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  • ZEMAX中的人眼模型

    作者:Zemax China 来源:投稿 时间:2019-07-31 17:44 阅读:22727 [投稿]
    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。

    在这个模型中,眼底被视为一个物体。模型中F,d和C波长的权重分别为0.1、0.4和1,用来表示眼底的光谱反射率。在0°、10°和20°的视场角上加上相等的权重,并设置4mm的虹膜孔径。此模型像空间是无焦的。

    文件中还包括一个长度为250mm的人眼调节建模(表示使用4个单位的光焦度调节进入角膜的光线),有时十分有用。

    名为Eye_Accommodated.zmx的文件在调节时,晶状体前极点向前移动到前房,后极点向后移动到玻璃体腔,因此晶状体的轴向长度增加、直径减小,且表面形状改变。大多数调节都是通过晶状体前表面增加曲率和向前运动来实现的。


    Eye_Accomodation模型与Eye_Retinal Image 模型采用同样的波长、视场角和瞳孔参数。注意,虽然该模型表示OpticStudio具有在序列模式中绘制超半球巩膜的能力(参见下边的OpticStudio工具),可以避免绘制出一个并不存在的表面,让眼睛模型更逼真,但超半球在光线追迹时会引入歧义。所以如果要在光线追迹中使用此模型,这些面可能需要用其他模型中的两个半球面来进行替换。

    这些模型中的数据是从大量的参考文献中获取的,在此我们没有列出它们的来源。当数据精度的影响不明显时,通常可以将它们的值四舍五入来简化(如轴向长度简化为24.0mm、视网膜半径简化为11.0mm、松弛状态晶状体的前表面为简化为球面、半径为10.0mm)。除了使用的晶状体折射率是均匀的这一点以外,这些模型能够很好地代表真实眼睛的参数。这些模型利用微调晶状体后表面的圆锥系数来代替真实情况中的折射率梯度变化(模型中晶状体后表面不如实际情况中那样平坦,以此来补偿眼球中线方向上较低折射率造成的影响)。在实际测量中,晶状体后表面近似是一个抛物面,它也是控制离轴像差的关键因素。

    这种采用折射率均匀晶状体模型的优点是能够大大减少优化和非序列模式中光线追迹的时间,用途较为广泛。然而,在如探索晶状体的光学性质时,一定要使用梯度折射率模型。您可参阅知识库“如何在OpticStudio中建模人眼 (How to Model the Human Eye in Zemax) ”一文查看相关信息。

    非序列模式模型

    许多眼科仪器都是把光直接射入眼睛的,所以对光在眼中的传输效率和视网膜上光分布的均匀性等进行模拟非常有意义。某些应用中,例如在治疗糖尿病引起的视网膜病变时,光聚焦在视网膜上。其他如间接检眼镜等应用中,光聚焦在瞳孔上以照亮一个更广的范围。利用不同的光源设置,两种情况都能在OpticStudio中进行模拟。

    真实眼睛的光学介质往往不是完全透明的,OpticStudio的非序列建模可以通过添加吸收、散射、内容物等多个属性模拟角膜瘢痕、白内障、玻璃体漂浮物和异物等对视力的影响,为研究眼睛的各种生理和病理变化提供了有力工具。此外,也可以用于研究光在角膜或人造晶状体的边缘发生的散射。

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    xinsuiff:正在找人眼模型(01-04)