Викладено теоретичні основи геометричної та гаусової оптик, теорії ідеальної оптичної системи, теорії діафрагм, деталей та вузлів оптичних систем. Наведено особливості енергетичних розрахунків оптичних систем, теорії та габаритних розрахунків телескопічних систем, мікроскопів, проекційних систем, об'єктивів фото, кіно та цифрової апаратури.

Досліджено, зважаючи на глобалізаційні процеси, в основі яких лежить практично необмежене просторовими і часовими рамками поширення інформації та її проникнення у всі сфери життєдіяльності людини і суспільства. Обгрунтовано конституційно-правові особливості та необхідність правового упорядкування права на поширення інформації, як важливого конституційно-правового та гуманітарного чинника формування, становлення і розвитку стабільного інформаційного громадянського суспільства. Доведено, що право людини на поширення інформації забезпечується системою відповідних гарантій, у тому числі юридичними гарантіями, серед яких виокремлено конституційно-правові гарантії, що нормативно визначають зміст даного права людини, порядок його реалізації й охорони і захисту у матеріально-правовому та процесуально-правовому аспектах, а також інститут юридичної відповідальності. Юридичну гарантію здійснює держава, яка, закріплюючи право громадян на інформацію, бере на себе обов'язок створити сприятливі умови для його забезпечення. Визначено юридичний зміст конституційного права людини на поширення інформації та його юридичних гарантій і сформульовано відповідні пропозиції і науково-практичні рекомендації стосовно удосконалення законодавчого забезпечення даного права.

Мета дослідження - підвищення точності відтворення запланованої післяопераційної рефракції ока при лікуванні катаракти імплантацією штучного кришталика без використання передопераційної біометрії ока. Запропоновано метод інтраопераційної рефрактометрії афакічного ока, заснований на тривимірній мікрофотометрії "повітряного" зображення освітленої мікрозони макулярної зони сітківки. Об'єктивне визначення параметрів рефракції пропонується здійснювати за допомогою залежних від оптичної сили віртуальної контактної лінзи середньоквадратичних значень радіусів полярного, осьових та відцентрових моментів, визначених у функції розподілу освітленості у перетинах "повітряного" зображення освітленої мікрозони на макулі. Аметропія визначається за мінімумом середньоквадратичного значення радіуса полярного моменту, параметри астигматизму - через радіуси осьових і відцентрового моментів. Розроблено математичне й апаратне забезпечення методу інтраопераційної рефрактометрії афакічного ока для визначення оптичної сили інтраокулярної лінзи. Наведено функціональну схему апаратного засобу і формули розрахунків параметрів аметропії та астигматизму афакічного ока на основі даних, отриманих за допомогою вказаного апаратного засобу. Висновки: метод інтраопераційної рефрактометрії, запропонований у роботі, є малочутливим до оптичних завад, зумовлених оптичною неоднорідністю ока, і дає змогу проводити розрахунки в реальному часі, уникаючи використання традиційних апаратних засобів передопераційної біометрії ока та застосування існуючих формул для передопераційних розрахунків оптичної сили інтраокулярної лінзи. Апаратна реалізація методу дає можливість суб'єктивно визначати оптичну силу віртуальної інтраокулярної лінзи за участю пацієнта з урахуванням планової післяопераційної рефракції ока.

