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简介 wEIAU y &%2 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。 ?;Ge/~QU5 d#nKTqSg 模型 2<+9lk 4+r26S,T 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。 3.I:`>;EO 6Vc&g Table 1. AZ眼睛模型的定义 Yc1ve 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. =Qw`F0t ?!kPW^gD 光源 hlTM<E c*x5t"{ 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。 qQUCK +t PqU6 Mi_/
^ 图1. 光源和提示信息使用 +eD+Z.{ 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。 #Y9~ Xp^. Kdwt^8Umh 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。 IPT\d^|f J.QFrIB{]+ 图2. 字母F光源的设定方法光 ,L} 8z
h{?0 图3. 字母F在视网膜上位置点列图 $Y5m"wySZ 视网膜的散射 nB1[OB{ Q)s[ls 在散射文件中,有一个名为“Retina surface”的72%的反射型朗伯散射,它为视网膜的散射提供了一个粗略的近似。为了模拟来自视网膜的散射,改变自定义元件“Eye ball” 下的视网膜的表面从“halt all” 到”Allow All”。并使几何中“plane”可追迹。 3Rsbi lUd;u*A cRhu]fv() 图4. 视网膜朗伯散射设定 U6@Hgi> 注意在视网膜的表面有散射重点采样规格定义,在“Scatter”标签的底部可获取该信息。“toward pupil”指定散射光朝向光瞳,半角度10度。 ]hL`HP 9c@."O` Y[ciT) 图5. 视网膜重点采样规格设定 s8/y|HN^ 脚本 O+^l>+ZGj? `i,l)X] 内置脚本使用对话框显示屈光度和光瞳直径的数值设置。使用FRED Basic脚本创建和使用对话框非常容易。图6显示了如何获取用户自定义对话框,如下图所示: Io81zA :q0TS>l 图6. 用户对话框的创建与编辑 V6C*d: 图7. 用户对话框编辑器 fvDt_g9 oI 如果“OK”按钮按下,将会核对对话框下面的代码行,如果点击取消则脚本终止。然后输入的参数赋予变量,如果此处是保留为空白,则使用默认值。因此,如果没有值输入并点击“OK”按钮,则脚本是以屈光度为0,光瞳直径为4mm来运行的。 ~<?+(V^D
余下的脚本计算与屈光度有关的所有参数。 L:ox$RU /uM;g9 m 分析 Oist>A$Z VM1`:1Z:$ 屈光度为4,光瞳直径为4mm,字母F点在视网膜上所成的像。 q`l%NE W/3,vf1 图7. 字母F在视网膜上颜色分析 bZE;}d 脚本代码 NYoh6AR Sd!!1as Option Explicit 'Remove this to enable non-dimensioned variables to be used. -.>b7ui K\7\ Dim entity As T_ENTITY 'edd6yTd Dim op As T_OPERATION jIMT&5k Dim mat As T_MODELMATERIAL s\k4<d5 Dim A As Double >VQP,J{ Dim pupilDiam As Double ]ZD W+< Dim eID As Long vU:FDkx*nn Dim parID As Long ] rP^ Dim count As Integer X0\2q D Dim taq As Double, Rant As Double, CCant As Double, Rpost As Double, CCpost As Double M7O5uW` Dim tlens As Double, nlens As Double xpJ6M<O{8 Dim curv As Double, conic As Double 6`>WO_<z Dim ok As Long h%9>js^~ yJCqP= Sub Main u3"0K['3 1G0U}-6RH '用户输入对话框
:!SVpCt3 Begin Dialog UserDialog 320,126,"Input parameters" ' %GRID:10,7,1,1 5s=ZA*(sY TextBox 220,21,40,21,.TextBox1 'default: 0 M bj{C Text 20,21,190,21,"Accommodation (in Diopters):",.Text1,1 P=.yXirm? OKButton 40,91,90,21 {:D8@jb[ CancelButton 190,91,90,21 J**-q(> Text 20,49,190,14,"Pupil diameter (4 mm default):",.Text2,1 y$
L@!r/s TextBox 220,49,40,21,.TextBox2 'default: 4 lO
(MF End Dialog <G9HVMiP Dim dlg As UserDialog skd3E4 hA6
ok = Dialog (dlg) N~""Lc& ~4 ~c+^PF If ok=0 Then 'cancel button was pressed f9" M^i Print "Execution cancelled." 6:fHPlqW End 8#m,TOp End If [>2iz @U8}K# 'Assign accommodation and pupil diameter & use defaults if field left empty wMW."gM| If dlg.TextBox1 = "" Then /C[Q? A = 0 'Default accommodation b< dwf[ Else |rU? A = CDbl(dlg.TextBox1) 8a,uM : End If `D%U5Jb $ Jz(Lb{ If dlg.TextBox2 = "" Then t@&U2JaL>W pupilDiam = 4 'Default pupil diameter ]9
