[实用新型]直接在视网膜上实现三维立体成像的装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种成像装置，尤其是涉及一种利用相干光在视网膜上直接成像的光学成像装置。

背景技术

传统的成像装置采用二维屏幕显示静止或动态的图像(例如液晶显示器、等离子体显示器、投影显示器等)，人眼视觉系统通过角膜和水晶体组成的透镜系统，将二维屏幕上的图像再次成像在视网膜上，通过进一步将视网膜上的图像信号传输到大脑，人眼视觉系统能够感知到显示的图像。

将图像直接成像在视网膜上则可以省略二维屏幕，实现虚拟现实(virtualreality)显示、增强现实(augmented reality)显示和眼底医学诊断(opticalcoherence tomography)。美国华盛顿大学的研究人员提出了一种视网膜图像扫描装置(参考文献1：Brian T.Schowengerdt，Eric J.Seibel，‘Scannedvoxel displays′，Information Display，Vol.24，No.7，2008，pp26-36)，该装置通过微机械扫描方式将调制的光信号直接聚焦在人眼视网膜上。由于人眼的迟滞特性，当行、列扫描速度足够高时，人眼视觉系统便感知一幅完整的画面。但是该装置需要复杂和昂贵的微机械扫描装置和复杂光学系统，并且为实现三维图像的扫描，需要更高速度的行、列扫描装置。

发明内容

技术问题：本实用新型的目的是提供一种直接在视网膜上实现三维立体成像的装置，利用相干光在视网膜成像的装置，该装置无需复杂和昂贵的微机械扫描装置和复杂的光学系统，直接在视网膜上成像，并且可以方便实现三维立体成像。

技术方案：为了避免复杂和昂贵的微机械扫描装置以及复杂的光学系统，本实用新型提供一种利用相干光直接在视网膜上实现三维立体成像的装置，该装置能够将二维或三维图像直接成像在视网膜上。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：采用相干光源照射全相位空间光调制器，全相位空间光调制器的出射相干光经光学系统传播，光学系统出射光瞳位于角膜前，相干光依次通过角膜、虹膜、水晶体，最后到达视网膜，在视网膜前后多个成像平面上相干光场的振幅分布由全相位空间光调制器调制。

相干光源可以是平面光波、或球面光波。

全相位空间光调制器可以产生虚拟透镜。

光学系统是一个、或多个共轴透镜组成的系统，可以通过分光镜改变光路。

眼球可以近似为一个、或两个共轴透镜组成的系统，水晶体可以近似为单透镜、或多层折射率变化的透镜、或梯度折射率透镜。

多个成像平面的光场振幅分布形成三维物体空间光场的分布，多个成像平面的光场振幅分布可以拟合为视网膜曲面光场的分布，多个成像平面的光场振幅分布由全相位空间光调制器调制，全相位空间光调制器的相位分布函数可以通过迭代方法、或解析方法求解。

多个波长的相干光采用分时复用的方式通过空间光调制器进行调制，或多个波长的相干光通过分光镜实现共轴同时显示。

分光镜可以是全反射式的、或半透半反型的，分光镜可以是平面的、或曲面的，通过分光镜实现虚拟现实显示、或增强现实显示、或眼底医学诊断。

有益效果：本实用新型有益效果是，可以将二维或三维图像直接成像在视网膜上，结构简单，可以实现虚拟现实显示、增强现实显示和眼底医学诊断。该装置无需复杂和昂贵的微机械扫描装置和复杂的光学系统，直接在视网膜上成像，并且可以方便实现三维立体成像。

附图说明

图1视网膜成像装置示意图。

图2视网膜成像装置实现三维立体显示示意图。

图3视网膜成像装置实现虚拟现实显示、增强现实显示和眼底医学诊断示意图。

以上图中有：相干光源1、全相位空间光调制器2、光学系统3、角膜4、虹膜5、水晶体6、视网膜7、光学系统出射光瞳8、第一成像平面9、第二成像平面10、第三成像平面11、凸透镜12、分光镜13、前室水状液14、后室玻璃体15。

具体实施方式