ZEMAX中的人眼模型

概述

150多年來，人們已經(jīng)發(fā)布了幾十種人眼模型。從只由一個折射面組成的簡化版人眼模型，到由4000個以上折射面組成的復雜人眼模型不一而足。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)。

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引言

人眼模型被用在如下場景中：設(shè)計用于人眼內(nèi)部觀察的儀器（如檢查眼底相機的照明均勻性）、設(shè)計人眼視線會穿過的儀器（如研究眼科鏡片、隱形眼鏡和人造晶狀體的特性）以及研究人眼本身（如研究角膜瘢痕、白內(nèi)障等眼病對視網(wǎng)膜成像造成的影響）。

150多年來，人們已經(jīng)發(fā)表了幾十種人眼模型。從只由一個折射面組成的簡化版人眼模型，到由4000個以上折射面組成的復雜人眼模型不一而足。有些模型中有梯度折射率晶狀體，有些模型用兩個或多個均質(zhì)片層結(jié)構(gòu)來表示折射率的梯度，有些則只有折射率均勻的晶狀體。

適用于任何場合的“萬能”人眼模型是不存在的。而且也不意味著更復雜的人眼模型就更好。例如，在使用包含梯度折射率晶狀體的模型時，如果它沒能比均勻折射率晶狀體模型提供更多的有效信息，那么實際上是完全沒有必要的——因為這樣的模型在優(yōu)化或非序列模式中計算大量光線時，會顯著減慢計算速度。一般單波長近軸計算時，只需要一個很簡單的球面模型。比較有代表性的用于近軸計算的簡化模型，可由一個屈光度為60，折射率為4/3的折射面組成。其表面半徑為5.55mm，軸向長度為22.22mm。這個模型對于計算視網(wǎng)膜成像尺寸特別有用。因節(jié)點距離表面5.55mm，故我們能通過向16.67mm遠處投射光線，輕易得出一個已知位置、尺寸或視場角的物體在像面上的成像大小。這一近軸模型在計算10°的視場角時，誤差約為幾個百分點。