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简介 H^1gy=kdj VSOz.g> 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。 u}6v?! /vE]2Io 模型 OuIv e>8 K
X]oE+: 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。 oQ+61!5> Gt/4F-Gn Table 1. AZ眼睛模型的定义 j?n+>/sG, 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. YnV/M,U ?a/n<V ' 光源 &~5=K >CgO<\ 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。 >{Rb 3Z] +yt6(7V* wX1ig 图1. 光源和提示信息使用 <M[U#Q~?~e 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。 nv5u%B^ #WE]`zd 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。 6!EYrX}rI[ FuP/tTMU1a 图2. 字母F光源的设定方法光 Zzd/K^gg w\|Ei( 图3. 字母F在视网膜上位置点列图 3/M.0}e 视网膜的散射 |;;!8VO3J Gg0#H^s( ( 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。 `hB1b["( h5@j`{ ACBQ3 图4. 视网膜朗伯散射设定 VTe.M[: 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。 _py2kjA6 J me% a5`eyL[f 图5. 视网膜重点采样规格设定 4?]oV%aP) 脚本 QV,E#(\5 zJ& b|L 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: ^>r^3C)_- r25Z`X Z 图6. 用户对话框的创建与编辑 jv}=&d 图7. 用户对话框编辑器 -a) T6:e 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。 #7z|mVzH 余下的脚本计算与屈光度有关的所有参数。 ?9U:g(v <lFY7'aY 分析 S6 }QFx /! ^P)yU, 屈光度为4,光瞳直径为4mm,字母F点在视网膜上所成的像。 j.c8}r& C%H9[%k 图7. 字母F在视网膜上颜色分析 aMCO"66b 脚本代码 8@7AE" 6
nGY^ Option Explicit 'Remove this to enable non-dimensioned variables to be used. #w~0uCzQ@ LC'F<MpM Dim entity As T_ENTITY :Z2tig nL Dim op As T_OPERATION kHU"AD}. Dim mat As T_MODELMATERIAL M4<+%EV} Dim A As Double }bfn_ G Dim pupilDiam As Double ch,| 1}bi Dim eID As Long r<FQX3 Dim parID As Long F2oJ]th.3 Dim count As Integer F RH&B5w Dim taq As Double, Rant As Double, CCant As Double, Rpost As Double, CCpost As Double SgSk!lj Dim tlens As Double, nlens As Double $Qq_qTJu?G Dim curv As Double, conic As Double >rRf9wO1l Dim ok As Long r>3^kL5UI F_PTMl=Q|J Sub Main u:4["ViC 3h JH(ToO '用户输入对话框 @6%gIsj<H Begin Dialog UserDialog 320,126,"Input parameters" ' %GRID:10,7,1,1 <3#<I)# TextBox 220,21,40,21,.TextBox1 'default: 0 Oc-u=K,B Text 20,21,190,21,"Accommodation (in Diopters):",.Text1,1 Zps&[;R$- OKButton 40,91,90,21 y\_wW E CancelButton 190,91,90,21 i=da,W=0 Text 20,49,190,14,"Pupil diameter (4 mm default):",.Text2,1 ta! V=U TextBox 220,49,40,21,.TextBox2 'default: 4 |e"/Mf[ End Dialog 1jOKcm'# Dim dlg As UserDialog ?cBO6^ i_YW;x ok = Dialog (dlg) '(9YB9 i .wri5 If ok=0 Then 'cancel button was pressed -h9#G{2W[ Print "Execution cancelled." +wts 7,3 End e-!?[Ujv*% End If <[8@5 ?&& pDhY%w# 'Assign accommodation and pupil diameter & use defaults if field left empty ]|BojSL_ If dlg.TextBox1 = "" Then C@)pmSQ A = 0 'Default accommodation |J?:91
Else AgI > A = CDbl(dlg.TextBox1) WJcVQMs End If '8Qw:f h %L cH>sV If dlg.TextBox2 = "" Then }MjQP R pupilDiam = 4 'Default pupil diameter 1*#bfeoM Else 9mm2V ps; pupilDiam = CDbl(dlg.TextBox2) =WjJN Q End If n>T:2PQ3 B<C&ay Print " " GMTor Print "Accommodation = " & A & " Diopters" c'~[!,[b< Print "Pupil Diameter = " & pupilDiam & " mm" >@:667i,`
wzxdVn
'S ' Calculate new parameters with accommodation ?+Hp?i$1 taq = 0.55 + 2.97 - 0.04*A 'Aqueous thickness @4@PuWI0- To^#
0 Rant = 12.0 - 0.4*A 'Radius of anterior lens Y'&8L'2Z[ CCant = -7.518749 + 1.285720*A 'Conic constant of anterior lens `;}H% 6mAB(X^+ Rpost = -5.224557 + 0.2*A 'Radius of posterior lens a G@nErdW CCpost = -1.353971 - 0.431762*A 'Conic constant of posterior lens *k!(ti[ )8bFGX7| tlens = 3.767 + 0.04*A 'Lens thickness z[Z2H5[ &!OGIYC( nlens = 1.42 + 0.00256*A - 0.00022*A^2 'Lens index of refraction 1 M=
qdO[d|d 'Adjust parameters to account for accommodation Vbo5`+NAis hLSTSD} '************************************************************************* "]w!`^'_ 'Aqueous thickness (Position of Lens) \P5>{2i '************************************************************************* UIz:=DJ eID = FindFullName( "Geometry.Arizona Eye.Lens" ) U~CdU GetCustomElement eID, entity {Evcc+Eq y]<#%Fh parID = FindFullName( "Geometry.Arizona Eye" ) J2'W =r_# htV#5SUx& ' Delete any shift(s) in z W?=$V>) count = 0 FQ0KUb}0 While GetOperationCount(eID)>count PaxK^* GetOperation eID, count, op 0 K/G&c?;= If op.Type="ShiftZ" Then b h*^{ DeleteOperation eID,count @~s~/[ count=count-1 z'T=]-
D End If (Hl8U count=count+1 8H7O/n Wend /MhS=gVxM Rnzqw,q 'Set new shift in %N>\:85? op.Type = "ShiftZ" )tScc*=8 op.val1 = taq !e&rVoA op.parent = parID rAM*\= AddOperation eID, op
Ny.*G@& Print "Set aqueous humor thickness = " & taq-0.55 & & |