Изобретение относитс к инструментам и приспособлени м дл диагно тики, а более конкретно - к устройствам дл измерени движений глаз, предназначенным дл проведени психологических , эргономических, нейро физиологических экспериментов, и применени в качестве датчика эрготических систем, управл емых взором Известно устройство дл измерени перемещений зрительной оси, состо щее из первичного преобразовател , содержащего короткозамкнутую катушку , прикрепленную к контактной линзе , центральную катушку, прикреплен ную параллельно фронтальной плоскос ти оправы очков, и четыре координат ные катушки, а также электронной сх мы, состо щей из общего усилител переменного тока, двух резонансных усилителей, двух координатных сумматоров , двух генераторов и двух де модул торов 1 . Однако известное устройство не позвол ет проводить одновременные измерени микро - и макродвижений, так как при записи макродвижений о малой чувствительностью измерител невозможно различить- микродвижени из-за ничтожной их амплитуды, а при записи микродвижений с большой чувствительностью измерител по вившиес макродвижени вывод : записываемый сигнал из рабочей зоны регистратора. Целью изобретени вл етс формирование выходного сигнала, совместно отображающего микро- и макродвИжени зрительной оси. Поставленна цель достигаетс тем, что устройство дополнительно имеет два координатных сумматора и каналы уравновешивани вертикальной и горизонтальной составл ющих, каждый из. которых имеет последовательно соединенные компаратор зоны, реверсивный счетчик, преобразователь коднапр жение , сумматор., компаратор фазы и схему эквивалентности, а также компаратор знака, вход которого объединен со входом компаратора зоны и соединен с выходом демодул тора, а выход компаратора знака соединен со вторым входом схемы эквивалентности, чей выход соединен со вторым входом реверсивного счетчика, выход компаратора фазы соединен со вторым входом преобразовател код-напр жение , при этом выход соответствующего резонансного усилител соединен со вторым входом сумматора соответствующего канала уравновешивани , а ВЕЛХОД соответствующего генератора соединен со BTOpi-ам входом демодул тора, треть им входом преобразовател код-напр жение соответствующего канала уравновешивани и двум координатными суг.-илаторами соответствующего канала уравновешивани , причем выходы координатных сумматоров горизонтальной и вертикальной составл ющих соединены с соответствующими координатньми катушками, а центральна катушка через усилитель переменного тока соединена со входами резонансных усилителей На фиг. 1 изображена блок-схема устройства дл измерени перемещений зрительной оси; на фиг. 3 - эпюры, по сн ющие работу устройства; на ч)гг. 3 - эпюры, по сн ющие работу прэобраэозате/ш вектора поворота гла за . Устройство дл измерени перемещений зрительной оси содержит первич кьтй преобразователь I, состо щий из короткозамкнутой катушки 2, при помощи контактной линзы или присоски прикрепленной к глазу, центральной 3, прикреплен-ной параллельно фронталь)1Ой плоскости оправы очков, гормзонтольь; : координатньис катушек -ч , 5 и вертн: а:-ЪК1з1Х координатных кату1; .г.з-,: 6, 7, прикреллег-НЬЕ к оправе очковперпендикул рно центральной ка T. и лежащих в одной плоскости, и электрическую схему, имеющую два горизоитаЛьшле коор/динатные с;/мматора S., 9,- дна верт;-1кальные координатные сумматора .10, 11, общий усилк зль 12 переменного тока, имеющий высокое входное сопротивление li два канала 13, 14 у:о.-зновешивани , каждый из ко состоит из резонансного усили7-зл 15 (16), настроенного на частотч своего высокочастотного генерато;; ,;, 17 (18) f демодул тора 19 (20) , об разующего посто нное напр жение, ком паратора 21 (22) зоны, формируквдего :-.:.аульс при достижегаи напр жени на .эде дег одул тора 19 (20), равного амплитуде заданной зопЫ, например, ;:оответствующей ±1 градусу угла пог .-фота глаза, реверсивного счетчзжа 23. (24.) , подсчитывающего количество, и.мпульсоз, прин тых от компаратора 21, (22) зоны, .преобразовател . 25(26) .ода в nepeivieHHoe напр жение, формиру1Ьщего переменное напр жение одинаковой частоты с генератором 17 (18), амплитуда которого зависит от содержани реверсивного счетчика 23 (24), ., фаза - от фазы напр жени су лматора 27 (28) , определ емого при помсаци .;-с).маардторов 29 (30) фазы, схемы 31 (32) Элчвизалентности, определ ющей на.правление считывани реверсивному счетчику 23 (24). путем сравнени вы .Сг;аых сгигналов компаратора 29 (30J фазы, и компаратора 33 (34) знака, определ ющего пол рность выходного напр жени демодул тора 19 (20) / Оси координатных катушек 4-7 расположены в одной плоскости с центральной катушкой так, что взаимна индуктивность между центральной и координатными катушками отсутствует. Координатные катушки вл ютс идентичными и поэтому при их .возбуждени х от высокочастотных генераторов 17 и 18, ВЕлдающих напр жени.е U,-,, U личающимис частотами f. в центральной катушке 3 отсутствует, когда короткозамкнута катушка 2 занимает .центральное поло.жение. При отклонении глаза вместе с короткозамкнутой катушкой 2 магнитные пол координатных катушек 4-7 индуцируют в катушке 2 ЭДС, ам.