專利名稱：多屏顯示的智能型全自動(dòng)速示器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種心理測(cè)試儀器特別涉及一種短時(shí)呈現(xiàn)視覺刺激的心理測(cè)試儀器。
背景技術(shù)：
“速示器”是一種短時(shí)呈現(xiàn)視覺刺激的心理測(cè)試儀器，是心理科學(xué)研究中的重要設(shè)備。它適合于研究個(gè)體對(duì)視覺信息加工的過程，可進(jìn)行感知覺、注意、記憶、語言理解和思維等多種試驗(yàn)與測(cè)試，廣泛地應(yīng)用于軍事、體育、公安、教育、特殊行業(yè)以及工業(yè)管理等心理研究領(lǐng)域。多年來，國內(nèi)外學(xué)者通過速示器進(jìn)行了大量試驗(yàn)，取得了不少研究成果。然而，傳統(tǒng)的速示器還存在著一些缺陷，這對(duì)心理學(xué)中的深入研究帶來了直接的影響。
速示器可分為單視場(chǎng)和多視場(chǎng)兩類。所謂單視場(chǎng)速示器就是在同一時(shí)間內(nèi)只能提供一個(gè)刺激信息的速示器。多視場(chǎng)速示器則可在短而精確的時(shí)間內(nèi)通過光學(xué)系統(tǒng)同時(shí)將多個(gè)視覺材料呈現(xiàn)給被試者。視場(chǎng)的多少?zèng)Q定了速示器的應(yīng)用范圍。單視場(chǎng)速示器只適合于簡(jiǎn)單的心理實(shí)驗(yàn)，而多視場(chǎng)速示器則可適合于更高要求且范圍更廣泛的心理研究。這正是速示器研究的關(guān)鍵所在。
刺激信息的呈現(xiàn)時(shí)間是速示器的重要指標(biāo)，能否實(shí)現(xiàn)短時(shí)呈現(xiàn)決定了速示器的使用范圍和級(jí)別。一般速示器只能達(dá)到10毫秒的刺激時(shí)間精度，這種速示器只能用于簡(jiǎn)單的教學(xué)實(shí)驗(yàn)。而少數(shù)速示器也標(biāo)注可達(dá)到1毫秒的刺激時(shí)間精度，但是，其光源采用的是照相機(jī)專用閃光燈的眩光光源，這樣一方面不能保證各種刺激時(shí)間光源的一致性，另一方面閃光燈明度不易調(diào)節(jié)，對(duì)人眼刺激較強(qiáng)，影響測(cè)試效果。
在美國Massachusetts州的Gerbands公司已經(jīng)生產(chǎn)制造了四視場(chǎng)速示儀(4-FieldTachistoscope)。該儀器控制呈現(xiàn)刺激的時(shí)間精度為1毫秒，光源采用短余輝熒光燈方式。該儀器配有兩個(gè)手動(dòng)換卡片器，兩個(gè)自動(dòng)換卡器和一個(gè)手鍵。整臺(tái)儀器的工作是由微處理器控制的。但是，其畫面信息的提供與切換均為傳統(tǒng)的機(jī)械式自動(dòng)和手動(dòng)方式，存在信息切換易出故障、切換速度和可靠性以及光源的顯示時(shí)間精度低等問題。
首先是切換速度比較慢，即使是自動(dòng)切換方式也是靠電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)滾軸將信息片慢慢帶入信息窗口，另一方面滾軸很容易帶出2片信息片，使實(shí)驗(yàn)失敗。光源采用的是熒光燈，即使是超短余輝管，也有啟動(dòng)時(shí)間和余輝時(shí)間。因此，要對(duì)信息呈現(xiàn)的精度產(chǎn)生一定的影響。
1998年我們自行研制了二視場(chǎng)速示器。它能在短時(shí)間內(nèi)切換不同刺激物信息，可對(duì)兩個(gè)視場(chǎng)分別單獨(dú)設(shè)定刺激時(shí)間和光源明度，光源采用短余輝熒光燈方式，時(shí)間精度可達(dá)1毫秒，控制方式靈活多樣，并具有反應(yīng)時(shí)測(cè)試和打印輸出測(cè)試結(jié)果的功能。它克服了單一視場(chǎng)和視覺刺激呈現(xiàn)時(shí)間精度不足的缺陷，大大提高了速示器的技術(shù)水平和實(shí)驗(yàn)范圍，填補(bǔ)了我國該項(xiàng)空白，為心理實(shí)驗(yàn)和心理科研提供了有力的手段。但是，該速示器也存在著一些不足。如信息提供的方式仍為傳統(tǒng)的機(jī)械方式，切換速度慢，且需人工操作；對(duì)信息卡片的平整度要求較高；智能化程度不高；信息切換仍易發(fā)生故障等問題；且由于光源采用非常規(guī)的直流方式驅(qū)動(dòng)，在成品燈管有部分不能正常發(fā)光時(shí)，易造成浪費(fèi)。另外，光源隨環(huán)境溫度不同發(fā)光的情況也略有不同，其穩(wěn)定性有待于進(jìn)一步地提高。
