SU1146037A1

SU1146037A1 - Eye model

Info

Publication number: SU1146037A1
Application number: SU833598909A
Authority: SU
Inventors: Тенгиз Леонтьевич Хомерики; Карлос Геворкович Каракозов; Тенгиз Викторович Каландаришвили
Original assignee: Институт кибернетики АН ГССР
Priority date: 1983-02-24
Filing date: 1983-02-24
Publication date: 1985-03-23

Abstract

МОДЕЛЬ ГЛАЗА, содержаща роговицу, сменный хрусталик, сетчатку и корпус, отличающа с тем, что, с целью повышени качества изображени , получаемого на сетчатке, в нее дополнительно введена цепочка обратной св зи, состо ща из блока питани , блока вычитани и первой и второй линий задержки, за хрусталиком последовательно размещены полупрозрачное зеркало и калиброванный фотоприемник, а между роговицей и хрусталиком расположен зрачок, состо щий из скрещенных пол ризаторов , между которыми расположены изготовленные из электрооптического материала регулируемый светофильтр и стопа, состо ща из последовательно расположенных дисков с отверсти ми так, что отверсти образуют усеченный конус, основание которого направлено в сторону хрусталика, причем калиброванный фотоприемник св зан i со стопой и регулируемым светофильтром через первую и вторую линии задержки соот (Л ветственно. 4: О5 О оо EYE MODEL, containing the cornea, interchangeable lens, retina and body, characterized in that, in order to improve the quality of the image obtained on the retina, a feedback chain consisting of a power supply unit, a subtraction unit and the first and second delay lines, a translucent mirror and a calibrated photoreceiver are successively placed behind the lens, and a pupil is placed between the cornea and the lens, consisting of crossed polarizers, between which are made of electro-optical material of which is an adjustable light filter and a foot consisting of successive disks with holes so that the holes form a truncated cone, the base of which is directed towards the lens, the calibrated photodetector connecting i with the foot and the adjustable light filter through the first and second delay lines respectively ( Legal 4: O5 O oo

Description

Изобретение относитс к офтальмологии и предназначено дл имитации функции человеческого глаза при оптико-электронной обработке информации.This invention relates to ophthalmology and is intended to mimic the function of the human eye during optical-electronic data processing.

Известны устройства, предназначенные дл модул ции светового потока, в которых изменение интенсивности в оптическом изображении осуществл етс изменением степени деформации масл ного сло при модул ции электронного луча, а суспензионный световой клапан, в котором суспензи из мелких плоских произвольно ориентированных частичек, взвешенных в непровод щей жидкости, ориентируетс параллельно приложенному полю 1.Devices are known for modulating the light flux, in which the change in intensity in the optical image is carried out by changing the degree of deformation of the oil layer during modulation of the electron beam, and a suspension light valve, in which the suspension is made up of small flat randomly oriented particles suspended in a non-conductive fluid is oriented parallel to the applied field 1.

Однако в указанных выще светоклапанных устройствах имеет место двойное преобразование управл емого сигнала, что ведет к конструктивным и функциональным сложност м, в частности, об зательному наличию электронной пушки и люминофорного экрана.However, in the above light valve devices, a double transformation of the controlled signal takes place, which leads to constructive and functional difficulties, in particular, to the compulsory presence of an electron gun and a phosphor screen.

Наиболее близкой по технической сущности к изобретению вл етс модель глаза, содержаща роговицу, сменный хрусталик, сетчатку и корпус 2.Closest to the technical nature of the invention is an eye model comprising a cornea, a replaceable lens, a retina, and a housing 2.

Недостатком известной модели глаза вл етс отсутствие регулировки входного потока света как по апертуре, так и по абсолютной величине.A disadvantage of the known eye model is the lack of adjustment of the input light flux both in terms of the aperture and the absolute value.

Целью изобретени вл етс повышение качества изображени , получаемого на сетчатке .The aim of the invention is to improve the quality of the image obtained on the retina.

Поставленна цель достигаетс тем, что в модель глаза, содержащую роговицу, сменный хрусталик, сетчатку и корпус, дополнительно введена цепочка обратной св зи, состо ща из блока питани , блока вычита: ни и первой и второй линий задержки, за хрусталиком последовательно размещены полупрозрачное зеркало и калиброванный фотоприемник, а между роговицей Ихрусталиком расположен зрачок, состо щий из скрещенных пол ризаторов, между которыми расположены изготовленные из электрооптического материала .регулируемый световой фильтр и стопа, состо ща из последовательно- , расположенных дисков, концентрично расположенные отверсти которых образуют усеченное коническое отверстие в стопе, направленное основанием в сторону хрусталика, причем калиброванный фотоприемник св зан со стопой и регулируемым светофильтром через первую и вторую линии задержки соответственно.The goal is achieved by the addition of a feedback circuit consisting of a power supply unit, a subtraction unit: neither a first and second delay lines, behind the lens, a translucent mirror is sequentially placed behind the lens, in the eye model that contains the cornea, the interchangeable lens, the retina and the body. and a calibrated photodetector, and between the cornea and the Ichrilar lens is a pupil, consisting of crossed polarizers, between which are made of an electro-optical material. An adjustable light filter and a foot, with A series of consecutively arranged discs, concentrically arranged openings of which form a truncated conical opening in the foot, directed by the base towards the lens, the calibrated photodetector being connected to the foot and the adjustable optical filter through the first and second delay lines, respectively.

