一種微顯裂隙系統和方法
2023-06-14 00:05:31 3
專利名稱：一種微顯裂隙系統和方法
技術領域：
本發明涉及一種微顯裂隙系統和方法，尤其是設計ー種應用於裂隙燈顯微鏡的微顯裂隙系統和方法。
背景技術：
當前裂隙燈的裂隙系統一般採用刀片切換來調節裂隙的寬窄，裂隙長短及光斑大小再通過光闌切換系統實現，而色彩變換採用濾色片切換系統來實現。這些切換系統精度要求高，生產、安裝、使用時較難操作。生產製造エ藝難度大，成本相對較高，可實現的裂隙及光斑的大小、圖案、顔色、亮度種類較少，調色方案也較為原始。現有裂隙燈的裂隙系統技術具體存在如下缺陷
I 整體結構複雜，零件精度要求嚴格，生產エ藝難度大，製造成本高。2.安裝和使用時調整不易。3.裂隙張開採用繞固定軸旋轉驅動的方法，裂隙刀片閉合位置和張開位置高低有時會有差異，造成所成裂隙圖像的光斑質量下降。4.結構空間狹小，可切換的濾片種類少，可實現的光斑顔色光線種類少。5.結構空間狹小，可切換的光闌尺寸種類少，可實現的光斑形狀和大小的種類也較少。而隨著現代數字微顯晶片技術的發展，利用數字微顯晶片作為裂隙圖案並對其成像，有望實現與現有裂隙燈的裂隙相同的效果並彌補現有機械切換系統技術的種種缺陷。目前市場上仍未見到克服以上缺陷的裂隙系統和方法，能夠整體替代並簡化裂隙燈光源部分的裂隙刀片系統、光闌切換系統和濾色片切換系統。
發明內容
本發明的目的在於克服現有裂隙系統結構的不足，通過光學和微電子技術的結合提供一種新的裂隙設計，有效改善裂隙燈系統結構的複雜性、可靠性和使用便利性。本發明的工作原理是用所述光源I給所述微顯晶片4提供照明，其中，所述微顯晶片4包括數字光處通DLP晶片、液晶顯不IXD晶片、娃基液晶顯不LCOS晶片都可以使用，通過控制所述微顯晶片4來控制光線能否通過，形成所需的裂隙圖案，再通過所述投射単元7把所述微顯晶片4的裂隙圖案顯現出來。裂隙圖案的大小、形狀、顔色和亮度可以通過所述微顯晶片驅動単元5對所述微顯晶片4的調節來實現。本發明技術方案是系統包括光源I、投射単元7，還設置有微顯晶片4、微顯晶片驅動單元5 ;所述微顯晶片4設置在所述光源I與所述投射単元7之間的光路上；所述微顯晶片4連接所述微顯晶片驅動単元5並由其驅動後，在所述微顯晶片4上形成區域可不同的裂隙，所述微顯晶片4上裂隙裡面的部分可以把光線透射或反射給所述投射単元7。還可以設置有準直単元2 ;所述準直単元2設置在所述光源I與所述微顯晶片4之間的光路上。
所述微顯晶片4可以是數字光處理DLP晶片；所述微顯晶片驅動単元5通過控制所述微顯晶片4內的微小鏡片陣列的反射角度來控制反射光線的方向，以調節最終形成圖像的形狀、大小和光強。還可以設置有起偏単元3 ;所述起偏単元3設置在所述光源I與所述微顯晶片4之間的光路上；所述起偏単元3可以是偏振片或偏振分光稜鏡。所述微顯晶片4與所述投射単元7之間的光路上還可以設置有檢偏單元6 ;所述檢偏單元6的檢振方向與所述起偏單元3的偏正方向垂直，以使光線所成的圖像對比度更好；所述檢偏単元6可以是偏振片；可以通過控制微顯晶片単元液晶分子的旋轉方向角度變化，以最終形成不同光強的圖像。