總之，無論是國外還是國內(nèi)的研究表明，現(xiàn)有技術(shù)畫面信息的提供與切換均為傳統(tǒng)的機(jī)械式自動(dòng)和手動(dòng)方式，且信息載體均是卡片式的，沒有實(shí)現(xiàn)智能化。
多年來，我們一直在思考采用計(jì)算機(jī)多屏幕作為信息載體顯示信息，由計(jì)算機(jī)控制替代傳統(tǒng)的機(jī)械式切換信息的方式。但是，由于計(jì)算機(jī)的屏幕(CRT)的刷新頻率只有100赫茲(1％秒)，不能滿足千分之一秒的技術(shù)要求，因此，在這一問題上一直沒有突破。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型是針對(duì)上述問題進(jìn)行的研究，其目的是提供一種既能滿足千分之一秒時(shí)間精度，又能自動(dòng)控制快速切換各種視覺信息、無故障的多屏幕顯示的智能型全自動(dòng)速示器。
本實(shí)用新型的技術(shù)方案是多屏顯示的智能型全自動(dòng)速示器，它包括速示器[1]所述速示器[1]包含光路構(gòu)件、光源驅(qū)動(dòng)、手鍵；其特征是還包含LCD顯示器和獨(dú)立可控的背板光源；所述多屏顯示的智能型全自動(dòng)速示器還增加了PC機(jī)、VGA信號(hào)分配器和控制單元[2]；PC機(jī)的一個(gè)輸出端與VGA信號(hào)分配器的輸入端相連，其另一個(gè)輸出端與LCD顯示器相連；VGA信號(hào)分配器的二路輸出，一路與PC機(jī)的顯示器相連，另一路與另一LCD顯示器相連；控制單元[2]的雙向端口與PC機(jī)的串口相連；控制單元[2]的輸入端與手鍵相連，其輸出端與光源驅(qū)動(dòng)相連，光源驅(qū)動(dòng)的輸出端與獨(dú)立可控的背板光源相連，LCD顯示器安裝在光路構(gòu)件與獨(dú)立可控的背板光源之間。
本實(shí)用新型的多屏顯示的智能型全自動(dòng)速示器，其特征在于所述LCD顯示器是廢棄自帶不可控背板光源的LCD顯示器。
本實(shí)用新型的多屏顯示的智能型全自動(dòng)速示器，其特征在于所述獨(dú)立可控的背板光源是專門用超短余輝發(fā)光器件或半導(dǎo)體發(fā)光器件制成“亮/滅、亮度”獨(dú)立可控的背板光源。
本實(shí)用新型的多屏顯示的智能型全自動(dòng)速示器，其特征是所述的PC機(jī)采用了具有二路或多路VGA顯示輸出端的PC機(jī)。
本實(shí)用新型的多屏顯示的智能型全自動(dòng)速示器，其特征是在LCD顯示器之前增加一個(gè)由視頻轉(zhuǎn)換器構(gòu)成的視頻轉(zhuǎn)換單元[3]。
本實(shí)用新型的多屏顯示的智能型全自動(dòng)速示器，所述視頻轉(zhuǎn)換單元[3]中可以是兩個(gè)或多個(gè)視頻轉(zhuǎn)換器。
本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是多屏顯示的智能型全自動(dòng)速示器的信息載體和信息顯示方式采用LCD顯示器，結(jié)束了信息載體卡片式，信息顯示手動(dòng)或機(jī)械式的歷史。在PC機(jī)的控制下實(shí)現(xiàn)了全自動(dòng)、無故障快速準(zhǔn)確切換各種視覺信息，不存在對(duì)信息卡片的平整度要求、靠電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)滾軸使信息卡片重疊、以及機(jī)械傳動(dòng)部件故障維修等問題。信息顯示程序、信息呈現(xiàn)時(shí)間、工作方式(其中包括連續(xù)工作方式、間隔工作方式、循環(huán)無間隔工作方式、循環(huán)有間隔工作方式、背景工作方式)等，可根據(jù)不同的心理測(cè)試要求，由用戶通過PC機(jī)中速示器專用操作平臺(tái)設(shè)置，設(shè)計(jì)測(cè)試方案可靈活多樣，并對(duì)反應(yīng)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，使實(shí)驗(yàn)與研究?jī)?nèi)容和方法大大增加，智能化程度大為提高。
