JPS62253026A - 輝度コントラストを検査するためのグラフイツクプロセツサの動特性を訂正する装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は輝度コントラストを検査するためのグラフィッ
クプロセッサの出力の動特性を訂正する装置に関するも
のである。

本発明の技術分野はグラフィックプロセッサと、コンピ
ュータと、時間的且つ空間的に種々周波数の刺激を表示
（ディスプレー）するための陰極管とを含む輝度コント
ラドを検査するための装置にある。

発明の背景 各個人に対する輝度コントラスト感度特性（ＥＳＣ）を
求める方法としては、アナログ技術を用いて低周波発振
器と電子計算機とを基本にしたシステムや、デジタル技
術を用いたグラフィックプロセッサを基本にしたシステ
ムが眼科医によって既に作られている。これらのシステ
ムは正弦形検査パターンをスクリーン上に表示すること
ができる。

しかし、今日までに開発されたシステムは一般に高価、
大型で且つ操作が複雑であり、多くの場合、眼が一番感
じる所までコントラスト感度特性（ＦＳＣ）を測定する
ことはできず、色のパラメータも考慮に入れていない。

特に、デジタル技術を用いたシステムはテストの進行を
自動化するための電算機またはマイコンと、これらコン
ピュータに接続されたグラフィックプロセッサとを有し
、このプロセッサは従来のモノクロブラウン管を制御し
てＦＳＣの測定用に使用される刺激テストである種々の
大きな正弦形検査パターンをブラウン管に表示させるよ
うになっている。

しかし、ＦＳＣ検査を実施する公知システムは、カラー
で刺激を与えることができないという欠点の外に、眼の
感度は眼を刺激する空間周波数に関係するという事実を
考慮していないために不都合である。すなわち、ＦＳＣ
を求めるための公知システムに用いられているグラフィ
ックプロセッサは、眼が最も敏感となる周波数の所であ
るという理由で極めて小さいコントラストを表示しなけ
ればならない平均周波数の所に於て、精度が低い。

発明の目的 本発明の目的は上記欠点を無くし、且つステップ数が極
端に多いグラフィックプロセッサを使ったり、このプロ
セッサの応答曲線の直線性を変えたりする必要無しに極
めて小さいコントラストを表示できるように、空間的お
よび時間的周波数と、平均輝度と、コントラストを簡単
な方法で採用した輝度でコントラストを付けた正弦形格
子によって構成される像をディスプレーできるようにす
ることにある。

本発明は視覚に種々の障害のある患者に対する刺激によ
る複雑な像の知覚の検査と、劣化した視覚状態のシニミ
レーションを行うことを可能にするものである。

発明の構成 上記目的を達成するための本発明装置は、コンピュータ
と、プロセッサと、時空的に種々の周波数の刺激を表示
するための陰極管とを含む型式の輝度コントラストの検
査装置で用いられるグラフィックプロセッサの出力の動
特性を訂正する装置において、上記グラフィックプロセ
ッサの輝度信号を受ける入力アダプターと、この入力ア
ダプターの出力に接続された調節自在な減衰係数を有す
る減衰器と、調節可能なレベルの基準電圧発生器と、減
衰器の出力信号と基準電圧発生器の出力信号を受ける加
算器回路と、入力インターフェースを介してコンピュー
タに接続され且つ減衰器および基準電圧発生器に接続さ
れて、減衰器の減衰係数（Ｋｇ）の値と基準電圧発生器
の基準電圧レベル（Ｖｃｇ）とを調節する指令を出す第
１デコード論理回路とを有していることを特徴としてい
る。

減衰器の減衰係数（Ｋｇ）の値と基準電圧発生器の基準
電圧レベル（Ｖｃｇ）はグラフィックプロセッサにより
送られた基本輝度レベルの同じ数周の異なる感度範囲で
構成される一連の不連続値に分布されている。

