一种新型的色觉测定仪

　　1　引　言

　　色觉异常是世界上普遍存在的问题,早在上世纪40年代,就有学者开始研究[1]。在我国,大约男性人口的6%,女性人口的1%存在颜色视觉缺陷。因此,大专院校若干专业的招生;航空员、潜水员招考;交通、美术、医学、化工、纺织和生物等有关行业的就职人员都需要经过色盲检测。尽管国外已经应用了NagalⅡ等色盲镜作为检测仪器,但是在我国仍然普遍使用色盲簿作为检测工具。随着眼科医学的发展和进步,色盲患者亦可通过合适的治疗得到色觉的校正。因此,不论从社会各行各业的要求,或者从眼科医学发展的需要,研制色觉仪,并制订相应的测量规范已是当务之急。在1993年,解兰昌等曾报导过一种色觉测量装置[2],但其结构比较复杂,成本较高,携带也甚为困难,适合于实验室教学演示。贾晓航等[3]也曾报导,将两束半导体发光管发出的单色光色相加原理的SM-1色盲镜用于色觉测定,但至今尚未见投入现场使用。最近研制了带单片微机控制系统的一种新型色觉测定仪,成本低,操作方便,被检者通过自己按鼠标左右键即可自动控制红、绿色光光强的混合比例,使产生的混合色斑和标准黄色斑相匹配,就可快速显示出红、绿色弱的定量结果,该仪器结构简单轻巧,携带方便,可推广到现场使用。

　　2　色觉测定原理

　　眼科医生确定人类最普遍的色觉异常是红、绿色觉异常[2],患有红、绿色觉异常的人称为红、绿色盲(或红、绿色弱)。红色盲(或红色弱)者缺少对长波具有较强接收能力的感受器,而绿色盲(或绿色弱)者则缺少对中波具有较强接受能力的感受器,但他们仍然具有三色视觉,只是他们在用红、绿、蓝三原色相加混合出各种颜色时,其红、绿原色的多少与正常色觉者有明显的差别。特别者,他们对于波长λ=589nm的单色黄光的色觉和正常人完全一样,而用红原色和绿原色混合产生黄色光时,红色盲(红色弱)者需要更多的红色成分,而绿色盲(绿色弱)者则需要更多的绿色成分。

　　图1是CIEx、y色品图的光谱轨迹[1],图中显示由540nm到770nm的光谱轨迹是一条直线,说明用这条线上的两种颜色光相混合可以得到两色之间的各种光谱色。因此,如果选择以589nm的黄色光作为标准黄色光,并选择700nm的红光和540nm的绿光为原色光,通过被检者对其以各种比例相混合产生的混合色光和标准黄色光相匹配的认知,就可测定被检者对红、绿色光的色觉能力了,因为不同的红、绿色觉异常者会选择不同的红、绿比例来和标准黄色相匹配,色觉测定仪就是根据这一原理设计的。

　　以在人眼2.14°视场的中央视觉观察条件下,设置一个完整的圆形光斑,下半圆由标准黄光投影而成,显示出标准黄色半圆光斑,上半圆由红、绿两种色光可按不同比例相混合投影而成,显示混合色半圆光斑。测试时,被检者可通过自己随意选择的红、绿光比例的混合色半圆光斑和标准黄色半圆光斑相比较,当认为自己所选择的红、绿比例混合色和标准黄色的两半圆光斑相匹配时,在视觉上两半圆色斑的界线消失,成为和标准黄色半圆光斑浑然一体的黄色圆形光斑,这种红、绿色光比例随被检者红、绿色弱视觉的不同而不同。因此,检测结果或者符合正常色觉标准,或者按被检者对红、绿色光感受不同显示出由仪器预先标定的红、绿色弱的级别。