Аберометрія оптичної системи ока методом рейтресинга - Автореферат

НАЦІОНАЛЬНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ УКРАЇНИ „КИЇВСЬКИЙ ПОЛІТЕХНІЧНИЙ ІНСТИТУТ” 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 Чиж Ігор Генрихович 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. Автореферат розісланий “_4_”__вересня____ 2006 р. Вчений секретар спеціалізованої вченої ради, доктор технічних наук, доцент Н.І. Бурау аберометрія оптичний рейтресинговий око ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ Актуальність теми. Головною причиною цього прислужилося створення в 90-х роках минулого століття новітніх методів корекції вад зору. Тому в промислово і технологічно розвинутих країнах, також і в Україні, розпочалося створення прецизійних офтальмологічних аберометрів. Мета і задачі досліджень. Аналіз і дослідження похибок методу і апаратних засобів рейтресингової аберометрії, обґрунтування способів підвищення точності методу. 4. 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. 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. 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. 4. Розроблено новий метод оцінки найважливіших офтальмологічних параметрів і характеристик вад зору, а саме аметропії (з використанням радіусу „світлової інерції”) та астигматизму (на основі використання відповідних коефіцієнтів подвійної церніківської апроксимації функції хвильової аберації ока). 6. Обґрунтовано визначати при проектуванні аберометра допустимі похибки вимірювань поперечних аберацій променя на сітківці ока та потрібні величини зовнішніх та внутрішніх функціональних параметрів і характеристик структурних елементів рейтресингового аберометра, виходячи з вимог до потрібної точності відновлення абераційни