Серед параметрів і функцій для оцінки якості зображень, сформованих оптичними системами, використовується параметр RMS спот-діаграм. Цей параметр зазвичай визначають розрахунковим рейтресингом пучка променів через оптичну систему. Існує принципова можливість відтворення RMS мікрофотометрією зображення реального точкового джерела світла. Проте RMS такого зображення спотворюється через кінцеві розміри джерела. Проблемою є відокремлення у значеннях RMS складових, які обумовлені параметрами джерела світла й абераціями оптичної системи. Мета дослідження - відтворення абераційної складової RMS за результатами мікрофотометрії зображення протяжного джерела випромінювання, сформованого оптичною системою, що досліджується. Використано математичний апарат розрахунків полярного, осьових і відцентрових RMS від функції розподілу освітленості в зображенні протяжного джерела світла, наближеного до точкового. Розрахунки вказаних типів RMS здійснено за формулами для радіусів моментів інерції, що відомі в теоретичній механіці. Аналогом маси в них слугує просторова щільність світлового потоку в оптичному зображенні джерела. При розрахунках RMS протяжність джерела врахована за допомогою теореми Гюйгенса - Штейнера. Одержано нові математичні вирази для розрахунків RMS з урахуванням розподілу освітленості в зображенні джерела світла. Встановлено, що RMS кожного типу є піфагоровою сумою складових, одна з яких обумовлена параметрами джерела, а друга - абераціями оптичної системи. За результати відтворення RMS з мікрофотометрії зображення джерела та за даними про параметри джерела можна визначати абераційну складову в кожному типі RMS. Дослідження підтверджує можливість визначення абераційних RMS оптичної системи за результатами мікрофотометрії зображення протяжного джерела світла. Метод надає змогу створювати нові фотоелектричні апаратні засоби для вимірювань дистанції до об'єктів, а також нові типи офтальмологічних приладів.

Мета роботи - розробка нового методу і засобу для об'єктивного оцінювання оптичної складової обсягу псевдоакомодації артифакічного ока, а також способи підвищення точності відповідних вимірювань; обгрунтування можливості вимірювання величини аметропії та обсягу псевдоакомодації через відтворення залежності від дефокусування середнього квадратичного значення (RMS) радіуса зображення світлової мікроплями на сітківці; математичне подання функції RMS, аргументом якої є величина штучно утвореного дефокусування зображення мікроплями на сітківці. Проведено комп'ютерне моделювання за допомогою Mathcad спотворень функції RMS від дії електричного шуму. Виявлено кількісну залежність похибок визначення аметропії та обсягу псевдоакомодації від рівня спотворень функції RMS. Доведено можливість забезпечення потрібної точності вимірювань запропонованим методом. Зроблено висновки, що наявна елементна база надає змогу реалізувати метод вимірювання аметропії та обсягу псевдоакомодації через відтворення функції RMS світлової мікроплями на сітківці. Для методу є цілком досяжним вимірювання вказаних параметрів з похибками не більше +- 0,1 дптр.

Проаналізовано методи та засоби, що використовуються для тестування інтраокулярних лінз. Зроблено огляд фізичних моделей ока. Запропоновано вдосконалення перспективних методів тестування інтраокулярних лінз.

Обгрунтовано потребу здійснення вимірювань величини обсягу псевдоакомодації (або довжини фокусної області оптичної системи ока) у разі вживляння в око штучних звичайних або акомодуючих кришталиків. Вказано на необхідність виявлення впливу аберацій елементів системи вимірювача та діаметра зіниці ока на похибки вимірювань величини аметропії ока й обсягу псевдоакомодації за методом, що запропонований авторами. Використаний у роботі метод дослідження - комп'ютерне моделювання оптичної системи вимірювача та аметропічного ока з дифузно-розсіювальною сітківкою. Під час моделювання оптичної системи вимірювача використовувалися параксіальні анабераційні або реальні абераційні компоненти. Результати моделювання підтвердили несуттєвий вплив аберацій реальних компонентів вимірювача на похибки вимірювань наявної в оці аметропії. Довжина фокусної області розраховувалася з використанням RMS спотдіаграм зображення світлової мікроплями на сітківці, сформованої оптичною системою ока у зворотному ході променів. Доведено незначний вплив зворотного ходу променів на похибку вимірювання аметропії ока та визначення обсягу псевдоакомодації. Показано залежність обсягу псевдоакомодації від діаметра зіниці ока, що втратило функцію акомодації.

Викладено методику оцінки впливу нестаціонарного температурного поля сферичного обтікача на його параксіальні характеристики. Показано як під впливом нерівномірного нагріву обтікача змінюються його конструктивні параметри, та виникає градієнтний розподіл показника заломлення. Встановлене температурне поле за допомогою лінійного наближення було перетворене у двовимірну функцію показника заломлення. Коефіцієнти апроксимації функції показника заломлення знайдені із її апроксимації за допомогою методу регресії з використанням для цього методу найменших квадратів. При розрахунку деформації оптичної поверхні у конкретний момент часу використано програму ELCUT, а під час розрахунку параксіальних характеристик деформованого меніска з градієнтом показника заломлення - програму ZEMAX. Наведено результати аналізу температурних змін фокусної відстані та заднього фокального відрізку менісків виготовлених із оптичної кераміки та сапфіру.

