RU2102915C1

RU2102915C1 - Method for controlling color vision quality

Info

Publication number: RU2102915C1
Application number: RU94037472A
Authority: RU
Inventors: Ю.А. Попов; А.В. Чистополов
Original assignee: Попов Юрий Аркадьевич; Чистополов Александр Викторович
Priority date: 1994-10-06
Filing date: 1994-10-06
Publication date: 1998-01-27
Also published as: RU94037472A

Abstract

FIELD: medical engineering. SUBSTANCE: method involves creating and showing color stimulus to a testee as spatially non-uniform color field. Monochrome field is shown as reference color stimulus substituting a part of color test field. Color stimuli are equalized by changing their relative positions until the reference color stimulus is brought in coincidence with the color test field portion where according to the testee idea, stimulus color index equality is reached. Stimuli relative position coordinates are recorded to make conclusions concerning the color vision quality. To enhance accuracy and accelerate the process of color vision disturbance type detection and reduce measurement time, several reference color stimuli of various color index values are shown to a testee at the same time. EFFECT: accelerated certification process; reduced costs. 1 cl, 4 dwg, 3 tbl

Description

Изобретение относится к медицине, точнее к офтальмологии, и предназначено для точной и объективной оценки качества цветового зрения испытуемых, что необходимо, например: для профессионального отбора и/или тренировки операторов, занимающихся визуальными наблюдениями различных цветовых объектов, а также, для изучения деградации или изменения цветового зрения в процессе профессиональной работы и/или жизнедеятельности. The invention relates to medicine, more specifically to ophthalmology, and is intended for accurate and objective assessment of the quality of color vision of subjects, which is necessary, for example: for professional selection and / or training of operators involved in visual observations of various color objects, as well as for studying degradation or change color vision in the process of professional work and / or life.

Известен способ исследования качества цветового зрения, заключающийся в формировании и предъявлении испытуемому эталонного и тестового цветовых стимулов, где эталонный цветовой стимул формируют в виде монохроматического излучения, а тестовый цветовой стимул создают путем смешения двух монохроматических излучений (Кравков С.В. Глаз и его работа. -М.-Л.: Изд-во АН СССР, 1950. стр. 294. ). Достижение субъективного равенства цветностей предъявленных цветовых стимулов осуществляется испытуемым путем изменения пропорционального соотношения при смешивании двух излучений тестового цветового стимула с помощью ручки управления. По значению, считанному с лимба ручки управления, рассчитывают коэффициент аномальности цветового зрения пациента. По значению коэффициента аномальности испытуемого относят либо к протаномалам, либо к девтераномалам либо к нормально видящим, и говорят о большей или меньшей степени аномальности в определенном ранее типе. There is a method for studying the quality of color vision, which consists in the formation and presentation of a reference and test color stimuli to the subject, where the reference color stimulus is formed in the form of monochromatic radiation, and the test color stimulus is created by mixing two monochromatic radiation (Kravkov S.V. Glaz and his work. -M.-L.: Publishing House of the Academy of Sciences of the USSR, 1950. p. 294.). The subjective equality of the colors of the presented color stimuli is achieved by the test subject by changing the proportional ratio when mixing two radiation of the test color stimulus using the control knob. By the value read from the dial of the control knob, the anomaly coefficient of the color vision of the patient is calculated. According to the value of the anomaly coefficient, the testee is referred either to protanomalies, or to deteranomalies, or to normally seeing, and they speak of a greater or lesser degree of anomalies in the previously defined type.

Недостатком данного способа является то, что он не позволяет достичь высокой точности и достоверности контроля качества цветового зрения. В указанном способе длины волн монохроматических излучений, формирующих цветовые стимулы, подбирают так, чтобы цветность эталонного цветового стимула в графике цветности МКО, 1931, лежала на отрезке, отображающем все возможные цветности тестового цветового стимула, для случая стандартного колориметрического наблюдателя МКО, 1931. При наличии каких либо отклонений в цветовом зрении график цветности изменяется и, следовательно, изменяются координаты цветности эталонного цветового стимула и месторасположение отрезка тестового цветового стимула, поэтому точка цветности эталонного цветового стимула уже может и не лежать на отрезке тестового цветового стимула. В такой ситуации испытуемый уже не может достигнуть субъективного равенства цветности стимулов. И как следствие увеличивается ошибка измерения, причем невозможно выявить критерий учета ошибки измерения без знания конкретных данных по аномальности цветовосприятия испытуемого, а, для того, чтобы получить такой критерий необходимо измерить аномальность цветовосприятия испытуемого с более высокой точностью, чем позволяет указанный способ. Способ не обеспечивает достаточную точность контроля также из-за того, что монохроматическое излучение, попадающее в глаз, вызывает быструю утомляемость испытуемого, что приводит к искажению результата контроля. Кроме того, для разделения испытуемых внутри каждого типа аномальности получаемого указанным способом коэффициента аномальности недостаточно, и для такого разделения приходится проводить дополнительные измерения либо функции спектральной чувствительности, либо функции цветоразличения и т.п., что усложняет способ контроля. The disadvantage of this method is that it does not allow to achieve high accuracy and reliability of the quality control of color vision. In this method, the wavelengths of monochromatic radiation forming color stimuli are selected so that the chromaticity of the reference color stimulus in the color chart of the MCO, 1931, lies on a segment that displays all the possible colors of the test color stimulus, for the case of a standard colorimetric observer, MCO, 1931. In the presence of any deviations in color vision, the color graph changes and, consequently, the color coordinates of the reference color stimulus and the location of the segment of the test color imula, therefore, the color point of the reference color stimulus may no longer lie on the segment of the test color stimulus. In such a situation, the subject can no longer achieve the subjective equality of the color of the stimuli. And as a result, the measurement error increases, and it is impossible to identify the criterion for taking into account the measurement error without knowing specific data on the abnormality of the color perception of the subject, and in order to obtain such a criterion it is necessary to measure the abnormality of the color perception of the subject with higher accuracy than the specified method allows. The method does not provide sufficient control accuracy also due to the fact that monochromatic radiation entering the eye causes rapid fatigue of the subject, which leads to a distortion of the control result. In addition, for the separation of the subjects within each type of anomaly, the anomaly coefficient obtained by the indicated method is not enough, and for such separation it is necessary to carry out additional measurements of either the spectral sensitivity function or the color discrimination function, etc., which complicates the control method.

