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简介 [?K>s>it sx?IIFF 人眼光学模型可用来设计眼科用设备,光学系统注定了要与人眼一起使用。本文演示了这样一个模型:Arizona眼睛模型,在Jim Schwiegerling教授的书中有详细描述:《Field Guide to Visual and Ophthalmic Optics》。AZ眼睛模型达到了基于平均临床数据所决定的轴上和轴外像差等级。FRED文件包含了此眼睛模型及几个用来分析它的光源,并包括一个基于想要的屈光度来调整模型的内嵌脚本。 %q5dV<X'c <]Td7-n 模型 rLTBBvV 7hJX 模型的定义如表1种所示,由半径、圆锥常数、折射率、阿贝数、到下一面的距离等一系列表面组成。一些参数由屈光度(A)来决定。 bEcs(Mc~ gvP-doA7W Table 1. AZ眼睛模型的定义 2u.0AG 在FRED中使用0屈光度来创建的,光瞳加在了透镜的前面。材料是创建一个新的材料并选择类型“Model Material”,输入的参数是nd和vd. @i ~ A7L0/ =l(euBb 光源 d(IJ-qJN nJI2IPZ 多个光源定义来分析该模型的不同特性。图1显示了所以的光源和提示信息告诉您他们可以用来做什么。 rrL.Y&DTK e!6yxL*[@[ s|%R 图1. 光源和提示信息使用 UJO3Yn 除了“Letter F”之外的所有光源的光线位置设定在了孔径光阑位置处,并增加了pre-propagation distance= -8。尽管光线在光瞳处创建,规定的传输方向相对于光线位置在pre-propagation distance之后。这意味着光束沿着Z轴在眼睛的前面以平行光入射,而不是在光瞳处入射。 Nu7>G OIKx:&uIk 在往下看是内置的脚本用来修改屈光度,使其为4(250mm),光源“Letter F”在视网膜处生成一个字母为F的图像。绿色的光线聚焦的非常好而红色和蓝色光线有一点的模糊。使用Positions Spot Diagram分析工具来观察最为合适。 AJyNlQ 7z?;z<VJ 图2. 字母F光源的设定方法光 p]L]=-(qI xPZ>vCg 图3. 字母F在视网膜上位置点列图 YR'F]FI 视网膜的散射 |_?e.}K oq7G=8gTp 在散射文件中,有一个名为“Retina surface”的72%的反射型朗伯散射,它为视网膜的散射提供了一个粗略的近似。为了模拟来自视网膜的散射,改变自定义元件“Eye ball” 下的视网膜的表面从“halt all” 到”Allow All”。并使几何中“plane”可追迹。 puPI^6y% s{b\\$Rb Zn9tG:V 图4. 视网膜朗伯散射设定 :
UeK0 注意在视网膜的表面有散射重点采样规格定义,在“Scatter”标签的底部可获取该信息。“toward pupil”指定散射光朝向光瞳,半角度10度。 8"%Es DS?.'"n[u Vn5T Jw 图5. 视网膜重点采样规格设定 !Cgj
>= 脚本 ,rMDGZm? 2E }vuw=c 内置脚本使用对话框显示屈光度和光瞳直径的数值设置。使用FRED Basic脚本创建和使用对话框非常容易。图6显示了如何获取用户自定义对话框,如下图所示: 5G355 ,}E U:8[%a 图6. 用户对话框的创建与编辑 VAiJL 图7. 用户对话框编辑器 g}MUfl-L 如果“OK”按钮按下,将会核对对话框下面的代码行,如果点击取消则脚本终止。然后输入的参数赋予变量,如果此处是保留为空白,则使用默认值。因此,如果没有值输入并点击“OK”按钮,则脚本是以屈光度为0,光瞳直径为4mm来运行的。 \3hA_{ w 余下的脚本计算与屈光度有关的所有参数。 Qvp"gut)%X Q:b0M11QR 分析 ??F* Z" x :)1"yo\ 屈光度为4,光瞳直径为4mm,字母F点在视网膜上所成的像。 &nIu^,. vRe{B7}p; 图7. 字母F在视网膜上颜色分析 sD3ZZcy|= 脚本代码 _mSefPl ",,# q Option Explicit 'Remove this to enable non-dimensioned variables to be used. m!7%5=Fc C*mVM!D);! Dim entity As T_ENTITY uw \@~ ,d Dim op As T_OPERATION 6]v} Dim mat As T_MODELMATERIAL d-b04Q7DQ Dim A As Double &_L%wV|[ Dim pupilDiam As Double ?%5VaxWJ Dim eID As Long DFMpU.BN W Dim parID As Long TAXsL&Tz> Dim count As Integer <>6j>w_| Dim taq As Double, Rant As Double, CCant As Double, Rpost As Double, CCpost As Double $z=%e#(!I Dim tlens As Double, nlens As Double Y(Oh7VwY*P Dim curv As Double, conic As Double 6qT@M0)i Dim ok As Long c|/HX%Y
