Модель глаза Советский патент 1984 года по МПК A61F1/16 A61B3/00 

Изобретение относится к офтальмологии и приборостроению и может быть использовано, в частности для имитации функции человеческого глаза при оптико-электронной обработке информации.

Известны оптико-электронные преобразователи информации следящие устройства с двумя электромагнитными вибраторами, в которых используется управляемая решетка и пьезоэлектрический колебательный элемент, либо элемент в виде следящего устройства с двумя щелевыми вибраторами, колеблющимися с различной частотой 1.

Недостатком устройства является низкая точность преобразования оптической информации в цифровой код.

Наиболее близкой к изобретению является модель глаза, содержащая смонтированные в корпусе роговицу, хрусталик и сет,чатку 2.

Недостатком данной модели глаза является сложность эксплуатации.

Цель изобретения - повыщение удобства эксплуатации.

Поставленная цель достигается тем, что в модель глаза, содержащей смонтированные в корпусе роговицу, хрусталик и сетчатку, введены два электромеханические преобразователя вертикальных и горизонтальных колебаний и цепочка обратной связи, состоящая из блока управления фокусным расстоянием, блока синхронизации, блока обработки информации, блока управления преобразователями, при этом хрусталик выполнен из оптически прозрачного пьезодиэлектрического материала, на сферических поверхностях которого нанесены прозрачные электроды, подключенные к блоку управления фокусным расстоянием, а сетчатка выполнена в виде одиночного светоприемника, вход которого подключен к электромеханическому преобразователю горизонтальных колебаний, выход светоприемника соединен с входом блока обработки информации, другой вход которого связан с электромеханическим преобразователем вертикальных колебаний и неподвижно закреплен на корпусе.

На чертеже представлена блок-схема устройства.

Устройство содержит наблюдаемый объект 1, находящийся в поле зрения устройства, роговицу 2, хрусталик 3, прозрачные электроды 4 хрусталика, блок 5 управления фокусным расстоянием хрусталика, вход 6 светоприемника, блок 7 обработки информации; электромеханический преобразователь 8 вертикальных колебаний, электромеханический преобразователь 9 горизонтальных колебаний, корпус 10, блок 11 управления преобразователями, блок 12 синхронизации.

Наблюдаемый объект 1 находится в поле зрения роговицы 2, за которой по оптической оси системы неподвижно закреплен хрусталик 3, покрытый прозрачными электродами 4, выводы которых присоединены к блоку 5 управления фокусным расстоянием хрусталика. В фокальной плоскости хрусталика 3 расположен вход 6 светоприемника, выход которого подключен к блоку 7 обработки информации. Вход 6 светоприемника закреплен на конце электромеханического преобразователя вертикальных колебаний, другой

конец которого крепится к концу электромеханического преобразователя 9 горизонтальных колебаний, а его свободный конец неподвижно укреплен на задней стенке корпуса 10. Управляющие сигналы к электромеханическим преобразователям 8 и 9 подводятся от блока 11 управления преобразователями. Блок 5 управления фокусным расстоянием хрусталика, блок 7 обработки информации и блок 11 управления преобразователями функционально связаны между

собой с помощью блока 12 синхронизации.

Устройство работает следующим образом.

Объект 1, находящийся в поле зрения

роговицы 2, проецируется на хрусталик 3. Сфокусированное хрусталиком изображение объекта проецируется в область входного конца светоприемника. Вход 6 светоприемника, перемещаясь по горизонтали и вертикали посредством работы электромеханических преобразователей 8 и 9, считывает спроецированное изображение. Полученный на выходе светоприемника сигнал в ви.11. непрерывно меняющейся интенсивности светового потока поступает в блок 7 переработки информации, а от него на выход в виде электрических импульсов. В случае изменения взаиморасположения объекта 1 и входа 6 светоприемника хрусталик 3, согласно управляющим сигналам, поступающим от блока 5 управления фокусны.м расстоянием

хрусталика, меняет на требуемую величину фокусное расстояние. Указанное из.менение вызвано управляемым сигнало.м, вырабатываемым на основе изменения интенсивности светового потока и обработки изменения в блоках 5, 7, 10 и 11. Управляющие сигналы, обеспечивающие взаимодействие блоков 5, 7, 10 и 11 на основе прямых и обратных связей, приводят к единому рит.му работы всей системы. Взаимосогласованность сигналов, их закономерность и взаимосвязь определяются блоком 12 синхронизации. Отдельные характеристики системы подбирают согласно общеизвестным законам оптики, механики и т.д. Например, разрешающая способность системы зависит от диаметра фотоприемника (световода, фотодиода), перемещение светоприемника рассчитывается с учетом резонансной частоты колебаний электромеханических преобразователей и т.д. Выполнение хрусталика из светопрозрачного материала

с обратным гп езоэффектом обеспечивает возможность управления изменением кривизны хрусталика путем подачи управляющеего напряжения на прозрачные электроды. Наличие фотоприемника сетчатки приводит к возможности преобразования светового потока в электрические сигналы в требуемой форме (код), в то же время реализация сетчатки позволяет этот же сигнал использовать для управления фокусным расстоянием на основе использования обратной связи. Указанное логическое взаимосочетание оптических

и электромеханических компонентов приводит к созданию замкнутой автоматизированной системы. Наличие электромеханических преобразователей дает возможность сканирования светоприемника по сфере, избегая тем самым ненужных аберраций.

Предлагаемое уст.ройство обладает автоматической фокусировкой, возможностью считывания оптической информации как на отде.чьной плоскости, так и в объеме, т.е. улучшенным удобством эксплуатации.

МОДЕЛЬ ГЛАЗА, содержащая смонтированные в корпусе роговицу, хрусталик и сетчатку, отличающаяся тем, что, с целью повышения удобства эксплуатации, в нее введены два электромеханических преобразователя вертикальных и горизонталь2 J б ных колебаний и цепочка обратной связи, состоящая из блока управления фокусным расстоянием, блока синхронизации, блока обработки информации, блока управления преобразователями, при этом хрусталик выполнен из оптически прозрачного пьезодиэлектричесого материала, на сферических поверхностях которого нанесены прозрачные электроды, подключенные к блоку управления фокусным расстоянием, а сетчатка выполнена в виде одиночного светоприемника, вход которого подключен к электромеханическому преобразователю горизонтальных колебаний, выход светоприемника соединен со входом блока обработки информации, другой вход которого связан с электромеханическим преобразователем вертикальных колебаний и неподвижно закреплен на корпусе.