JLu8GO Else GM~Ek]9C% pupilDiam = CDbl(dlg.TextBox2) ~WjK'N4n5 End If ){nOM$W !*?|*\B^I Print " " \,AE5hnO Print "Accommodation = " & A & " Diopters" jIL+^{K< Print "Pupil Diameter = " & pupilDiam & " mm" ]\C wa9 2 rFjYx8D! ' Calculate new parameters with accommodation ;p(I0X taq = 0.55 + 2.97 - 0.04*A 'Aqueous thickness C09rgEB\B Cqs+ o^q Rant = 12.0 - 0.4*A 'Radius of anterior lens 6MD9DqD CCant = -7.518749 + 1.285720*A 'Conic constant of anterior lens ?u?Nhf
%b 03/mB2|TF( Rpost = -5.224557 + 0.2*A 'Radius of posterior lens ELN1F0TneH CCpost = -1.353971 - 0.431762*A 'Conic constant of posterior lens ;/h&40& T4nWK!}z tlens = 3.767 + 0.04*A 'Lens thickness !X[P)/?b0+ UhKd o nlens = 1.42 + 0.00256*A - 0.00022*A^2 'Lens index of refraction *mJ\Tzc) P;G]qV% 'Adjust parameters to account for accommodation .OpG2P Eq?U$eE '************************************************************************* *Fg)`M3g 'Aqueous thickness (Position of Lens) <}p]0iA '************************************************************************* @__m>8wn eID = FindFullName( "Geometry.Arizona Eye.Lens" ) 9SBTeJ$RZ GetCustomElement eID, entity -@tj0OHg I
6'!b/ parID = FindFullName( "Geometry.Arizona Eye" ) RW<10: Hz"FGwd ' Delete any shift(s) in z 2 :4o`o count = 0 wmA TV/ While GetOperationCount(eID)>count ~>H,~</` GetOperation eID, count, op (HXKa][T If op.Type="ShiftZ" Then r8tW)"? DeleteOperation eID,count [1Aoj| count=count-1 w!pj);jy{ End If qg/FI#r count=count+1 {<$tEj: Wend B]NcY&A C+t0Zen 'Set new shift in l^^Z}3^Rk op.Type = "ShiftZ" m] yUcj{F op.val1 = taq '"+Gn52# op.parent = parID _#1EbvO*l AddOperation eID, op /i dI- Print "Set aqueous humor thickness = " & taq-0.55 %#o@ c &Z3%UOY '************************************************************************* $)nPj_h 'Radius and conic constant of anterior lens lU%oU&P/"S '*************************************************************************
F3K<-JK+ eID = FindFullName( "Geometry.Arizona Eye.Lens.Anterior" ) J[0 5T1 GetConic eID, entity, curv, conic HI{h>g T T*gG <8 SetConic eID, entity, 1/Rant, CCant IN@o9pUjV Print "Set anterior lens radius = " & Rant & " and conic constant = " & CCant # S/n3 4x&Dz0[[S '************************************************************************* zy%0;% 'Radius and conic constant of posterior lens YK[2KTlo '************************************************************************* ul~6zBKO eID = FindFullName( "Geometry.Arizona Eye.Lens.Posterior" ) Rnoz[1y?0 GetConic eID, entity, curv, conic 0%<
hj iqdU?&.; SetConic eID, entity, 1/Rpost, CCpost 6Q\|8a Print "Set posterior lens radius = " & Rpost & " and conic constant = " & CCpost KO7& |