一种利用大致椭圆形照准器的两个焦点的正视产生视网膜图像的方法，其中所谓的物焦点在大致椭圆形照准器（Ｅ）的第一焦点（Ｆ）的邻近定位，由针孔光阑构成的所谓物焦点形成由发光显示器或准直光源产生的图像的会聚点，所谓的像焦点在大致椭圆形照准器（Ｅ）的第二焦点（Ｆ′）的邻近定位，该所谓的像焦点由观察者眼睛（ＯＥ）的瞳孔或中心构成，由发光显示器或准直光源产生的、并且被大致椭圆形照准器（Ｅ）的半反射面反射的图像被投射在观察者眼睛的视网膜邻近。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种利用大致椭圆形照准器(diopter)的两个焦点的正视(stigmatism)产生视网膜图像的方法。更具体地说，本专利技术的目的是解决眼睛视网膜观看虚拟现实或放大现实的问题。
技术介绍
一般地说，众所周知，人们在眼睛视网膜捕获的环境视觉上显示叠加信息的领域做了大量的研究工作。在20世纪60年代首先开发适合于军事应用的这些方法包括在半反射的透明表面上投射与飞机领航有关的符号和信息，即，在这种情况下是水平线，速度，高度和接近着陆跑道的引导信息。这些称之为高头(high head)准直器的装置便于飞机的领航，它允许直接感受速度矢量，迎角和潜在坡度，以及渐进水平线和合成跑道，其中在自动着陆系统上有定位信息。利用这种符号，可以直观和精确地领航有或没有可见度的进场航路；然而，应当充分关联而不是掩盖实际的视场。当今在民用飞机座舱中引入这些高头准直器是有效的，利用它可以大大便于着陆，从而在特定的大气条件下避免借助于视觉造成的错误感受高度和轨道。最近，汽车制造商已经开发出了直接位于车辆挡风玻璃上的高头显示装置。的确，用于观看信息而移动眼睛所需的时间(转换时间)，加上眼睛适应时间和读出时间(固定时间)，加上返回时间(转换时间)在有仪表板的常规环境下是1秒其中0.5秒是高头视觉；这个总体感受信息时间的减少相当于每小时60公里的车辆行进8米。这些装置要求图像经放置在仪表板以下或以上的光学设备被投射到透明的表面上，该光学设备包含几个透镜和反射镜。因此，类似于架空投影仪的这些装置是体积庞大的，并要求固定在驾驶室内。另一个方案包括投射图像到头盔的护目镜上；战斗机飞行员采用的这个方案可以显示合成的后视图；外科医生也可以采用这个方案作为进行外科手术的辅助手段，以及摩托车驾驶员也可以使用。人体工程学的方案包括直接投射图像到视网膜上；然而，这个方案要求考虑眼睛的运动，短的潜伏时间，接近于眼睛观看的水平和垂直视场，和在无限远图像的自准直，从而允许眼睛的自然适应。该装置包括放置光学模块到接近于眼睛安装的头盔上；该光学模块利用激光型光源或LCD，LCoS或OLED型显示器，具体地说，当给用户提供大的视场角时，它是体积大的光学结构；这些大的体积尺寸随着给用户提供的视场而增加。
技术实现思路
所以，本专利技术的具体目的是克服这些缺点。利用包含半反射面的大致椭圆形照准器，为此目的·在所述大致椭圆形照准器(E)的第一焦点(F)邻近放置由针孔光阑形成的所谓“源”焦点，它形成发光显示器或光源产生的图像会聚点，或发光显示器，发光显示器的每个物点产生一个光束，在从所述大致椭圆形照准器的半反射面上反射之前，该光束首先是会聚的，然后在眼睛的瞳孔邻近变成平行光束，·在所述大致椭圆形照准器(E)的第二焦点(F′)邻近放置由观察者眼睛(OE)的瞳孔或中心形成所谓的“像”焦点，·在观察者眼睛的视网膜邻近投射所述发光显示器或所述光源产生并由所述大致椭圆形照准器(E)半反射面反射的图像。更具体地说，关于利用发光显示器，光学系统对每个源点产生一个光束，该光束在半反射面上反射之前首先是会聚光束。在反射之后，包含显示器发射倒置图像的光束在所述大致椭圆形照准器的第一焦点邻近变成准直光束。利用大致椭圆形照准器，还可以减小在放置光源的所谓“源”焦点邻近形成图像的整个光束直径，所以，在眼睛瞳孔的邻近寻找有准直光束的大视场时，可以减小在发光显示器邻近的光学元件尺寸。此外，关于利用针孔光阑，在发光显示器发射的光束中，可以传输通过第一焦点邻近的针孔光阑的唯一光束是包含在光锥中的光束，光锥的顶点是在发光显示器上，并驻留在所述针孔光阑的边缘；这些光束的整体形成发光显示器产生的一个倒置图像；每个像点的尺寸是由针孔光阑的尺寸以及分开针孔光阑发光显示器的距离和分开包含图像的平面与针孔光阑的距离确定。因此，包含显示器发射倒置图像的光束被大致椭圆形照准器的半反射面反射，然后，被聚焦到所述大致椭圆形照准器的第二焦点邻近，其中考虑到在形成椭圆焦点的两个特定点之间存在绝对的正视。