所述微顯晶片4可以是液晶顯示IXD晶片；所述微顯晶片驅動単元5可以是液晶顯示IXD晶片驅動単元；所述微顯晶片驅動単元5控制所述微顯晶片4內的液晶分子陣列 的旋轉方向來控制透射偏振光線的通斷，並垂直地改變偏振方向，以調節最終形成圖像的大小、形狀和光強。所述微顯晶片4可以是矽基液晶顯示LCOS晶片；所述微顯晶片驅動単元5可以是矽基液晶顯示LCOS晶片驅動単元；所述微顯晶片驅動単元5控制所述微顯晶片4內的液晶分子陣列的旋轉方向來控制反射偏振光線的通斷，並垂直地改變偏振方向，以調節最終形成圖像的大小、形狀和光強。在所述微顯晶片4的入射和出射光路上可以設置有偏振分光稜鏡8，以同時對入射光線和出射光線實現入射起偏和出射檢偏。所述微顯晶片4內可以設置有濾色片；或者在所述微顯晶片4入射或出射的光路上増加濾色片以最終形成不同顔色的圖像。 在所述微顯晶片4兩側外部的光路上還可以設置有旋轉色輪9，所述旋轉色輪9上設置有若干個不同顔色的濾色片；還設置有旋轉色輪驅動単元10連接所述旋轉色輪9並驅動其旋轉，所述旋轉色輪驅動単元10還可以與所述微顯晶片驅動単元5進行信號連接；通過對所述微顯晶片驅動単元5和所述旋轉色輪驅動単元10進行協調控制，所述旋轉色輪9上某一顔色的濾色片正對著所述光源I時，所述微顯晶片驅動単元5驅動所述微顯晶片4調節成某一透射和反射率以產生某一對應值的光強，不同顔色的濾色片對應的光強不同並且配比可調，以最終形成顔色不同且可調的圖像。本發明與現有技術相比具有顯著的優點和有益效果，具體體現在以下幾個方面
I.使得裂隙燈整體結構簡化，生產成本降低。2.微顯元件的高低位置不會變化，從而保證了裂隙像質的穩定可靠。3.可實現任意圖案，不局限於光闌片種類多少的限制。4.可實現無級調色的多種色彩，不受濾色片種類多少的限制。5.可通過控制微顯晶片調節裂隙光斑的亮度，不局限於通過調節光源功率來調節裂隙光斑的亮度。6.安裝使用時的調節操作極為簡單，且非常精密。
圖I是數字光處理DLP晶片微顯裂隙實施系統示意圖，圖I中光源I、準直単元2、微顯晶片4、微顯晶片驅動単元5、投射単元7。圖2是液晶顯示IXD晶片微顯裂隙實施系統示意圖，圖I中光源I、準直単元2、起偏単元3、微顯晶片4、微顯晶片驅動単元5、檢偏單元6、投射単元7。圖3是矽基液晶顯示LCOS晶片微顯裂隙實施系統示意圖，圖I中光源I、準直單元2、起偏單元3、微顯晶片4、微顯晶片驅動單元5、投射單元7、偏振分光稜鏡8。圖4是數字光處理DLP晶片微顯裂隙調色實施系統示意圖，圖I中光源I、準直単元2、微顯晶片4、微顯晶片驅動単元5、投射単元7、旋轉色輪9、旋轉色輪驅動単元10。
具體實施例方式下面結合附圖對本發明的具體實施方式
再做進ー步闡述 圖I是數字光處理DLP晶片微顯裂隙實施系統示意圖，所述微顯晶片4採用數字光處理DLP晶片，所述微顯晶片驅動単元5控制並在所述微顯晶片4上形成裂隙。所述光源I發出的光線通過所述準直単元2後到達所述微顯晶片4，裂隙內的微小反光鏡陣列實際上成為了ー個平行光照射的面光源，其上面的每ー個微小反光鏡的角度可以由所述微顯晶片驅動單元5控制；通過所述微顯晶片驅動単元5控制所述微顯晶片4的微小反光鏡陣列的反射方向達到控制光線是否以及有多少通過所述投射単元7的目的，所述微顯晶片4上就形成了不同的裂隙圖案，裂隙內的微小反光鏡陣列將光線反射給所述投射単元7成像，反射給所述投射単元7的光線多就明亮，反射得少就不明亮；裂隙外的微小反光鏡陣列將光線反射到所述投射単元7之外而不會形成圖像。