基于三原色光合成的视觉暂留时间测量仪制造技术

本实用新型专利技术涉及一种基于三原色光合成的视觉暂留时间测量仪，其包括由单片机控制电路驱动且可轮流交替发射红、绿、蓝三色脉冲光的LED灯、设置在LED灯前方且半透明的混色屏和设置在混色屏后方的观察窗，单片机控制电路上还电连接有脉冲光频率调节电路和时间显示屏电路。本实用新型专利技术结构简单、操控方便、能直观可靠的测量视觉暂留时间。

Vision retention time measuring instrument based on three source color synthesis

The utility model relates to a visual temporary time measuring instrument based on the three primary color light synthesis, which includes a LED lamp driven by a single chip microcomputer control circuit and can alternatively transmit red, green and blue pulse light alternately, set in front of the LED lamp, a translucent color screen and an observation window set behind a mixed color screen, and a single chip microcomputer control circuit. A pulse light frequency regulation circuit and a time display circuit are connected to the upper and secondary power. The utility model has simple structure, convenient operation, and can measure visual retention time intuitively and reliably.

【技术实现步骤摘要】
基于三原色光合成的视觉暂留时间测量仪
本技术涉及测量仪器领域，具体的说是一种基于三原色光合成的视觉暂留时间测量仪。
技术介绍
视觉暂留现象是光对视网膜所产生的视觉在光停止作用后，仍保留一段时间的现象，是动画、电影等视觉媒体形成和传播的根据。视觉暂留产生的原因是由视神经的反应速度造成的，一方面，视觉细胞感光并转换为神经电流需要时间，甚至感光细胞需要周期性恢复初始状态，造成视觉暂停，另一方面，神经电流传输到大脑需要时间，必然会造成视觉图像延迟现象，所以大脑重建视觉图像时，必然受到这些因素的影响。正是时间暂留现象的产生，弥补了视觉暂停现象，让人们能够看到连续的运动图像。物体在快速运动时,当人眼所看到的影像消失后，人眼仍能继续保留其影像0.1-0.4秒左右的图像，这个时间就是视觉暂留时间，时间长短因人而异。视觉暂留时间与神经反应速度有关，因此，测量视觉暂留时间具有生理学意义。人的眼睛是根据所看见的光的波长来识别颜色的，可见光谱中的大部分颜色可以由三种基本色光按不同的比例混合而成，这三种基本色光的颜色就是红（R）、绿（G）、蓝（B）三原色光。三原色光以相同的比例混合、且达到一定的强度，就呈现白色（白光）；若三种光的强度均为零，就是黑色。这就是加色法合成原理，该原理被广泛应用于电视机、监视器等主动发光的产品中。红绿蓝三色LED能够发出三原色光，若三色LED依次以较大时间间隔发光（脉冲光），照射到混色屏上，则呈现红、绿、蓝单色光。若发光时间间隔在视觉暂留时间内，则呈现混色光，三种颜色光重叠时会产生白色混色效果。可见，通过人眼观察三原色脉冲光的合成效果，依据脉冲光的频率换算可得出人眼的视觉暂留时间。基于上述原理，本案申请人研发出一款可测量视觉暂留时间的测量仪。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题是提供一种结构简单、操作方便、能直观测量人眼视觉暂留时间的基于三原色光合成的视觉暂留时间测量仪。为解决上述技术问题，本技术的基于三原色光合成的视觉暂留时间测量仪，其结构特点是包括由单片机控制电路驱动且可轮流交替发射红、绿、蓝三色脉冲光的LED灯、设置在LED灯前方且半透明的混色屏和设置在混色屏后方的观察窗，单片机控制电路上还电连接有脉冲光频率调节电路和时间显示屏电路。所述测量仪为一密封的箱体结构，所述观察窗开设在箱体的前端壁上，LED灯设置在箱体内部的后端，混色屏设置在箱体内部的中间位置处。所述频率调节电路包括可用于增加脉冲光频率的调高按键和用于降低脉冲光频率的调低按键。所述单片机控制电路包括单片机、单片机上电复位电路和单片机时钟电路，所述调高按键和调低按键分别连接在单片机的两个INT端口上，所述LED灯包括红色发光二极管、绿色发光二级管和蓝色发光二极管，三个发光二级管分别通过一路达林顿驱动器与单片机电连接。所述时间显示屏电路包括四位七段数码管模块、连接在单片机上且用于给四位七段数码管模块提供位驱动的八位总线缓冲器、连接在单片机上且用于分别给每位数码管提供段驱动的七路达林顿驱动器。