Наиболее близким к заявляемому по технической сущности является способ контроля качества цветового зрения (Кравков С.В. Глаз и его работа. -М. -Л.: Изд-во АН СССР, 1950. стр. 298.), заключающийся в формировании и предъявлении испытуемому эталонного и тестового цветовых стимулов сложного спектрального состава. Эталонный цветовой стимул формируют при помощи светофильтра, а тестовый - путем смешиваний в различной пропорции двух излучений сложного спектрального состава, каждое из которых формируют также при помощи светофильтра. Светофильтры, формирующие цветовые стимулы, подобраны так, чтобы на графике цветности МКО, 1931, точка цветности эталонного цветового стимула лежала на отрезке, отображающем все возможные цветности тестового цветового стимула, для случая стандартного колориметрического наблюдателя МКО, 1931. Испытуемый, регулируя величину пропорции смешивания излучений для тестового цветового стимула, достигает субъективного равенства цветности этого стимула с цветностью эталонного цветового стимула. По значению этой пропорции судят о качестве цветового зрения испытуемого. Closest to the claimed technical essence is a method for controlling the quality of color vision (Kravkov S.V. Glaz and his work. -M. -L.: Publishing House of the USSR Academy of Sciences, 1950. p. 298.), which consists in the formation and presentation the subject of the reference and test color stimuli of complex spectral composition. The reference color stimulus is formed using a light filter, and the test one is formed by mixing in different proportions two radiation of complex spectral composition, each of which is also formed using a light filter. The filters that form the color stimuli are selected so that on the color chart of the MCO 1931, the color point of the reference color stimulus lies on the segment displaying all the possible colors of the test color stimulus, for the case of the standard colorimetric observer MCO, 1931. The subject adjusting the proportion of radiation mixing for a test color stimulus, reaches the subjective equality of the color of this stimulus with the color of the reference color stimulus. The value of this proportion judges the quality of the color vision of the subject.

Указанный способ не обеспечивает достаточную точность контроля, поскольку ориентирован на случай стандартного колориметрического наблюдателя МКО, 1931, и не охватывает те случаи отклонения в цветовом зрении, когда точка эталонного цветового стимула в графике цветности МКО, 1931, не лежит на отрезке, отображающем все возможные цветности тестового цветового стимула. Недостаточная точность способа приводит к невозможности определения достаточно малых отклонений от нормы в цветовосприятии. А такие данные нужны, например, для профессионального отбора и тестирования операторов, занимающихся визуальными наблюдениями (космонавты, операторы АС и др.), ошибка которых в некоторых случаях может привести к чрезвычайной ситуации. Недостаточна и достоверность известного способа, обусловленная длительностью измерения, из-за необходимости одновременного осуществления испытуемым сравнения в поде зрения цветностей эталонного и тестового цветовых стимулов и механических действий по изменению цветности тестового цветового стимула, в частности, при изменении цветности тестового цветового стимула испытуемому надо помнить цветность этого стимула до изменения и производить мысленную корреляцию этой цветности с цветностью после изменения для определения факта приближения или удаления от положения субъективного равенства цветности цветовых стимулов. Однако известно, что не все люди в достаточной мере обладают такой кратковременной цветовой памятью. Необходимо отметить, что при проведении таких мысленных и механических операций расходуется некоторое время, длительность которого (для некоторых испытуемых) может приблизиться к времени цветовой астенопии, что приведет к тому, что результаты измерения будут неверны и даже не будут иметь никакого смысла. Указанному способу присушу сложность процесса измерения, обусловленная тем, что во-первых: перед проведением обследования каждого испытуемого необходимо обучать правильности выполнения операции уравнивания и популярно объяснять, что будет происходить с цветностью тестового цветового стимула при регулировке в ту или иную сторону; во-вторых - во время проведения измерения испытуемый должен выполнять операцию уравнивания с привлечением механизма мысленной корреляции изменяющейся цветности тестового стимула и, одновременно, должен помнить о правилах выполнения операции уравнивания. This method does not provide sufficient control accuracy, since it is focused on the case of the standard colorimetric observer MCO, 1931, and does not cover those cases of deviations in color vision, when the point of the reference color stimulus in the color chart of the MCO, 1931, does not lie on the segment displaying all possible colors test color stimulus. The lack of accuracy of the method leads to the inability to determine sufficiently small deviations from the norm in color perception. And such data is needed, for example, for professional selection and testing of operators involved in visual observations (astronauts, AS operators, etc.), the error of which in some cases can lead to an emergency. The reliability of the known method is also insufficient, due to the duration of the measurement, because of the need for the test subject to simultaneously compare the colors of the reference and test color stimuli and mechanical actions to change the color of the test color stimulus, in particular when changing the color of the test color stimulus, the test subject must remember the color this stimulus before the change and make a mental correlation of this chroma with chroma after the change to determine the fact of approx the distinction or removal from the position of subjective equality of the color of color stimuli. However, it is known that not all people sufficiently possess such short-term color memory. It should be noted that during such mental and mechanical operations some time is spent, the duration of which (for some subjects) can approach the time of color asthenopia, which will lead to the fact that the measurement results will be incorrect and will not even make any sense. The indicated method will be judged by the complexity of the measurement process, due to the fact that, firstly: before examining each subject, it is necessary to teach the correctness of the adjustment operation and explain in popular terms what will happen to the color of the test color stimulus when adjusting in one direction or another; secondly, during the measurement, the subject must perform the adjustment operation involving the mechanism of mental correlation of the changing color of the test stimulus and, at the same time, must remember the rules for performing the adjustment operation.

