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| 基于遗传算法的非球面眼镜片设计 |
| Design and application of aspheric ophthalmic lens based on genetic algorithm |
| 投稿时间：2020-10-17 |
| DOI：10.3969/j.issn.1005-5630.2021.03.006 |
| 中文关键词: 非球面眼镜片 遗传算法 多目标优化 像差 |
| 英文关键词:aspherical ophthalmic lens genetic algorithm multi-objective optimization aberrations |
| 基金项目:国家自然科学基金青年基金（61605114） |
| 作者 | 单位 | E-mail | | 李念宁 | 上海理工大学 医疗器械与食品学院 生物医学光学与视光学研究所,上海 200093 | | | 项华中 | 上海理工大学 医疗器械与食品学院 生物医学光学与视光学研究所,上海 200093 | xiang3845242@163.com | | 高健东 | 上海理工大学 医疗器械与食品学院 生物医学光学与视光学研究所,上海 200093 | | | 张露 | 上海理工大学 医疗器械与食品学院 生物医学光学与视光学研究所,上海 200093 | | | 郑刚 | 上海理工大学 医疗器械与食品学院 生物医学光学与视光学研究所,上海 200093
上海理工大学 上海市介入医疗器械工程研究中心,上海 200093 | | | 陈家璧 | 上海理工大学 教育部光学仪器与系统工程研究中心,上海 200093 | | | 王成 | 上海理工大学 医疗器械与食品学院 生物医学光学与视光学研究所,上海 200093
上海理工大学 上海市介入医疗器械工程研究中心,上海 200093 | | | 张大伟 | 上海理工大学 教育部光学仪器与系统工程研究中心,上海 200093
上海理工大学 光电信息与计算机工程学院,上海 200093 | | | 庄松林 | 上海理工大学 教育部光学仪器与系统工程研究中心,上海 200093
上海理工大学 光电信息与计算机工程学院,上海 200093 | |
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| 中文摘要: |
| 为降低眼镜片的像散和畸变，获得更好的视觉效果，采用多目标优化遗传算法设计非球面眼镜片。非支配排序遗传算法（NSGA-Ⅱ算法）随机生成多组前弯和非球面系数后，采用光线追迹计算像差大小，通过模拟自然选择的过程对参数进行优化，再结合实际生产情况确定最终的设计结果。通过仿真和加工测量的手段对-8 D(1 D = 1 m-1)镜片的设计进行验证，所得的球镜光焦度分布情况与仿真结果一致。与球面透镜相比，所采用的方法可以显著降低非球面眼镜片的像散、畸变和边缘厚度。 |
| 英文摘要: |
| We designed aspherical lenses to reduce astigmatism and distortion, which deteriorate human vision. The non-dominated sorting genetic algorithm (NSGA-Ⅱ algorithm) was utilized to generate multiple sets of the base curve and aspherical coefficients. The corresponding astigmatism and distortion were calculated via ray tracing. After simulation of natural selection, the final design parameters were determined considering the inventory of the semi-finished blank. Aspheric lenses with −8 diopters (D) were designed, simulated, processed, and measured. The measured spherical and cylinder power distributions were consistent with the simulated results. Our method could significantly reduce astigmatism, distortion, and edge thickness of aspheric lenses in comparison with spherical lenses. |
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