На чертеже схематически . изображено предлагаемое устройство.In the drawing schematically. shows the proposed device.

Устройство содержит корпус 1, роговицу 2, пол ризаторы 3, регулируемый светофильтр 4, стопу 5, хрусталик б, полупрозрачное зеркало 7, калиброванный фотоприемник 8, сетчатку 9, блок 10 вычитани , первую линию 11 задержки регулируемогоThe device includes a housing 1, a cornea 2, polarizers 3, an adjustable optical filter 4, a foot 5, a lens b, a translucent mirror 7, a calibrated photodetector 8, a retina 9, a subtraction unit 10, the first delay line 11 of an adjustable

светофильтра, вторую линию 12 задержки стопы и блок 13 питани .filter, the second line 12 of the delay of the foot and the power supply unit 13.

На передней стенке корпуса 1 с внешней стороны расположена роговица 2, за которой , вдоль оптической оси помешены скрещенные пол ризаторы -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 вычитани при помощи первой и второй линий И и 12 задержки соответственно со стопой 5 и регулируемым светофильтром 4. Блок 13 питани также подключен к блоку 10 вычитани . Регулируемь й светофильтр 4 и стопа 5 выполнены из материала, обладающего электрооптическим свойством, про вл ющимс эффектом Покельса. Стопа состоит из последовательного расположени вдоль оптической оси дисков. Внутренние отверсти дисков подобраны так, что внутреннее отверстие всей стопы образует усеченный конус, направленный своим основанием в сторонуThe cornea 2 is located on the front wall of the housing 1 on the outer side, behind which crossed polarizers-3 are placed along the optical axis, between which an adjustable optical filter 4, a foot 5, a lens 6, a translucent mirror 7 and a calibrated photo-sensor 8 are successively located. The body 1 is orthogonal to the optical axis; the retina 9 is located. The output of the calibrated photodetector is connected via subtraction unit 10 using the first and second lines And 12 and delays, respectively, with a foot 5 and an adjustable optical filter 4. The power supply unit 13 is also connected to the subtraction unit 10. The adjustable light filter 4 and the foot 5 are made of a material having an electro-optical property exhibiting the Pokels effect. The foot consists of a sequential arrangement along the optical axis of the disks. The inner holes of the discs are chosen so that the inner hole of the entire foot forms a truncated cone, directed by its base towards

5 хрусталика. Калиброванный фотоприемник калиброван по световому потоку и представл ет собой плоскостной опто-электронный преобразователь светового потока в электрический сигнал.5 lens. The calibrated photodetector is calibrated according to the luminous flux and is a planar opto-electronic converter of the light flux into an electrical signal.

Устройство работает следующим образом.The device works as follows.

0 В исходном состо нии система заперта, так как скрещенные пол ризаторы 3 не пропускают через зрачок световой поток. При включении устройства напр жение блока 13 питани через блок 10 вычитани и линии 11 и 12 задержек подаетс на регулируемый0 In the initial state, the system is locked, since the crossed polarizers 3 do not let the luminous flux pass through the pupil. When the device is switched on, the voltage of the power supply unit 13 through the subtraction unit 10 and the delays lines 11 and 12 is supplied to the regulated

светофильтр 4 и стопу 5, что дает возможность входному световому потоку попасть на калиброванный фотоприемник 8, так как при подаче на кристалл напр жени смещени плоскость пол ризации падающего на the light filter 4 and the foot 5, which allows the input light flux to get to the calibrated photodetector 8, since when the bias voltage is applied to the bias voltage crystal, the plane of polarization of the incident light

0 кристалл пол ризованного света будет поворачиватьс . При этом, если световой поток, падающий на вход системы, велик, то напр жение , снимаемое с выхода калиброванного фотоприемника 8, попада в блок 10 вычитани , уменьшает напр жение, подаваемое 0 a crystal of polarized light will rotate. In this case, if the luminous flux incident on the system input is large, then the voltage taken from the output of the calibrated photodetector 8 falls into the subtraction unit 10, reduces the voltage supplied