本技术的测量过程是：单片机控制电路控制三色LED灯轮流交替发设脉冲光，光照射到混色屏上，混色屏为半透明的，具有光散射的效果，可均匀扩大光斑，便于观察，在混色屏背面可看到光的混色合成效果，被测量者单眼通过观察窗观察混色屏的背面，观察的同时逐渐调节脉冲光的频率，通过调高按键增加脉冲光频率，或者通过调低按键降低脉冲光的频率，当被测量者刚好观察到混色屏的颜色变白时，停止调节，此时显示屏上显示的时间即为该被测量者的视觉暂留时间。工作原理是：以红光熄灭后作为起始节点，与此同时，单片机控制点亮绿灯发出绿光，当绿灯停止发光时点亮蓝灯，若对红光的视觉暂留一直延续到蓝光点亮的时刻，则观察者将会看到混色光为白色的临界状态。设红、绿、蓝三色LED灯点亮的时间均为T1，熄灭的时间均为T2，若T1＜＜T2，则点亮的时间对视觉暂留时间影响较小，视觉暂留时间主要取决于熄灭时间。显然，当红色LED灯熄灭到点亮蓝色LED灯，看到临界视觉暂留现象所持续的时间为T1+T2，即是任一色LED脉冲光的周期，这个时间周期就是视觉暂留时间，这个周期则是通过逐渐调节频率找到的临界时间周期，将该周期时间记录并在显示屏上显示，即可直观的看到被测量者的视觉暂留时间。综上所述，本技术结构简单、操控方便、能直观可靠的测量视觉暂留时间。附图说明下面结合附图和具体实施方式对本技术作进一步详细说明：图1为本技术的结构原理示意图；图2为本技术的电路结构示意图。具体实施方式参照附图，本技术的基于三原色光合成的视觉暂留时间测量仪包括由单片机控制电路4驱动且可轮流交替发射红、绿、蓝三色脉冲光的LED灯1、设置在LED灯1前方且半透明的混色屏2和设置在混色屏2后方的观察窗3，单片机控制电路4上还电连接有脉冲光频率调节电路5和时间显示屏电路6。参照附图，频率调节电路包括可用于增加脉冲光频率的调高按键K1和用于降低脉冲光频率的调低按键K2。单片机控制电路4包括单片机U1、单片机上电复位电路和单片机时钟电路。单片机U1采用STC89C52，电容C1、电阻R0构成单片机上电复位电路，电容C2、C3和12M晶振构成单片机系统时钟电路。调高按键K1和调低按键K2分别连接在单片机U1的两个INT端口上，按键K1、K2以及电阻R12、R13构成频率调节电路，分别连接U1的INT0和INT1口，R12、R13为上拉电阻。参照附图，LED灯1包括红色发光二极管LR、绿色发光二级管LG和蓝色发光二极管LB，三个发光二级管分别通过一路达林顿驱动器U3与单片机电连接。时间显示屏电路6包括四位七段数码管模块DS1、连接在单片机U1上且用于给四位七段数码管模块DS1提供位驱动的八位总线缓冲器U2、连接在单片机U1上且用于分别给每位数码管提供段驱动的七路达林顿驱动器U3。四位七段数码管模块DS1的段数据由单片机U1的P0口输出，四位七段数码管模块DS1的位数据由单片机U1的P2口低4位输出。LR、LG、LB分别为红绿蓝三色LED灯，R9、R10、R11分别是LED灯的限流电阻，三色LED灯由单片机U1的P2.4、P2.5、P2.6经分别经三个达林顿驱动器U3控制交替发射脉冲光，构成RGB发光系统。参照附图，测量仪为一密封的箱体结构，观察窗3开设在箱体7的前端壁上，LED灯1设置在箱体7内部的后端，混色屏2设置在箱体7内部的中间位置处。为了增加观察效果，将发光系统和混色屏2设置在密闭箱体中，观察窗3也设置为单眼观察口。本技术的工作过程是：单片机控制电路控制三色LED灯轮流交替发设脉冲光，光照射到混色屏上，混色屏为半透明的，具有光散射的效果，可均匀扩大光斑，便于观察，在混色屏背面可看到光的混色合成效果，被测量者单眼通过观察窗观察混色屏的背面，观察的同时逐渐调节脉冲光的频率，通过调高按键增加脉冲光频率，或者通过调低按键降低脉冲光的频率，当被测量者刚好观察到混色屏的颜色变白时，停止调节，此时显示屏上显示的时间即为该被测量者的视觉暂留时间。工作原理是：以红光熄灭后作为起始节点，与此同时，单片机控制点亮绿灯发出绿光，当绿灯停止发光时点亮蓝灯，若对红光的视觉暂留一直延续到蓝光点亮的时刻，则观察者将会看到混色光为白色本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于三原色光合成的视觉暂留时间测量仪，其特征是包括由单片机控制电路（4）驱动且可轮流交替发射红、绿、蓝三色脉冲光的LED灯（1）、设置在LED灯（1）前方且半透明的混色屏（2）和设置在混色屏（2）后方的观察窗（3），单片机控制电路（4）上还电连接有脉冲光频率调节电路（5）和时间显示屏电路（6）。

【技术特征摘要】
1.一种基于三原色光合成的视觉暂留时间测量仪，其特征是包括由单片机控制电路（4）驱动且可轮流交替发射红、绿、蓝三色脉冲光的LED灯（1）、设置在LED灯（1）前方且半透明的混色屏（2）和设置在混色屏（2）后方的观察窗（3），单片机控制电路（4）上还电连接有脉冲光频率调节电路（5）和时间显示屏电路（6）。2.如权利要求1所述的基于三原色光合成的视觉暂留时间测量仪，其特征是所述测量仪为一密封的箱体结构，所述观察窗（3）开设在箱体（7）的前端壁上，LED灯（1）设置在箱体（7）内部的后端，混色屏（2）设置在箱体（7）内部的中间位置处。3.如权利要求1所述的基于三原色光合成的视觉暂留时间测量仪，其特征是所述频率调节电路包括可用于增加脉冲光频率的调高按键（K1）和用于降低脉冲光频率的调低按键（K...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐晓英，赵慧杰，雷晓彤，谢志文，邱召运，
申请(专利权)人：潍坊医学院，
类型：新型
国别省市：山东,37