ASAP人眼模擬
關注創建者：墨光科技 創建時間：2020-04-17
ASAP人眼模擬的實例教程
ASAP人眼模擬
本文是人眼模型的一個案例研究，并提供了更高級的序列模式建模技術的演示。我們將在OpticStudio中使用Liou & Brennan 1997眼睛模型創建人眼模型。在OpticStudio中成功生成這個眼睛模型后，我們將使用它來設計一個自由形式的漸進眼鏡鏡片。
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簡介
準確的人眼模擬和建模是一個難題；這是一個不斷激發新的發展的課題。在本研究中，我們將使用在《Optics of the Human Eye》一書中展示的Liou & Brennan 1997模型在OpticStudio中創建人眼模型1。這是一個相當全面的眼睛模型。它考慮了許多其他模型沒有考慮到的現實因素，如偏置瞳孔、彎曲的視網膜表面、向內的眼球和前后半部分具有兩種不同梯度折射率剖面的晶狀體。
在OpticStudio中成功生成這個眼睛模型后，我們將使用它來設計一個自由形式的漸進眼鏡鏡片。
人眼模型
我們將從建立人眼模型開始。你可以使用附件中的“Human_Eye_Model.ZMX”，以跳過手工輸入所有的表面。該文件在本文的“附件下載”一節中的ZIP壓縮文件中可用。
如果你要手動輸入而不是加載附件，你要先把OpticStudio設置為序列模式，然后設置System...General...Units...Lens Units為“毫米”。接下來，你要設置波長(在系統部分找到)為“F, d, C(可見)”，如下所示:
接下來，進入System Explorer...Aperture，設置光圈類型為Float By Stop Size，然后進入System Explorer...Glass Catalogs并添加目錄MISC到您的玻璃目錄。
展開 在ASAP中，利用生物工具包模擬人眼。與ASAP一起使用的先進的人眼模型(AHEM)演示，包括眼表成像、人工晶狀體建模、像差仿真、GRIN晶狀體建模、視網膜假體建模、雙目眼模型、眼鏡和接觸鏡建模、視覺系統優化等。
點擊鏈接查看視頻詳情：https://mp.weixin.qq.com/s/vkyEBbwPvXsUTt9lSaMg6A
非成像光束在光學系統內表面的多次折射反射容易在像面附近形成光暈或鬼像,變焦系 統由于鏡片多,機構復雜等往往難以進行全面的分析模擬。
我們可以利用ASAP軟件模擬每個透射面作為部分透射、部分反射的表面,對變焦光學系統非軸上光進行分析,模擬出變焦系統的光學元件表面和光機內壁, 實行實際光線追跡,然后以像面為研究對象,進一步實施實際光線追跡, 模擬出全部散射光在像面上的能量分布,找出鬼像形成的原因, 并在此基礎上通過改變二次反射所在面的曲率或改變所在面的折射率兩種方法對變焦光學系統進行優化,減小鬼點數目, 以提高系統的成像質量。
變焦鏡頭作為一種較為復雜的光學系統,由于鏡片數量較多,機械結構復雜,并存在運動部件,其雜散光及鬼像分析手段較為匱乏。
但通過ASAP的光線仿真分析可以為這些部件的結構調整提出詳盡的數據和直觀的圖像參考,這也為通過修改有關透鏡的幾何參數、 材料等對不合理的光路設計進行修正,或為系統引入消雜光結構如遮光罩、表面涂層等手段做出有益的預判。
通過ASAP的模擬分析比較,我們發現改變2次反射所在面的曲率及對關鍵面加鍍寬帶多層減反膜等措施是消除或改善變焦鏡頭鬼像的較為有效的方法。
所以用 ASAP軟件進行變焦系統的鬼像模擬分析,對于降低產品成本,達到較高的成像效果有一定的指導意義。