Изобретение направлено на упрощение процесса измерения, повышение точности и достоверности контроля качества цветового зрения, обеспечение возможности выявления малых и незначительных отклонений цветового зрения и сокращения времени измерения. The invention is aimed at simplifying the measurement process, improving the accuracy and reliability of color vision quality control, providing the ability to detect small and minor deviations in color vision and reducing measurement time.

Это достигается тем, что в способе контроля качества цветового зрения, включающем формирование и предъявление испытуемому эталонного и тестового цветовых стимулов сложного спектрального состава и субъективное уравнивание испытуемым их цветности, тестовый цветовой стимул формируют и предъявляют испытуемому в виде пространственно неоднородного по цветности поля, цветность каждой точки которого является функцией ее координат, в качестве эталонного цветового стимула предъявляют одноцветное поле, замещающее часть поля тестового цветового стимула, уравнивание цветовых стимулов производят путем изменения взаимного их расположения до совмещения эталонного цветового стимула с той частью поля тестового цветового стимула, где достигается, по представлению испытуемого, равенство цветности стимулов, после достижения такого равенства регистрируют координаты взаимного расположения цветовых стимулов, по которым судят о качестве цветового зрения. С целью повышения точности, более быстрого определения типа отклонения цветового зрения и ускорения времени измерения испытуемому одновременно предъявляют несколько эталонных цветовых стимулов с различной цветностью. This is achieved by the fact that in the method of controlling the quality of color vision, including the formation and presentation to the test subject of standard and test color stimuli of a complex spectral composition and subjective adjustment of the color of the test subjects, the test color stimulus is formed and presented to the subject in the form of a spatially inhomogeneous color field, the color of each point which is a function of its coordinates, a single-color field is presented as a reference color stimulus, replacing part of the test color field of the stimulus, equalization of color stimuli is carried out by changing their mutual arrangement until the reference color stimulus is combined with that part of the field of the test color stimulus, where, according to the testee's opinion, equality of the color of the stimuli is achieved, after reaching this equality, the coordinates of the mutual arrangement of the color stimuli are judged about the quality of color vision. In order to increase accuracy, more quickly determine the type of deviation of color vision and accelerate the measurement time, the subject is simultaneously presented with several reference color stimuli with different colors.

Сущность способа контроля качества цветового зрения будет понятна из следующего описания и графических материалов. The essence of the method of controlling the quality of color vision will be clear from the following description and graphic materials.

На фиг. 1 приведена функциональная схема макетного образца аномалоскопа, реализующего предлагаемый способ контроля качества цветового зрения, где: 1 - осветитель, 2 - блок формирования тестового цветового стимула, 3 - блок формирования эталонного цветового стимула, 4 - блок совмещения цветовых стимулов в поле зрения испытуемого, 5 - орган зрения испытуемого (глаз). In FIG. 1 is a functional diagram of a prototype anomaloscope that implements the proposed method for controlling color vision quality, where: 1 is a illuminator, 2 is a unit for generating a test color stimulus, 3 is a unit for generating a reference color stimulus, 4 is a unit for combining color stimuli in the subject's field of view, 5 - the organ of vision of the subject (eye).

На фиг. 2 приведен цветовой охват пространственно неоднородного по цветности стимула (тестовый цветовой стимул) на графике цветности в системе МКО, 1931, где: заштрихованная область отражает цветность тестового цветового стимула, а точки 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, - цветности соответствующих эталонных цветовых стимулов. In FIG. Figure 2 shows the color gamut of a spatially inhomogeneous color stimulus (test color stimulus) on the color graph in the MCO system, 1931, where: the shaded area reflects the color of the test color stimulus, and points 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 , are the chromaticities of the corresponding reference color stimuli.

