多屏显示的智能型全自动速示器.pdf

本发明公开了一种多屏显示的智能型全自动速示器，解决了手动、机械切换速度慢，易发生故障、不能满足精度要求等问题。方案：包括速示器、PC机、信号分配器和控制单元[2]；PC机的一个输出端与VGA信号分配器的输入端相连，其另一输出端与LCD显示器相连；VGA信号分配器的输出，一路与PC机的显示器相连，另一路与另一LCD显示器相连；控制单元[2]的双向端口与PC机的串口相连；控制单元[2]的输入端与手键相连，其输出端与光源驱动相连，光源驱动的输出端与独立可控的背板光源相连，LCD显示器安装在光路构件与独立可控的背板光源之间。本发明能全自动、无故障快速准确切换各种视觉信息；使研究内容方法大大增加，广泛用于军事、体育、公安、教育、特殊行业及管理等领域的多种心理测试。

1、  一种多屏显示的智能型全自动速示器，它包括速示器[1]：所述速示器[1]包含光路构件、光源驱动、手键；其特征是还包含LCD显示器和独立可控的背板光源；所述多屏显示的智能型全自动速示器还增加了PC机、VGA信号分配器和控制单元[2]；PC机的一个输出端与VGA信号分配器的输入端相连，其另一个输出端与LCD显示器相连；VGA信号分配器的二路输出，一路与PC机的显示器相连，另一路与另一LCD显示器相连；控制单元[2]的双向端口与PC机的串口相连；控制单元[2]的输入端与手键相连，其输出端与光源驱动相连，光源驱动的输出端与独立可控的背板光源相连，LCD显示器安装在光路构件与独立可控的背板光源之间。

2、  根据权利要求1所述的多屏显示的智能型全自动速示器，其特征在于所述LCD显示器是废弃了自带背板光源的LCD显示器。

3、  根据权利要求1或2所述的多屏显示的智能型全自动速示器，其特征是所述独立可控的背板光源是专门用超短余辉发光器件或半导体发光器件制成“亮/灭、亮度”独立可控的背板光源。

