研究人员设计出一种更简单的方法来模仿人类视觉的各个方面
发布时间：2023-05-17 08:00:00 阅读数： 329
由于涉及极其复杂的光学元件，模仿人类视觉系统的性能被视为一项困难的工作。在新的工作中，研究人员表明有可能使用简单的球形光学元件创建一个再现人类视力某些特征的透镜系统。
加拿大拉瓦尔大学的Guillaume Allain将在2023年6月4-8日在加拿大魁北克市举行的Optica设计与制造会议上介绍这项研究。
"Allain说："拥有一个能准确呈现人眼全部视觉范围的物理眼睛模型，以及生物学上准确的瞳孔，可以成为我们用于娱乐或医疗目的的设备的质量保证的一个重要工具。
复制人类的视觉系统需要对其工作原理有一个彻底的了解。然而，可变指数材料或弯曲的光敏表面等光学元件以及对宽视野和多层图像处理的要求，会使研究人类视觉系统如同研究传统光学系统一样具有挑战性。
在新的研究中，研究人员报告了一种理解和可视化人眼光学性能的新方法，这种方法可以用来设计一个模仿人眼的透镜系统。为了做到这一点，他们使用了两种不同的计算眼睛模型来提取关键的光学测量值：入口瞳孔、基于调制传递函数的分辨率以及相对照度。
然后，这些测量值被用来创建一个只需要球面的简单光学设计。镜头系统被设计成首先以恰到好处的细节渲染一个场景，以模拟人类视野中的图像质量的退化。由于瞳孔的形状和位置也是一些仪器的重要要求，准确模拟瞳孔也是这个研究项目的一个方面。
为了了解这种方法的效果，研究人员将他们设计的镜片系统的性能与人类视觉系统的性能进行了比较。这一质量评估表明，新的设计需要最小的优化，可以很容易地再现人类视觉系统的质量，而不需要任何非球面组件，因为非球面组件会增加系统的复杂性。事实上，最初的设计可以通过去除一些表面而放宽，仍然可以达到与人类视觉类似的质量。
"我们目前正在研究进一步简化平面相机的设计，以及受人眼视网膜弧度的启发，增加一个弯曲的图像传感器如何在这方面有所帮助，"Allain说。
