Модель глаза Советский патент 1985 года по МПК A61F2/14 A61B3/00 

Изобретение относится к офтальмологии и предназначено для имитации функции человеческого глаза при оптико-электронной обработке информации.

Известны устройства, предназначенные для модуляции светового потока, в которых изменение интенсивности в оптическом изображении осуществляется изменением степени деформации масляного слоя при модуляции электронного луча, а суспензионный световой клапан, в котором суспензия из мелких плоских произвольно ориентированных частичек, взвешенных в непроводящей жидкости, ориентируется параллельно приложенному полю 1.

Однако в указанных выще светоклапанных устройствах имеет место двойное преобразование управляемого сигнала, что ведет к конструктивным и функциональным сложностям, в частности, обязательному наличию электронной пушки и люминофорного экрана.

Наиболее близкой по технической сущности к изобретению является модель глаза, содержащая роговицу, сменный хрусталик, сетчатку и корпус 2.

Недостатком известной модели глаза является отсутствие регулировки входного потока света как по апертуре, так и по абсолютной величине.

Целью изобретения является повышение качества изображения, получаемого на сетчатке.

Поставленная цель достигается тем, что в модель глаза, содержащую роговицу, сменный хрусталик, сетчатку и корпус, дополнительно введена цепочка обратной связи, состоящая из блока питания, блока вычита: ния и первой и второй линий задержки, за хрусталиком последовательно размещены полупрозрачное зеркало и калиброванный фотоприемник, а между роговицей Ихрусталиком расположен зрачок, состоящий из скрещенных поляризаторов, между которыми расположены изготовленные из электрооптического материала .регулируемый световой фильтр и стопа, состоящая из последовательно-, расположенных дисков, концентрично расположенные отверстия которых образуют усеченное коническое отверстие в стопе, направленное основанием в сторону хрусталика, причем калиброванный фотоприемник связан со стопой и регулируемым светофильтром через первую и вторую линии задержки соответственно.

На чертеже схематически . изображено предлагаемое устройство.

Устройство содержит корпус 1, роговицу 2, поляризаторы 3, регулируемый светофильтр 4, стопу 5, хрусталик б, полупрозрачное зеркало 7, калиброванный фотоприемник 8, сетчатку 9, блок 10 вычитания, первую линию 11 задержки регулируемого

светофильтра, вторую линию 12 задержки стопы и блок 13 питания.

На передней стенке корпуса 1 с внешней стороны расположена роговица 2, за которой , вдоль оптической оси помешены скрещенные поляризаторы -3, между которыми последовательно расположены регулируемый светофильтр 4, стопа 5, хрусталик 6, полупрозрачное зеркало 7 и калиброванный фотопрцемник 8. На боковой стенке корпуса 1 ортогонально оптической оси расположена сетчатка 9. Выход калиброванного фотоприемника соединен через блок 10 вычитания при помощи первой и второй линий И и 12 задержки соответственно со стопой 5 и регулируемым светофильтром 4. Блок 13 питания также подключен к блоку 10 вычитания. Регулируемь й светофильтр 4 и стопа 5 выполнены из материала, обладающего электрооптическим свойством, проявляющимся эффектом Покельса. Стопа состоит из последовательного расположения вдоль оптической оси дисков. Внутренние отверстия дисков подобраны так, что внутреннее отверстие всей стопы образует усеченный конус, направленный своим основанием в сторону

5 хрусталика. Калиброванный фотоприемник калиброван по световому потоку и представляет собой плоскостной опто-электронный преобразователь светового потока в электрический сигнал.

Устройство работает следующим образом.

0 В исходном состоянии система заперта, так как скрещенные поляризаторы 3 не пропускают через зрачок световой поток. При включении устройства напряжение блока 13 питания через блок 10 вычитания и линии 11 и 12 задержек подается на регулируемый

светофильтр 4 и стопу 5, что дает возможность входному световому потоку попасть на калиброванный фотоприемник 8, так как при подаче на кристалл напряжения смещения плоскость поляризации падающего на

0 кристалл поляризованного света будет поворачиваться. При этом, если световой поток, падающий на вход системы, велик, то напряжение, снимаемое с выхода калиброванного фотоприемника 8, попадая в блок 10 вычитания, уменьшает напряжение, подаваемое

5 на стопу 5 и регулируемый светофильтр 4 на величину, пропорционально зависящую от светового потока, пришедшего на калиброванный фотоприемник 8. Так как существует разница во времени и линиях 11 и 12

0 задержек, то вначале срабатывает стопа 5, в которой в зависимости от величины выработанного напряжения на выходе калиброванного фотоприемника 8 включается соответствующий диск, максимально перекрывая входной светбвой поток. Соответственно другой задержке срабатывает, отставая во времени, регулируемый светофильтр 4, ограничивая световой поток и позволяя стопе 5 перейти в оптимальный режим для данной

световой обстановки. При слабом освещении на выходе фотоприемника 8 вырабатывается напряжение меньшей величины, которое, действуя на блок 13 питания через блок 10 вычитания, увеличивает напряжение смещения на стопе 5 и регулируемом светофильтре 4, пропуская через зрачок световой поток большей величины.

Качество изображения оптической системы зависит от таких параметров, как разрешающая способность, глубина резкости аберраций. С одной стороны уменьшение диаметра зрачка улучшает качество изображения, так как увеличивается глубина резкости и при этом из пучка лучей устраняются краевые лучи, на ходе которых в наибольшей степени сказывается аберрация. С другой стороны, уменьшение диаметра зрачка снижает из-за диффракции света на краях зрачка разрешающую способность системы. В связи с этим для сохранения хорошего качества изображения в широком диапазоне интервала яркостей диаметр зрачка оптической системы должен иметь оптимальное значение.

В предлагаемом устройстве качество изображения улучшено за счет введения двухступенчатого зрачка, состоящего из стопы 5 и регулируемого светофильтра. 4.

Если падающий световой поток не соответствует номинальному значению, то мгновенно включается соответствующий диск стопы 5 или максимально перекрывая входной световой поток, или, наоборот, пропуская в систему поток большей величины. Далее, с задержкой времени включается регулируемый светофильтр 4, позволяя стопе 5 перейти в оптимальный режим с целью поддержания хорощего качества изображения.

Таким образом, в предлагаемом устройстве улучшено качество изображения, так как оно работает в широком диапазоне освещенностей с сохранением в каждом поддиапазоне оптимального соотнощения зрачкового отверстия к фокусному расстоянию хрусталика, что приводит к улучшению контрастности, четкости, резкости и повышению разрешающей способности всей системы в целом.

МОДЕЛЬ ГЛАЗА, содержащая роговицу, сменный хрусталик, сетчатку и корпус, отличающаяся тем, что, с целью повышения качества изображения, получаемого на сетчатке, в нее дополнительно введена цепочка обратной связи, состоящая из блока питания, блока вычитания и первой и второй линий задержки, за хрусталиком последовательно размещены полупрозрачное зеркало и калиброванный фотоприемник, а между роговицей и хрусталиком расположен зрачок, состоящий из скрещенных поляризаторов, между которыми расположены изготовленные из электрооптического материала регулируемый светофильтр и стопа, состоящая из последовательно расположенных дисков с отверстиями так, что отверстия образуют усеченный конус, основание которого направлено в сторону хрусталика, причем калиброванный фотоприемник связан i со стопой и регулируемым светофильтром через первую и вторую линии задержки соот(Л ветственно. 4: О5 О оо