基于個性化眼光學(xué)結(jié)構(gòu)的視覺特性及視覺矯正的研究.pdf

1、摘 要本文應(yīng)用人眼的波前技術(shù)， 在個性化人眼光學(xué)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上做了如下研究:分析了 人眼的波前視覺特性: 研究了 人眼的個性化視覺矯正的工程數(shù)據(jù)計算。調(diào)節(jié)是人眼的一項基本視覺特性。 人眼在從無窮遠到明 視距離的調(diào)節(jié)過程中，波前像差是變化的。 文中利用個性化眼結(jié)構(gòu)對人眼在不同 調(diào)節(jié)狀態(tài)下的波前 特性作了 研究，分析了 全眼波前像差、球差、慧差及高階像差的總體變化趨勢。 研究發(fā)現(xiàn)人眼在從無窮遠處向明視 距離的調(diào)節(jié)過程中， 波前像差先逐漸降低，

2、 又有所升高， 大約在一 1 D 至 一 2 D 的 調(diào)節(jié)狀態(tài)時降為最低， 其具體的位置因 人而異。 部分人眼球差的均方根值隨著調(diào)節(jié)激勵的增大而逐漸降 低，另有部分人眼 球差的 均方根值先降 低后略有 升高。 慧 差的總體變化不大。 高階像差的總體變化趨勢是先下降，之后略有升高。并且發(fā)現(xiàn)個體人眼的像差變化幅度各不相同， 其變化量與無窮遠處眼波前像差的大小無關(guān)。為了更好地理解人眼大視場條件下的波前特性， 在個性化人眼結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上， 分析T

3、 顆 側(cè)方向0 0 , 1 0 0 , 2 0 0 , 3 0 0 , 4 0 0 , 5 0 “ 視場的 波 前像 差 特 性。 研究發(fā)現(xiàn)隨著視場角的逐漸增大，人眼的 波前像差也隨之增大，其中變化最大的是 像散與慧差。 在大視場的條件下， 人眼的 視覺分辨能力迅速下降，影響視覺質(zhì)量的已 經(jīng)不再是光學(xué)系統(tǒng)的衍射極限，而是與多個視桿細胞相連的神經(jīng)節(jié)所決定的N y q u i s t 極限。 因此， 雖然人眼在大視角時的波前像差很

4、大， 但己 經(jīng)不是影響視覺質(zhì)量的關(guān)鍵因素。本文根據(jù)個體人眼的波前像差特性對有晶體眼人工晶體( P 工 O L ) 作了個性化的設(shè)計，實現(xiàn)了矯正個體人眼屈光不正的目 的。并對個性化人工晶體的術(shù)后偏位問 題， 包括 P I O L 的 軸向 偏轉(zhuǎn)、 水平偏移、垂直偏移和軸向 偏移， 作了 分析，討論了 各種偏位情況下的閉 值。 這種利用個性化的P I O L 設(shè)計對術(shù)后人眼作預(yù)測的 方法是P I O L 的傳統(tǒng)公式法很難做到的。波前引導(dǎo)的角

5、膜切削手術(shù)以術(shù)后人眼高階像差低的優(yōu)點，逐漸為人們所關(guān)Ab s t r a c tA p p l y i n g t h e w a v e f r o n t t e c h n i q u e , w e d o s o m e r e s e a r c h e s b a s e d o n t h e i n d i v i d u a le y e c o n s t r u c t i o n a

6、s f o l l o w s . T h e y a r e t h e a n a l y s i s o f t h e w a v e f r o n t c h a r a c t e r i s t i c o fh u m a n e y e a n d t h e e n g i n e e r i n g c a l c u l a t i o n o f t h e i n d i

7、 v i d u a l v i s u a l c o r r e c t i o n o fh u ma n e y eA c c o m m o d a t i o n i s o n e o f t h e b a s i c v i s u a l c h a r a c t e r i s t i c o f h u m a n e y e . T h ew a v e f r o n t a

