用特殊眼模型研究人眼像差与色差对视觉的影响

在光轴和视轴不重合的眼球模型中,设计了一种仅消轴向色差(LCA)而保持横向色差(TCA)不变的元件,建立了仅有TCA的眼模型。进而将实测的人眼高阶像差数据沿视轴方向引入眼模型,用以研究色差和高阶像差的相互作用。建立了三款个性化眼球模型,研究了明视觉状态下高阶像差、色差(LCA+TCA)、LCA和TCA对视觉的影响以及它们之间的相互作用。结果表明:对于多数人眼,色差对视觉的影响远大于高阶像差的影响,并且色差的存在进一步抑制了高阶像差的影响。在色差对视觉的影响中,LCA是具有统治地位的因素;对于多数人眼,TCA的影响可以忽略。     

成像角膜曲率计的光学设计

为了提高角膜曲率计的测量精度,借助于现代光电子技术,设计了一款高精度的成像角膜曲率计.系统包括环形物、一次成像系统、角膜、二次成像系统和CCD探测器.首先在ZEMAX软件中,设计了成像角膜曲率计的一次成像系统和二次成像系统,分别对两个成像系统进行优化设计;然后通过半透半反镜组将一次成像系统和二次成像系统拼接,组成成像角膜曲率计的光学系统,并对其进行整体的优化设计.最后,利用TracePro对所得的环形像进行模拟和分析.结果表明:所设计的成像角膜曲率计的测量范围约为30~60D(对应角膜曲率半径5.5~11 mm),测量精度在角膜曲率半径7.8 mm时达到0.072D.     

Correlation between Post-LASIK Starburst Symptom and Ocular Wavefront Aberrations

Monochromatic aberrations in post laser in-situ keratomileusis （LASIK） eyes are measured. The data are categorized into reference group and starburst group according to the visual symptoms. Statistic analysis has been made to find the correlation between the ocular wavefront aberrations and the starburst symptom. The rms aberrations of the 3rd and 4th orders for the starburst group are significantly larger than those for the reference group. The starburst symptom shows a strong correlation with vertical coma, total coma, spherical aberrations. For 3-mm pupil size and 5.8-mm pupil size, the modulation transfer function （MTF） of the starburst group are lower than those of the reference group, but their visual acuities are close. MTF and PSF analyses are made for two groups, and the results are consistent with the statistical analysis, which means the difference between the two groups is mainly due to the third- and fourth-order Zernike aberrations.     

不同因素对可调节人工晶体屈光调节力的影响

首先以Hwey-Lan Liou眼模型为基础，根据等效性原则，保持该眼模型中自然晶状体屈光度不变，对无穷远点成像。然后利用ZEMAX实现光线追迹的方法，将自然晶状体替换为可调节人工晶状体（accommodative intraocular lens，AIOL），结合对人眼成像质量影响的分析，研究了AIOL在眼内的移动度、材料、中心厚度、结构、光学面非球面性等因素对其屈光调节力的影响。结果表明:AIOL移动度对其调节力贡献最大,材料、中心厚度、结构对调节力基本无影响；具有非球面光学面的AIOL调节力相对较大。     

Design of double-zone aspheric diffractive intraocular lens with extended depth of focus

A double-zone aspheric diffractive intraocular lens(IOL) was designed and manufactured aiming to regain a continuous range of clear vision for pseudophakic presbyopia. After obtaining the IOL structure parameters through optimization based on an aphakic model eye, its imaging performances were analyzed in the model eye. The modulation transfer function at 50 cycles∕mm remained above 0.29 within +5° field of view for object distance ranging from 6 to 0.66 m. In addition, the imaging qualities are robust for pupil changes, polychromatic light, and different corneal asphericities. The manufactured IOL exhibits the ability to extend depth of focus.     