此外，眼睛的瞳孔是在第二焦点的邻近，考虑它能够作为光阑或针孔光阑，眼睛的瞳孔与上述反射光束形成的图像相交，该图像终止在眼睛的视网膜上。应当注意，眼睛以及与其针孔光阑相关的发光显示器形成两个暗室，它们的“光瞳”在椭圆的两个焦点上是共轭的，该椭圆形成大致椭圆形照准器的反射面。以下参照附图描述作为非限制性例子的本专利技术几个实施例，其中附图说明以下参照附图描述作为非限制性例子的本专利技术几个实施例，其中图1是按照本专利技术装置的理论原理示意图，图2是该装置的第一种类型示意图，图3是该装置的第二种类型示意图，图4是该装置的第三种类型示意图，图5是该装置中的光束路径模型图， 图6是“半弦”随光源孔径角变化的数字例子，图7是光束路径的示意图，利用光束路径可以观看该装置的光学分辨率，图8是光学分辨率随光源发射光束指向角变化的数字例子，图9表示该装置产生的光学畸变曲线图，图10是允许光束在进入眼睛时变成平行光束的示意图，图11是用于校正光学畸变的第一个方案示意图，图12是校正光学象差的第一方案实施例，主要用于校正第一视场点的畸变，图13是校正光学象差的第一方案实施例，主要用于校正第二视场点的畸变，图14是第二方案的示意图，主要用于校正与畸变有关的光学象差，图15，16是两个实施例的示意图，在进入眼睛时可以形成平行光线并校正光学象差，图17是按照图15，16所示实施例的本专利技术装置图，和图18，19是上述实施例的可能发展，利用它可以实现更完全的观察系统。具体实施例方式在图1所示的例子中，按照本专利技术的装置1包括-半椭圆E表示的大致椭圆形照准器，半椭圆E是由它的长轴Δ，它的短轴Δ′，它的中心O以及在长轴Δ上的中心O两侧的两个焦点F，F′确定，-两个暗室CN，CN′，两个暗室的光瞳分别是在焦点F，F′的邻近。因此，来自暗室CN的光束传输通过所述暗室CN的光瞳，并在光照准器的凹面上反射，在传输通过所述暗室CN′的光瞳之后，该光束到达暗室CN′；以下的三条光线象征上述光束的轨迹，即光线AMAA′，来自暗室CN中的源点A的光束在从椭圆上的点MA邻近反射之后，终止在暗室CN′中的像点A′，光线BMBB′，来自暗室CN中的源点B的光束在从椭圆上的点MB邻近反射之后，终止在暗室CN′中的像点B′，光线CMCC′，来自暗室CN中的源点C的光束在从椭圆上的点MC邻近反射之后，终止在暗室CN′中的像点C′。在图2所示的例子中，按照本专利技术的装置1包括-半椭圆E表示的大致椭圆形照准器，半椭圆E是由它的长轴Δ，它的短轴Δ′，它的中心O以及在长轴Δ上的中心O两侧的两个焦点F，F′确定，-暗室CN，该暗室的光瞳是在焦点F的邻近，-用一个圆表示的眼睛OE，眼睛的瞳孔是在焦点F′的邻近。这种配置构成按照本专利技术装置的第一种类型。的确，来自暗室CN的光束传输通过所述暗室CN的光瞳，并在光照准器的凹面上反射，在传输通过所述眼睛OE的瞳孔之后，该光束到达眼睛OE的视网膜上；以下的三条光线象征上述光束的轨迹，即光线AMAA′，来自暗室CN中的源点A的光束在从椭圆上的点MA邻近反射之后，终止在眼睛OE视网膜的像点A′，光线BMBB′，来自暗室CN中的源点B的光束在从椭圆上的点MB邻近反射之后，终止在本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种利用包含半反射面的大致椭圆形照准器（Ｅ）的两个焦点（Ｆ，Ｆ′）的正视产生视网膜图像的方法，其特征是，它包括以下的操作： .在所述大致椭圆形照准器（Ｅ）的第一焦点（Ｆ）的邻近定位： 由针孔光阑形成的所谓“源”焦点，用于形成由发光显示器或光源产生的图像的会聚点，或 发光显示器，在从所述大致椭圆形照准器的半反射面上反射之前，该发光显示器的每个物点产生首先会聚的光束，然后在眼睛的瞳孔邻近形成平行光束， .在所述大致椭圆形照准器（Ｅ）的第二焦点（Ｆ′）的邻近定位由观察者眼睛（ＯＥ）的瞳孔或中心形成的所谓“像”焦点， .在观察者眼睛的视网膜邻近投射由所述发光显示器或所述光源产生的并由所述大致椭圆形照准器（Ｅ）的半反射面反射的图像。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘自莱，理查德哈姆达尼，
申请(专利权)人：刘自莱，
类型：发明
国别省市：FR[法国]
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