CN108152950A - 一种用于模拟人眼的光学镜头 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于模拟人眼的光学镜头。该光学镜头包括用于模拟眼球角膜的第一透镜、用于模拟眼球瞳孔的光圈、用于模拟眼球晶状体的第二透镜以及用于模拟眼球视网膜的像面；所述第一透镜、所述光圈、所述第二透镜以及所述像面按照同一个方向依次设置，所述第一透镜、所述光圈以及所述第二透镜均设置在液态光学介质中。本发明能够更加逼真的模拟人眼，为眼科教学、眼科医疗仪器制造企业及有关视觉的科学研究提供方便。
Description
技术领域
本发明涉及光学镜头领域，特别是涉及一种用于模拟人眼的光学镜头。
背景技术
眼球光学系统包括两部分，一是用于成像的屈光系统，二是用于接收图像信息的视网膜到大脑系统。随着科学技术的快速发展，对于视觉系统及眼球的研究更为深入。现有实物形式的模型眼，练习眼都不够逼真，甚至都以空气作为屈光学介质，这不符合眼球中的光学介质是液体的实际。因此，需要提出一种更为逼真，实用，科学的光学镜头，作为眼球光学系统的屈光系统。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于模拟人眼的更加逼真、成像质量更佳的光学镜头，为眼科教学、眼科医疗仪器制造企业及有关视觉的科学研究提供方便。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
一种用于模拟人眼的光学镜头，所述光学镜头包括用于模拟眼球角膜的第一透镜、用于模拟眼球瞳孔的光圈、用于模拟眼球晶状体的第二透镜以及用于模拟眼球视网膜的像面；所述第一透镜、所述光圈、所述第二透镜以及所述像面按照同一个方向依次设置，所述第一透镜、所述光圈以及所述第二透镜均设置在液态光学介质中。
可选的，所述第一透镜在空气中时为负透镜，所述第一透镜包括凸面和凹面，所述凸面半径大于凹面半径；可选的，所述第一透镜的中心厚度小于或等于1mm。
可选的，所述第一透镜的凹面和凸面均为球面。
可选的，所述第一透镜的凹面和凸面均为非球面。
可选的，所述光圈的直径为2-6mm。
可选的，所述第二透镜为正透镜，所述第二透镜包括第一凸面和第二凸面，所述第一凸面的半径大于第二凸面的半径。
可选的，所述第二透镜的第一凸面和第二凸面均为球面。
可选的，所述第二透镜的第一凸面和第二凸面均为非球面。
可选的，所述液态光学介质的折射率为1.3-1.48；
可选的，所述第一透镜、所述光圈、所述第二透镜以及所述像面固定在壳体内。
根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：本发明提供的光学镜头包括用于模拟眼球角膜的第一透镜、用于模拟眼球瞳孔的光圈、用于模拟眼球晶状体的第二透镜以及用于模拟眼球视网膜的像面，且所述第一透镜、所述光圈以及所述第二透镜均设置在液态光学介质中。从而能够更加逼真的模拟人眼，为眼科教学、眼科医疗仪器制造企业及有关视觉的科学研究提供方便。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种用于模拟人眼的光学镜头的示意图；
图2为本发明实施例一提供的光学镜头的光学传递函数模拟数据图；
图3为本发明实施例二提供的光学镜头的光学传递函数模拟数据图；
图4为本发明实施例三提供的光学镜头的光学传递函数模拟数据图；
图5为本发明实施例四提供的光学镜头的光学传递函数模拟数据图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的目的是提供一种用于模拟人眼的更加逼真、成像质量更佳的光学镜头，为眼科教学、眼科医疗仪器制造企业及有关视觉的科学研究提供方便。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
如图1所示，本发明提供的光学镜头包括用于模拟眼球角膜的第一透镜1、用于模拟眼球瞳孔的光圈2、用于模拟眼球晶状体的第二透镜3以及用于模拟眼球视网膜的像面4。所述第一透镜1、所述光圈2、所述第二透镜3以及所述像面4按照人眼的结构由一个方向依次设置。所述第一透镜1、所述光圈2、所述第二透镜3以及所述像面4固定在壳体5内。
