WWW.REFERATCENTRAL.ORG.UA - Я ТУТ НАВЧАЮСЬ

... відкритий, безкоштовний архів рефератів, курсових, дипломних робіт

ГоловнаРізне → Аберометрія оптичної системи ока методом рейтресинга (автореферат) - Реферат

Аберометрія оптичної системи ока методом рейтресинга (автореферат) - Реферат

НАЦІОНАЛЬНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ УКРАЇНИ

„КИЇВСЬКИЙ ПОЛІТЕХНІЧНИЙ ІНСТИТУТ"

Чиж Ігор Генрихович

УДК 681.784

Аберометрія оптичної системи ока методом рейтресинга

Спеціальність 05.11.07  Оптичні прилади та системи

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня

доктора технічних наук

Київ-2006

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана в Національному технічному університеті України "Київський політехнічний інститут" Міністерства освіти і науки України на кафедрі оптичних та оптико-електронних приладів

Науковий консультант:

доктор технічних наук, професор

Колобродов Валентин Георгієвич,

Національний технічний університет України "Київський політехнічний інститут", завідувач кафедри

Офіційні опоненти:

доктор технічних наук, професор

Воронов Сергій Олександрович, Національний технічний університет України „Київський політехнічний інститут", завідувач кафедри

доктор технічних наук

Черняк Сергій Іванович,

Казенне підприємство „Центральне конструкторське бюро „Арсенал"", головний конструктор

доктор фізико-математичних наук, професор

Полянський Петро В'ячеславович,

Чернівецький національний університет ім. Юрія Федьковича, професор кафедри

Провідна установа:

Київський національний університет ім. Тараса Шевченка, кафедра оптики, Міністерство освіти і науки України, м. Київ

Захист відбудеться "_17_"_жовтня_ 2006 р. о 15 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26.002.18 при Національному технічному університеті України "Київський політехнічний інститут" за адресою: 03056, м. Київ, проспект Перемоги, 37, корп. № 1, ауд. № 293.

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Національного технічного університету України "Київський політехнічний інститут" за адресою: 03056, м. Київ, проспект Перемоги, 37.

Автореферат розісланий "_4_"__вересня____ 2006 р.

Вчений секретар спеціалізованої вченої ради, доктор технічних наук, доцент

Н.І. Бурау

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Відомо, що око є головним постачальником інформації про оточуючий світ. Але, при всій вражаючій уяву раціональності устрою ока, еволюційний розвиток ще не забезпечив йому такої досконалості, котра надавала б людині якісний зір протягом всього життя. Найбільш поширеними вадами зорової системи є аберації оптичної системи (ОС) ока.

В останній час в офтальмології та офтальмологічному приладобудуванні спостерігається нова хвиля підвищеного інтересу до тематики аберометрії ока. Головною причиною цього прислужилося створення в 90-х роках минулого століття новітніх методів корекції вад зору. До них відноситься фоторефракційне коригування форми передньої поверхні рогівки шляхом видалення строми чи епітелію рогівки за допомогою ультрафіолетового випромінювання ексімерних лазерів. Лазерні технології потребували відповідно їх потенційним можливостям точного і повного визначення абераційного стану оптичної системи ока як до проведення корекції, так і після неї. Але виявилося, що у світі фактично не існує придатної для цього аберометричної апаратури. Тому в промислово і технологічно розвинутих країнах, також і в Україні, розпочалося створення прецизійних офтальмологічних аберометрів. В процесі стало зрозумілим, що для створення таких аберометрів існуючи на цей час в цій галузі наукові і технічні досягнення не є достатніми, тому розробка таких аберометрів постала як актуальна науково-технічна проблема.

Аналіз цієї проблеми показав, що її існуванню перш за все сприяють специфічні особливості ока як об'єкта вимірювань, що перешкоджають проведенню потрібної за обсягом і якістю аберометрії. Отже, пошук науково обґрунтованих методів і способів подолання вказаних перешкод та створення на цій основі сучасних офтальмологічних аберометрів має суттєве наукове та практичне значення.