5 на стопу 5 и регулируемый светофильтр 4 на величину, пропорционально завис щую от светового потока, пришедшего на калиброванный фотоприемник 8. Так как существует разница во времени и лини х 11 и 125 per foot 5 and an adjustable light filter 4 by an amount proportional to the luminous flux coming to the calibrated photodetector 8. Since there is a difference in time and lines 11 and 12

0 задержек, то вначале срабатывает стопа 5, в которой в зависимости от величины выработанного напр жени на выходе калиброванного фотоприемника 8 включаетс соответствующий диск, максимально перекрыва входной светбвой поток. Соответственно другой задержке срабатывает, отстава во времени , регулируемый светофильтр 4, ограничива световой поток и позвол стопе 5 перейти в оптимальный режим дл данной0 delay, then the foot 5 is first triggered, in which, depending on the magnitude of the generated voltage at the output of the calibrated photodetector 8, the corresponding disk is turned on, the flow is maximally blocked by the input light. Accordingly, another delay is triggered by lagging in time, an adjustable light filter 4, limiting the luminous flux and allowing foot 5 to go into the optimal mode for a given

световой обстановки. При слабом освещении на выходе фотоприемника 8 вырабатываетс напр жение меньшей величины, которое, действу на блок 13 питани через блок 10 вычитани , увеличивает напр жение смещени на стопе 5 и регулируемом светофильтре 4, пропуска через зрачок световой поток большей величины.light environment. In low light at the output of the photodetector 8 a lower voltage is generated, which, acting on the power supply unit 13 through the subtraction unit 10, increases the bias voltage on the foot 5 and the adjustable optical filter 4, passing a larger light flux through the pupil.

Качество изображени оптической системы зависит от таких параметров, как разрешающа способность, глубина резкости аберраций. С одной стороны уменьшение диаметра зрачка улучшает качество изображени , так как увеличиваетс глубина резкости и при этом из пучка лучей устран ютс краевые лучи, на ходе которых в наибольшей степени сказываетс аберраци . С другой стороны, уменьшение диаметра зрачка снижает из-за диффракции света на кра х зрачка разрешающую способность системы. В св зи с этим дл сохранени хорошего качества изображени в широком диапазоне интервала ркостей диаметр зрачка оптической системы должен иметь оптимальное значение.The image quality of the optical system depends on parameters such as resolution, depth of field aberrations. On the one hand, reducing the diameter of the pupil improves the image quality, as the depth of field increases and, at the same time, the edge rays are eliminated from the beam, which are most affected by aberration. On the other hand, reducing the diameter of the pupil reduces the resolution of the system due to the diffraction of light at the edges of the pupil. Therefore, to maintain good image quality over a wide range of bright areas, the pupil diameter of the optical system should be optimal.

В предлагаемом устройстве качество изображени улучшено за счет введени двухступенчатого зрачка, состо щего из стопы 5 и регулируемого светофильтра. 4.In the proposed device, the image quality is improved by introducing a two-stage pupil consisting of a foot 5 and an adjustable light filter. four.

Если падающий световой поток не соответствует номинальному значению, то мгновенно включаетс соответствующий диск стопы 5 или максимально перекрыва входной световой поток, или, наоборот, пропуска в систему поток большей величины. Далее, с задержкой времени включаетс регулируемый светофильтр 4, позвол стопе 5 перейти в оптимальный режим с целью поддержани хорощего качества изображени .If the incident luminous flux does not correspond to the nominal value, the corresponding disk of the foot 5 is instantly turned on or the input luminous flux is maximally blocked, or, conversely, a larger flux passes into the system. Further, with a time delay, the adjustable light filter 4 is turned on, allowing the foot 5 to go to the optimum mode in order to maintain the best image quality.

Таким образом, в предлагаемом устройстве улучшено качество изображени , так как оно работает в широком диапазоне освещенностей с сохранением в каждом поддиапазоне оптимального соотнощени зрачкового отверсти к фокусному рассто нию хрусталика, что приводит к улучшению контрастности , четкости, резкости и повышению разрешающей способности всей системы в целом.Thus, in the proposed device, the image quality is improved, since it works in a wide range of illumination while maintaining in each subrange the optimum ratio of the pupillary aperture to the focal length of the lens, which leads to an improvement in contrast, clarity and resolution of the entire system .

Claims

EYE MODEL containing a cornea, interchangeable lens, retina and body, characterized in that, in order to improve the quality of the image obtained on the retina, an additional feedback loop is introduced into it, consisting of a power supply, a subtraction unit and the first and second delay lines , a translucent mirror and a calibrated photodetector are sequentially placed behind the lens, and between the cornea and lens there is a pupil consisting of crossed polarizers, between which are made of electro-optical the material is an adjustable filter 'and a foot, consisting of successively arranged disks with holes so that the holes form a truncated cone, the base of which is directed towards the lens, and the calibrated photodetector is connected to the foot and the adjustable filter through the first and second delay lines, respectively.