На фиг. 3 приведен пример предъявляемых в поле зрения испытуемого эталонного и тестового цветовых стимулов с нанесенной сеткой координат графика цветности МКО, 1931, где область 1 - пространственно неоднородный по цветности стимул (тестовый), а область 2 - одноцветный стимул (эталонный). In FIG. Figure 3 shows an example of the reference and test color stimuli presented in the field of view of a test subject with a grid of coordinates of the MCO color chart, 1931, where region 1 is a spatially spatially non-uniform color stimulus (test), and region 2 is a single-color stimulus (reference).

На фиг. 4 приведены спектр эталонного цветового стимула N 2 и спектр той точки поля тестового цветового стимула где достигается равенство их цветностей для испытуемого N 6. In FIG. Figure 4 shows the spectrum of the reference color stimulus N 2 and the spectrum of that point in the field of the test color stimulus where the equality of their chromaticities for test N 6 is achieved.

Способ контроля качества цветового зрения заключается в следующем. Излучение осветителя поступает на входы блоков формирования эталонного и тестового цветовых стимулов. Оптические системы блоков формирования преобразуют излучение осветителя в эталонный и тестовый цветовые стимулы. Спектральный состав цветовых стимулов сложный, т.е., в общем случае, присутствует одновременно излучение при различных длинах волн, видимых человеческим глазом. Спектр эталонного цветового стимула задается в соответствии с программой обследования. В блоке формирования тестового цветового стимула установлена оригинальная цветосинтезирующая оптическая система, которая преобразует излучение, поступающее от осветителя, в излучение тестового цветового стимула. Спектральные характеристики пропускания каждой точки данной оптической системы различны и функционально связаны с координатой этой точки, что позволяет получить на выходе блока формирования тестового цветового стимула пространственно неоднородное по цветности поле, спектральный состав излучения каждой точки которого зависит от ее координат. Тестовый и эталонный цветовые стимулы поступают на блок совмещения цветовых стимулов в поле зрения испытуемого. В поле зрения испытуемого тестовый цветовой стимул предъявляется в виде пространственно неоднородного по цветности поля, цветность каждой точки которого является функцией ее координат. Небольшая область этого поля замещается одноцветным полем меньшего размера с цветностью эталонного цветового стимула. При этом имеется возможность изменения взаимного расположения полей эталонного и тестового цветовых стимулов. Испытуемый своими действиями осуществляет субъективное уравнивание цветовых стимулов путем перемещения поля эталонного цветового стимула в то место поля тестового цветового стимула, где, по его представлению, цветности обоих стимулов совпадают. Необходимо отметить, что, сформированный таким образом, тестовый цветовой стимул представляет из себя на графике цветности системы МКО, 1931, некоторую область, называемую обычно цветовым охватом. Спектры эталонных цветовых стимулов подобраны таким образом, чтобы для любых возможных отклонений в цветовом зрении испытуемого, точки цветности эталонных цветовых стимулов на графике цветности системы МКО, 1931, лежали внутри этой области. Если у испытуемого цветовое зрение нормально, то после проведения операции уравнивания регистрируются координаты взаимного расположения цветовых стимулов, значения которых равны (с учетом точности способа) координатам для случая стандартного колориметрического наблюдателя МКО, 1931 (стандартные координаты). При наличии отклонений в цветовом зрении у испытуемого область цветового охвата видоизменяется и изменяются координаты цветности эталонных цветовых стимулов, причем, вследствие того, что спектральная характеристика эталонного цветового стимула отличается от спектральных характеристик тестового цветового стимула видоизменение области цветового охвата будет отличаться от изменения координат цветности эталонных цветовых стимулов, но все равно, точки цветности эталонных цветовых стимулов лежат внутри этой, теперь уже новой, области и, следовательно, испытуемый с такими отклонениями цветового зрения может достигнуть субъективного равенства цветности эталонного цветового стимула с некоторой частью поля тестового цветового стимула, но теперь уже координаты взаимного расположения цветовых стимулов будут отличаться от стандартных координат. После того, как испытуемый осуществил операцию уравнивания регистрируют координаты взаимного расположения цветовых стимулов. По отклонению этих координат от известных координат для случая стандартного колориметрического наблюдателя МКО, 1931, судят о качестве цветового зрения испытуемого, а именно, по соотношению величин отклонений полученных для различных эталонных цветовых стимулов, определяют тип аномальности цветового зрения испытуемого, а по совокупной величине отклонений, определяют величину коэффициента аномальности данного типа аномальности испытуемого. Благодаря тому, что в способе контроля качества цветового зрения, тестовый цветовой стимул формируют и предъявляют испытуемому в виде пространственно неоднородного по цветности поля, цветность каждой точки которого является функцией ее координат, а в качестве эталонного цветового стимула формируют и предъявляют одноцветное поле, замещающее часть поля тестового цветового стимула, а уравнивание цветовых стимулов производят путем изменения взаимного их расположения до совмещения эталонного цветового стимула с той частью поля тестового цветового