在該方案中，將LCD顯示器自帶的不可控背板光源廢棄，采用非常規(guī)的視頻顯示技術(shù)，專門由超短余輝發(fā)光器件或半導(dǎo)體發(fā)光器件制成的“亮/滅、亮度獨(dú)立可控的背板光源，有效地提高光源顯示的時(shí)間精度，從而保證視覺刺激呈現(xiàn)時(shí)間的分辨率為1/1000秒。整機(jī)按照用戶的設(shè)置通過PC機(jī)和控制單元[2]，它可以獨(dú)立完成“亮/滅、亮度”以及顯示時(shí)間的控制，突破了傳統(tǒng)速示器信息呈現(xiàn)的瓶頸，使速示器產(chǎn)生了跨越式發(fā)展，跨入高精度智能型的新行列，成功地完成了速示器中高質(zhì)、快速的信息呈現(xiàn)方式，既解決了信息的全自動(dòng)快速更換問題，也解決了千分之一秒的信息呈現(xiàn)時(shí)間精度，完全克服了現(xiàn)有技術(shù)由手動(dòng)或全自動(dòng)機(jī)械式信息切換方式的所有缺點(diǎn)和不足(切換速度慢及高故障率等問題)。
為降低成本LCD顯示器采用專用的視頻格式的液晶彩色顯示器，為此，在LCD顯示器之前增加一個(gè)由視頻轉(zhuǎn)換器構(gòu)成的視頻轉(zhuǎn)換單元[3]，從而實(shí)現(xiàn)多屏顯示方案，即完成多視場(chǎng)速示器的任務(wù)，以適合于更高要求且范圍更廣泛的心理研究。
本實(shí)用新型的多屏顯示的智能型全自動(dòng)速示器工作速度快、工作性能穩(wěn)定、使用壽命長(zhǎng)、控制靈活，可進(jìn)行雙健或多鍵反應(yīng)時(shí)測(cè)試，是心理測(cè)試領(lǐng)域更新?lián)Q代的智能產(chǎn)品。
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說明


圖1是本實(shí)用新型的多屏顯示的智能型全自動(dòng)速示器的方框圖圖2是本實(shí)用新型的多屏顯示的智能型全自動(dòng)速示器實(shí)施例2的方框圖圖3是本實(shí)用新型的光源驅(qū)動(dòng)與背板光源的電路圖圖4是本實(shí)用新型的控制單元[2]的電路圖具體實(shí)施方式
實(shí)施例1如
圖1，它是多屏顯示的智能型全自動(dòng)速示器方框圖，它包括速示器[1]所述速示器[1]包含與原二視場(chǎng)速示器相同的1套光路構(gòu)件、2組光源驅(qū)動(dòng)、2個(gè)手鍵；不同的是有2組廢棄了自帶背板光源的專用VGA格式的LCD顯示器和2組專門用超短余輝發(fā)光器件或半導(dǎo)體發(fā)光器件制成的亮/滅、亮度獨(dú)立可控的背板光源。另外，整機(jī)中增加一臺(tái)PC機(jī)、一臺(tái)PC機(jī)顯示器、一只VGA信號(hào)分配器以及主要由單片機(jī)構(gòu)成的控制單元[2]。PC機(jī)是具有二路或多路VGA顯示輸出端的PC機(jī)，VGA信號(hào)可經(jīng)過雙輸出顯卡分成兩路，一個(gè)輸出端與VGA信號(hào)分配器的輸入端相連，其另一個(gè)輸出端與LCD顯示器B相連；VGA信號(hào)分配器的二路輸出，一路與PC主機(jī)的顯示器相連，另一路與另一LCD顯示器A相連；控制單元[2]的雙向端口與PC機(jī)的串口相連；控制單元[2]的2個(gè)輸入端與手鍵A、B相連，其2個(gè)輸出端分別與光源驅(qū)動(dòng)A、B相連，光源驅(qū)動(dòng)A、B的輸出端分別與獨(dú)立可控的背板光源A、B相連。如圖3所示，是本實(shí)用新型的光源驅(qū)動(dòng)與背板光源的電路圖，上方的虛線框4內(nèi)是背板光源，下方的虛線框5內(nèi)是光源驅(qū)動(dòng)。LCD顯示器A安裝在光路構(gòu)件與獨(dú)立可控的背板光源A之間，LCD顯示器B安裝在光路構(gòu)件與獨(dú)立可控的背板光源B之間。
