光栅视标，设计了5种不同空间频率的光栅视标，它们被刻画在5块靶板上，每种空间频率都对应有0°、45°、90°和135°四个不同条纹方向的光栅视标。
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