стимула, где достигается, по представлению испытуемого, равенство цветности стимулов, после достижения такого равенства регистрируют координаты взаимного расположения цветовых стимулов, по которым судят о качестве цветового зрения, появляется возможность предъявить в поле зрения испытуемого большой набор цветов и их оттенков одновременно (тестовый цветовой стимул), что приводит к тому, что испытуемый сразу видит то место в поле зрения, где цветность, по его представлению, совпадает с цветностью эталонного цветового стимула и операция уравнивания сводится к тому, чтобы совместить поле эталонного цветового стимула с этим местом. Необходимо отметить, что выполнение такой операции является естественной формой поведения человека и подобного типа операции выполняются им без напряжения на уровне подсознания и, следовательно, нет необходимости обучать испытуемых, что, в свою очередь, приводит к упрощению процесса измерения и сокращению времени измерения. Простота выполнения операции уравнивания позволяет расширить круг испытуемых, например, можно проводить обследование детей в игровой форме. Одновременное предъявление большого набора цветов и их оттенков освобождает испытуемого от необходимости проводить мысленную корреляцию с привлечением механизма кратковременной цветовой памяти, которая присуща известному способу. Кроме того, сформированный таким образом тестовый цветовой стимул представляет из себя на графике цветности системы МКО, 1931, некоторую область, а цветности эталонных цветовых стимулов лежат внутри этой области. Так как спектры эталонных цветовых стимулов подобраны таким образом, чтобы для любых возможных отклонений в цветовом зрении испытуемого, при видоизменении области цветового охвата и изменении координат цветности эталонных стимулов, точки цветности эталонных цветовых стимулов лежали внутри этой, теперь уже новой, области. Поэтому, для любых возможных отклонений в цветовом зрении испытуемого, он может достигнуть субъективного равенства цветностей предъявленных стимулов. Регистрируя полученные координаты взаимного расположения цветовых стимулов и определяя отклонение их от стандартных удается выявить очень небольшие отклонения параметров цветового зрения от нормы, что, в свою очередь, приводит к повышению точности и достоверности контроля качества цветового зрения, возможности выявления малых и незначительных отклонений цветового зрения от нормы. Благодаря тому, что в способе контроля качества цветового зрения, одновременно предъявляют испытуемому несколько эталонных цветовых стимулов с различной цветностью, появляется возможность создания такого тестового цветового стимула, что изменение взаимного расположения тестового и эталонных цветовых стимулов в одном направлении свидетельствует о наличии определенного типа аномалии, а изменение взаимного расположения в другом направлении свидетельствует о наличии другого типа аномалии, причем величина отклонения координат взаимного расположения цветовых стимулов от стандартных отражает коэффициент аномальности данного типа аномалии, что приведет к большему ускорению времени измерения, упрощению процесса измерения и к повышению точности и достоверности контроля качества цветового зрения. A method for controlling the quality of color vision is as follows. The radiation from the illuminator goes to the inputs of the blocks for the formation of the reference and test color stimuli. The optical systems of the forming units convert the illuminator's radiation into reference and test color stimuli. The spectral composition of color stimuli is complex, i.e., in the general case, radiation is simultaneously present at different wavelengths visible to the human eye. The spectrum of the reference color stimulus is set in accordance with the examination program. An original color-synthesizing optical system is installed in the test color stimulus generation unit, which converts the radiation coming from the illuminator into the radiation of the test color stimulus. The spectral transmission characteristics of each point of this optical system are different and functionally related to the coordinate of this point, which makes it possible to obtain a spatially inhomogeneous field of color at the output of the test color stimulus generation unit, the spectral composition of the radiation of each point of which depends on its coordinates. Test and reference color stimuli arrive at the color stimulus combining unit in the subject's field of vision. In the subject's field of view, the test color stimulus is presented in the form of a spatially inhomogeneous color field, the color of each point of which is a function of its coordinates. A small area of this field is replaced by a smaller single-color field with the color of the reference color stimulus. At the same time, it is possible to change the mutual arrangement of the fields of the reference and test color stimuli. The test subject performs subjective equalization of color stimuli by moving the field of the reference color stimulus to that place of the field of the test color stimulus, where, in his opinion, the colors of both stimuli coincide. It should be noted that, thus formed, the test color stimulus is a certain area on the color chart of the MCO system, 1931, which is usually called color gamut. The spectra of the reference color stimuli are selected so that for any possible deviations in the color vision of the subject, the color points of the reference color stimuli on the color chart of the MCO system, 1931, lie inside this region. If the subject's color