人眼高階像差校正對(duì)立體視覺(jué)和雙眼調(diào)節(jié)的影響研究

發(fā)布時(shí)間：2017-12-17 12:32

本文關(guān)鍵詞：人眼高階像差校正對(duì)立體視覺(jué)和雙眼調(diào)節(jié)的影響研究

【摘要】：人眼光學(xué)系統(tǒng)經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的進(jìn)化已經(jīng)非常智能,但從光學(xué)角度來(lái)說(shuō),它并不完美,存在著多種光學(xué)像差。除了離焦、像散等低階像差之外,人眼還存在著許多更加復(fù)雜的高階像差,如彗差、球差、三葉草等。這些高階像差不但給眼底視網(wǎng)膜高分辨率成像帶來(lái)挑戰(zhàn),還降低了人眼自身的視覺(jué)分辨能力。研究高階像差與視功能之間的相互關(guān)系將有助于提高我們的視光學(xué)認(rèn)識(shí),為優(yōu)化視覺(jué)校正策略和視功能維護(hù)提供有益指導(dǎo)。但是,早期的相關(guān)研究均為單眼研究,而人類視覺(jué)為雙眼視覺(jué),其并非兩個(gè)單眼的簡(jiǎn)單疊加。因此,如何有效評(píng)價(jià)雙眼高階像差對(duì)雙眼視功能的影響成為單眼像差校正與視功能研究的必然過(guò)渡和發(fā)展趨勢(shì)。在這樣的背景下,本論文以雙眼自適應(yīng)光學(xué)視覺(jué)仿真器為平臺(tái),重點(diǎn)研究人眼高階像差校正對(duì)立體視覺(jué)和雙眼調(diào)節(jié)的影響。具體來(lái)說(shuō),本文主要進(jìn)行了如下工作內(nèi)容的研究:(1)研究了人眼高階像差校正對(duì)立體視閾值的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,雙眼高階像差校正能夠顯著地降低所有被試者的立體視閾值。優(yōu)勢(shì)眼高階像差校正使一名被試者的立體視閾值大幅上升,而其他兩名被試者的立體視閾值有小幅下降。高階像差校正的立體視覺(jué)收益與視標(biāo)顯示時(shí)間相關(guān)。隨著顯示時(shí)間的延長(zhǎng),像差校正收益逐漸趨近于1,表明人眼光學(xué)條件對(duì)立體視覺(jué)的影響逐漸減弱。(2)研究了人眼高階像差校正對(duì)立體視覺(jué)時(shí)間整合性質(zhì)的影響。立體視視覺(jué)的時(shí)間整合性質(zhì)用兩個(gè)參數(shù)來(lái)表征,即整合效率和有效時(shí)間。整合效率是指立體視閾值隨顯示時(shí)間延長(zhǎng)而下降的速度,可用立體視閾值-時(shí)間數(shù)據(jù)在對(duì)數(shù)坐標(biāo)下的斜率來(lái)量化;有效時(shí)間是指立體視覺(jué)實(shí)現(xiàn)完全整合所需的時(shí)間,可用臨界時(shí)間來(lái)量化。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,斜率和臨界時(shí)間兩個(gè)參數(shù)在高階像差校正前后并沒(méi)有明顯變化,說(shuō)明立體視覺(jué)的時(shí)間整合性質(zhì)不受人眼光學(xué)像差的影響。(3)雙眼自適應(yīng)光學(xué)視覺(jué)仿真器系統(tǒng)改進(jìn)。為了在自然視覺(jué)條件下測(cè)量調(diào)節(jié)反應(yīng),現(xiàn)有的系統(tǒng)的瞳孔直徑需要從6mm縮小至4-5mm之間�？s小瞳孔通過(guò)改變AO系統(tǒng)中哈特曼傳感器與變形鏡的匹配關(guān)系來(lái)實(shí)現(xiàn)。首先,在4-5mm瞳孔范圍之內(nèi)選取3種可能的哈特曼有效子孔徑選取方案和3種變形鏡的有效驅(qū)動(dòng)器的選取方案;接著,將不同的哈特曼傳感器與變形鏡的布局進(jìn)行組合,共得到9種哈特曼傳感器和變形鏡的匹配方案,并通過(guò)Matlab仿真分析了每種匹配方案的性能;最后,找出其中最優(yōu)的匹配方式(HS57-DM31,對(duì)應(yīng)瞳孔直徑4.6mm)并實(shí)際測(cè)試了這種匹配方案下的像差校正效果。實(shí)測(cè)結(jié)果表明,該匹配模式下AO系統(tǒng)能夠穩(wěn)定閉環(huán),且閉環(huán)后的殘余像差的均方根值低于0.1μm。(4)研究了人眼高階像差校正對(duì)雙眼調(diào)節(jié)反應(yīng)的影響�；诟倪M(jìn)后的雙眼自適應(yīng)光學(xué)視覺(jué)仿真器,測(cè)量了0D和1.5D兩種調(diào)節(jié)刺激水平下雙眼高階像差校正前后的雙眼調(diào)節(jié)反應(yīng),并從調(diào)節(jié)滯后、波動(dòng)幅度、功率譜密度以及混沌理論等幾個(gè)方面分析了調(diào)節(jié)反應(yīng)的變化。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,雙眼調(diào)節(jié)反應(yīng)的滯后、波動(dòng)幅度和功率譜密度在高階像差校正前后均沒(méi)有顯著變化。在0D刺激水平下,雙眼高階像差校正后的Lyapunov指數(shù)顯著增大,而在1.5D刺激水平下雙眼高階像差校正則沒(méi)有顯著影響。這一結(jié)果說(shuō)明人眼高階像差校正對(duì)調(diào)節(jié)系統(tǒng)是有利的,不過(guò)在自然視覺(jué)狀態(tài)下,高階像差的影響還比較有限。
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)科學(xué)院研究生院(光電技術(shù)研究所)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TP391.41

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前6條

1 鄧澤懷;劉波波;李彥良;;常見(jiàn)的功率譜估計(jì)方法及其Matlab仿真[J];電子科技;2014年02期

2 楊曉明;晉玉劍;李永紅;;經(jīng)典功率譜估計(jì)Welch法的MATLAB仿真分析[J];電子測(cè)試;2011年07期

3 伊鑫;曲愛(ài)華;;基于Welch算法的經(jīng)典功率譜估計(jì)的Matlab分析[J];現(xiàn)代電子技術(shù);2010年03期

4 孔梅梅;高志山;陳磊;李新華;;人眼光學(xué)模型的研究與發(fā)展[J];激光技術(shù);2008年04期

5 薛麗霞;饒學(xué)軍;王成;胡弈云;凌寧;姜文漢;;人眼高階像差校正和視覺(jué)分析系統(tǒng)[J];光學(xué)學(xué)報(bào);2007年05期

6 王鳳瑛;張麗麗;;功率譜估計(jì)及其MATLAB仿真[J];微計(jì)算機(jī)信息;2006年31期

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 梁波;自適應(yīng)光學(xué)像差矯正對(duì)雙眼疊加作用的影響研究[D];中國(guó)科學(xué)院研究生院（光電技術(shù)研究所）;2013年

，

本文編號(hào)：1300143

資料下載