圖2是液晶顯示IXD晶片微顯裂隙實施系統示意圖，所述微顯晶片4採用液晶顯示IXD晶片，所述微顯晶片驅動単元5控制並在所述微顯晶片4上形成裂隙。所述光源I發出的光線通過所述準直単元2和所述起偏単元3後，所述起偏単元3形成的偏振光線到達所述微顯晶片4，通過所述微顯晶片驅動単元5控制所述微顯晶片4的液晶分子的旋轉方向實現控制光線的通斷，顯示出不同的裂隙圖案，在這個透射過程中，偏振方向會有90°的變化；所述微顯晶片4的液晶分子的旋轉方向如果受控變化，出射光線的亮度也會有變化；所述微顯晶片4上需要形成裂隙的部分，就需要控制其液晶分子的旋轉方向，使出射光線明亮，不需要形成裂隙的部分，就需要控制其液晶分子的旋轉方向，使出射光線很暗。穿過所述微顯晶片4的光線再通過所述投射単元7後成裂隙像，根據輸入控制信號的不同從而實現不同大小、形狀的裂隙圖像；在所述微顯晶片4後面的光路上還可以設置有檢偏單元6，所述檢偏単元可以增加所形成圖案的對比度，並濾去雜散的偏振光。圖3是矽基液晶顯示LCOS晶片微顯裂隙實施系統示意圖，所述微顯晶片4採用矽基液晶顯示LCOS晶片，所述微顯晶片驅動単元5控制並在所述微顯晶片4上形成裂隙。還設置有偏振分光稜鏡8，所述光源I發出的光線通過所述準直単元2和所述起偏単元3後，所述起偏単元3形成的偏振光線首先到達所述偏振分光稜鏡8，所述偏振分光稜鏡8將P光透過，而把S光反射給所述微顯晶片4，所述微顯晶片4將S光反射並轉化為P光後再次通過所述偏振分光稜鏡8，而後折射給所述投射単元7。圖4是數字光處理DLP晶片微顯裂隙調色實施系統示意圖。所述光源I發出的光線通過所述準直単元2後，再經過高速旋轉的旋轉色輪9色輪濾色，還設置有所述旋轉色輪驅動単元10連接並驅動所述旋轉色輪9。所述微顯晶片4採用數字光處理DLP晶片時，通過控制所述微顯晶片4的微鏡陣列的反射方向控制光線通過所述投射単元7的光強。通過控制所述微顯晶片4微鏡的反射方向，配合控制色輪的旋轉，可實現多種顏色的光線通過所述投射単元7的配比，進而實現裂隙光斑的調色和亮度
調整。
權利要求
1.I. 一種微顯裂隙系統和方法，包括光源(I)、投射単元(7)，其特徵在於，還設置有微顯晶片(4)、微顯晶片驅動単元(5);所述微顯晶片(4)設置在所述光源(I)與所述投射単元(7)之間的光路上；所述微顯晶片(4)連接所述微顯晶片驅動単元(5)並由其驅動後，在所述微顯晶片(4)上形成區域可不同的裂隙，所述微顯晶片(4)上裂隙裡面的部分可以把光線透射或反射給所述投射単元(7 )。
2.根據權利要求I所述的微顯裂隙系統和方法，其特徵在於，還可以設置有準直単元(2);所述準直単元(2)設置在所述光源(I)與所述微顯晶片(4)之間的光路上。
3.根據權利要求I或2所述的微顯裂隙系統和方法，其特徵在於，所述微顯晶片(4)可以是數字光處理DLP晶片；所述微顯晶片驅動単元(5)通過控制所述微顯晶片(4)內的微小鏡片陣列的反射角度來控制反射光線的方向，以調節最終形成圖像的形狀、大小和光強。
