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  • ZEMAX中的人眼模型

    作者:Zemax China 來源:投稿 時間:2019-07-31 17:44 閱讀:22991 [投稿]
    這篇文章介紹了OpticStudio序列模式和非序列模式中的幾種人眼模型以及它們的玻璃庫數(shù)據(jù)。

    在這個模型中,眼底被視為一個物體。模型中F,d和C波長的權(quán)重分別為0.1、0.4和1,用來表示眼底的光譜反射率。在0°、10°和20°的視場角上加上相等的權(quán)重,并設(shè)置4mm的虹膜孔徑。此模型像空間是無焦的。

    文件中還包括一個長度為250mm的人眼調(diào)節(jié)建模(表示使用4個單位的光焦度調(diào)節(jié)進入角膜的光線),有時十分有用。

    名為Eye_Accommodated.zmx的文件在調(diào)節(jié)時,晶狀體前極點向前移動到前房,后極點向后移動到玻璃體腔,因此晶狀體的軸向長度增加、直徑減小,且表面形狀改變。大多數(shù)調(diào)節(jié)都是通過晶狀體前表面增加曲率和向前運動來實現(xiàn)的。


    Eye_Accomodation模型與Eye_Retinal Image 模型采用同樣的波長、視場角和瞳孔參數(shù)。注意,雖然該模型表示OpticStudio具有在序列模式中繪制超半球鞏膜的能力(參見下邊的OpticStudio工具),可以避免繪制出一個并不存在的表面,讓眼睛模型更逼真,但超半球在光線追跡時會引入歧義。所以如果要在光線追跡中使用此模型,這些面可能需要用其他模型中的兩個半球面來進行替換。

    這些模型中的數(shù)據(jù)是從大量的參考文獻中獲取的,在此我們沒有列出它們的來源。當數(shù)據(jù)精度的影響不明顯時,通?梢詫⑺鼈兊闹邓纳嵛迦雭砗喕ㄈ巛S向長度簡化為24.0mm、視網(wǎng)膜半徑簡化為11.0mm、松弛狀態(tài)晶狀體的前表面為簡化為球面、半徑為10.0mm)。除了使用的晶狀體折射率是均勻的這一點以外,這些模型能夠很好地代表真實眼睛的參數(shù)。這些模型利用微調(diào)晶狀體后表面的圓錐系數(shù)來代替真實情況中的折射率梯度變化(模型中晶狀體后表面不如實際情況中那樣平坦,以此來補償眼球中線方向上較低折射率造成的影響)。在實際測量中,晶狀體后表面近似是一個拋物面,它也是控制離軸像差的關(guān)鍵因素。

    這種采用折射率均勻晶狀體模型的優(yōu)點是能夠大大減少優(yōu)化和非序列模式中光線追跡的時間,用途較為廣泛。然而,在如探索晶狀體的光學性質(zhì)時,一定要使用梯度折射率模型。您可參閱知識庫“如何在OpticStudio中建模人眼 (How to Model the Human Eye in Zemax) ”一文查看相關(guān)信息。

    非序列模式模型

    許多眼科儀器都是把光直接射入眼睛的,所以對光在眼中的傳輸效率和視網(wǎng)膜上光分布的均勻性等進行模擬非常有意義。某些應(yīng)用中,例如在治療糖尿病引起的視網(wǎng)膜病變時,光聚焦在視網(wǎng)膜上。其他如間接檢眼鏡等應(yīng)用中,光聚焦在瞳孔上以照亮一個更廣的范圍。利用不同的光源設(shè)置,兩種情況都能在OpticStudio中進行模擬。

    真實眼睛的光學介質(zhì)往往不是完全透明的,OpticStudio的非序列建?梢酝ㄟ^添加吸收、散射、內(nèi)容物等多個屬性模擬角膜瘢痕、白內(nèi)障、玻璃體漂浮物和異物等對視力的影響,為研究眼睛的各種生理和病理變化提供了有力工具。此外,也可以用于研究光在角膜或人造晶狀體的邊緣發(fā)生的散射。

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    文章點評

    xinsuiff:正在找人眼模型(2024-01-04)