PC機(jī)是由主試控制的整個(gè)測(cè)試的主控機(jī)，控制三個(gè)顯示器(PC機(jī)顯示器、LCD顯示器A、B)，但是，在實(shí)驗(yàn)過程中PC機(jī)顯示器與LCD顯示器A中顯示的內(nèi)容是一致的，因此，呈現(xiàn)刺激信息的仍然是LCD顯示器A、B中的內(nèi)容。
PC機(jī)控制著PC機(jī)顯示器、LCD顯示器A、B和整機(jī)的工作，主要是根據(jù)不同的心理測(cè)試要求完成整機(jī)工作方式設(shè)置，如各視場(chǎng)明度可由用戶單獨(dú)、連續(xù)設(shè)置；工作方式可由用戶通過PC機(jī)中的速示器專用軟件操作平臺(tái)任意設(shè)置，其中包括A-B連續(xù)工作方式、A-B間隔工作方式、A、B循環(huán)無間隔工作方式、A、B循環(huán)有間隔工作方式、B背景工作方式等；A視場(chǎng)和B視場(chǎng)的信息呈現(xiàn)時(shí)間等；視覺刺激呈現(xiàn)時(shí)間的分辨率可達(dá)到1/1000秒；能進(jìn)行雙健反應(yīng)時(shí)測(cè)試，并對(duì)反應(yīng)時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，與控制單元[2]即單片機(jī)之間進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸；PC機(jī)通過一個(gè)雙輸出顯卡將計(jì)算機(jī)的VGA信號(hào)分成兩路后經(jīng)過一定的處理，通過LCD顯視器A、B完成諸多心理測(cè)試工作。
如圖4所示，控制單元[2]是由單片機(jī)構(gòu)成。它通過TXD、RXD二端子與PC機(jī)進(jìn)行串行通訊；通過“手鍵A、手健B”二端子輸入反應(yīng)信號(hào)，并記錄反應(yīng)時(shí)間；P2.0、P2.1二端子與光源驅(qū)動(dòng)(A、B)端子連接，完成對(duì)背板光源A、B的電流驅(qū)動(dòng)，最終實(shí)現(xiàn)對(duì)A視場(chǎng)、B視場(chǎng)背板光源的控制作用。
VGA信號(hào)分配器主要完成將PC機(jī)輸出的一路VGA信號(hào)變換成完全相同的兩個(gè)VGA信號(hào)，變換后的兩路信號(hào)中一路連接PC機(jī)的顯示器，另一路連接A的視場(chǎng)LCD顯示器A。
LCD顯示器采用液晶LCD彩色圖像顯示器，根據(jù)不同的心理測(cè)試要求，顯示PC機(jī)輸出的刺激信息圖像。
背板光源不直接使用液晶LCD顯示器已有的背板光源，而是廢棄原來LCD顯示器自帶的不可控的背板光源，專門用超短余輝發(fā)光器件或半導(dǎo)體發(fā)光器件制成亮/滅/亮度獨(dú)立可控的背板光源。從而保證視覺刺激呈現(xiàn)時(shí)間的分辨率為1/1000秒；在PC機(jī)和控制單元[2]控制下，它可以獨(dú)立完成“亮/滅、亮度”以及顯示時(shí)間的控制。
實(shí)施例2為降低成本LCD顯示器采用專用的視頻LCD顯示器，既視頻格式的液晶彩色顯示器。為此，本實(shí)施例在視頻LCD顯示器之前增加一個(gè)由視頻轉(zhuǎn)換器構(gòu)成的視頻轉(zhuǎn)換單元[3]。所述視頻轉(zhuǎn)換單元[3]中是兩個(gè)視頻轉(zhuǎn)換器。視頻轉(zhuǎn)換器是用來完成將VGA信號(hào)轉(zhuǎn)換成視頻信號(hào)的裝置。VGA信號(hào)經(jīng)視頻轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換后，將輸出的視頻格式的信號(hào)送到液晶彩色顯示器進(jìn)行圖像顯示。
如圖2所示，PC機(jī)的一個(gè)輸出端與VGA信號(hào)分配器的輸入端相連，其另一個(gè)輸出端與視頻轉(zhuǎn)換器B的輸入端相連，VGA信號(hào)分配器的一個(gè)輸出端與視頻轉(zhuǎn)換器A的輸入端相連，另一個(gè)輸出端與PC機(jī)顯示器相連，視頻轉(zhuǎn)換器A的輸出端與視頻LCD顯示器A相連，視頻轉(zhuǎn)換器B的輸出端與視頻LCD顯示器B相連。其余同實(shí)施例1。