減衰器と基準電圧発生器は上記第１デコード論理回路に
より指令される調節可能な抵抗回路により構成すること
ができる。

本発明の他の特徴は加算器回路の出力がこの回路の出す
信号網を規格化回路を介してカラーブラウン管の赤、緑
および青の各電子銃に送る赤、緑および青の３つの切替
論理回路に接続されている点にある。

この場合、本発明装置は赤、緑、青の３つの電子銃の励
起レベルを手動調節する手段と、入力インターフェース
を介してコンピュータから出される命令信号を受は且つ
グラフィックプロセッサから出されるフレーム戻し信号
を受けて、赤、緑、青の切替論理回路の個別な作動状態
から陰極管上に中性表面を作る同時作動状態に変える命
令を出す第２デコード論理回路とを有している。

本発明の他の特徴と利点は添付図面を参照した例示とし
ての以下の実施例の説明から、明らかになるであろう。

第１図を参照して説明すると、本発明による動特性訂正
装置３を含む基本モジュールは灰色レベルの数が例えば
２５６に制限されているグラフィックプロセッサ２と一
緒に用いることができ、このグラフィックプロセッサ２
はコンピュータ１およびカラーブラウン管４を用いて前
記ＦＳＣをカラーで容易且つ細かに求めることができる
。

すなわち、第１図の装置は配線５を介してグラフィック
プロセッサ２に、また配線１３を介して訂正器３に各々
結合されたコンピュータ１と、陰極管４とを含んでいる
。上記プロセッサ２はさらに配線１１を介して訂正器３
に、また配線６を介して陰極管４にも結合されている。

訂正器３は配線７．８．９を介して陰極管に送られる３
組の信号を出す。

本発明による上記訂正器３の基本モジュールは、まず第
１に入力アダプタ回路１４を介して輝度信号を表わす入
力端子を出力する白黒グラフィックプロセッサ２の出力
１１に接続された減衰器１５を有している。上記入力ア
ダプタ回路１４は全てのグラフィックプロセッサを良好
な定格機能状態に合せるための規格インピーダンス、例
えば７５Ωを上記訂正回路に与える。上記減衰器１５は
入力アダプター１４から出される入力端子Ｖｅに対して
減衰係数Ｋｇを与える。この減衰係数Ｋｇの値は選択さ
れた範囲の関数である。

種々の可能範囲の中からのこの範囲の決定は、入力イン
ターフェース回路１６に結合されたコンピュータとの接
続線１３から送られる信号によって行なわれる。上記入
力インターフェース回路１６は上記減衰器１５の上記係
数Ｋｇの値を選択された範囲の関数で選択する第１デコ
ード論理回路１７に命令信号を与える。

訂正器の上記基本モジュールはさらに基準電圧発生器１
９を有し、この基準電圧発生器は上記第１デコード論理
回路１７の指令によって、上記の選択された範囲の関数
で、加算器回路２０の一方の入力に一定の訂正電圧Ｖｃ
ｇ　（下記の関数（３）参照）を与える。加算器回路２
０の他方の入力は減衰器回路１５から出される減衰され
た電圧信号を受ける。従って、この加算器回路２０の出
力信号は減衰器１５から来る電圧と基準電圧発生器１９
から来る電圧の和に対応する。

完全動特性訂正器はグラフィックプロセッサのステップ
が少なければ少ない程大きな範囲を含み、従って、実際
には、種々の範囲に対して互いに異っている上記減衰係
数の値Ｋｇと一定の訂正電圧値Ｖｃｇを考慮して、減衰
器と基準電圧発生器のセット（組）を含んでいる。これ
らの素子の組合せは上記範囲およびカラーを選択するこ
とによって直接選択される。

上記選択命令は例えばこのグラフィックプロセッサと組
合された上記コンピュータからのシリアル型接続によっ
て実行される。コンピュータとのこの接続は入力インタ
ーフェース１６として汎用非同期送−受信器を作るのに
用いられている低伝送、例えば９６００ボーのシリアル
線にすることができる。

このインターフェースの出力では、４ビツトを有効範囲
を決めるのに用いることができる。すなわち、Ｎ個のセ
ット（減衰器１５と基準電圧発生器１９）の命令はＮ個
の組合せの中から一組の素子を選択する上記デコード論
理回路１７によって上記４ビツトを用いて行われる。