vision is normal, then after the adjustment operation the coordinates of the mutual arrangement of color stimuli are recorded, the values of which are equal (taking into account the accuracy of the method) to the coordinates for the case of the standard colorimetric observer CIE, 1931 (standard coordinates). If there are deviations in the color vision of the test subject, the color gamut region changes and the color coordinates of the reference color stimuli change, and due to the fact that the spectral characteristic of the reference color stimulus differs from the spectral characteristics of the test color stimulus, the variation in the color gamut will differ from the change in the color coordinates of the reference color stimuli, but still, the color points of the reference color stimuli lie inside this, now new, area and therefore, a test subject with such color vision deviations can achieve subjective equality of the color of the reference color stimulus with some part of the test color stimulus field, but now the coordinates of the mutual arrangement of color stimuli will differ from the standard coordinates. After the subject performed the adjustment operation, the coordinates of the mutual arrangement of color stimuli are recorded. The deviation of these coordinates from the known coordinates for the case of a standard colorimetric observer MCO, 1931, judges the quality of the color vision of the subject, namely, the ratio of the deviations obtained for different reference color stimuli determines the type of anomalous color vision of the subject, and the total value of the deviations determine the magnitude of the coefficient of anomalies of this type of anomalies of the subject. Due to the fact that in the method of controlling the quality of color vision, a test color stimulus is formed and presented to the test person in the form of a spatially inhomogeneous field of color, the color of each point of which is a function of its coordinates, and a single-color field replacing part of the field is formed and presented as a reference color stimulus test color stimulus, and equalization of color stimuli is performed by changing their mutual arrangement to combine the reference color stimulus with that part of the test field color stimulus, where, according to the testee’s opinion, equality of the color of the stimuli is achieved, after achieving such equality, the coordinates of the relative positions of the color stimuli, which are used to judge the quality of color vision, can be presented in the subject’s field of view of a large set of colors and their shades at the same time (test color stimulus), which leads to the fact that the subject immediately sees the place in the field of view where the color, in his opinion, coincides with the color of the reference color stimulus equalization operation is to ensure that the combined field of the reference color stimulus with this place. It should be noted that the implementation of such an operation is a natural form of human behavior and this type of operation is performed by him without tension at the subconscious level and, therefore, there is no need to train the subjects, which, in turn, simplifies the measurement process and reduces the measurement time. The simplicity of the adjustment operation allows you to expand the range of subjects, for example, you can examine children in a playful way. The simultaneous presentation of a large set of colors and their shades frees the subject from the need to carry out mental correlation with the involvement of the mechanism of short-term color memory, which is inherent in the known method. In addition, the test color stimulus thus formed is a certain region on the color chart of the MCO system, 1931, and the colors of the reference color stimuli lie inside this region. Since the spectra of the reference color stimuli are selected in such a way that, for any possible deviations in the color vision of the subject, when modifying the region of color gamut and changing the color coordinates of the reference stimuli, the color points of the reference color stimuli lie inside this, now new, area. Therefore, for any possible deviations in the color vision of the subject, he can achieve subjective equality of the colors of the presented stimuli. By registering the obtained coordinates of the mutual arrangement of color stimuli and determining their deviation from the standard ones, it is possible to reveal very small deviations of the color vision parameters from the norm, which, in turn, leads to an increase in the accuracy and reliability of color vision quality control, and the possibility of detecting small and minor deviations of color vision from norms. Due to the fact that in the method of controlling the quality of color vision, several test color stimuli with different color are presented to the test subject, it becomes possible to create such a test color stimulus that changing the relative position of the test and reference color stimuli in one direction indicates the presence of a certain type of anomaly, and a change in the relative position in the other direction indicates the presence of a different type of anomaly, and the magnitude of the coordinate deviation arrangement of color stimuli from the standard ratio reflects this type of anomaly anomalies, resulting in greater acceleration of the measurement time and simplification of the measurement process to improve the accuracy and reliability of the quality control of color vision.

