基于個體化眼球模型的人眼色差與高階像差的研究.pdf

1、本文主要圍繞人眼的色差與高階像差，應用人眼波前像差技術，構建個體化的眼球模型，對明視覺、中間視覺下色差與高階像差對視覺質量和焦深的影響以及它們之間的相互作用進行研究。
　　為研究明視覺狀態(tài)下，軸向色差（ LCA）、橫向色差（ TCA）和色差（LCA+TCA）分別對視覺的影響，構建三類個體化眼球模型，即視軸與光軸相重合、視軸與光軸有夾角以及含僅消軸向色差元件的視軸與光軸有夾角眼球模型。在視軸與光軸有夾角的眼模型中，設計了一款折射/衍

2、射混合消軸向色差元件，能夠在消除軸向色差的同時保持橫向色差不變，構建僅橫向色差的眼模型。進而，將實際測量的不同水平的人眼高階像差數據沿著三類眼模型的視軸方向分別引入，以調制傳遞函數（MTF）和頻域視覺斯特列爾比（VSMTF）為評價函數，定性定量地研究高階像差、色差、軸向色差、橫向色差對視覺質量和焦深的影響，以及它們間的相互作用。研究表明，明視覺下，對于多數人眼，色差對視覺的影響遠大于高階像差的影響，并且色差的存在進一步抑制了高階像差的影

3、響。色差在提高人眼焦深上起主導作用，高階像差的存在進一步提高了焦深。在色差對視覺的影響中，軸向色差是具有統(tǒng)治地位的因素。橫向色差對視覺的影響相近于正常水平的高階像差的影響。軸向色差存在的條件下，橫向色差的影響可忽略。
　　在中間視覺下，研究不同水平的高階像差和色差對視覺的影響。利用中間視覺光度學模型MES2，確定了中性白光LED照明下，處于中等道路照明亮度等級的中間視覺光譜光效率函數。進而，依據實際測量的人眼高階像差數據，構建中間

4、視覺下視軸與光軸有夾角的個體眼球模型。根據神經對比敏感度函數（NCSF）隨亮度的變化機制，確定了中間視覺下 NCSF曲線。以 MTF曲線和VSMTF為評價函數研究色差和高階像差對視覺質量和焦深的作用。研究表明，中間視覺下，色差的影響更多體現(xiàn)在中、低空間頻率段，正常水平以及大水平的高階像差對色差系統(tǒng)的高空間頻率部分影響顯著。伴隨著視銳度（VA）一定的損失，高階像差對色差系統(tǒng)的焦深提升有重要的作用。
　　為了輔助靜脈穿刺及相關的醫(yī)療操

5、作，提出了一款基于投影式頭戴顯示器（HMPD）的靜脈顯像系統(tǒng)。應用光學設計軟件ZEMAX，設計了相應的光學系統(tǒng)，包括近紅外成像系統(tǒng)和穿透型 HMPD。優(yōu)化設計近紅外成像系統(tǒng)使其具有F/2.6的大數值孔徑，有利于弱反射紅外光的收集成像。穿透型HMPD采用與近紅外成像系統(tǒng)相同的光學結構，有利于簡化系統(tǒng)的加工裝調。設計結果表明，近紅外成像系統(tǒng)成像質量優(yōu)異，分辨率達到QXGA（2048×1536）。穿透型HMPD具有18 mm的大出瞳直徑及25