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自然验光仪光学系统的研究与设计

石文渊  
【摘要】:光学系统作为自然验光仪的核心系统,直接关系到自然验光仪的性能和测量结果。基于各类验光仪光学系统的特性的研究,提出一种敞开视窗型光路结构代替雾视光学系统,以达到限制眼球自动调节能力的目的。 基于所设计的敞开视窗型自然验光仪光路结构,通过理论分析和实验方法研究其光学成像特性,提出了一种通过测量眼底反射像环的厚度来验光的方法(简称环厚法),同时还设计了一组适合环厚法的调焦光路来实现。通过研究验光仪中调焦光学系统的光学成像特性,首先建立了调 焦组的移动量与屈光度之间的关系,设计了系统的初始结构参数,从而在Zemax中建立相应的调焦光学模型。同时,在Zemax中还建立了-20D,-15D,-10D,-5D,0D,5D,10D,15D,20D这九种人眼模型,以及整个敞开视窗型的光路结构。最后通过zemax的建模优化功能确定光学系统的设计参数,并用 该光学系统对上述九种人眼模型进行模拟验光,其相对误差在6%以内。实际搭建相应的测试平台对上述九种标准模拟眼进行实验测量,其相对误差在7%以内。测量结果分析表明,运用所设计的自然验光仪光学系统进行验光具有较高的可靠性。


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