基于人眼光学模型的晶状体悖论分析研究

发布时间：2020-10-22 05:35

　　 由于人眼晶状体的生理特性,其表面曲率和整体厚度随着年龄会逐渐增大,促使晶状体的光焦度变大,但是事实上人眼的光焦度随着年龄而逐渐减小了(俗称“老花眼”),这一矛盾的现象被称为“晶状体悖论”(lens paradox)。由于人眼内部特别是晶状体的复杂性,目前对“晶状体悖论”的研究还没有形成统一的结论。本课题通过建立与年龄相关的晶状体层状光学模型,并结合我国数字化人眼模型,分析了不同年龄段人眼光学模型的光学特性,从而对晶状体悖论的分析进行了研究。主要研究工作如下:1、介绍了“晶状体悖论”的研究背景及意义,对“晶状体悖论”的研究进展进行了论述。2、根据人眼晶状体的结构和光学特性,建立了与年龄相关的晶状体光学模型,得到不同年龄下晶状体的结构图;并分析了在内部面型和折射率梯度随年龄变化的情况下,晶状体光焦度的变化趋势。3、基于已完成的我国数字化人眼模型,将与年龄相关的晶状体光学模型替代原有的晶状体,建立了不同年龄段的人眼光学模型。4、通过分析不同年龄段的人眼光学模型中,晶状体对整个人眼系统的光学特性影响,对“晶状体悖论”进行了分析:晶状体内部折射率梯度和内部面型结构随着年龄的改变会减缓人眼向近视方向的改变,并且由于晶状体厚度增长,造成了眼内光学元件的相对位置发生了改变,最后造成了整个人眼的光焦度随着年龄的增长呈现降低的趋势,就造成人眼向老花眼方向偏移。
【学位单位】：南京邮电大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：R77;O43
【部分图文】：

研究背景据统计，我们人类从外界获取的信息中有外界信息最主要的感觉器官从光学角度而言，人眼是一个非常复杂的光学成像系统包括角膜、前房、晶状体、织构成，晶状体内部充满蛋白质并被包裹在弹性囊内率呈不均匀分布，晶状体的折射率从表面到中心呈递增趋势光线聚焦并投射到视网膜上影像，称为“正视”。角膜第一章 绪论我们人类从外界获取的信息中有 90%是通过眼睛获得的[1]外界信息最主要的感觉器官。因此有关人眼的研究一直是国内外非常重要的研究课题人眼是一个非常复杂的光学成像系统，它主要由、玻璃体和视网膜[2]。其中，人眼的晶状体是由大量密集的晶状体内部充满蛋白质并被包裹在弹性囊内。与大多数的人造晶体不同晶状体的折射率从表面到中心呈递增趋势。角膜及晶状体会把进入光线聚焦并投射到视网膜上，形成影像。如果光线能够恰恰落在视网膜上]，所以，人眼是人因此有关人眼的研究一直是国内外非常重要的研究课题它主要由 5 个部分组成，从人眼的晶状体是由大量密集的与大多数的人造晶体不同，它角膜及晶状体会把进入如果光线能够恰恰落在视网膜上，便能形成

图 2.1 晶状体结构示意图晶状体纤维构成，因此晶状体的折射率呈非射率最大，离开中心处折射率逐渐减小。由于质组成，晶状体是人眼系统中非常复杂的一种具体呈现怎样的情况，目前在国内外还没有形数是面型和折射率。晶状体的面型会随着人眼，测量数据根据测量目标是活体人眼还是解剖，不同的学者也会采用不同的方程式。研究最多的一方面就是晶状体的折射率分布情看做一种均匀介质的屈光元件，但随着技术水

早期有学者采用的是球面面型，但在 1974 年Brown对 出晶状体的面型为二次曲面[30]，后来很多重要的模型都采用Bro如著名的Liou&Brennan模型[31]。型的晶状体面型基本都采用二次曲面，本次研究将在Zemax仿真仿真。在Zemax中二次曲面的方程为：22 21 1 (1 )crzk c r 方向的距离，c代表晶状体表面顶点的曲率，也就是曲率半径的2 2 2r x y，k代表二次曲面系数（ k 1 时表示双曲面； k 0时表示椭球面； k 0时表示球面； k 0时表示扁椭球面）。图况下二次曲面产生的区别。由于晶状体的具体面型还是一个未一的结论，无法证明晶状体是二次曲面或者其他二次曲面形式。
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本文编号：2851172