Аномалоскоп АН-59

Санкт-Петербургский Государственный Университет Информационных технологий, механики и оптики

____________________________________________________________________

Кафедра прикладной и компьютерной оптики

Лабораторная работа

«Аномалоскоп АН-59»

Санкт-Петербург

2007 г.

Назначение и принцип действия анамалоскопа АН-59

Прибор предназначен:

2        для исследования дихроматизма и монохромотизма цветового зрения;

2        получения при этих исследованиях, при завышенных порогах количественной оценки светослабости и аномальных форм цветового зрения (аномальный трихроматизм в виде протономалии и дейтераномалии);

2        на данном приборе легко и удобно  проводить массовые обследования, устанавливая статистически количественную частоту тех или иных форм цветового зрения;

2        различные формы приобретенных расстройств цветовосприятия также могут получить свое раскрытие и количественную оценку на аномалоскопе АН-59.

2        изучение влияния на цветовое зрение различных факторов, таких как уровень яркости, длительность наблюдения, предварительная цветовая адаптация, роль общих условий наблюдения (шуму, засветок), влияние возраста, тренировки в цветоразличении, воздействие медикаментозных веществ;

2        с помощью данного прибора можно устанавливать нормы цветовосприятия и цветоразличения для профессий, связанных с цветом.

Принцип работы прибора:

Аномалоскоп Ан-59 построен на использовании явления трехменрности цвета. Трехменрность цвета основывается на теории о наличии в сетчатке глаза трех видов клеточных светочувствительных приемников, различающихся по своей спектральной чувствительности (рис.1).

Зависимость клеточных светочувствительных приемников от спектральной чувствительности

рис.1

кривая  r0 (-) – для 1 рода приемников, преимущественно красночувствительных;

кривая g0 (-) – для приемников 2-го рода, преимущественно зеленочувствительных;

кривая β0 (-) – для приемников 3-го рода, преимущественно синечувствительных.

            По ординате отложены интенсивности физико-химических процессов, которые возникают в приемниках при попадании на них монохроматических излучений той или другой длины волны. Формирующиеся в сетчатке сигналы передаются в мозг и образуют там в своей совокупности основу нашего восприятия цвета. Такова материальная природа трехмерности цвета.

На аномалоскопе АН-59 проводят 4 вида испытаний цветового зрения: 3 из них – цветоразличение (одной из основных функций зрительного анализатора). Острота цветоразличия характеризуемся величиной порогов  цветоразличения, т.е. теми минимальными цветовыми различениями, какие «наш зрительный анализаторный аппарат по тонкости его конструкции в состоянии отметить».

На аномалоскопе АН-59 проводятся раздельные испытания каждой из трех систем приемников, и это является его особенностью.

В первом испытании проводится:

2        оценка остроты цветоразличения, связанной с восприятием сигналов от первой системы приемников, т.е той, которая обладает спектральной чувствительностью r0 (-) и которая не функционирует у протанопов.

Во втором и третьем испытании проводится:

2        оценивается острота цветоразличения, связанная с каждым из двух остальных систем, которые обладают спектральной чувствительностью g0 (-) и  β0 (-) и которые соответственно не действуют у дейтеранопопов и тританопов.

Все три испытания построены на изменении цвета одной из двух половин поля зрения прибора, вначале совершенно тождественны. В каждом испытании фиксируется момент, когда сознание сможет ощутить наступившее изменение цвета одного полуполя.

В первых трех испытаниях достигается оценка остроты цветоразличения, характерной для той или другой системы приемников на основе чисто пороговой методики – установления еле ощутимого, порогового неравенства по цвету и благодаря надлежащему подбору начального и конечного цвета в каждом испытании.

Четвертое испытание построено на чисто колориметрической методике сложения цветов на установлении цветового равенства. Здесь достигается оценка типичности цветового зрения – нормальности или аномальности спектральной чувствительности приемников сетчатки.

Оптическая схема аномалоскопа АН-59 с ходом лучей.

2 и 21 – диффузно отражающие экранчики                      23, 27 –  прямоугольные призмочки

3 и 18 ; 7 и 13 – объективы                                                24 - диафрагма линза

4 и 16 – диафрагмы с квадратными отверстиями                        25 – плоско-выпуклая линза

5 и 14 – подвижные рамки со светофильтрами               26 – окулярная линза

6,15,17, – светофильтры

8 и 11 – отверстия

9 – лампа

10 – пробка

12 – цилиндрический сосуд

19 , 22– барабан

20 – измерительный барабан

21 - экран

Лампа (9) помещается в цилиндрическом сосуде  (12) и создает яркое освещение его стенок. Фактическим источником света является поверхность пробки (10), расположенной напротив лампы (9).

Свет, отраженный пробкой (10), выходит из сосуда через два отверстия (8 и 11) и попадает на два объектива (7 и 13)  находящиеся на фокусном расстоянии от пробки (10). Благодаря этому создается параллельный ход лучей в пространстве между ними и вторыми, подобными же объективами (3 и 18). Между (7 и 13; 3, 18) на линии пучков а, б располагаются подвижные рамки (5 и 14), со светофильтрами (6 и 17) и диафрагмы (4 и 16) с квадратными отверстиями. Каждая пара объективов (3,7 и 13, 18) создает изображение поверхности белой пробки (10) на белых, диффузно отражающих экранчиках (2 и 21), которые располагаются на расстоянии фокуса от объективов (3 и 18).

Отражаемый экранчиками (2 и 21) свет падает на катетные поверхности двух прямоугольных призмочек (27 и 23), посаженных на плоско-выпуклую линзу (25), фокусное расстояние которой равно ее расстоянию до экранчика (2 и 21).

Диафрагма (24) около линзы (25) является полевой диафрагмой. Поле зрения прибора делит пополам темной вертикальной полоской, образуемой сближенными ребрами призмочек (23 и 27). Полевая диафрагма наблюдается через окулярную линзу 26 глазом.

Параллельный ход лучей между линзами (25 и 26) позволяет производить фокусировку окуляра по глазу наблюдателя, не нарушая условия, чтобы выходной зрачок находился точно в фокусе окулярной линзы (26).

Диск (5)  содержит четыре светофильтра – теста 6, каждый из которых вводится в пучок «а» при соответствующей установке барабана (19) на то или другое деление из четырех «1», «2», «3» и «А». Вторая измерительная рамка (14) содержит восемь светофильтров (четыре пары), из которых три светофильтра (15) в точности одинаковы с первыми тремя в диске (5).

При установке барабана (22) на делении «1», «2», «3» диск 914) проворачивается так, что в пучок «б» вводится такой же светофильтр «15», как и в пучке «а».

Кроме поворотного движения, производимого с помощью барабана (22), диск (14) может перемещаться еще и поступательно прямолинейно, поперек пучка «б» при вращении измерительного барабана (20). Этим самым из пучка «б» можно постепенно выводить устанавливаемый в нем начале светофильтр (17) и соответственно вводить непосредственно примыкающий к нему другой светофильтр из пары (15).

В результате изменяется цвет светлого пятна на соответствующем экране (21) и в правом полуполе, и возникает различие между неизмененным (левым полуполем и этим правым.

Результаты испытаний

Коэффициент (показатель) аномальности:

na = 0, 91 [ma / (70 – ma)]

ma – отчет по измерительному барабану (16)

ms - отчет по измерительному барабану (17)