;TL.QN/l Sub Main )R7Sh51P BAQ-1kSz '用户输入对话框 3y)\dln Begin Dialog UserDialog 320,126,"Input parameters" ' %GRID:10,7,1,1 .I:rb~& TextBox 220,21,40,21,.TextBox1 'default: 0 %mC@} Text 20,21,190,21,"Accommodation (in Diopters):",.Text1,1 &vrQ *jX OKButton 40,91,90,21 #Ha:O,| CancelButton 190,91,90,21 7I;kh`H$(f Text 20,49,190,14,"Pupil diameter (4 mm default):",.Text2,1 8n3]AOc'~- TextBox 220,49,40,21,.TextBox2 'default: 4 NifQsy)*% End Dialog M
FIb-*wT Dim dlg As UserDialog x)C} yz68g?" ok = Dialog (dlg) 2iNLm6" &D3]O9a0; If ok=0 Then 'cancel button was pressed {VAih-y Print "Execution cancelled." ?W'z5'| End Qxz[ End If Dck/Ea L3{(Bu 'Assign accommodation and pupil diameter & use defaults if field left empty z_>~=Mm If dlg.TextBox1 = "" Then v +4v A = 0 'Default accommodation Xc-["y64 Else es7;eH*O9 A = CDbl(dlg.TextBox1) "L2*RX.R End If y`RzcXblIZ XO]^ +'U}p If dlg.TextBox2 = "" Then R&cTMd pupilDiam = 4 'Default pupil diameter )M0`dy{1 Else jt}Re, pupilDiam = CDbl(dlg.TextBox2) FQ>$Ps*a[ End If k3bQ32() B''yW{ Print " " ebze_: Print "Accommodation = " & A & " Diopters" #}#m\=0 Print "Pupil Diameter = " & pupilDiam & " mm" b/_Zw^DPC 5qrD~D' ' Calculate new parameters with accommodation JwMRquQv taq = 0.55 + 2.97 - 0.04*A 'Aqueous thickness 9\ "\7S/Z &%fcGNzJQ Rant = 12.0 - 0.4*A 'Radius of anterior lens
Nk9=A4=| CCant = -7.518749 + 1.285720*A 'Conic constant of anterior lens ;7\Fx8"s[ H?"M&mF Rpost = -5.224557 + 0.2*A 'Radius of posterior lens d.+*o CCpost = -1.353971 - 0.431762*A 'Conic constant of posterior lens 3A,N1OXG -H%v6E%yh tlens = 3.767 + 0.04*A 'Lens thickness %gmx47 d&^b=d FDu nlens = 1.42 + 0.00256*A - 0.00022*A^2 'Lens index of refraction [r`KoHwdm 1]If<
< 'Adjust parameters to account for accommodation nZioFE} a*(Zb|g '************************************************************************* 4$R!) 'Aqueous thickness (Position of Lens) k^}[+IFJ '************************************************************************* /!ElAL
eID = FindFullName( "Geometry.Arizona Eye.Lens" ) nWsRauY GetCustomElement eID, entity <PSz`)SN Owf!dMA;nF parID = FindFullName( "Geometry.Arizona Eye" ) THwM',6 GXZ="3W | ' Delete any shift(s) in z ;"&?Okz count = 0 XKGiw 2
C While GetOperationCount(eID)>count eP2Q2C8g GetOperation eID, count, op w9Yx2 If op.Type="ShiftZ" Then tz]0F5 DeleteOperation eID,count Y@ v][Q count=count-1 \ZRII<k5) End If g/C 7wc count=count+1 3X(^`lAf) Wend ]L~z9) 6Y2,fW8i, 'Set new shift in Z`*V9 op.Type = "ShiftZ" u[qy1M0 op.val1 = taq 9we];RYK op.parent = parID U)kyq AddOperation eID, op `&NFl'l1C Print "Set aqueous humor thickness = " & taq-0.55 +(Y\w^@%H (`4& |