第１図に示す動特性訂正器はさらに３つの切替論理回路
２１．２２．２３の存在によって白黒グラフィックプロ
セッサとＦＳＣ測定装置をカラーに変えるシステムを有
している。これら３つの切替論理回路の役目は２つある
。先ず第１に、累算回路２０からの回路網が存在してい
る時に有効信号を陰極管の赤の電子銃、緑の電子銃また
は青の電子銃に送り、第２には、白（言い換えれば中性
）の表面をカラーブラウン管上に作ることができなけれ
ばならない。この中性表面を作るためには、赤、緑およ
び青の３つの電子銃を同時に、しかも異なるレベルに励
起しなければならない。この異るレベルの調整は切替論
理回路２１．２２．２３と組合された調整用抵抗２４．
２５．２６を用いて手動で実行できる。

画像が切れるのを防止するために、格子と中性範囲との
変更はフレームの戻り時に強制的に行なわなければなら
ない。これは第２デコード論理回路１８の存在によって
実行される。この第２デコード論理回路１８は入力イン
ターフェース１６を介してコンピュータからの信号を受
は且つグラフィックプロセッサからの信号を受け（配線
１２はフレーム戻り信号を送ることができる）、且つ３
つの切替論理回路２１．２２．２３に接続されて、これ
らに命令信号を送る。

切替論理回路２１．２２．２３の出力を受けるレベル設
定兼定格設定回路２７．２８．２９は所定範囲、例えば
０と１ボルトの間に含まれる一つの出力レベルを出力し
且つ規格化された出力インピーダンス、例えば７５Ωを
作り出すことができる。

第２図に示す切替論理回路は調整可能な２つの電圧発生
器３０．３１を含んでいる。電圧発生器３０はスポット
を刺戟作用から外す時並びに刺戟色が選択されない時に
スポットを消すように黒レベルを調整し、電圧発生器３
１は中性範囲を作るのに必要な色レベルを固定する。論
理回路１８により指令されるトランジスタ式論理スイッ
チ３２は加算器２０からの輝度信号、あるいは黒レベル
、あるいは中性範囲を作るのに必要なレベルを規格設定
回路２７．２８．２９に転送する。これら電圧発生器３
０．３１と組合された調節自在な抵抗２４ａ、２４ｂに
よって所望の黒レベルとカラーレベルが得られるような
電圧レベルに調節することができる。

第３図は輝度コントラストにおける視覚神経系の感度の
特性を読み取ることができるようにするために陰極管上
にディスプレーされた第１像の構造を構成する輝度にコ
ントラストを付けた正弦形格子のプロフィルを示してい
る。

第３図の曲線ａのような正弦曲線を描く各正弦格子は信
号の空間周波数（ｃ　ｐ　ｄ　：　ｃｙｃｌｅ　ｐｅｒ
ｄｅｇｒｅｅ）　　（視角（ｄｅｇｒｅｅ）は第３図の
横軸に付けられる）と、平均輝度ＬＭｏｙと、下記関係
式（１）により第３図の縦軸に付けた最大輝度ＬＭａｘ
と最小輝度ＬＭｉｎの値から定義されるコントラストＣ
とによって特徴付けられる： Ｃ＝　（ＬＭａｘ　−ＬＭｉｎ）／　（ＬＭａｘ　＋Ｌ
Ｍｉｎ）　　（１）この式は平均輝度ｔ、Ｍａｙおよび
この平均輝度と最大輝度との間の差ΔＬの関数として、
次のように表わせる： Ｃ＝ΔＬ／ＬＭｏｙ　　　　　　　　　　　　　　（２
）視覚神経系の感度は０．０１以下のコントラストを知
覚できるようなものである。