4、  根据权利要求3所述的多屏显示的智能型全自动速示器，其特征是所述的PC机采用了具有二路或多路VGA显示输出端的PC机。

5、  根据权利要求4所述的多屏显示的智能型全自动速示器，其特征是在LCD显示器之前增加一个由视频转换器构成的视频转换单元[3]。

6、  根据权利要求5所述的多屏显示的智能型全自动速示器，所述视频转换单元[3]中可以是两个或多个视频转换器。

多屏显示的智能型全自动速示器
技术领域
本发明涉及一种心理测试仪器特别涉及一种短时呈现视觉刺激的心理测试仪器。
背景技术
“速示器”是一种短时呈现视觉刺激的心理测试仪器，是心理科学研究中的重要设备。它适合于研究个体对视觉信息加工的过程，可进行感知觉、注意、记忆、语言理解和思维等多种试验与测试，广泛地应用于军事、体育、公安、教育、特殊行业以及工业管理等心理研究领域。多年来，国内外学者通过速示器进行了大量试验，取得了不少研究成果。然而，传统的速示器还存在着一些缺陷，这对心理学中的深入研究带来了直接的影响。
速示器可分为单视场和多视场两类。所谓单视场速示器就是在同一时间内只能提供一个刺激信息的速示器。多视场速示器则可在短而精确的时间内通过光学系统同时将多个视觉材料呈现给被试者。视场的多少决定了速示器的应用范围。单视场速示器只适合于简单的心理实验，而多视场速示器则可适合于更高要求且范围更广泛的心理研究。这正是速示器研究的关键所在。
刺激信息的呈现时间是速示器的重要指标，能否实现短时呈现决定了速示器的使用范围和级别。一般速示器只能达到10毫秒的刺激时间精度，这种速示器只能用于简单的教学实验。而少数速示器也标注可达到1毫秒的刺激时间精度，但是，其光源采用的是照相机专用闪光灯的眩光光源，这样一方面不能保证各种刺激时间光源的一致性，另一方面闪光灯明度不易调节，对人眼刺激较强，影响测试效果。
在美国Massachusetts州的Gerbands公司已经生产制造了四视场速示仪(4-FieldTachistoscope)。该仪器控制呈现刺激的时间精度为1毫秒，光源采用短余辉荧光灯方式。该仪器配有两个手动换卡片器，两个自动换卡器和一个手键。整台仪器的工作是由微处理器控制的。但是，其画面信息的提供与切换均为传统的机械式自动和手动方式，存在信息切换易出故障、切换速度和可靠性以及光源的显示时间精度低等问题。
首先是切换速度比较慢，即使是自动切换方式也是靠电机转动带动滚轴将信息片慢慢带入信息窗口，另一方面滚轴很容易带出2片信息片，使实验失败。光源采用的是荧光灯，即使是超短余辉管，也有启动时间和余辉时间。因此，要对信息呈现的精度产生一定的影响。
1998年我们自行研制了二视场速示器。它能在短时间内切换不同刺激物信息，可对两个视场分别单独设定刺激时间和光源明度，光源采用短余辉荧光灯方式，时间精度可达1毫秒，控制方式灵活多样，并具有反应时测试和打印输出测试结果的功能。它克服了单一视场和视觉刺激呈现时间精度不足的缺陷，大大提高了速示器的技术水平和实验范围，填补了我国该项空白，为心理实验和心理科研提供了有力的手段。但是，该速示器也存在着一些不足。如信息提供的方式仍为传统的机械方式，切换速度慢，且需人工操作；对信息卡片的平整度要求较高；智能化程度不高；信息切换仍易发生故障等问题；且由于光源采用非常规的直流方式驱动，在成品灯管有部分不能正常发光时，易造成浪费。另外，光源随环境温度不同发光的情况也略有不同，其稳定性有待于进一步地提高。
总之，无论是国外还是国内的研究表明，现有技术画面信息的提供与切换均为传统的机械式自动和手动方式，且信息载体均是卡片式的，没有实现智能化。
多年来，我们一直在思考采用计算机多屏幕作为信息载体显示信息，由计算机控制替代传统的机械式切换信息的方式。但是，由于计算机的屏幕(CRT)的刷新频率只有100赫兹(1％秒)，不能满足千分之一秒的技术要求，因此，在这一问题上一直没有突破。
发明内容
本发明是针对上述问题进行的研究，其目的是提供一种既能满足千分之一秒时间精度，又能自动控制快速切换各种视觉信息、无故障的多屏幕显示的智能型全自动速示器。
本发明的技术方案是：多屏显示的智能型全自动速示器，它包括速示器[1]：所述速示器[1]包含光路构件、光源驱动、手键；其特征是还包含LCD显示器和独立可控的背板光源；所述多屏显示的智能型全自动速示器还增加了PC机、VGA信号分配器和控制单元[2]；PC机的一个输出端与VGA信号分配器的输入端相连，其另一个输出端与LCD显示器相连；VGA信号分配器的二路输出，一路与PC机的显示器相连，另一路与另一LCD显示器相连；控制单元[2]的双向端口与PC机的串口相连；控制单元[2]的输入端与手键相连，其输出端与光源驱动相连，光源驱动的输出端与独立可控的背板光源相连，LCD显示器安装在光路构件与独立可控地背板光源之间。
本发明的多屏显示的智能型全自动速示器，其特征在于所述LCD显示器是废弃自带不可控背板光源的LCD显示器。
本发明的多屏显示的智能型全自动速示器，其特征在于所述独立可控的背板光源是专门用超短余辉发光器件或半导体发光器件制成“亮/灭、亮度”独立可控的背板光源。
本发明的多屏显示的智能型全自动速示器，其特征是所述的PC机采用了具有二路或多路VGA显示输出端的PC机。
本发明的多屏显示的智能型全自动速示器，其特征是在LCD显示器之前增加一个由视频转换器构成的视频转换单元[3]。
本发明的多屏显示的智能型全自动速示器，所述视频转换单元[3]中可以是两个或多个视频转换器。
