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自然验光仪光学系统的研究与设计

作　者: 石文渊
导　师: 隋成华
学　校: 浙江工业大学
专　业: 光学工程
关键词: 视觉光学 自然验光仪 环厚法 调焦光路 屈光度 zemax
分类号: TH786
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
下　载: 39次
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内容摘要


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。

全文目录


摘要  3-5
ABSTRACT  5-7
目录  7-10
第1章 绪论  10-15
  1.1 引言  10-11
  1.2 验光仪的发展  11-12
    1.2.1 验光仪主要发展阶段  11
    1.2.2 近期国内外验光仪的发展情况  11-12
  1.3 研究的目的与意义  12-13
  1.4 本文研究的内容  13-15
第2章 验光的基本原理  15-22
  2.1 验光的过程  15
  2.2 检影验光  15-16
    2.2.1 检影验光的原理和过程  15-16
    2.2.2 检影镜的结构  16
  2.3 主觉验光  16-17
  2.4 电脑验光  17-21
    2.4.1 早期电脑验光的原理和分析  18-19
    2.4.2 现代典型电脑验光仪的原理和分析  19-21
  2.5 本章小结  21-22
第3章 电脑验光仪常见的光学系统  22-30
  3.1 可见光电脑验光仪的光学系统  22-25
    3.1.1 Astron验光仪  22-23
    3.1.2 Rodenstock验光仪  23-24
    3.1.3 Hartinger一致性验光仪  24-25
  3.2 红外光电脑验光仪的光学系统  25-29
    3.2.1 条栅聚集型验光仪  25-26
    3.2.2 检影镜型验光仪  26-27
    3.2.3 Scheiner盘型验光仪  27-28
    3.2.4 Foucault刀刃型验光仪  28-29
  3.3 本章小结  29-30
第4章 自然验光仪的基本结构和技术参数  30-36
  4.1 基本结构及功能介绍  30-31
  4.2 自然验光仪的外形结构设计及功能介绍  31-34
  4.3 自然验光仪的性能指标  34-35
  4.4 本章小结  35-36
第5章 自然验光仪的光路结构及验光原理  36-44
  5.1 自然验光仪的光路结构的设计要求  36-37
  5.2 自然验光仪的光路结构  37-39
    5.2.1 入射光路  37-38
    5.2.2 出射光路  38-39
  5.3 自然验光仪的验光原理  39-43
    5.3.1 验光的基础知识  39-41
    5.3.2 屈光度测试的原理  41-42
    5.3.3 环厚法测定反射像距  42-43
  5.4 本章小结  43-44
第6章 自然验光仪光路设计与模拟  44-58
  6.1 调焦光路的设计基础  44-47
    6.1.1 调焦光路概述  44
    6.1.2 调焦光路的分类  44-47
  6.2 调焦光路的初始结构参数设计  47-52
    6.2.1 调焦光路的初始位置  47-48
    6.2.2 前固定组的初始结构参数设计  48-50
    6.2.3 调焦组的初始结构参数设计  50
    6.2.4 后固定组的初始结构参数设计  50
    6.2.5 调焦光学系统镜片的初始参数设计  50-52
  6.3 自然验光仪光路的软件模拟  52-57
    6.3.1 人眼模型的建立  52-54
    6.3.2 调焦光路模型的建立及优化  54-55
    6.3.3 光路模型的建立及模拟验光  55-57
  6.4 本章小结  57-58
第7章 自然验光仪光路实验及分析  58-68
  7.1 实验平台的搭建  58-62
  7.2 实验过程  62
  7.3 实验结果及分析  62-67
  7.4 本章小结  67-68
第8章 总结与展望  68-72
  8.1 工作总结  68
  8.2 工作的改进  68-70
    8.2.1 测量性模块的后续工作  69
    8.2.2 功能性模块的设计  69-70
  8.3 未来研究构思  70-72
参考文献  72-75
致谢  75-76
攻读学位期间发表的学术论文目录  76

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中图分类: > 工业技术 > 机械、仪表工业 > 仪器、仪表 > 医药卫生器械 > 眼科器械
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