Показано необхідність виявлення та вимірювання параметрів фокусної області оптичної системи ока під час імплантації інтраокулярних лінз і корекції аберацій у пресбіопічних очах. Розглянуто відомі методи і пристрої, які надають можливість визначати обсяг псевдоакомодації пресбіопічного або артифакічного ока суб'єктивними чи об'єктивними методами. Проаналізовано їх переваги і недоліки. Показано, що основним недоліком суб'єктивних методів є відсутність можливості відокремлювати з повного обсягу псевдоакомодації ту його складову, яка зумовлена оптикою ока. Недоліком об'єктивного методу, що базується на використанні результатів аберометрії ока, є вкрай складна і громіздка математична процедура відшукання довжини фокусної області. Запропоновано метод і пристрій для об'єктивного вимірювання геометричних параметрів фокусної області, які позбавлені зазначених недоліків. Метод полягає у використанні фотоелектричного аналізу "повітряного" - сформованого оптикою ока - зображення світлової точки на сітківці в зворотному ході променів. Наведено схему пристрою, який надає змогу виконати сканування "повітряного" зображення за короткий проміжок часу.

Викладено теорію офтальмологічної аберометрії, сучасні методи та засоби визначення офтальмологічних параметрів і характеристик абераційних вад зору за результатами аберометрії ока. Розроблено математичний апарат опису функції хвильової аберації оптичної системи ока як такої, що не має осьової симетрії, та описано типи поперечних аберацій променів на сітківці за результатами мультиракурсної аберометрії. Зроблено огляд сучасних офтальмологічних аберометрів, історії їх створення, особливостей принципів дії апаратної частини цих приладів. Значну увагу приділено питанню доцільної точності аберометрії ока, визначенню допустимих похибок відтворення амлітуд абераційних мод і апаратному забезпеченню калібрування офтальмологічних аберометрів.

Одержано робочі формули, які надають можливість аналітичним методом проаналізувати вплив температури оптичних і механічних елементів оптичної системи на величину термодефокусування зображення, сформованого оптичною системою. Для визначення відрізку, який вказує положення площини зображень відносно останньої оптичної поверхні оптичної системи і є залежним від величини температури, використано інваріант Аббе. Формули надають змогу розрахувати величину температурного переміщення площини зображення за даними про конструктивні параметри оптичної системи, конструкцію механічних деталей, а також про температурні коефіцієнти оптичних матеріалів та матеріалів механічних деталей. Можна враховувати локальний розподіл температур серед оптичних і механічних деталей оптичного блока приладу. Метод також надає можливість розв'язувати задачі синтезу оптичних блоків, в яких положення площини зображення має бути незмінним у разі коливань температур у заданому інтервалі.

Пресбіопічне чи артифакічне око з втраченою акомодаційною здатністю потребує її відтворення, що є сучасною проблемою в офтальмології. Оку можна штучно забезпечити псевдоакомодацію спеціальним формуванням його фокусної області. Досліджено вплив дифракції та первинного астигматизму оптичної системи ока на форму та геометричні параметри фокусної області ока. Метод дослідження - комп'ютерне моделювання розподілу освітленості у фокальній зоні з урахуванням дії дифракції та астигматизму. Знайдено довжину фокусної області за діаметрів зіниці 2, 3, 4 мм та астигматизму у 0,25 та 0,5 дптр. Показано, що астигматизм здатен збільшувати обсяг псевдоакомодації. Проте залежно від діаметра зіниці існує оптимальна величина астигматизму, що забезпечує оку найбільший обсяг псевдоакомодації.

