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简介 =8?gx$r2 VemgG)\ 人眼光学模型可用来设计眼科用设备,光学系统注定了要与人眼一起使用。本文演示了这样一个模型:Arizona眼睛模型,在Jim Schwiegerling教授的书中有详细描述:《Field Guide to Visual and Ophthalmic Optics》。AZ眼睛模型达到了基于平均临床数据所决定的轴上和轴外像差等级。FRED文件包含了此眼睛模型及几个用来分析它的光源,并包括一个基于想要的屈光度来调整模型的内嵌脚本。 C~.7m-YW tc%?{W\ 模型 c[4H k{3:$,
b 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。 #TLqo(/ ^@'LF
T) Table 1. AZ眼睛模型的定义 Q]7Rqslz 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. -t, .A/? ?3wEO>u 光源 Z?H#=|U YPraf$ 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。 *_puW
x `Trpv$ HF9d~7R 图1. 光源和提示信息使用 @tvAI2W 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。 Hf
]aA_: lS.*/u*5 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。 ,4hQ#x "=0#pH1o 图2. 字母F光源的设定方法光 _VFxzM9f )]"aa_20] 图3. 字母F在视网膜上位置点列图 >qj Q;z[ 视网膜的散射 Tti]H9g_ IG?044Y 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。 Re3vW re vDgf} LEoL6ga 图4. 视网膜朗伯散射设定 __\Tv>Y 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。 LHjGlBy >y%*HC!G )x1LOMe 图5. 视网膜重点采样规格设定 /xmUu0H$R 脚本 v%|^\A"V XOQj?Q7)U 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: &BnK[Q8X lLy^@s 图6. 用户对话框的创建与编辑 c!Gnd*!?- 图7. 用户对话框编辑器 5`oVyxJ< 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。 J>(I"K% 余下的脚本计算与屈光度有关的所有参数。 1s4+a^& |cwGc\ES 分析 B[:-SWd 9H~3&-8& 屈光度为4,光瞳直径为4mm,字母F点在视网膜上所成的像。 XkZ82w#b =p 9d4smbn 图7. 字母F在视网膜上颜色分析 k23*F0Dv 脚本代码 R8a4F^{* gbOd(ugH Option Explicit 'Remove this to enable non-dimensioned variables to be used. $+eDoI'f }Wf \\ Dim entity As T_ENTITY 0;,4.hsh Dim op As T_OPERATION DN)Ehd. Dim mat As T_MODELMATERIAL ek~bXy{O` Dim A As Double q.6$-w Dim pupilDiam As Double @[M5$," Dim eID As Long deR2l(0%yr Dim parID As Long -=aI!7*"$ Dim count As Integer ]K'iCYY Dim taq As Double, Rant As Double, CCant As Double, Rpost As Double, CCpost As Double KN>U6=WN Dim tlens As Double, nlens As Double ^a~^$PUqI Dim curv As Double, conic As Double n5i#GvO^ Dim ok As Long OHixOI$O A+d&aE}3V Sub Main eIjn~2^ b&s"/Y89 '用户输入对话框 {7!WtH;- Begin Dialog UserDialog 320,126,"Input parameters" ' %GRID:10,7,1,1 gR)T(%W TextBox 220,21,40,21,.TextBox1 'default: 0 E"7 iU Text 20,21,190,21,"Accommodation (in Diopters):",.Text1,1 z-*/jFE OKButton 40,91,90,21 Nq|b$S [4 CancelButton 190,91,90,21 ^<fN Text 20,49,190,14,"Pupil diameter (4 mm default):",.Text2,1 c?;~Z TextBox 220,49,40,21,.TextBox2 'default: 4 8KKI.i8` End Dialog 5/-{.g Dim dlg As UserDialog :4]^PB@dl HMT^gmF) ok = Dialog (dlg) 3*9<JHu OM,-:H, If ok=0 Then 'cancel button was pressed 9mW95YI S Print "Execution cancelled." 7Pu.<b} End jRP.Je@t End If a>jiq8d]4 DDh$n?2fd 'Assign accommodation and pupil diameter & use defaults if field left empty .[Ezg(U}ze If dlg.TextBox1 = "" Then ]Z?$ 5Ks A = 0 'Default accommodation qOO2@c Else dLQV>oF A = CDbl(dlg.TextBox1) S^;D\6(r End If S<"T:Y& A<esMDX If dlg.TextBox2 = "" Then Q%6Lc.i pupilDiam = 4 'Default pupil diameter s,UccA@ Else ^W-03 pupilDiam = CDbl(dlg.TextBox2) KF&1Y>t= End If JR='c)6: wmh[yYWc Print " " 3#7D
g't Print "Accommodation = " & A & " Diopters" .\1{>A Print "Pupil Diameter = " & pupilDiam & " mm" |Rk$u `[vm{+i ' Calculate new parameters with accommodation VHhW_ya1g{ taq = 0.55 + 2.97 - 0.04*A 'Aqueous thickness zRDBl02v$T n~xh
%r; Rant = 12.0 - 0.4*A 'Radius of anterior lens "NqB_?DT CCant = -7.518749 + 1.285720*A 'Conic constant of anterior lens {bB;TO<b` Ba-Ftkb Rpost = -5.224557 + 0.2*A 'Radius of posterior lens GrWzgO CCpost = -1.353971 - 0.431762*A 'Conic constant of posterior lens TqURYnNd Bd8,~8 tlens = 3.767 + 0.04*A 'Lens thickness z?V'1L1gM .0$$H"t nlens = 1.42 + 0.00256*A - 0.00022*A^2 'Lens index of refraction 48
DC :G?6Hl)~) 'Adjust parameters to account for accommodation GY9CU=- KrNu7/H
'************************************************************************* {VOLUC o 4 'Aqueous thickness (Position of Lens) cY1d6P0 '************************************************************************* ?`%7Y~ eID = FindFullName( "Geometry.Arizona Eye.Lens" ) J{Fu 8 GetCustomElement eID, entity iYE:o{ r@;n \ parID = FindFullName( "Geometry.Arizona Eye" ) nRKh|B) 'yG9Rt ' Delete any shift(s) in z u*/. count = 0 <0!/7*;#ZT While GetOperationCount(eID)>count k!Y7Rc{" GetOperation eID, count, op C^>txui8 If op.Type="ShiftZ" Then UR;FW` DeleteOperation eID,count 8RC7Ei count=count-1 ~4YU End If ~Xa8\> count=count+1 I8=p_Ie Wend EN^C'n l_
/q/8-l 'Set new shift in t)Q6A@$: op.Type = "ShiftZ" *T(z4RVg op.val1 = taq sBozz # op.parent = parID NijvFT$V1 AddOperation eID, op FOz7W Print "Set aqueous humor thickness = " & taq-0.55 EMyMed_ no_(J>p^& '************************************************************************* 5c*kgj:x 'Radius and conic constant of anterior lens : ]&O |