8、b e r r a t i o n s c h a n g e a s e y e s a c c o m m o d a t e f r o m t h e i n f i n i t e d i s t a n c e t o t h ev i s i b i l i t y d i s t a n c e . I n t h i s t h e s i s , t h e w a v e f r o

9、n t c h a r a c t e r i s t i c i n d i f e r e n ta c c o m m o d a t i o n s t a t u s i s s t u d i e d b a s e d o n t h e i n d i v i d u a l e y e c o n s t r u c t i o n , i n c l u d i n gt h e v a

10、r i a t i o n o f t h e t o t a l w a v e f r o n t a b e r r a t i o n s , t h e s p h e r i c a l a b e r r a t i o n s , t h e c o m aa b e r r a t i o n s a n d t h e h i g h e r o r d e r a b e r r a

11、t i o n s . I t i s f o u n d t h a t t h e t o t a l w a v e f r o n ta b e r r a t i o n s o f h u m a n e y e d e c r e a s e f i r s t l y a n d i n c r e a s e g e n t l y f r o m e y e a c c o m m

12、 o d a t e sf r o m t h e i n f i n i t e d i s t a n c e t o t h e v i s i b i l i t y d i s t a n c e . B e t w e e n - 1 1 ) t o - 2 D , t h e r e w i l lb e a n a c c o m m o d a t i o n s t a t u s i

13、 n w h i c h t h e w a v e f r o n t a b e r r a t i o n s a r e s m a l l e s t , w h i c h i sd i f e r e n t i n e a c h e y e . T h e R M S o f s p h e r i c a l a b e r r a t i o n s o f s o m e h

14、u m a n e y e sd e c r e a s e a s t h e i n c r e a s i n g a c c o m m o d a t i o n s t i m u l u s , w h i l e R M S o f t h e s p h e r i c a la b e r r a t i o n s o f o t h e r h u m a n e y e s d

15、e c r e a s e f i r s t l y a n d i n c r e a s e g e n t l y . T h e c o m aa b e r r a t i o n s h a v e a l i t l e v a r i a t i o n . T h e h i g h e r o r d e r a b e r r a t i o n s d e c r e a s e

16、 f i r s t l y a n dt h e n i n c r e a s e a s t h e i n c r e a s i n g a c c o m m o d a t i o n s t i m u l u s . I t h a s a l s o b e e n f o u n d t h a tt h e v a r i a t i o n m a g n i t u d e o

17、 f w a v e f r o n t a b e r r a t i o n s o f i n d i v i d u a l e y e i s d i f e r e n t , a n d t h ev a r i a t i o n m a g n i t u d e i s i n d e p e n d e n t o f t h e w a v e f r o n t a b e r

18、r a t i o n s i n t h e i n f i n i t ed i s t a n c eT o k n o w w e l l t h e p e r i p h e r a l w a v e f r o n t a b e r r a t i o n s , t h e w i d e f i e l d a b e r r a t i o n s a tt e m p o r a l

19、 f i e l d a n g l e s ( 0 0 , 1 0 0 , 2 0 0 , 3 0 0 , 4 0 0 , 5 0 與 a r e a n a l y z e d b a s e d o n t h e i n d i v i d u a le y e c o n s t r u c t i o n . I t i s f o u n d t h a t w a v e f r o

20、n t a b e r r a t i o n s i n c r e a s e a s t h e f i e l d a n g l ev a r i e s f r o m 0 0 t o 5 0 0 . A m o n g a l l t h e w a v e f r o n t a b e r r a t i o n s , a s t i g m a t i s m a n d c o

21、m ac a r r y t h e l a r g e s t v a r i a t i o n . I n t h e w i d e f i e l d c o n d i t i o n , v i s u a l r e s o l u t i o n r a p i d l y d r o p s .S o i n s t e a d o f t h e o p t i c a l d i