第一透镜为凹月型负透镜(在空气中时)，其第一面为凸面，第二面为凹面。第一面半径大于第二面半径，其中心厚度限制在1mm内。第一透镜1模拟眼球角膜，对光线进行折射。光圈2为固定大小或者大小可变，但都要限制在2-6mm之间，光圈2模拟眼球的瞳孔。第二透镜3为正透镜，所述第二透镜3包括第一凸面和第二凸面，所述第一凸面的半径大于第二凸面的半径。第二透镜3模拟眼球的晶状体，对第一透镜1折射后的光线再次进行折射。第一透镜1，光圈2与第二透镜3均置于折射率为1.30～1.48的液态光学介质中。来自外界景物的光线经过第一透镜1，光圈2与第二透镜3，会聚于像面4成像。
光学镜头中的各光学界面，可以全部是非球面或球面，也可以是单个或多个非球面，其余为球面。
非球面公式可由下式表示：
式中x为光轴方向偏移量，R0为非球面顶点曲率半径，e2为非球面曲线偏心率平方，y为入射光线在非球面上的高度。
实施例一，由左至右依次设有第一透镜，光圈，第二透镜。第一透镜为凹月形，其第一面为凸面形球面，第二面为凹面形球面。第二透镜为双凸形，其第一面为凸面形球面，第二面为凸面形球面。实施例一镜头的光学结构参数如表1所示。
表1
实施例一中的光学镜头的光学传递函数模拟数据图如图2所示，光学传第函数模拟数据图能够反映光学镜头的呈现质量。
实施例二，如图1所示，由左至右依次设有第一透镜，光圈，第二透镜。第一透镜为凹月形，其第一面为凸面形非球面，第二面为凹面形非球面。第二透镜为双凸形，其第一面为凸面形非球面，第二面为凸面形非球面。二镜头的光学结构参数及非球面系如表2所示。
表2
实施例二中的光学镜头的光学传递函数模拟数据图如图3所示。
实施例三，如图1所示，由左至右依次设有第一透镜，光圈，第二透镜。第一透镜为凹月形负透镜，其第一面为凸面形非球面，第二面为凹面形非球面。第二透镜为双凸形正透镜，其第一面凸面形球面,第二面为凸面形球面。
实施例三镜头的光学结构参数及非球面系数表3所示。
表3
实施例三中的光学镜头的光学传递函数模拟数据图如图4所示。
实施例四，如图1所示，由左至右依次设有第一透镜，光圈，第二透镜。第一透镜为凹月形负透镜，其第一面为凸面形球面，第二面为凹面形球面。第二透镜为双凸形正透镜，其第一面凸面形非球面,第二面为凸面形非球面。
实施例四镜头的光学结构参数及非球面系数如表4所示
表4
实施例四中的光学镜头的光学传递函数模拟数据图如图5所示。
根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：本发明提供的光学镜头包括用于模拟眼球角膜的第一透镜、用于模拟眼球瞳孔的光圈、用于模拟眼球晶状体的第二透镜以及用于模拟眼球视网膜的像面，且所述第一透镜、所述光圈以及所述第二透镜均设置在液态光学介质中。从而能够更加逼真的模拟人眼，为眼科教学、眼科医疗仪器制造企业及有关视觉的科学研究提供方便。
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (10)
1.一种用于模拟人眼的光学镜头，其特征在于，所述光学镜头包括用于模拟眼球角膜的第一透镜、用于模拟眼球瞳孔的光圈、用于模拟眼球晶状体的第二透镜以及用于模拟眼球视网膜的像面；所述第一透镜、所述光圈、所述第二透镜以及所述像面按照同一个方向依次设置，所述第一透镜、所述光圈以及所述第二透镜均设置在液态光学介质中。
2.根据权利要1所述的光学镜头，其特征在于，所述第一透镜在空气中时为负透镜，所述第一透镜包括凸面和凹面，所述凸面半径大于凹面半径；所述第一透镜的中心厚度小于或等于1mm。
3.根据权利要求2所述的光学镜头，其特征在于，所述第一透镜的凹面和凸面均为球面。
4.根据权利要求2所述的光学镜头，其特征在于，所述第一透镜的凹面和凸面均为非球面。
5.根据权利要求1所述的光学镜头，其特征在于，所述光圈的直径为2-6mm。
6.根据权利要求1所述的光学镜头，其特征在于，所述第二透镜为正透镜，所述第二透镜包括第一凸面和第二凸面，所述第一凸面的半径大于第二凸面的半径。
7.根据权利要求6所述的光学镜头，其特征在于，所述第二透镜的第一凸面和第二凸面均为球面。
8.根据权利要求6所述的光学镜头，其特征在于，所述第二透镜的第一凸面和第二凸面均为非球面。
9.根据权利要求1所述的光学镜头，其特征在于，所述液态光学介质的折射率为1.3-1.48。
10.根据权利要求1所述的光学镜头，其特征在于，所述第一透镜、所述光圈、所述第二透镜以及所述像面固定在壳体内。
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