自由曲面镜片评价方法的研究

摘要

自由曲面镜片是在眼科光学和先进制造业共同推动下产生和不断发展的，其特征是利用自由曲面加工技术实现车房的定制化加工。现代自由曲面镜片正在向个性化、多样化和舒适化方向发展，可以说每一副自由曲面镜片都是不同的。目前对于自由曲面镜片的评价尚未有标准，而针对普通镜片的检测仪器和方法不能全面评价自由曲面镜片。当前自由曲面镜片高端市场与低端市场并存，佩戴者难以区分不同自由曲面镜片的质量差异。因此本文对自由曲面镜片评价方法和检测技术进行系统研究，以基于自由曲面技术的渐进多焦点镜片为重点研究对象，其主要研究内容如下：
　　（1）分析了基于自由曲面技术的渐进多焦点镜片的屈光度参数的数学表达，计算了渐进多焦点镜片表面屈光度的分布，利用径向基函数进行了拟合计算，得到了镜片表面球镜度以及柱镜度的分布。结合目前的自由曲面镜片屈光度测量方法，利用基于莫尔条纹原理的FFV进行了镜片表面屈光度的测量实验；
　　（2）根据人眼生理光学特性参数对眼模型进行了仿真分析，分别设计了正视眼、近视眼、远视眼的光学模型，以及远视眼佩戴普通矫正镜片、优化矫正镜片以及非球面矫正镜片的镜-眼系统仿真研究。针对基于自由曲面技术的渐进多焦点镜片仿真了镜片在视远区、过渡区以及视近区三种不同工作状态下的光学系统性能；
　　（3）在镜-眼联合模型的仿真中设置倾斜角和镜面角，讨论在固定空间频率以及视场下的MTF随镜面角和倾斜角的变化情况；分别得到了普通镜片以及基于自由曲面技术的渐进多焦点镜片工作在视远区、过渡区、视近区的变化趋势；
　　（4）根据哈特曼波前传感技术的原理，分别测量了同一镜片不同区域的波前像差以及相同区域不同镜片的波前像差，分析不同镜片的设计对镜片波前像差的影响；
　　（5）对基本屈光度和附加屈光度对镜片的畸变影响进行了仿真分析，讨论镜片畸变随着屈光度增加的变化趋势，提出畸变可作为自由曲面镜片成像评价的参数。

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第一章 绪论

1.1课题背景及研究意义

1.2自由曲面镜片的发展

1.3自由曲面镜片的屈光度测量方法及研究现状

1.4成像质量在眼视光学的应用及研究现状

1.5课题的研究目的和主要内容

第二章 基于自由曲面技术的渐进多焦点镜片表面屈光度参数的数学表达及测量

2.1引言

2.2基于自由曲面技术渐进多焦点镜片屈光度参数的数学描述

2.3基于自由曲面技术的渐进多焦点镜片屈光度参数的测量

2.4本章小结

第三章 基于镜-眼联合模型的镜片光学系统仿真分析

3.1引言

3.2人眼的生理光学特性

3.3镜片-眼瞳联合模型光学系统仿真

3.4渐进多焦点镜片-眼瞳联合模型的光学系统仿真

3.5本章小结

第四章 镜-眼联合模型的镜片成像质量MTF分析

4.1引言

4.2自由曲面镜片成像质量的MTF评价理论

4.3镜-眼联合模型的成像质量分析

4.4本章小结

第五章 自由曲面镜片成像质量的像差评价方法

5.1引言

5.2波前像差及其测量原理分析

5.3渐进多焦点镜片的波前像差测量实验及分析

5.4自由曲面镜片畸变的评价

5.5本章小结

第六章 总结与展望

6.1课题总结

6.2课题展望

参考文献

发表论文和参加科研情况说明

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