CN106448395A - 眼睛成像原理模拟装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开涉及一种模拟人类眼睛视觉成像功能的装置。一种模拟人类眼睛视觉成像功能的装置包括圆球形装置和特定形状的光源，其中圆球形装置内部包括可调节孔径大小的光阑和厚度可调节的双面凸面透镜，圆球形装置球壳的后部外边面材质为磨砂光学玻璃。利用调节光阑的大小及双面凸面透镜的厚度，从而实现模拟眼睛工作原理的效果。现在大多数科技展馆对于眼睛的工作原理，还是通过文字、图片、实物模型以及相应的视频动画的方式进行展示。本装置增加了互动性和趣味性，观众通过亲身互动体验，能够直观生动的了解眼睛的工作原理，弥补了科技展馆缺乏此类演示装置的局面。

Description

眼睛成像原理模拟装置

技术领域

本设计涉及人眼视觉成像技术领域，尤其涉及一种模拟人眼视觉成像功能的装置，属于光学科普教育类仪器。

背景技术

人的眼睛近似球形。眼球由外至内可分为三层构造。最外层的后端是白色的巩膜，即眼白部分，眼球前端为透明的角膜，角膜是接受信息的最前哨入口，光线由此射入，另外巩膜和角膜还起到维持眼球形状和保护眼内组织的作用。眼球最前端为环形的虹膜，有辐射状的纹理，不同种族的人颜色不同。虹膜中间是瞳孔，瞳孔是光线进入的孔道，控制进入眼球的光通量，当处于光线较强的环境，会自动缩小，避免眼睛被灼伤，当光线变暗时，会自动扩大，让更多的光线进入，看清物体。晶状体属于眼的内容物，位于瞳孔后面，相当于一个可变焦距的凸透镜，可以通过睫状肌来改变自身的形状来调节焦点。眼球的最内层为视网膜，是视觉形成的神经信息传递的第一站。具有接受和传送影像的作用，视网膜上布满神经，将外面传入的光线传入大脑显现成像。

随之科技的不断发展，人们对于眼睛的内部结构及工作原理的了解越来越深入。物体发出的光线透过角膜、瞳孔，经过晶状体的聚光调节，影像就清晰地落在视网膜上，这就是眼睛视物的原理。但是大多数科技展馆对于眼睛的工作原理，还是通过文字、图片以及相应的视频动画的方式进行展示。虽然有一些按照眼睛的实际结构制作模型，但也都是固定的放大实物模型。不能直观生动的使人们更好地了解眼睛的工作原理。

发明内容

本发明的目的是提供一种更加直观生动的模拟眼睛成像原理结构的装置。

一种眼睛成像原理模拟装置，其中圆球形装置放在椭圆形操作平台上，在平台外设置特定形状的光源。其中圆球形装置内部包括可调节孔径大小的光阑和厚度可调节的双面凸面透镜，圆球形装置球壳的前部光阑对应位置为透明材质，后部开设圆形孔洞，孔洞位置镶嵌同等尺寸的圆形磨砂光学玻璃。平台前部设有光阑调节按钮和透镜调节按钮。

与现有技术相比，本发明的有益效果是利用按动操作按钮可自动控制调节光阑中心位置开合的大小的光阑模拟人眼的瞳孔，利用两面具有良好延展性能的透明材料制成双面凸面透镜模拟眼睛的晶状体，按动按钮控制特定的机械装置调节透明介质的注入量。通过注入介质的量来改变双面凸面透镜的焦距，来调节光源在磨砂光学玻璃所成像的清晰度，从而实现模拟眼睛工作原理的效果，使得展现效果更加直观生动。

附图说明

图1为眼睛成像原理模拟装置结构剖面示意图。

图2为眼睛成像原理模拟装置整体侧面剖视图。

图3为眼睛成像原理模拟装置光阑结构示意图。

图4为眼睛成像原理模拟装置双面凸面透镜示意图。

图5为眼睛成像原理模拟装置成像效果图。

其中，1、光源；2、光阑，21、光阑最小，22、光阑最大；3、双面凸面透镜，31透镜最薄，32、透镜最厚；4、磨砂光学玻璃；5、球壳。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例详细描述本发明。

如图1所示，本发明眼睛成像原理模拟装置包括字母形状的光源1和圆球形壳体5，其中圆球形装置5内部包括可调节孔径大小的光阑2和厚度可调节的双面凸面透镜3，圆球形装置球壳5的前部光阑对应位置为透明材质，后部开圆形孔洞，孔洞位置镶嵌同等尺寸的圆形磨砂光学玻璃4。光源设置在圆球形装置外部，打开光源，光线通过光阑照射在双面凸面透镜上，再通过双面凸面透镜折射将光源的倒像成像在磨砂光学玻璃上。

如图3所示，光阑通过按动按钮，控制电信号调节，按动减小按钮将光阑调节至光阑最小21停止，按动曾加按钮，可将光阑调节至光阑最大22停止，其中光缆可在最小位置与最大位置中间任意位置保持停止。

如图4所示，双面凸面透镜通过按动按钮，电信号将控制命令传送至机械装置，对透镜的位置进行调节。按动增加按钮，增加透明介质注入量将透镜调节至透镜最厚32时停止，按动减小按钮，减少透明介质注入量将将透镜调节至透镜最薄31时停止，其中双面凸面透镜可在最厚位置与最薄位置中间任意位置保持停止。

具体实施案例，本发明模拟装置至于水平台面上。打开光源，观众观察磨砂光学玻璃，会发现光源微弱模糊的成像。观众调节操作装置台上的光阑调节按钮，调节光阑孔径的大小；再调节双面凸面透镜调节按钮，通过向双面凸面透镜内部注入透明介质的量，来改变光线折射的角度，最终使光线聚集在磨砂光学玻璃上，使成像逐渐清晰，通过不断的观察调节按钮，直至光源的像清晰的呈现在磨砂光学玻璃上，从而实现真实的眼睛成像原理的效果。

Claims (5)

1.一种眼睛成像原理模拟装置，其特征在于：眼睛成像原理模拟装置包括圆球形装置和特定形状的光源，其中圆球形装置内部包括可调节孔径大小的光阑和厚度可调节的双面凸面透镜。

2.根据权利要求1所述的眼睛成像原理模拟装置，其特征是所述的光阑为按动操作按钮可自动控制光阑通光尺寸的大小。

3.根据权利要求1所述的眼睛成像原理模拟装置，其特征是所述的双面凸面透镜由两面具有延展特性的透明材料组成，两面透明材料间注入液态透明介质，通过注入介质的量来改变双面凸面透镜的焦距。

4.根据权利要求1所述的眼睛成像原理模拟装置，其特征是所述的圆球形装置球壳的后部开圆形孔洞，孔洞位置镶嵌同等尺寸的圆形磨砂光学玻璃。

5.根据权利要求1所述的眼睛成像原理模拟装置，其特征是所述的光源为字母形状的光源。