本實(shí)用新型所述的視頻轉(zhuǎn)換單元[3]中視頻轉(zhuǎn)換器的個(gè)數(shù)，可依據(jù)PC機(jī)顯示輸出端子的多少和用戶需要增設(shè)，從而實(shí)現(xiàn)多屏顯示方案，可更有效地完成多視場(chǎng)速示器的任務(wù)。
權(quán)利要求1.一種多屏顯示的智能型全自動(dòng)速示器，它包括速示器[1]所述速示器[1]包含光路構(gòu)件、光源驅(qū)動(dòng)、手鍵；其特征是還包含LCD顯示器和獨(dú)立可控的背板光源；所述多屏顯示的智能型全自動(dòng)速示器還增加了PC機(jī)、VGA信號(hào)分配器和控制單元[2]；PC機(jī)的一個(gè)輸出端與VGA信號(hào)分配器的輸入端相連，其另一個(gè)輸出端與LCD顯示器相連；VGA信號(hào)分配器的二路輸出，一路與PC機(jī)的顯示器相連，另一路與另一LCD顯示器相連；控制單元[2]的雙向端口與PC機(jī)的串口相連；控制單元[2]的輸入端與手鍵相連，其輸出端與光源驅(qū)動(dòng)相連，光源驅(qū)動(dòng)的輸出端與獨(dú)立可控的背板光源相連，LCD顯示器安裝在光路構(gòu)件與獨(dú)立可控的背板光源之間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多屏顯示的智能型全自動(dòng)速示器，其特征在于所述LCD顯示器是廢棄了自帶背板光源的LCD顯示器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的多屏顯示的智能型全自動(dòng)速示器，其特征是所述獨(dú)立可控的背板光源是專門用超短余輝發(fā)光器件或半導(dǎo)體發(fā)光器件制成“亮/滅、亮度”獨(dú)立可控的背板光源。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的多屏顯示的智能型全自動(dòng)速示器，其特征是所述的PC機(jī)采用了具有二路或多路VGA顯示輸出端的PC機(jī)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的多屏顯示的智能型全自動(dòng)速示器，其特征是在LCD顯示器之前增加一個(gè)由視頻轉(zhuǎn)換器構(gòu)成的視頻轉(zhuǎn)換單元[3]。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的多屏顯示的智能型全自動(dòng)速示器，所述視頻轉(zhuǎn)換單元[3]中可以是兩個(gè)或多個(gè)視頻轉(zhuǎn)換器。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種多屏顯示的智能型全自動(dòng)速示器，解決了手動(dòng)、機(jī)械切換速度慢，易發(fā)生故障、不能滿足精度要求等問題。方案包括速示器、PC機(jī)、信號(hào)分配器和控制單元[2]；PC機(jī)的一個(gè)輸出端與VGA信號(hào)分配器的輸入端相連，其另一輸出端與LCD顯示器相連；VGA信號(hào)分配器的輸出，一路與PC機(jī)的顯示器相連，另一路與另一LCD顯示器相連；控制單元[2]的雙向端口與PC機(jī)的串口相連；控制單元[2]的輸入端與手鍵相連，其輸出端與光源驅(qū)動(dòng)相連，光源驅(qū)動(dòng)的輸出端與獨(dú)立可控的背板光源相連，LCD顯示器安裝在光路構(gòu)件與獨(dú)立可控的背板光源之間。本實(shí)用新型能全自動(dòng)、無故障快速準(zhǔn)確切換各種視覺信息；使研究?jī)?nèi)容方法大大增加，廣泛用于軍事、體育、公安、教育、特殊行業(yè)及管理等領(lǐng)域的多種心理測(cè)試。
文檔編號(hào)A61B5/16GK2741514SQ200420029968
公開日2005年11月23日 申請(qǐng)日期2004年10月19日 優(yōu)先權(quán)日2004年10月19日
發(fā)明者吳曉榮 申請(qǐng)人:天津師范大學(xué)