在 Zemax 中使用 CAD 镜头的逆向血眼模型

Zemax 中的眼睛模型涉及模拟人眼的光学特性。该模型通常包括代表角膜、晶状体、房水、玻璃体和视网膜的各种成分。

屈光不正的眼睛是具有屈光不正的眼睛,这意味着它不能将光线正确聚焦在视网膜上,导致视力模糊。屈光不正是存在屈光不正的状态,或者当远处的点不再正确聚焦到视网膜时。近视或近视(近视)是屈光不正的一种形式,其中眼睛实际上太长或度数太高。因此,无穷远处的点聚焦在视网膜前面。在近视中,位于无限远和眼睛之间的一个点与视网膜共轭。远视或远视是屈光不正的一种形式,其中眼睛的力量太弱或眼球太短。

在 Zemax 中对屈光不正的眼睛进行建模需要调整眼睛模型的参数。通常用于眼睛建模的波长在 486 nm 和 656 nm 之间。视场角。人眼的视场通常水平约为 160 度,垂直约为 120 度。瞳孔大小随光照条件而变化,通常设置为直径 4 毫米。

下图显示了 Zemax 中具有各种表面和材料的分层眼模型。角膜被建模为具有非球面形状的单表面或双表面。使用典型的折射率(n ≈ 1.376)和厚度。房水区域位于角膜和晶状体之间。分配折射率(n ≈ 1.336)。天然晶状体由多个表面(前表面和后表面)建模,可能是非球面的。晶状体使用平均折射率(n ≈ 1.406)。晶状体和视网膜之间的玻璃体区域。使用折射率(n ≈ 1.336)。视网膜是位于眼模型后部的图像平面,通常表示为平面或曲面。

屈光不正眼可用人工晶状体矫正,这种矫正晶状体被置于虹膜和自然晶状体之间,厚度约500微米,具有负屈光度,可将焦点推向视网膜,如上图所示。具有复杂几何描述的人工晶状体可在Zemax的非序列模式下用CAD文件插入,如下图所示:

利用Zemax基于序列模式的混合模式,将用CAD文件制作的人工晶状体放置到非序列物体中。入口和出口设置得当,与人工晶状体的CAD模型紧密贴合,距离约为0.1毫米。人工晶状体的材料定义为折射率1.44,阿贝数56。非序列物体的其余区域设置为玻璃体材料。

从Merit函数可知,人工晶状体的有效焦距为-58mm,整体光学焦距为24mm。

下面的几何 MTF 表明在模型中定义的三个视场中,在 0 度视场中进行最佳校正。

下方封闭的能量反映了在视网膜作为图像平面的圆形分布中的光分布。

上述 CAD 模型利用纯球面来矫正屈光不正眼的离焦。虽然这不是完美的矫正,但它展示了建立眼内焦点矫正方法的方法。这种模型可以集成更多具有各种功能表面的人工晶状体。

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