Влияние изменения кривизны преломляющих поверхностей глаза на качество изображения на сетчатке в модели Лиоу–Бреннана
Дегтярев С.А., Карсаков А.В., Бранчевская Е.С., Хонина С.Н., Котляр В.В.

Институт систем обработки изображений РАН, Самара, Россия,
Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С.П. Королёва
(национальный исследовательский университет) (СГАУ), Самара, Россия, Глазная клиника Бранчевского, Самара, Россия

Аннотация:
В работе с помощью пакета Zemax исследовались аберрации волнового фронта, возникающие в изображении при изменении кривизны поверхности роговицы человеческого глаза. Использовалась модель глаза Лиоу–Бреннана. Кривизна поверхностей и аберрации волнового фронта в данной работе описывались полиномами Цернике. Показана возможность компенсации аберраций дефокусировки и астигматизма путём внесения в кривизну передней поверхности роговицы соответствующих полиномов.

Ключевые слова :
оптическая модель человеческого глаза, модель Лиоу–Бреннана, аберрации глаза, полиномы Цернике.

Цитирование:
Дегтярев, С.А. Влияние изменения кривизны преломляющих поверхностей глаза на качество изображения на сетчатке в модели Лиоу–Бреннана / С.А. Дегтярев, А.В. Карсаков, Е.С. Бранчевская, С.Н. Хонина, В.В. Котляр // Компьютерная оптика. – 2015. – Т. 39, № 5. – С. 702-708. – DOI: 10.18287/0134-2452-2015-39-5-702-708.

Литература:

  1. Smirnov, M.S. Measurement of the wave aberration of the human eye / M.S. Smirnov // Biofizika. – 1997. – Vol. 6. – P. 776-795.
  2. Howland, H.C. A subjective method for the measurement of monochromatic aberrations of the eye / H.C. Howland, B. Howland // Journal of the Optical Society of America. – 1997. – Vol. 67. – P. 1508-1518.
  3. Berny, F. Wavefront determination resulting from Foucault test as applied to the human eye and visual instruments / F. Berny, S. Slansky. – in: Optical Instruments and Techniques; ed. by J. Home. – Newcastle-upon-Tune: Oriel, 1969. – P. 375-386.
  4. Artal, P. Retrieval of the wave aberration of human eyes from actual point-spread function data / P. Artal, J. San­tamaría, and J. Bescós // Journal of the Optical Society of America A. – 1988. – Vol. 5. – P. 1201-1206.
  5. Artal, P. Optics of the eye and its impact in vision: a tutorial / P. Artal // Advances in Optics and Photonics. – 2014. – Vol. 6. – P. 340-367.
  6. Atchison, D.A. Recent advances in measurement of monochromatic aberrations of human eyes / D.A. Atchison // Clinical and Experimental Optometry. – 2005. – Vol. 88. – P. 5-27.
  7. Lombardo, M. Innovative methods and techniques for sensing the wave aberrations in human eyes / M. Lombardo, G. Lombardo // Clinical and Experimental Optometry. – 2009. – Vol. 92. – P. 176-186.
  8. Liang, J. Objective measurement of the WA´s aberration of the human eye with the use of a Hartmann-Shack sensor / J. Liang, B. Grimm, S. Goelz, J.F. Bille // Journal of the Optical Society of America A. – 1994. – Vol. 11. – P. 1949-1957.
  9. ANSI Z80.28. Methods for Reporting Optical Aberrations of Eyes. – American National Standards Institute, Inc., American National Standards for Ophthalmics, 2004.
  10. ISO 24157:2008. Reporting Aberrations of the Human Eye. – Geneva, Switzerland: ISO, Ophthalmic Optics and Instruments, 2008.
  11. Applegate, R.A. Visual acuity as a function of Zernike mode and level of root mean square error / R.A. Applegate, C. Ballentine, H. Gross, E.J. Sarver, C.A. Sarver // Optometry & Vision Science. – 2003. – Vol. 80. – P. 97-105.
  12. Khonina, S.N. Zernike phase spatial filter for measuring the aberrations of the optical structures of the eye / S.N. Khonina, V.V. Kotlyar, D.V. Kirsh // Journal of Biomedical Photonics & Engineering. – 2015. – Vol. 1, Issue 2. – P. 146-153.
  13. Дога, А.В. Эксимерлазерная рефракционная микрохирур­гия роговицы на базе сканирующей установки «Микро­скан»: Дис. ... д-ра мед. наук / А.В. Дога. – М., 2004. – 198 с.
  14. Бранчевская, Е.С. Топографически ориентированная ФРК на эксимерлазерной установке «Микроскан Визум» в коррекции неправильного астигматизма: Дис. ... к-та мед. наук / Е.С. Бранчевская. – М., 2015. – 134 с.
  15. Arba-Mosquera, S. Tissue-saving Zernike terms selection in customized treatments for refractive surgery / S. Arba-Mosquera, D. Ortueta, J. Merayo-Lloves // Journal of Optometry. – 2009. – Vol. 2. – P. 182-196.
  16. WaveLight Oculyzer II. Ophthalmologist system with equipments. User’s Guide. – Wave Light Corporation, 2001.
  17. ALLEGRO Topolyser VARIO. User’s Guide. – Wave Light Corporation, 2001.
  18. Liou, H.-L. Anatomically accurate, finite model eye for optical modeling / H.-L. Liou, N.A. Brennan // JOSA A. – 1997. – Vol. 14(8). – Р. 1881-1891.
  19. Gullstrand, A. Appendix II in Handbuch der Physiologischen Optic / A. Gullstrand; ed. by H. von Helmholtz. – 3rd ed. – Hamburg: Voss, 1909. – Bd. 1. – Р. 299.
  20. Бахолдин, А.В. Компьютерное моделирование оптической системы глаза индивидуума / А.В. Бахолдин, Н.Ф. Корши­кова, Д.Н. Черкасова // Известия ВУЗов. Приборостроение. – 2012. – Т. 55, № 4. – С. 68-73.
  21. Курушина, С.Е. Математическая модель хрусталика, адекватно воспроизводящая его анатомическую структуру и оптические свойства системы глаза / С.Е. Ку­рушина, Ю.Л. Ратис // Компьютерная оптика. – 2001. – Т. 21. – С. 81-87.
  22. Tocci, M. How to Model the Human Eye in Zemax [Электронный ресурс] / M. Tocci. – Zemax knoledgebase, 2007. – URL: http://www.zemax.com/support/resource-center/knowledgeba­se/how-to-model-the-human-eye-in-zemax (дата обращения 01.11.2015).
  23. Zemax® User’s Guide. – Zemax Development Corporation, 2005.
  24. The Fringe Zernike polynomial was developed by John Loomis at the University of Arizona, Optical Sciences Center in the 1970s, and is described on page C-8 of the CODE V® Version 10.4 Reference Manual. – Synopsys, Inc., 2012.
  25. Родионов, С.А. Основы оптики. Конспект лекций / С.А. Родионов – СПб.: СПб ГИТМО (ТУ), 2000. – 197 с.

© 2009, IPSI RAS
Institution of Russian Academy of Sciences, Image Processing Systems Institute of RAS, Russia, 443001, Samara, Molodogvardeyskaya Street 151; E-mail: ko@smr.ru; Phones: +7 (846) 332-56-22, Fax: +7 (846) 332-56-20