このようにコントラストが極めて小さいテスト像を表示
する必要があるため、輝度と輝度との間の開き（差）が
極めて小さい格子を作る必要がある。

第４図に示す曲線すは陰極管蛍光面の蛍光感度が直線的
であり且つ表示する格子が正方形であると考えた場合の
グラフィックプロセッサのステップを関数とする輝度を
表わしている。コントラストが０．０１ということは両
端間輝度の開きが平均輝度の１％に等しいということで
あり、この開き（差）が見分けられるようにするために
はこの開きを少なくても一つのステップに対応させると
いうことであり、従ってグラフィックプロセッサには少
なくとも２００のステップを準備しなければならないと
いうことであることは理解できよう。しかし、視覚神経
系は空間周波数の中間部で０．０１以下のコントラスト
も知覚することができる（第６図の曲線ｄ参照）。さら
に、陰極線管のＴ線のために、電子励起に対する蛍光感
度は線形ではなく、しかも表示される像は正弦形格子で
あるので両極限レベルだけではない全てのレベルがディ
スプレーされる。

コントラスト感度特性を高い信頼性で求めるには、特に
、０．０１から０．０３程度あるいはそれ以下の小さい
コントラストに対応する高い感度値に対して感度を細か
く測定するには、１０２４程度のステップを有するグラ
フィックプロセッサを用いる必要がある。しかし、この
容量を処理するにはかなり大きなメモリーを用いなけれ
ばならず、そうしたことは複雑で極めて高価な高級なプ
ロセッサしかできない。プロセッサの製造に当っては速
度が最も重要な基準になるが、表示点の数が多くなれば
なる程この点がますます問題になってくる。すなわち、
一本の線を５００の点とすると、５０マイクロ秒以下で
テレビの走査線を走査する場合、各点はスクリーン上に
１００ナノ秒間しか留まれない。

本発明では、点の数の多いグラフィックプロセッサを使
用するのではなく、比較的簡単な、例えば灰色レベルが
２５６の従来のグラフィックプロセッサを用い、このプ
ロセッサにコストの安い構造の動特性訂正装置を組合せ
て、通常は半対数単位で約１から０．３のコントラスト
しか走査できない灰色レベルが２５６の簡単なグラフィ
ックプロセッサだけを用いるよりもはるかに小さく多く
の数のコントラストを表わすことができるようにした。

すなわち、本発明は比較的に少ない数（２５６）の灰色
レベルでいかなる位置のコントラストも半対数単位で十
分に走査できるということを証明するものである。すな
わち、本発明ではグラフィックプロセッサの灰色レベル
の集合を複数回かつ陰極管に加えられた異なる範囲の電
圧で使用して、各回に知覚可能なコントラストの目盛の
一部を細かく走査する。第５図に示す曲線Ｃはモニター
の入力端子に対する輝度を表わし、この曲線は平均輝度
からこの曲線のさらに小さな一部分を走査するごとに異
る範囲を明らかにしている。これは前記プロセッサの動
特性が変化するということである。

いま、Ｖｅをプロセッサの出力電圧とし、Ｖｓを動特性
訂正器の出力電圧とすると、下記の関係が成立する： Ｖｓ＝Ｖｃｇ＋ＫｇＸＶｅ　　　　　　　（３）ここで
、Ｋｇは選択範囲の一定係数関数で、Ｖｃｋは選択範囲
の一定電圧関数である。

−例として、各回に以下の最大コントラストと最小コン
トラストに対応する５つの走査範囲を定めるために上記
動特性訂正器を適用することができる： 各範囲用の上記各ＶｃｇＯ値は陰極管の蛍光面の特性の
測定部に決められるが、平均輝度ではなく実際のコント
ラストのデータが正確に知られている場合には特に重要
な問題にはならない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるグラフィックプロセッサの出力の
動特性を訂正する装置の簡略化した全体的概略図、 第２図は切替論理の実施例を示す図、 第３図は輝度コントラストに対する視覚系の感度を検査
するための本発明による装置によりディスプレーされた
像の輝度プロフィルの一例を示す図、 第４図はグラフィックプロセッサのステップ数に対する
表示された輝度の理論値の変化を示す図、第５図はコン
トラスト感度を増すために本発明によって利用できる、
陰極管の入力端子と種々の電圧範囲とに対する輝度曲線
を示す図、第６図は、空間周波数を関数とするコントラ
ストに対する視覚系の感度曲線を示す図である。 （主な参照番号） １・・コンピュータ、 ２・・グラフィックプロセッサ、 ４・・カラーモニタ、 １４・・入力アダプタ、　　１５・・減衰器、１６・・
入力インターフェース、 １７・・第１デコード論理回路、 １８・・第２デコード論理回路、 １９・・基準電圧発生器、 ２０・・加算器、 ２１〜２３・・切替論理回路、 ２７〜２９・・規格化回路

