Technique and Device for Measuring the Human Eye’s Depth of Focus

In this paper, we demonstrate that the depth of focus (DOF) of the eye’s optical system during implantation of intraocular lenses and aberration correction of presbyopian eyes should be identified and measured. The known methods and devices are described to determine the pseudo-accommodation volume of presbyopic eyes by subjective and objective methods. Their advantages and disadvantages are analyzed. We show that the main disadvantage of subjective methods is the impossibility to separate a pseudo-accommodation component caused by the eye’s optics from its total volume. The disadvantage of the objective method based on results of eye aberrometry is an extremely complicated and cumbersome mathematical procedure of evaluating the DOF. The method and device are proposed for objective measurement of geometric parameters of the DOF deprived of the above-mentioned deficiencies. This method is based on the image analysis of the luminous point on the retina in the reverse light. A scheme was shown for the device that allows to scan the "air" image in a short period of time.

Publication year: 
2013
Issue: 
2
УДК: 
535(075)
С. 140–146. Іл. 8. Бібліогр.: 15 назв.
References: 

1. Аберометрія оптичної системи ока людини / І.Г. Чиж, Г.С. Тимчик, Т.О. Шиша, Н.Б. Афончина. — К.: ВПК “Політехніка”, 2013. — 290 с.
2. Чиж І.Г., Колтун З.М. Глибина фокусної області оптичної системи ока та величина обсягу псевдоакомодації // Вимірювальна та обчислювальна техніка в технологічних процесах. — 2012. — Вип. 1. — С. 30—34.
3. Сергиенко Н.М. Офтальмологическая оптика. — 2-е изд. — М.: Медицина, 1991. — 37 с.
4. Тутченко Н.Н. Вимірювання об’єму псевдоакомодації та його клінічне значення при артифакії: Дис. … канд. мед. наук. — К.: Нац. мед. академія післядипломної освіти ім. П.Л. Шупика., 2007. — 160 с.
5. Ярбус А.Л. Роль движений глаз в процессе зрения. — М.: Наука, 1965. — 166 c.
6. F.W. Campbell, “The depth of field of the human eye”, Optical Acta, vol. 4, рр. 157—164, 1957.
7. P.W. Miles, “Depth of focus and amplitude of accommodation through trifocal glasses”, Arch. Ophthalmol., vol. 49, рр. 271—279, 1953.
8. R.J. Jacobs et al., “Effect of defocus on blur thresholds and on thresholds of perceived change in blur: comparison of source and observer methods”, Optom. Vis. Sci., no. 8, рр. 545—553, 1989.
9. D.A. Atchinson et al., “Subjective depth-of-focus of the eye”, Ibid, no. 7, pp. 511—520, 1997.
10. Сергиенко Н.М., Кондратенко Ю.Н., Тутченко Н.Н. Глубина фокуса в псевдофакических глазах // Graefes. Arch. Clin. Exp. Ophthalmol., no. 11, pp. 1623—1627, 2008.
11. Спосіб визначення об’єму псевдоакомодації: Деклараційний патент на винахід. — № 71742 UA А61P27/08 від 15.12.2004, Бюл. № 12.
12. S. Marcos et al., “The depth-of-field of the human eye from objective and subjective measurements”, Vision Res., no. 39, pp. 2039—2049, 1999.
13. Чиж І.Г., Голембовський О.О. Варіоптичні лінзи на ефекті електрозмочування // Вимірювальна та обчислювальна техніка в технологічних процесах. — 2012. — Вип. 1. — C. 34—39.
14. Чиж І.Г. Визначення просторово-роздільної здатності і глибини фокусної області оптичної системи ока за допомогою радіусів других гауссових моментів від функції розсіювання точки // Наукові вісті НТУУ “КПІ”. — 2005. — № 1. — С. 77—88.
15. Офтальмологічний рефрактометр: Патент України на корисну модель / І.Г. Чиж, О.О. Голембовський, Т.О. Шиша. — № 74751: Бюл. № 1 від 26.11.2012.

References [transliteration]: 

1. Aberometrii͡a optychnoï systemy oka li͡udyny / I.H. Chyz͡h, H.S. Tymchyk, T.O. Shysha, N.B. Afonchyna. – K.: VPK “Politekhnika”, 2013. – 290 s.
2. Chyz͡h I.H., Koltun Z.M. Hlybyna fokusnoï oblasti optychnoï systemy oka ta velychyna obsi͡ahu psevdoakomodat͡siï // Vymiri͡uval\′na ta obchysli͡uval′na tekhnika v tekhnolohichnykh prot͡sesakh . 2012. – Vyp. 1. – S. 30–34.
3. Sergienko N.M. Oftal'mologicheskai͡a optika. – 2-e izd. – M.: Medit͡sina, 1991. – 37 s.
4. Tutchenko N.N. Vymiri͡uvanni͡a obi͡emu psevdoakomodat͡siï ta ĭoho klinichne znachenni͡a pry artyfakiï: Dys. … kand. med. nauk. – K.: Nat͡s. med. akademii͡a pisli͡adyplomnoï osvity im. P.L. Shupyka., 2007. – 160 s.
5. I͡Arbus A.L. Rol' dvizheniĭ glaz v prot͡sesse zrenii͡a. – M: Nauka, 1965. – 166 s.
6. F.W. Campbell, “The depth of field of the human eye”, Optical Acta, vol. 4, рр. 157–164, 1957.
7. P.W. Miles, “Depth of focus and amplitude of accommodation through trifocal glasses”, Arch. Ophthalmol., vol. 49, рр. 271–279, 1953.
8. R.J. Jacobs et al., “Effect of defocus on blur thresholds and on thresholds of perceived change in blur: comparison of source and observer methods”, Optom. Vis. Sci., no. 8, рр. 545–553, 1989.
9. D.A. Atchinson et al., “Subjective depth-of-focus of the eye”, Ibid, no. 7, pp. 511–520, 1997.
10. Sergienko N.M., Kondratenko I͡U.N., Tutchenko N.N. Glubina fokusa v psevdofakicheskikh glazakh // Graefes. Arch. Clin. Exp. Ophthalmol., no. 11, pp. 1623–1627, 2008.
11. Sposib vyznachenni͡a obi͡emu psevdoakomodat͡siï: Deklarat͡siĭnyĭ patent na vynakhid. – # 71742 UA A61P27/08 vid 15.12.2004, Bi͡ul. # 12.
12. S. Marcos et al., “The depth-of-field of the human eye from objective and subjective measurements”, Vision Research, no. 39, pp. 2039–2049, 1999.
13. Chyz͡h I.H., Holembovs′kyĭ O.O. Varioptychni linzy na efekti elektrozmochuvanni͡a // Vymiri͡uval′na ta obchysli͡uval′na tekhnika v tekhnolohichnykh prot͡sesakh. – 2012. – Vyp. 1. – C. 34–39.
14. Chyz͡h I.H. Vyznachenni͡a prostorovo-rozdil′noï zdatnosti i hlybyny fokusnoï oblasti optychnoï systemy oka za dopomohoi͡u radiusiv druhykh haussovykh momentiv vid funkt͡siï rozsii͡uvanni͡a tochky // Naukovi visti NTUU “KPI”. –2005. – # 1. – S. 77–88.
15. Oftal′molohichnyĭ refraktometr: Patent Ukraïny na korysnu mode ′ / I.H. Chyz͡h, O.O. Holembovs′kyĭ, T.O. Shysha. – # 74751: Bi͡ul. # 1 vid 26.11.2012.

AttachmentSize
2013-2-20.pdf509.75 KB

Тематичні розділи журналу

,