Пример 1. Способ точного контроля качества цветового зрения был реализован следующим образом. Example 1. The method of precise quality control of color vision was implemented as follows.

Был изготовлен макетный образец аномалоскопа, реализующий предлагаемый способ, функциональная схема которого изображена на фиг. 1. Источником излучения служит осветитель (1), спектр излучения которого близок к спектру излучения стандартного источника A. Излучение осветителя одновременно поступает в блоки формирования цветовых стимулов (2 и 3). В блоке формирования эталонного цветового стимула (3) расположен сменный светофильтр с помощью которого формируется, выходящее из блока, излучение со спектром сложного вида. Цветовые характеристики получаемого спектра известны (см. таблицу 1). Для формирования пространственно неоднородного цветового стимула служит блок формирования тестового цветового стимула (2). В этом блоке установлена специальная оптическая система оригинальной конструкции, в каждой точке которой имеется своя спектральная характеристика пропускания, причем она отлична от спектральной характеристики в любой другой точке системы. Излучение от осветителя (1), пройдя через каждую точку оптической системы блока формирования тестового цветового стимула (2), окрашивается соответственно спектральной характеристике пропускания в этой точке и на выходе блока формирования тестового цветового стимула (2) формируется излучение, представляющее из себя, пространственно неоднородное по цветности поле, цветность каждой точки которого функционально связана с координатами этой точки в оптической системе блока формирования тестового цветового стимула (2). Далее выходящие из блоков формирования цветовых стимулов излучения поступают на блок совмещения цветовых стимулов (4), где осуществляется операция замещения части воля тестового цветового стимула полем эталонного цветового стимула, причем в блоке совмещения (4) имеется возможность изменения координат поля эталонного цветового стимула относительно координат пространственно неоднородного по цветности поля тестового цветового стимула. Совмещенные таким образом цветовые стимулы предъявляются испытуемому (5). На фиг. 2 приведен цветовой охват пространственно неоднородного по цветности тестового цветового стимула на графике цветности в системе МКО, 1931, и соответствующие дочки с цветностями сменных светофильтров из таблицы 1. Таким образом в поле зрения испытуемого (5) формируется пространственно неоднородное по цветности поле (тестовый цветовой стимул), часть которого замещается на эталонный цветовой стимул, который может перемещаться по полю тестового цветового стимула. На фиг. 3 приведен пример предъявляемых в поле зрения испытуемого эталонного и тестового цветовых стимулов. Во всем поле зрения испытуемого (область 1) расположен пространственно неоднородный по цветности стимул (тестовый), и часть тестового стимула (область 2) замещена эталонным стимулом (одноцветным). Для наглядности по тестовому стимулу нанесена сетка координат графика цветности МКО, 1931. A prototype anomaloscope was made that implements the proposed method, a functional diagram of which is shown in FIG. 1. The source of radiation is a illuminator (1), the emission spectrum of which is close to that of a standard source A. Emission from the illuminator simultaneously enters the blocks for the formation of color stimuli (2 and 3). In the block for the formation of the reference color stimulus (3), a replaceable filter is located with the help of which radiation with a complex spectrum is formed emerging from the block. The color characteristics of the resulting spectrum are known (see table 1). For the formation of a spatially heterogeneous color stimulus, a block for the formation of a test color stimulus is used (2). This unit has a special optical system of an original design, each point of which has its own spectral transmission characteristic, and it is different from the spectral characteristic at any other point in the system. The radiation from the illuminator (1), passing through each point of the optical system of the test color stimulus formation block (2), is colored according to the spectral transmission characteristic at this point and the radiation is spatially inhomogeneous at the output of the test color stimulus formation block (2) by color, a field, the color of each point of which is functionally related to the coordinates of this point in the optical system of the test color stimulus formation block (2). Then, the radiation coming out of the blocks for generating color stimuli goes to the color stimulus combining unit (4), where the part of the will of the test color stimulus is replaced by the field of the reference color stimulus, and in the combining unit (4) it is possible to change the coordinates of the field of the reference color stimulus relative to the spatial coordinates non-uniform field of color test color stimulus. Color stimuli combined in this way are presented to the test subject (5). In FIG. Figure 2 shows the color gamut of a spatially non-uniform in color test color stimulus on the color graph in the MCO system, 1931, and the corresponding daughters with the color of interchangeable filters from Table 1. Thus, a spatially non-uniform color field (test color stimulus) is formed in the subject's field of view (5) ), part of which is replaced by a reference color stimulus, which can move along the field of the test color stimulus. In FIG. Figure 3 shows an example presented in the field of view of the test reference and test color stimuli. The stimulus (test) spatially non-uniform in color is located throughout the subject's field of vision (region 1), and part of the test stimulus (region 2) is replaced by a reference stimulus (one-color). For clarity, a grid of coordinates of the MCO color chart, 1931, is plotted on the test stimulus.

