角膜直接接触设备对角膜适配性的近轴光学成像分析

发布时间：2021-09-05 05:43

　　为合理选择不同材质的角膜接触镜,基于几何光学成像的原理,建立了基于角膜接触镜的角膜成像模型,分析了不同折射率的角膜接触镜对角膜成像质量的影响;利用逆光学成像思维,设计了一种用于检测成像质量变化的近轴光学系统,分别将不同材料和厚度的角膜接触镜加入该光学系统,定量分析不同材质的角膜接触镜对成像质量的影响。该光学系统的有效焦距为18.36 mm,筒长为36.49 mm,像高为2.48 mm,调制传递函数值接近极限衍射,全视场的畸变量小于0.1%。ZEMAX仿真结果表明:材料为硬性角膜接触镜PMMA、厚度为0.05 mm的角膜接触镜可同时满足增强现实技术中接触式设备的成像和佩戴需求。 

【文章来源】：中国激光. 2020,47(12)北大核心EICSCD

【文章页数】：8 页

【部分图文】：

眼部光学结构图

基于几何光学成像原理,建立了一种佩戴不同材料(不同材料的影响因素有很多,这里控制折射率为变量)的角膜接触镜的角膜成像计算模型[11]。角膜形态从后面看为正圆形,从前面看为横椭圆形。选用椭圆形当作参考物进行角膜及角膜接触镜横截面建模。如图2(a)所示,弧ABC为用于建模分析的椭圆形物体的一部分,B为椭圆上一点。该成像模型包括两个成像过程:1)物面上B点经角膜接触镜的折射,形成像点B′;2)像点B′经角膜反射形成像点B″,物点两次成像的完整光线追迹过程如图2(b)所示。下面根据成像原理具体分析成像过程。1) 角膜接触镜对物点的成像过程

图3(a)为整体物像分布图。如图3(b)所示,角膜、角膜接触镜以及所呈现的像的位置有明显的不同。图3(c)为硬性角膜接触镜材料的折射率在1.4917～1.5854之间时角膜的虚像位置,当折射率改变时,物体在人眼虚像的位置不同,对于人眼这类精密成像单元来说,微小的变化也会影响成像效果,物体的完善像将受到不同程度的影响[12]。为避免硬性角膜接触镜在AR成像中产生离焦影像(当眼调节静止时,平行光线经过眼屈光系统的折射后,屈光系统各子午光线屈光力的不同会引起不同的聚散度)而破坏预期的成像质量,提出了一种利用光学仿真分析的方法,建立正常眼和添加角膜接触镜的两种近轴成像过程,分析光学系统的性能和图像的成像质量。3 用于检测人眼的近轴成像光学系统设计

【参考文献】：
期刊论文
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本文编号：3384788