4.根據權利要求I或2所述的微顯裂隙系統和方法，其特徵在於，還可以設置有起偏単元(3);所述起偏単元(3)設置在所述光源(I)與所述微顯晶片(4)之間的光路上；所述起偏單兀(3)可以是偏振片或偏振分光稜鏡。
5.根據權利要求4所述的微顯裂隙系統和方法，其特徵在於，所述微顯晶片(4) 與所述投射単元(7)之間的光路上還可以設置有檢偏單元(6);所述檢偏単元(6)的檢振方向與所述起偏単元(3)的偏正方向垂直，以使光線所成的圖像對比度更好；所述檢偏単元(6)可以是偏振片；可以通過控制微顯晶片単元液晶分子的旋轉方向角度變化，以最終形成不同光強的圖像。
6.根據權利要求4所述的微顯裂隙系統和方法，其特徵在於，所述微顯晶片(4)可以是液晶顯示LCD晶片；所述微顯晶片驅動単元(5)可以是液晶顯示LCD晶片驅動単元；所述微顯晶片驅動単元(5)控制所述微顯晶片(4)內的液晶分子陣列的旋轉方向來控制透射偏振光線的通斷，並垂直地改變偏振方向，以調節最終形成圖像的大小、形狀和光強。
7.根據權利要求4所述的微顯裂隙系統和方法，其特徵在於，所述微顯晶片(4)可以是娃基液晶顯不LCOS晶片；所述微顯晶片驅動單兀(5)可以是娃基液晶顯不LCOS晶片驅動單元；所述微顯晶片驅動単元(5)控制所述微顯晶片(4)內的液晶分子陣列的旋轉方向來控制反射偏振光線的通斷，並垂直地改變偏振方向，以調節最終形成圖像的大小、形狀和光強。
8.根據權利要求7所述的微顯裂隙系統和方法，其特徵在於，在所述微顯晶片(4)的入射和出射光路上可以設置有偏振分光稜鏡(8)，以同時對入射光線和出射光線實現入射起偏和出射檢偏。
9.根據權利要求I所述的微顯裂隙系統和方法，其特徵在於，所述微顯晶片(4)內可以設置有濾色片；或者在所述微顯晶片(4)入射或出射的光路上増加濾色片以最終形成不同顔色的圖像。
10.根據權利要求I所述的微顯裂隙系統和方法，其特徵在於，在所述微顯晶片(4)兩側外部的光路上還可以設置有旋轉色輪(9)，所述旋轉色輪(9)上設置有若干個不同顔色的濾色片；還設置有旋轉色輪驅動単元(10)連接所述旋轉色輪(9)並驅動其旋轉，所述旋轉色輪驅動單元(10)還可以與所述微顯晶片驅動単元(5)進行信號連接；通過對所述微顯晶片驅動単元(5)和所述旋轉色輪驅動単元(10)進行協調控制，所述旋轉色輪(9)上某一顔色的濾色片正對著所述光源(I)時，所述微顯晶片驅動単元(5)驅動所述微顯晶片(4)調節成某一透射和反射率以產生某一對應值的光強，不同顔色的濾色片對應的光強不同並且 配比可調，以最終形成顔色不同且可調的圖像。
全文摘要
本發明公開了一種微顯裂隙系統和方法，涉及光學儀器領域，旨在解決裂隙燈所用裂隙的安裝、使用不便問題。包括光源(1)、準直單元(2)、起偏單元(3)、微顯晶片(4)、微顯晶片驅動單元(5)、檢偏單元(6)、投射單元(7)。通過所述微顯晶片驅動單元(5)驅動所述微顯晶片(4)形成裂隙，代替現有裂隙燈內的裂隙刀，使之安裝使用簡化，所成圖像的大小、形狀、光強、顏色的調整更加方便。本發明主要用在眼科檢查用的裂隙燈顯微鏡上。
文檔編號G02B21/36GK102768403SQ201110112408
公開日2012年11月7日 申請日期2011年5月3日 優先權日2011年5月3日
發明者嚴蘇峰, 於航, 孔昭松, 陳文光, 魏悅 申請人:上海美沃精密儀器有限公司