Были проведены эксперименты по контролю качества цветового зрения испытуемых. Испытуемому N 6 предъявлялись эталонный и тестовый цветовые стимулы. Для формирования тестового цветового стимула в блоке формирования тестового цветового стимула устанавливалась оригинальная цветосинтезирующая оптическая система. Эта система создавала в поле зрения испытуемого пространственно неоднородное по цветности поле, цветность каждой точки которого являлась функцией от ее координат. Для формирования эталонного цветового стимула оператор вводил в блок формирования эталонного цветового стимула требуемым по программе обследования сменный светофильтр. Цветность эталонного цветового стимула легко определялась по спектральным характеристикам установленного светофильтра. В таблице 1 приведен набор используемых в эксперименте светофильтров. В первой колонке приведены номера эталонных стимулов. Во второй и третьей колонках указаны марки цветного стекла и их толщина, соответственно, для каждого эталонного стимула. В четвертой и пятой колонке приведены координаты X и Y эталонного стимула на графике цветности МКО, 1931. В шестой и седьмой колонке приведены координаты X_ст и Y_ст взаимного расположения тестового и эталонного стимулов в поле зрения испытуемого для случая стандартного колориметрического наблюдателя МКО, 1931. Эталонный цветовой стимул замещает часть поля тестового цветового стимула и, вследствие этого, в поле зрения испытуемого предъявлялся и тестовый и эталонный цветовые стимулы одновременно. Испытуемый при помощи ручек управления механизма перемещения изменял взаимное расположение цветовых стимулов в поде зрения до совмещения поля эталонного цветового стимула с той частью поля тестового цветового стимула, где достигалось, по представлению испытуемого, равенство цветностей стимулов. На фиг. 4 приведены спектр эталонного цветового стимула N 2 и спектр той точки поля тестового цветового стимула где достигается равенство их цветностей для испытуемого N 6. Из графического изображения видно, что спектры существенно различаются, однако для испытуемого N 6 цветности излучений с такими спектрами являлись одноцветными. Затем оператор записывал с лимбов механизма перемещения полученные данные в виде двух чисел (эти числа являлись координатами X_и и Y_и взаимного расположения эталонного и тестового цветовых стимулов в поде зрения испытуемого). Далее оператор заменял сменный светофильтр и для него проводились вышеуказанные действия и записывались координаты X_и и Y_и. В таблице 2 приведены результаты обследования испытуемого N 6. В первой колонке указаны номера предъявляемых эталонных стимулов. Во второй и третьей колонке указаны координаты X_и и Y_и взаимного расположения стимулов после операции уравнивания испытуемым N 6 для соответствующего эталонного стимула. В четвертой и пятой колонке указаны стандартные координаты взаимного расположения X_ст и Y_ст стимулов. В шестой и седьмой колонке приведены отклонения гамма и оси координат X_и и Y_и от X_ст и Y_ст. Из таблицы видно, что координаты X_и и Y_и незначительно отличаются от стандартных X_ст и Y_ст (отличие в пределах точности способа), отсюда был сделан вывод о том, что качество цветового зрения испытуемого N 6 нормальное.Experiments were conducted to control the quality of color vision of the subjects. Subject N 6 was presented with reference and test color stimuli. To form a test color stimulus, an original color-synthesizing optical system was installed in the test color stimulus formation block. This system created a spatially inhomogeneous field of color in the subject's field of view, the color of each point of which was a function of its coordinates. To form a reference color stimulus, the operator introduced into the block for generating a reference color stimulus the interchangeable filter required by the examination program. The color of the reference color stimulus was easily determined by the spectral characteristics of the installed light filter. Table 1 shows the set of filters used in the experiment. The first column shows the numbers of reference stimuli. The second and third columns indicate the brands of colored glass and their thickness, respectively, for each reference stimulus. In the fourth and the fifth column shows the coordinates X and Y of the reference stimulus on CIE chromaticity chart, 1931. In the sixth and the seventh column gives coordinates X _v and Y _v mutual location of test and reference stimulus in the test case of standard colorimetric observer, CIE 1931. The reference color stimulus replaces part of the field of the test color stimulus and, as a result, the test and reference color stimuli were presented simultaneously in the field of view of the subject. The test subject, using the control knobs of the movement mechanism, changed the relative position of the color stimuli in the visual field until the field of the reference color stimulus coincided with that part of the test color stimulus field where, according to the testee's opinion, equality of color stimuli was achieved. In FIG. Figure 4 shows the spectrum of the reference color stimulus N 2 and the spectrum of that point in the field of the test color stimulus where equality of their chromaticities for test N 6 is achieved. It can be seen from the graphic image that the spectra are significantly different, but for test N 6 the color of the radiation with such spectra was monochromatic. Then, the operator dials recorded with the data transfer mechanism in the form of two numbers (these numbers are coordinates _and X and Y _and the mutual arrangement of the reference and the test color stimuli in the hearth of the test). Then the operator replaced the interchangeable filter and for him the above actions were carried out and the coordinates X _and and Y _{and were} recorded. Table 2 shows the results of examination of test subject N 6. The first column shows the numbers of the presented reference stimuli. The second and third columns indicate the coordinates of X _and and Y _{and the} relative position of the stimuli after the adjustment operation by subjects N 6 for the corresponding reference stimulus. The fourth and fifth columns indicate the standard coordinates of the mutual arrangement of X _st and Y _st incentives. In the sixth and seventh column shows the deviation range and the coordinate axes X _and Y _and both of X and Y _article _art. The table shows that the coordinates of X _and and Y _and slightly differ from the standard X _st and Y _st (the difference is within the accuracy of the method), from which it was concluded that the color vision quality of test subject No. 6 is normal.

Пример 2. Испытуемый N 2 был обследован аналогично примеру 1. В таблице 3 приведены результаты обследования для испытуемого N 2. Из таблицы видно, что полученные координаты X_и и Y_и существенно отличаются от стандартных X_ст и Y_ст, причем величина отклонения гамма и альфа больше предела точности способа, отсюда был сделан вывод о том, что у испытуемого N 2 цветовое зрение аномально. В то же время испытуемый N 2 тестировался при помощи таблиц. Рабкина и на аномалоскопе, реализующем способ прототипа, и аномалий цветового зрения у него, при этом, не было обнаружено.Example 2. The test N 2 was examined as in Example 1. Table 3 shows the results of examination for the subject N 2. The table shows that the obtained coordinates _and X and Y _and differ greatly from the standard X _v and Y _v, the magnitude of the deviation and gamma alpha is greater than the limit of accuracy of the method, hence it was concluded that the test N 2 color vision is abnormal. At the same time, test subject N 2 was tested using tables. Rabkin and an anomaloscope that implements the prototype method, and color vision anomalies in him, at the same time, were not detected.

Таким образом, примеры подтверждают достижение заявляемым способом указанного выше технического результата: упрощение процесса измерения, повышение точности и достоверности контроля качества цветового зрения, возможности выявления малых и незначительных отклонений цветового зрения и сокращения времени измерения. Thus, the examples confirm the achievement by the claimed method of the above technical result: simplification of the measurement process, improving the accuracy and reliability of the quality control of color vision, the possibility of detecting small and minor deviations in color vision and reducing measurement time.

Claims

1. A method for controlling the quality of color vision, including the formation and presentation to the test person of the reference and test color stimuli of complex spectral composition and subjective adjustment of their color to the test subjects, characterized in that the test color stimulus is formed and presented to the test person in the form of a spatially inhomogeneous color field, the color of each point which is a function of its coordinates, a single-color field is presented as a reference color stimulus, replacing part of the test color field stimulus, equalization of color stimuli is carried out by changing their mutual arrangement until the reference color stimulus is combined with that part of the field of the test color stimulus, where, according to the testee’s opinion, the color equality of the stimuli is achieved, after reaching this equality, the coordinates of the relative position of the color stimuli are recorded, according to which color vision quality.

2. The method according to claim 1, characterized in that the subject is simultaneously presented with several reference color stimuli with different colors.