[實(shí)用新型]直接在視網(wǎng)膜上實(shí)現(xiàn)三維立體成像的裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200820185771.2
• 申請(qǐng)日: 2008-09-09
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN201269949Y
• 公開(kāi)（公告）日: 2009-07-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 夏軍;雷威
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 東南大學(xué)
• 主分類號(hào): G02B27/22
• 分類號(hào): G02B27/22;A61B3/10
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標(biāo)代理有限公司
• 代理人: 葉連生

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種成像裝置，尤其是涉及一種利用相干光在視網(wǎng)膜上直接成像的光學(xué)成像裝置。

背景技術(shù)

傳統(tǒng)的成像裝置采用二維屏幕顯示靜止或動(dòng)態(tài)的圖像(例如液晶顯示器、等離子體顯示器、投影顯示器等)，人眼視覺(jué)系統(tǒng)通過(guò)角膜和水晶體組成的透鏡系統(tǒng)，將二維屏幕上的圖像再次成像在視網(wǎng)膜上，通過(guò)進(jìn)一步將視網(wǎng)膜上的圖像信號(hào)傳輸?shù)酱竽X，人眼視覺(jué)系統(tǒng)能夠感知到顯示的圖像。

將圖像直接成像在視網(wǎng)膜上則可以省略二維屏幕，實(shí)現(xiàn)虛擬現(xiàn)實(shí)(virtualreality)顯示、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)(augmented?reality)顯示和眼底醫(yī)學(xué)診斷(opticalcoherence?tomography)。美國(guó)華盛頓大學(xué)的研究人員提出了一種視網(wǎng)膜圖像掃描裝置(參考文獻(xiàn)1：Brian?T.Schowengerdt，Eric?J.Seibel，‘Scannedvoxel?displays′，Information?Display，Vol.24，No.7，2008，pp26-36)，該裝置通過(guò)微機(jī)械掃描方式將調(diào)制的光信號(hào)直接聚焦在人眼視網(wǎng)膜上。由于人眼的遲滯特性，當(dāng)行、列掃描速度足夠高時(shí)，人眼視覺(jué)系統(tǒng)便感知一幅完整的畫面。但是該裝置需要復(fù)雜和昂貴的微機(jī)械掃描裝置和復(fù)雜光學(xué)系統(tǒng)，并且為實(shí)現(xiàn)三維圖像的掃描，需要更高速度的行、列掃描裝置。

發(fā)明內(nèi)容

技術(shù)問(wèn)題：本實(shí)用新型的目的是提供一種直接在視網(wǎng)膜上實(shí)現(xiàn)三維立體成像的裝置，利用相干光在視網(wǎng)膜成像的裝置，該裝置無(wú)需復(fù)雜和昂貴的微機(jī)械掃描裝置和復(fù)雜的光學(xué)系統(tǒng)，直接在視網(wǎng)膜上成像，并且可以方便實(shí)現(xiàn)三維立體成像。

技術(shù)方案：為了避免復(fù)雜和昂貴的微機(jī)械掃描裝置以及復(fù)雜的光學(xué)系統(tǒng)，本實(shí)用新型提供一種利用相干光直接在視網(wǎng)膜上實(shí)現(xiàn)三維立體成像的裝置，該裝置能夠?qū)⒍S或三維圖像直接成像在視網(wǎng)膜上。本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是：采用相干光源照射全相位空間光調(diào)制器，全相位空間光調(diào)制器的出射相干光經(jīng)光學(xué)系統(tǒng)傳播，光學(xué)系統(tǒng)出射光瞳位于角膜前，相干光依次通過(guò)角膜、虹膜、水晶體，最后到達(dá)視網(wǎng)膜，在視網(wǎng)膜前后多個(gè)成像平面上相干光場(chǎng)的振幅分布由全相位空間光調(diào)制器調(diào)制。

相干光源可以是平面光波、或球面光波。

全相位空間光調(diào)制器可以產(chǎn)生虛擬透鏡。

光學(xué)系統(tǒng)是一個(gè)、或多個(gè)共軸透鏡組成的系統(tǒng)，可以通過(guò)分光鏡改變光路。

眼球可以近似為一個(gè)、或兩個(gè)共軸透鏡組成的系統(tǒng)，水晶體可以近似為單透鏡、或多層折射率變化的透鏡、或梯度折射率透鏡。

多個(gè)成像平面的光場(chǎng)振幅分布形成三維物體空間光場(chǎng)的分布，多個(gè)成像平面的光場(chǎng)振幅分布可以擬合為視網(wǎng)膜曲面光場(chǎng)的分布，多個(gè)成像平面的光場(chǎng)振幅分布由全相位空間光調(diào)制器調(diào)制，全相位空間光調(diào)制器的相位分布函數(shù)可以通過(guò)迭代方法、或解析方法求解。

多個(gè)波長(zhǎng)的相干光采用分時(shí)復(fù)用的方式通過(guò)空間光調(diào)制器進(jìn)行調(diào)制，或多個(gè)波長(zhǎng)的相干光通過(guò)分光鏡實(shí)現(xiàn)共軸同時(shí)顯示。

分光鏡可以是全反射式的、或半透半反型的，分光鏡可以是平面的、或曲面的，通過(guò)分光鏡實(shí)現(xiàn)虛擬現(xiàn)實(shí)顯示、或增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)顯示、或眼底醫(yī)學(xué)診斷。

有益效果：本實(shí)用新型有益效果是，可以將二維或三維圖像直接成像在視網(wǎng)膜上，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可以實(shí)現(xiàn)虛擬現(xiàn)實(shí)顯示、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)顯示和眼底醫(yī)學(xué)診斷。該裝置無(wú)需復(fù)雜和昂貴的微機(jī)械掃描裝置和復(fù)雜的光學(xué)系統(tǒng)，直接在視網(wǎng)膜上成像，并且可以方便實(shí)現(xiàn)三維立體成像。

附圖說(shuō)明

圖1視網(wǎng)膜成像裝置示意圖。

圖2視網(wǎng)膜成像裝置實(shí)現(xiàn)三維立體顯示示意圖。

圖3視網(wǎng)膜成像裝置實(shí)現(xiàn)虛擬現(xiàn)實(shí)顯示、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)顯示和眼底醫(yī)學(xué)診斷示意圖。

以上圖中有：相干光源1、全相位空間光調(diào)制器2、光學(xué)系統(tǒng)3、角膜4、虹膜5、水晶體6、視網(wǎng)膜7、光學(xué)系統(tǒng)出射光瞳8、第一成像平面9、第二成像平面10、第三成像平面11、凸透鏡12、分光鏡13、前室水狀液14、后室玻璃體15。

具體實(shí)施方式