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Analysis of the Optical Effects in the Eccentric Lenses Applied with the Myopic Gullstrand Schematic Model Eye: A Ray Tracing Approach without Paraxial Approximation KCI 등재

굴스트란드 모형안에서 발생하는 편심 렌즈에 의한 광학적 효과 분석: 광선 추적 기반 분석

  • 언어ENG
  • URLhttps://db.koreascholar.com/Article/Detail/440366
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대한시과학회지 (The Korean Journal of Vision Science)
대한시과학회 (The Korean Society Of Vision Science)
초록

목적 : 본 연구는 근시에서 굴스트란드 모형안에 편심 렌즈를 적용했을 때의 광학적 효과를 분석하고자 하였다. 방법 : 굴스트란드 모형안은 3D 시뮬레이션 프로그램을 사용하여 정밀하게 설계하였으며, 근축 근사 없이 정확 한 분석을 제공하는 광선 추적 기술을 적용하여 편심 렌즈로 인한 초점거리와 굴절력의 변화를 정밀하게 조사하 였다. 결과 : 렌즈 중심축의 편심이 초점거리, 굴절력, 광 경로 차이에 미치는 영향을 다양한 편심 조건에서 분석하였 으며, 특히 중심축으로부터 일정 높이에서 평행광선이 입사하는 경우를 집중적으로 조사하였다. 광선의 입사 높이 가 극도로 커짐에 따라 편심의 효과는 감소하고, 출사 광선의 초점은 서로 가까운 지점으로 위치하는 것이 확인되 었다. 렌즈와 눈의 굴절력과 편심에 따른 프리즘 굴절력 효과를 포함하는 전체 굴절력은 광선의 입사 높이가 감소 함에 따라 크게 변화하는 것으로 나타났다. 결론 : 본 연구 결과는 사시 및 사위와 같은 시각적 이상을 교정하기 위해서, 의도적으로 편심된 렌즈를 설계하 고 처방하는 데 유용한 정보를 제공할 수 있을 것으로 기대된다. 또한, 편심 렌즈 설계 시 발생할 수 있는 비선형적 광학 효과를 최소화하여 사용자에게 최적의 시각적 성능 제공을 보장할 수 있을 것으로 기대된다.

Purpose : This study aimed to analyze the optical effects with eccentric lenses applied to the Gullstrand schematic model eye, under myopic conditions. Methods : The Gullstrand schematic model eye was precisely designed using a 3D simulation program. A ray tracing technique, providing accurate analysis without paraxial approximations, was employed to precisely investigate changes in the focal length and refractive power induced by eccentric lenses. Results : The effects of eccentric lenses was analyzed on focal distance, refractive variations, and optical path differences with a particular focus on parallel rays incident at a specific height from the central axis. As the incident ray height of the rays became extremely large, the effect of eccentricity decreased, and the foci of the emitted rays were located at points close to each other. The total refractive power, which includes the refractive power of the lens and eye, and the prism refractive power effect due to eccentricity, changed greatly as the incident height of the rays decreased. Conclusion : The findings of this study provide valuable insights into the design and prescription of eccentric lenses for the correction of ocular alignment anomalies, such as strabismus and heterophoria. Additionally, it is expected to ensure optimal visual performance for users by minimizing non-linear optical effects caused by eccentric lenses.

목차
Abstract
Ⅰ. Introduction
Ⅱ. Methods
    1. The Gullstrand model eye and lens design
    2. Ray tracing setting
    3. Eccentric effects setting
        1. Changes in focal length and refractive poweraccording to ray tracing
        2. Eccentricity effect due to ray tracing
Ⅲ. Results
Ⅳ. Discussion and Conclusion
References
요 약
저자
  • Bon Yeop Koo(Dept. of Optometry, Shinsung University, Professor, Dangjin) | 구본엽 (신성대학교 안경광학과, 교수, 당진)
  • Myoung Hee Lee(Dept. of Optometry, Baekseok Culture University, Professor, Cheonan) | 이명희 (백석문화대학교 안경광학과, 교수, 천안)
  • Young Chul Kim(Dept. of Optometry, Eulji University, Professor, Seongnam) | 김영철 (을지대학교 안경광학과, 교수, 성남) Corresponding author