基于个体眼光学结构的波前眼镜设计

提出一种在个体眼光学结构基础上根据波前数据设计波前眼镜的新方法。建立了个性化的眼光学结构,并将眼球和镜片视为统一的镜一眼光学系统,用光学设计的优化方法给出镜片的结构数据,并分析了±7°视场和眼球旋转±20°时,该镜一眼系统的成像情况。与波前拟合的方法相比,该方法设计的波前眼镜离焦差为（-0．057±0．015）m^-1,像散差为（0．015±0．013）m^-1散光轴位差为（0．100±0．316）°。镜一眼系统的矫正视力均大于1．25,其中8只被试眼的视力可达1．5以上。10只被试眼在转动±20°情形下的0°视场成像相比于直视的情况均略有下降,而7°视场的成像质量相比于直视的情况下降则更为明显。由该方法给出的验光结果客观可信,可用于对佩戴波前眼镜后人眼的视觉质量的预先评估。     

激光原位角膜磨镶手术后不良症状的光学分析

测量了准分子激光原位角膜磨镶(LASIK)手术后人眼的单色像差。并根据术后症状,将所有数据分类为视物星芒状组、单眼复视组、视物雾状组和参考组。视物星芒状组和视物雾状组的三阶和四阶泽尼克(Zernike)像差的均方根(RMS)值明显大于无症状的参考组。术后有不良症状各组的人眼的调制传递函数(MTF)明显低于参考组的调制传递函数。在明视觉条件下,四阶像差特别是对称性的泽尼克球差,对调制传递函数的影响大;而在暗视觉条件下,三阶像差特别是非对称性的泽尼克彗差对调制传递函数的影响大。四阶以上的高阶像差对各有症状组的调制传递函数曲线有影响,而这些高阶像差对参考组的调制传递函数已无明显影响。像差的均方根值和调制传递函数曲线是研究术后不良症状的较有效光学手段。     

具有层状晶状体的人眼模型的光学性质

为了更加符合眼睛的解剖学结构,用建立的层状结构晶状体模型代替了Hway-Lan Liou眼模型中的折射率连续变化的晶状体模型。从而建立了新的眼睛模型。在这个新的层状晶状体模型中,最外层前后表面的非球面系数与解剖学数据相符。由于层状结构使光线追迹具有特殊性。因此用C语言编制了光线追迹程序,并对此眼睛模型的光学性质进行了研究。结果表明,晶状体层数较少时,眼睛的球差曲线出现翼状结构．即层状晶状体的引入使眼睛具有多焦性．并对这种现象进行了解释;具有层状结构晶状体的眼睛和具有折射率连续变化的晶状体的眼睛能够给出等价的球差结果。     

人工晶体前移与人眼屈光调节关系的研究

基于Hwey-Lan Liou眼模型,采用ZEMAX光学设计软件实现光线追迹的方法研究了人工晶体在眼内的前移与人眼屈光调节之间的关系.结果表明：人工晶体每前移一定的距离,人眼所获得的屈光调节量不恒定；调节量大小依赖于眼轴长度和所需植入的人工晶体,特别是眼轴长度；对于不同眼轴长度术眼中的人工晶体前移,人眼所获得的屈光调节量与眼轴长度呈负相关.     

人工晶体倾斜与偏心对人眼视功能的影响

基于Hwey-Lan Liou人眼生理模型,采用光线追迹的方法,分析了相同孔径下具有不同球差的人工晶体(IOL)在眼内的倾斜和偏心对人眼视功能的影响.IOL在眼内无倾斜和偏心时,负球差IOL对人眼视功能的改善优于无球差IOL和传统的正球差IOL;当IOL在眼内倾斜,偏心程度一定时,负球差IOL球差值越大,其倾斜和偏心对人眼视功能的降低越明显;植入无球差IOL的眼的视功能受其倾斜和偏心的影响较小,在IOL偏心1.0 mm,倾斜10°已使人眼有明显视觉不适的情况下,仍能表现出良好的光学性能,对人眼视功能的改善不仅优于正球差IOL,而且优于负球差IOL.