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. （１）コンピュータ（１）と、グラフィックプロセッサ
   （２）と、空間的および時間的に種々の周波数の刺激を
   ディスプレーするための陰極管（４）とを含む型式の輝
   度コントラスト検査装置に用いられるグラフィックプロ
   セッサ（２）の出力の動特性を訂正する装置において、 上記グラフィックプロセッサの輝度信号を受ける入力ア
   ダプター（１４）と、この入力アダプター（１４）の出
   力に接続された調節可能な衰減係数を有する衰減器（１
   ５）と、調節可能なレベルの基準電圧発生器（１９）と
   、上記減衰器（１５）の出力信号と上記基準電圧発生器
   （１９）の出力信号とを受ける加算器回路（２０）と、
   入力インターフェース（１６）を介して上記コンピュー
   タに接続され且つ上記減衰器（１５）と上記基準電圧発
   生器（１９）とに接続されて減衰器（１５）の上記減衰
   係数（Ｋｇ）の値の調節命令と上記基準電圧発生器の基
   準電圧（Ｖｃｇ）のレベルの調節命令を出す第１デコー
   ド論理回路（１７）とによって構成されることを特徴と
   する装置。
2. （２）減衰器（１５）の減衰係数（Ｋｇ）の値と基準電
   圧発生器（１９）の基準電圧レベル（Ｖｃｇ）の値が上
   記グラフィックプロセッサから出された同一数の基本輝
   度レベルに対する異る感度範囲を構成する一連の不連続
   値に分布していることを特徴とする特許請求の範囲第１
   項記載の装置。
3. （３）減衰器（１５）と基準電圧発生器（１９）が上記
   の第１デコード論理回路（１７）によって制御される調
   節可能な抵抗回路によって構成されていることを特徴と
   する特許請求の範囲第１項または第２項に記載の装置。
4. （４）加算器回路（２０）の出力がこの加算器回路（２
   ０）から出される信号網を規格化回路（２７、２８、２
   ９）を介してカラーブラウン管の赤色電子銃、緑色電子
   銃および青色電子銃の各々に送る３つの赤、緑、青の切
   替論理回路（２１、２２、２３）に接続されていること
   を特徴とする特許請求の範囲第１〜３項いずれか一項に
   記載の装置。
5. （５）赤、緑および青の３つの電子銃の各々の励起レベ
   ルの手動調節手段（２４、２５、２６）と、入力インタ
   ーフェース（１６）を介してコンピュータから出力され
   る命令信号とグラフィックプロセッサにより出力される
   フレーム戻し信号とを受けて、赤、緑および青の切替論
   理回路（２１、２２、２３）の個別作動状態から陰極管
   上に中性表面を生じさせる同時作動状態への変更を指令
   するための第２デコード論理回路（１８）とを含むこと
   を特徴とする特許請求の範囲第４項記載の装置。
6. （６）入力インターフェース（１６）がシリアル型接続
   によってコンピュータに接続された汎用非同期送受信器
   を有することを特徴とする特許請求の範囲第１〜５項記
   載のいずれか一項に記載の装置。
7. （７）各々が例えば１と０．００３の間の５つのコント
   ラスト範囲に対応した原色による減衰係数（Ｋｇ）およ
   び基準電圧レベル（Ｖｃｇ）の５つの範囲を有すること
   を特徴とする特許請求の範囲第１〜６項いずれか一項に
   記載の装置。