Україні належать піонерські розробки в галузі офтальмологічної аберометрії, зокрема в напрямку розробки рейтресингового методу. В Україні є промислові підприємства та приватні компанії, які мають досвід виробництва офтальмологічних приладів. При умові успішного наукового розв'язання означеної проблеми та при впровадженні результатів цих досліджень у виробництво існує реальна можливість виходу на ринок сучасної аберометричної офтальмологічної апаратури не тільки в країнах СНД, але й в країнах дальнього зарубіжжя. Сприятливими умовами для споживання вказаної апаратури на внутрішньому ринку також є поступове розповсюдження в Україні застосування новітніх лазерних технологій корекції вад зору.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Тема дисертаційного дослідження безпосередньо пов'язана з: 1) тематиками науково-дослідних робіт, виконаних за участю автора в рамках Проекту № 418 науково-технологічного центру України на фінансування Канади і Швеції та міжнародного проекту INTAS № 94-3161, 2) Постановою № 296 від 04.12.2002 р. Президії НАН України, присвяченій перспективам розвитку лазерних методів досліджень ока, 3) тематиками держбюджетних науково-дослідних робіт 0100U002036 – в НТУУ "КПІ" № 2430/1 "Розробка та теоретичне обґрунтування просторово-роздільної рефрактометрії ока людини", та 0103U000293 – в НТУУ "КПІ" № 2639 ф „Теоретичне обґрунтування аберометрії-офтальмокератотометрії ока людини для діагностики та лікування вад зору".

Мета і задачі досліджень. Розвиток теоретичних засад і наукове обґрунтування удосконалень математичного забезпечення і апаратних засобів методу рейтресингової аберометрії оптичної сисеми ока для збільшення обсягу та підвищення точності інформації про абераційні вади зору. Зазначена мета досягається роз-в'язанням таких наукових задач: 1. Створення теорії і принципів дії апаратних засобів аберометрії оптичної системи ока. 2. Розробка узагальненого математичного апарата аберометрії просторових (нецентрованих) оптичних систем та відновлення офтальмологічних параметрів і характеристик вад зору. 3. Аналіз і дослідження похибок методу і апаратних засобів рейтресингової аберометрії, обґрунтування способів підвищення точності методу. 4. Розробка практичних рекомендацій до проектування апаратної частини приладу і до здійснення аберометричних вимірювань на живих очах. 5. Експериментальна перевірка коректності найважливіших результатів теоретичних досліджень та практичних рекомендацій, обґрунтованих в дисертаційній роботі.

Об'єкт дослідження – аберометрія оптичної системи ока.

Предмет дослідження – метод рейтресингової аберометріїі способи його удосконалення.

Методи дослідження : 1) аналітичне моделювання абераційного стану оптичної системи ока за допомогою матапарату церніківської та лукошевської поліноміальної апроксимації монохроматичних хвильових аберацій з використанням для цього гауссового методу найменших квадратів, методу сингулярного розкладу конструкційних матриць, методів Лагранжа, Ньютона при апроксимації хроматичних, акомодаційних і часових складових глобальної апроксимації хвильової аберації з використанням положень теорії хвильової оптики, теорії аберацій оптичних систем, геометричної оптики, теорії параксіальних, нульових променів та теорії ідеальної оптичної системи, а також методів аналізу параксіальних та абераційних параметрів оптичної системи ока; 2) моделювання абераційних спотворень хвильового фронту в оптичній системі ока із використанням для цього широко відомих комп'ютерних програм аналізу оптичних систем ОПАЛ та ZEMAX; 3) використання теорії імовірності та теорії точності при аналітичних дослідженнях систематичних і випадкових похибок аберометрії ока, при дослідженнях розташування особливих точок оптичної системи живого ока, оцінках офтальмологічних параметрів, визначених експериментально; 4) чисельне моделювання при дослідженнях похибок аберометрії; 5) фізичне моделювання рейтресингової аберометрії на макетах аберометра, експериментальних зразках офтальмологічних аберометрів на живих очах та на імітаторах оптичної системи ока; 6) експериментальна перевірка ефективності застосування на практиці обґрунтованих в дисертаційній роботі удосконалень рейтресингової аберометрії методом виготовлення експериментального зразка аберометра та його випробуваннями на абераційних еталонах ОС ока.

Наукова новизна одержаних результатів полягає в наступному:

1. Розроблено удосконалену математичну абераційну модель ОС ока як просторової оптичної системи, з використанням для цього подвійної церніківської апроксимації функції хвильової аберації в координатах зіниці та координатах простору об'єктів.

2. Розвинуто метод лукошевської апроксимації функції хвильової аберації з поширенням його на просторові оптичні системи (системи без осьової симетрії).

3. Розроблено метод оцінки якості зображення на сітківці з використанням компонентів тензору „світлової інерції" від розподілу освітленості в зображенні точки на сітківці і радіусів до полярних, осьових та центробіжних других гауссових моментів означеного розподілу.

Loading...

 
 

Цікаве