плитуды которых завис т от величины соответствующих углов поворота глаза, а фазы - от направлени поворота. Эти ЭДС создают в короткозамкнутой катушке 2 ток, образующий магнитное поле, которое наводит пропорциональную ЭДС в центральной катушке 3. Из этой ЭДС Е,,, усиленной усилителе / 12 переменного тока, резонансные усилители 15, 16 вы цел ют составл ющие , U , имеющие частоты f и fg соответственно. Амплитуды выходных ЭДС резонансных усилителей 15, 16 пропорциональны углам отклонени глаза от центрального положени , а их фаза зависит от направлени отклонени соответственно дл горизонтальной и вертик.альной составл ющей, По этим напр жени м U. и U или по демодулированным напр жени м U,, , можно определить углы отклонени зрительных осей глаз, однако такой пр мой метод преобразовани обеспечивает невысокую линейность характеристик преобразовани , а между каналами преобразовател имеетс перекрестна св зь. Поэтому дл обеспечени первой части поставленной цели - формировани высокоточного выходного сигнала, совместно отображающего и, макродвюхение глаза - выходные сигналы преобразовател вектора поворота гл§1 за , формируютс компенсационным методом (уравновешиванием). Это достигаетс применением горизонтального и вертикального каналов 13 и 14 уравновешивани . Выходные напр жени этик каналов U. .и U28 измен ют возбуждающие токи координатных катушек так, чтобы ЭДС в центральной катушке становились, равным нулю - скомпенсировались. При этом компенсирующее напр жение Ugy () увеличивает возбулдаающий ток координатной катушки 4 (6) и уменьшает ток катушки 5 (7) . Величина разности возбуждающих токов координатных катушек, т.е. величина компенсирующих напр жений 41 ( нужна дл компенсации ЭДС в центральной катушке 3, пропорциональна отклонению глаза с ко- роткоэамкнутой катушкой 2 и может быть прин та за выхолную величину преобразовател вектора поворота глаза . С целью формировани выходных сигналов, совместно отображающих микро- и макродвижени , ксглпенсирующйе сигналы. и U е в каналах уравновешивани расщепл ютс в дискретно измен емые переменные напр жени Ugj, с шагом квантовани ,, например, соответствующим одному градусу, а поворот , глаза в пределах шагов квантовани представл етс аналоговыми (кусочно ) сигналами U -ft показано на фиг.2.
Работа преобразовател вектора поворота глаза по сн етс эпюрами, показанныг .5к на фиг, 3. Если вектор поворота глаза в() не превышает шага квантовани и находитс в первой зоне , то амплитуда переменного напр жени иJ.,., преобразовател 25 (26) равн етс нулю и выходное -напр жение ках (,,,) полностью отображает вектор поворота глаза. Схема эквивалентности формирует единичный уровень, который устанавливает реверсивный счетчик в режим считывани , так как совпадают знаки напр жений ) -27(28) (положительные) , определ емые компараторами соответственно знака 33 (34) и фазы 29 (30). При увеличении угла поворота глаза в)(у,) компаратором 21 (22) зоны формируетс единичный импульс в момент каждого- перехода угла поворота глаза через .верхнюю границу зоны. Импульсы подсчитываютс реверсивным счетчиком 23 (24) и преобразуютс в квантованное по уровню переменное напр жение U25(26) имеющее амплитуду (2б) (Фиг. 36) . В момент-каждого перехода сигнала Uyj,2T(2B)®P® верхнюю границу зоны скачком увеличиваетс квантованное по уровню напр жение UyviSffUe) поэтому скачком уменьшаетс .кусочно-аналоговое напр жение UiHtBUb) выходе резонансного усилител 15 (16), т.е. и напр жение в катушке 3. В момент t мен ет знак напр жение (2о) поэтому схема эквивалентности переводит реверсивными счетчик в режим вычитани С этого времени при каждом переходе угла x(v) P®3 нижнюю границу кс лпаратором 21 (22) зоны вырабатываемый импульс. U2.,(22 (фиг. Зг) на единицу уменьшает содержание реверсивного счетчика 23 (24) и тем самым - амплитуду квантованного напр жени ) В момент времени t угол поворота ) мен ет знак. Содержание ревер сивного счетчика 23 (24) и амплитуда .напр жени Ufj,25( равны нулю. При повороте глаза в противоположном
направлении напр жение H.. фазу на 180 (знак)-, поэтому уровень сигнала компаратора фазы 29 (30) становитс нулевым, отчего фаза выходного сигнала преобразовател 25 (26) код-переменное напр жение измен етс на 180 . Поскольку сигнал на выходе демодул тора 19 (20) тоже отрицательный , схема эквивалентности 31 32) переводит реверсивный счетчик 23 (24 в режим накоплени (фиг. Зд). В дальнейшем работа преобразовател происходит аналогично.
Таким образсм, дискретные сигналы в унитарном коде UOT , Ол отображают количество уровней, например, число градусов, поворота глаза в вертикальной и горизонтальной плоскост х, а точное отклонение в пределах этих уровней (градусов) отображаетс кусочно аналоговыми сигналами f
UKOV
Использование новых блоков и схемы их соединени выгодно отличает предлагаемый преобразователь вектора угла поворота глаза от указанного прототипа, так как нар ду с высокой точностью преобразовани выходной сигнал совместно отображает микрои макродвижени глаза, в кусочноаналоговом сигнале полезна информаци не тер етс , а При его записи повышаетс разрешающа способность. На записи, максимальную aiMплитуду , например ±1 градус, хорошо различаютс микродвикени , имеквдие пор док минут. Полное отклонение глаза определ етс по величине дискретного сигнала - количеству цельк градусов или по числу переломов в кусочно-аналоговом сигнале. Это позволит применить преобразователь вектора угла поворота глаза дл новых типов экспериментов с глазодвигательной системой и устра:ниу необходимость разработки других преобразователей.