Запропоновано метод розрахунку нестаціонарного температурного поля сферичного обтікача надзвукового літального апарату, що рухається у щільних шарах атмосфери. Визначення аеродинамічного нагріву, що виникає внаслідок перетворення кінетичної енергії набігаючого потоку повітря в теплоту, проведено за допомогою числового методу у два етапи. На першому етапі за допомогою методу ефективної довжини знаходять коефіцієнт тепловіддачі пограничного шару, а на другому, вирішуючи диференціальне рівняння теплопровідності, - розподіл температур. За допомогою запропонованої методики проведено розрахунок нестаціонарного температурного поля обтікача літального апарату для типового режиму польоту. Приведено результати розрахунку та їх аналіз.

Розроблено методику проектування оптичної системи вимірювача рефракції за допомогою методу Фуко. Одержані математичні залежності дозволяють здійснювати габаритний розрахунок оптичної системи рефрактометра та її параметричну оптимізацію, визначати прийнятне значення лінійного збільшення в оптично спряжених площинах зіниці ока та фотоприймача, а також максимально допустиму величину діаметру аналізуючої мікродіафрагми. На основі проведеного дослідження обгрунтовано вдосконалення апаратного та математичного забезпечення рефрактометрії ока за допомогою методу Фуко, спрямоване на розширення робочого діапазону вимірюваних аберацій та зменшення похибок вимірювань.

Досліджено вплив аберацій оптичної системи ока на дифракційне зображення двох точок на сітківці, які розміщені на межі просторового розділення за правилом Релея. Використано діаметр отвору зіниці 3 мм, за якого нормальне око має найвищу гостроту зору. Встановлено, що найбільша величина СКВ хвильової аберації, у разі якої зберігається нормальна просторова роздільна здатність ока, становить 0,1 довжини хвилі. Обгрунтовано критерій допустимих похибок аберометрії ока і знайдено формули розрахунку допустимих похибок відтворення амплітуд абераційних мод під час аберометрії в зоні зіниці, діаметр якої перевищує 3 мм.

Індекс рубрикатора НБУВ: Р67-4

Рубрики:

Офтальмологія

Шифр НБУВ: Ж29126/прилад. Пошук видання у каталогах НБУВ 

Головною задачею роботи є створення математичного алгоритму відновлення функції хвильової аберації за результатами відеозапису картин ізодіоптрійних зон у площині зіниці. Першою процедурою відновлення є цифрова фільтрація відеокадрів з метою виділення ізодіоптрійних зон освітленості фотоприймача. Другою процедурою є виявлення кутових координат променів, що виходять з ока. Третя процедура - відновлення функції хвильової аберації у зіничних координатах. Для цього використовується апроксимація поліномами Церніке. Амплітуди абераційних мод відновлюються за допомогою методу найменших квадратів або сингулярним розкладом.

Досліджено параметри аметропії та астигматизму за результатами рефрактометрії очей великої кількості пацієнтів усіх вікових категорій. Показано, що розподіл кількості пацієнтів за величиною аметропії та астигматизму не є гауссовим. Обгрунтовано робочі діапазони офтальмологічного аберометра економічного класу.

Встановлено вплив спотворень форми оптичних поверхонь абераційної моделі ока на параметри її хвильової аберації. Розроблено методику розрахунку допустимої асферичності поверхонь. Підтверджено існування технологічної можливості створення аератора як зразкової міри хвильової аберації ока.

Розглянуто будову ока людини, особливості зорового сприйняття, а також основні параметри та характеристики оптичної та фотоприймальної системи ока, важливі для правильного проектування приладів. Викладено функціональні схеми та принцип дії оптичних і оптико-електронних офтальмологічних приладів різноманітного призначення. Зазначено, що завдяки обчислювальній потужності комп'ютерів, створено умови для інтенсивного розвитку офтальмологічних приладів діагностичного та лікувального призначення.

Рассмотрены строение глаза человека, особенности зрительного восприятия, а также основные параметры и характеристики оптичной и фотоприёмной системы глаза, важные для правильного проектирования приборов. Изложены функциональные схемы и принципы действия оптических и оптико-электронных офтальмологических приборов разнообразного назначения. Отмечено, что благодаря вычислительной мощности компьютеров, созданы условия для интенсивного развития офтальмологических приборов диагностического и врачебного назначения.