展開 最后，采用ASAP軟件實現了仿真，仿真結果表明此設計符合國家標準。 我們 采用 5 顆單顆 1 瓦的 LED 芯片，直線形串聯封裝在一個基板上，成為一顆 LED。芯片封裝排列長度 5.5mm。 所封裝的 LED 光源的光譜特性和輻射分布圖如圖 1、 2 所示。
LED 汽車前照燈的光學設計: 遠光燈設計、近光燈設計
ASAP模擬與分析結果:對設計采用光學設計軟件ASAP進行了光學建模 和仿真，測試屏幕在車燈前方25米處，（0，0）點為 屏幕中心。遠光燈等照度曲線如圖5所示，可見亮點 在（0，0）點右側，照度達到了遠光燈的要求。近光燈等照度曲線如圖6所示，明暗截止線清晰可見，大 照度值為29勒克斯。
本文完成了 LED 汽車前照燈光學設計和模擬，研究了適合汽車用前照燈的 LED 封裝形式，采用多顆 LED 芯片直線型排列，以硅膠平面式封裝，實現朗伯體光源，達到較大照射范圍。同時采用 ASAP 軟件實 現了光學設計的仿真，仿真結果表明所進行的設計滿 足國家對汽車前照燈標準的要求。由于 LED 發光角度 大為 180 度，擋板只檔住了很少的一部分光線，傳 統源為 360 光源，需要檔板遮擋 50%的光線才能形成 明暗截止線，因此采用 LED 光源作為汽車前照燈近光 燈光源，不僅光源的效率要高于傳統光源，而且整燈的光利用率要高于傳統近光燈30%左右。
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本文是人眼模型的一個案例研究，并提供了更高級的序列模式建模技術的演示。我們將在OpticStudio中使用Liou & Brennan 1997眼睛模型創建人眼模型。在OpticStudio中成功生成這個眼睛模型后，我們將使用它來設計一個自由形式的漸進眼鏡鏡片。
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準確的人眼模擬和建模是一個難題；這是一個不斷激發新的發展的課題
在ASAP中，利用生物工具包模擬人眼。與ASAP一起使用的先進的人眼模型(AHEM)演示，包括眼表成像、人工晶狀體建模、像差仿真、GRIN晶狀體建模、視網膜假體建模、雙目眼模型、眼鏡和接觸鏡建模、視覺系統優化等。
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ASAP人眼模擬
非成像光束在光學系統內表面的多次折射反射容易在像面附近形成光暈或鬼像,變焦系 統由于鏡片多,機構復雜等往往難以進行全面的分析模擬。
我們可以利用ASAP軟件模擬每個透射面作為部分透射、部分反射的表面,對變焦光學系統非軸上光進行分析,模擬出變焦系統的光學元件表面和光機內壁, 實行實際光線追跡,然后以像面為研究對象,進一步實施實際光線追跡, 模擬出全部散射光在像面上的能量分布,找出鬼像形成的原因,
借助于錐光干涉圖可以測量晶體的光軸方向和雙折射率等。一般的做法是需要將繁雜的干涉場理論計算付諸于自行編程才能得到模擬結果， 程序代碼復雜。但是， 如果借助于已經經過時間證實且成為工業界標準的、可進行散射效應、衍射效應、反射效應、折射效應、光吸收效應、 偏振光效應和高斯光束傳導等光學仿真分析的高級系統分析程序 (Advanced System Analysis Program ， ASAP)， 通過編寫和運行簡單的
隨著汽車工業的高速發展和LED光效的不斷提高，LED在汽車中的應用也越來越普遍。本文對LED汽車前照燈的光學結構進行了設計。在遠光燈設計時，采用側面放光的方式，光源發光經自由曲面反射，光線全部反射匯聚以達到遠光配光要求。在近光燈設計時，用3個相同的光學單元疊加以實現足夠的光通量。每個單元采用多橢球反射面將多芯片大功率LED光源發出的光進行匯聚，經擋板遮擋住部分光線以形成明暗截止線，光線再經透鏡匯聚后得到近光燈所需光型
