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简介 S\<]|tM:x VHsNz WI 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。 !F{ 5"$ (bo{vX 模型 d>F=|dakL F'ZLN]"{ 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。 vO" $Xw cXcn}gKV Table 1. AZ眼睛模型的定义 -W>zON|l 在FRED中使用0屈光度来创建的,光瞳加在了透镜的前面。材料是创建一个新的材料并选择类型“Model Material”,输入的参数是nd和vd. >VqMSe_v ,)+O.Lf7&. 光源 gDnG!i+ 6<A\U/ 多个光源定义来分析该模型的不同特性。图1显示了所以的光源和提示信息告诉您他们可以用来做什么。 aisX56Lc ee&QZVL> Y VTY{>Q 图1. 光源和提示信息使用 h Mw}[6m 除了“Letter F”之外的所有光源的光线位置设定在了孔径光阑位置处,并增加了pre-propagation distance= -8。尽管光线在光瞳处创建,规定的传输方向相对于光线位置在pre-propagation distance之后。这意味着光束沿着Z轴在眼睛的前面以平行光入射,而不是在光瞳处入射。 S5RS?ya Cg
85 在往下看是内置的脚本用来修改屈光度,使其为4(250mm),光源“Letter F”在视网膜处生成一个字母为F的图像。绿色的光线聚焦的非常好而红色和蓝色光线有一点的模糊。使用Positions Spot Diagram分析工具来观察最为合适。 ,K7C2PV6
3 Yl[J;i 图2. 字母F光源的设定方法光 n[WXIE< #v-)Ie\F? 图3. 字母F在视网膜上位置点列图 a(Z" }m 视网膜的散射 I_xJ[ALdm _*Vq1D ]C 在散射文件中,有一个名为“Retina surface”的72%的反射型朗伯散射,它为视网膜的散射提供了一个粗略的近似。为了模拟来自视网膜的散射,改变自定义元件“Eye ball” 下的视网膜的表面从“halt all” 到”Allow All”。并使几何中“plane”可追迹。 M 0-> qd3B>f >FHTBh& Y 图4. 视网膜朗伯散射设定 Fw:s3ON9} 注意在视网膜的表面有散射重点采样规格定义,在“Scatter”标签的底部可获取该信息。“toward pupil”指定散射光朝向光瞳,半角度10度。 Uy ;oJY oTOe(5N8a
~PuPY:" 图5. 视网膜重点采样规格设定 KnZm(c9+ 脚本 !0`ZK-nA6 aI|)m8>)X 内置脚本使用对话框显示屈光度和光瞳直径的数值设置。使用FRED Basic脚本创建和使用对话框非常容易。图6显示了如何获取用户自定义对话框,如下图所示: 0y'34} txr!3-Ne'! 图6. 用户对话框的创建与编辑 c<JJuG 图7. 用户对话框编辑器 %8
cFzyE* 如果“OK”按钮按下,将会核对对话框下面的代码行,如果点击取消则脚本终止。然后输入的参数赋予变量,如果此处是保留为空白,则使用默认值。因此,如果没有值输入并点击“OK”按钮,则脚本是以屈光度为0,光瞳直径为4mm来运行的。 . 36'=K 余下的脚本计算与屈光度有关的所有参数。 iG!MIt* }SpMHR` 分析 )X\3bPDJR TQ@*eoJj 屈光度为4,光瞳直径为4mm,字母F点在视网膜上所成的像。 >E"FoZM= 9>@_};l 图7. 字母F在视网膜上颜色分析 a((5_8SX5 脚本代码 u[ 2R>= 7F?^gMi Option Explicit 'Remove this to enable non-dimensioned variables to be used. RWA|%/L X+iA"B Dim entity As T_ENTITY #D//oL"u] Dim op As T_OPERATION s'\"%~nF< Dim mat As T_MODELMATERIAL 94nvh:n Dim A As Double cx_"{`+e Dim pupilDiam As Double *N'B(j/ Dim eID As Long "cJ5Fd:* Dim parID As Long shn`>=0.& Dim count As Integer .M:,pw"S] Dim taq As Double, Rant As Double, CCant As Double, Rpost As Double, CCpost As Double W,Dr2$V Dim tlens As Double, nlens As Double aKCCFHq t! Dim curv As Double, conic As Double w #(XiH* Dim ok As Long E pM
4+ WHAEB1c#Q Sub Main JpS:}yyJ>N eMz,DYa/G '用户输入对话框 9zO;sg;3 Begin Dialog UserDialog 320,126,"Input parameters" ' %GRID:10,7,1,1 z8z U3? TextBox 220,21,40,21,.TextBox1 'default: 0
]g?G0m Text 20,21,190,21,"Accommodation (in Diopters):",.Text1,1 oF,8j1 OKButton 40,91,90,21 ={maCYlE. CancelButton 190,91,90,21 !2&h=;i~V Text 20,49,190,14,"Pupil diameter (4 mm default):",.Text2,1 ?wwY8e?S TextBox 220,49,40,21,.TextBox2 'default: 4 ?Cu#( End Dialog sMO3eNLn Dim dlg As UserDialog PVEEKKJP]J fngZ0k! ok = Dialog (dlg) \mc~w4B[)3 )sNtwSl^ If ok=0 Then 'cancel button was pressed $$qhX]^~ Print "Execution cancelled." h r6f}2 End M5) 6|T End If Nt/*VYUn Ti' GSL 'Assign accommodation and pupil diameter & use defaults if field left empty :syR4A WM If dlg.TextBox1 = "" Then >{GC@Cw A = 0 'Default accommodation u4+VG5.rhT Else W=)}=^N0 A = CDbl(dlg.TextBox1) =}c~BHT End If TvdmgVNP SxT:k,ji If dlg.TextBox2 = "" Then pbm4C0W} pupilDiam = 4 'Default pupil diameter 'w9tZO\2 Else kV<VhBql! pupilDiam = CDbl(dlg.TextBox2) };zF& End If PwDQ<
A0[flIl Print " " b|fq63ar; Print "Accommodation = " & A & " Diopters" g]d"d Print "Pupil Diameter = " & pupilDiam & " mm" FP9ZOo og 1uy+'2[Z-D ' Calculate new parameters with accommodation 'Y"q=@Ei9 taq = 0.55 + 2.97 - 0.04*A 'Aqueous thickness `C!Pe84( o-)E_X Rant = 12.0 - 0.4*A 'Radius of anterior lens Z.R^@@RqJ CCant = -7.518749 + 1.285720*A 'Conic constant of anterior lens "sHD8TUX {h@R\bU Rpost = -5.224557 + 0.2*A 'Radius of posterior lens $\P!P. CCpost = -1.353971 - 0.431762*A 'Conic constant of posterior lens rqa;MPl msoE8YK&tg tlens = 3.767 + 0.04*A 'Lens thickness R6AZIN: +qS$t nlens = 1.42 + 0.00256*A - 0.00022*A^2 'Lens index of refraction fYCAwS{ +pjD{S~Y 'Adjust parameters to account for accommodation fwl
RwH( 92} ,A`= '************************************************************************* _N<qrH^; 'Aqueous thickness (Position of Lens) 7`WK1_rR\ '************************************************************************* cc^V~-ph eID = FindFullName( "Geometry.Arizona Eye.Lens" ) zR`]8E] GetCustomElement eID, entity .eeM& |