本发明的优点和积极效果是：多屏显示的智能型全自动速示器的信息载体和信息显示方式采用LCD显示器，结束了信息载体卡片式，信息显示手动或机械式的历史。在PC机的控制下实现了全自动、无故障快速准确切换各种视觉信息，不存在对信息卡片的平整度要求、靠电机转动带动滚轴使信息卡片重叠、以及机械传动部件故障维修等问题。信息显示程序、信息呈现时间、工作方式(其中包括连续工作方式、间隔工作方式、循环无间隔工作方式、循环有间隔工作方式、背景工作方式)等，可根据不同的心理测试要求，由用户通过PC机中速示器专用操作平台设置，设计测试方案可灵活多样，并对反应时数据进行处理，使实验与研究内容和方法大大增加，智能化程度大为提高。
在该方案中，将LCD显示器自带不可控背板光源废弃，采用非常规的视频显示技术，专由超短余辉发光器件或半导体发光器件制成的“亮/灭、亮度”独立可控的背板光源，有效地提高光源显示的时间精度，从而保证视觉刺激呈现时间的分辨率为1/1000秒。整机按照用户的设置通过PC机和控制单元[2]，可以独立完成“亮/灭、亮度”以及显示时间的控制，突破了传统速示器信息呈现的瓶颈，使速示器产生了跨越式发展，跨入高精度智能型的新行列，成功地完成了速示器中高质、快速的信息呈现方式，既解决了信息全自动快速更换问题，也解决了千分之一秒的信息呈现时间精度，完全克服了现有技术由手动或全自动机械式信息切换方式的所有缺点和不足(切换速度慢及高故障率等问题)。
为降低成本LCD显示器采用专用的视频格式的液晶彩色显示器。为此，在LCD显示器之前增加一个由视频转换器构成的视频转换单元[3]，从而实现多屏显示方案，即完成多视场速示器的任务，以适合于更高要求且范围更广泛的心理研究。
本发明的多屏显示的智能型全自动速示器工作速度快、工作性能稳定、使用寿命长、控制灵活，可进行双健或多键反应时测试，是心理测试领域更新换代的智能产品。
下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明：
图1是本发明的多屏显示的智能型全自动速示器的方框图
图2是本发明的多屏显示的智能型全自动速示器实施例2的方框图
具体实施方式
实施例1：如图1，它是多屏显示的智能型全自动速示器方框图，它包括速示器[1]：所述速示器[1]包含与原二视场速示器相同的1套光路构件、2组光源驱动、2个手键；不同的是有2组废弃了自带背板光源的专用VGA格式的LCD显示器和2组专门用超短余辉发光器件或半导体发光器件制成的亮/灭、亮度独立可控的背板光源。另外，整机中增加一台PC机、一台PC机显示器、一只VGA信号分配器以及主要由单片机构成的控制单元[2]。PC机的VGA信号可经过双输出显卡分成两路，一个输出端与VGA信号分配器的输入端相连，其另一个输出端与LCD显示器B相连；VGA信号分配器的二路输出，一路与PC主机的显示器相连，另一路与另一LCD显示器A相连；控制单元[2]的双向端口与PC机的串口相连；控制单元[2]的2个输入端与手键A、B相连，其2个输出端分别与光源驱动A、B相连，光源驱动A、B的输出端分别与独立可控的背板光源A、B相连，LCD显示器A安装在光路构件与独立可控的背板光源A之间，LCD显示器B安装在光路构件与独立可控的背板光源B之间。
PC机是由主试控制的整个测试的主控机，控制三个显示器(PC机显示器、LCD显示器A、B)，但是，在实验过程中PC机显示器与LCD显示器A中显示的内容是一致的，因此，呈现刺激信息的仍然是LCD显示器A、B中的内容。
PC机控制着PC机显示器、LCD显示器A、B和整机的工作，主要是根据不同的心理测试要求完成整机工作方式设置，如各视场明度可由用户单独、连续设置；工作方式可由用户通过PC机中的速示器专用软件操作平台任意设置，其中包括A-B连续工作方式、A-B间隔工作方式、A、B循环无间隔工作方式、A、B循环有间隔工作方式、B背景工作方式等；A视场和B视场的信息呈现时间等；视觉刺激呈现时间的分辨率可达到1/1000秒；能进行双健反应时测试，并对反应时进行数据处理，与控制单元[2]即单片机之间进行数据传输等；PC机通过一个双输出显卡将计算机的VGA信号分成两路后经过一定的处理，通过LCD显视器A、B完成诸多心理测试工作。
控制单元[2]是由单片机构成。它主要是完成与PC机的通讯、记录反应时间以及对A视场、B视场背板光源的控制等工作。手键可用来输入反应信号。光源驱动完成对背板光源的电流驱动。
VGA信号分配器主要完成PC机输出的一路VGA信号变换成完全相同的两个VGA信号。变换后的两路信号中一路连接PC机的显示器，另一路连接A的视场LCD显示器。
LCD显示器采用液晶LCD彩色图像显示器，根据不同的心理测试要求时的整机工作方式设置，显示PC机输出的刺激信息图像。
背板光源不直接使用液晶LCD显示器已有的背板光源，而是废弃原来LCD自带的不可控的背板光源，采用超短余辉发光器件或半导体发光器件制成亮/灭、亮度独立可控的背板光源。从而保证视觉刺激呈现时间的分辨率为1/1000秒；在PC机和控制单元[2]控制下，它可以独立完成“亮/灭、亮度”以及显示时间的控制。
实施例2：
为降低成本LCD显示器采用专用的视频LCD显示器，既视频格式的液晶彩色显示器。为此，本实施例在视频LCD显示器之前增加一个由视频转换器构成的视频转换单元[3]。所述视频转换单元[3]中是两个视频转换器。视频转换器是用来完成将VGA信号转换成视频信号的装置。VGA信号经视频转换器转换后，将输出的视频格式的信号送到液晶彩色显示器进行图像显示。
如图2所示，PC机的一个输出端与VGA信号分配器的输入端相连，其另一个输出端与视频转换器B的输入端相连，VGA信号分配器的一个输出端与视频转换器A的输入端相连，另一个输出端与PC机显示器相连，视频转换器A的输出端与视频LCD显示器A相连，视频转换器B的输出端与视频LCD显示器B相连。其余同实施例1。
本发明所述的视频转换单元[3]中视频转换器的个数，可依据PC机显示输出端子的多少和用户需要增设，从而实现多屏显示方案，可更有效地完成多视场速示器的任务。