ZEMAX中的人眼模型

概述

150多年来，人们已经发布了几十种人眼模型。从只由一个折射面组成的简化版人眼模型，到由4000个以上折射面组成的复杂人眼模型不一而足。这篇文章介绍了OpticStudio序列模式和非序列模式中的几种人眼模型以及它们的玻璃库数据。

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引言

人眼模型被用在如下场景中：设计用于人眼内部观察的仪器（如检查眼底相机的照明均匀性）、设计人眼视线会穿过的仪器（如研究眼科镜片、隐形眼镜和人造晶状体的特性）以及研究人眼本身（如研究角膜瘢痕、白内障等眼病对视网膜成像造成的影响）。

150多年来，人们已经发表了几十种人眼模型。从只由一个折射面组成的简化版人眼模型，到由4000个以上折射面组成的复杂人眼模型不一而足。有些模型中有梯度折射率晶状体，有些模型用两个或多个均质片层结构来表示折射率的梯度，有些则只有折射率均匀的晶状体。

适用于任何场合的“万能”人眼模型是不存在的。而且也不意味着更复杂的人眼模型就更好。例如，在使用包含梯度折射率晶状体的模型时，如果它没能比均匀折射率晶状体模型提供更多的有效信息，那么实际上是完全没有必要的——因为这样的模型在优化或非序列模式中计算大量光线时，会显著减慢计算速度。一般单波长近轴计算时，只需要一个很简单的球面模型。比较有代表性的用于近轴计算的简化模型，可由一个屈光度为60，折射率为4/3的折射面组成。其表面半径为5.55mm，轴向长度为22.22mm。这个模型对于计算视网膜成像尺寸特别有用。因节点距离表面5.55mm，故我们能通过向16.67mm远处投射光线，轻易得出一个已知位置、尺寸或视场角的物体在像面上的成像大小。这一近轴模型在计算10°的视场角时，误差约为几个百分点。