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简介 (:4N#p ?YOH9%_cs 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。 4RGEg;]S rzsb( 模型 bx_`S#*N ?~Fk_#jz,@ 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。 ~k'KS
7c imv[xBA(d Table 1. AZ眼睛模型的定义 0,1:l3iu1M 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. oJA%t-&%R <Wn={1Ts" 光源 E LZCrh6* 4Z12Z@ A#7 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。 B"ZW.jMaI )7l+\t lTBPq?4{ 图1. 光源和提示信息使用 7O^ySy"l 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。 ;P3sDN xDD3Y{K 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。 F[BJhN*]a
G?AZ%Yx 图2. 字母F光源的设定方法光 [p^N].K$ iZ} w>1 图3. 字母F在视网膜上位置点列图 =ZR9zL=h 视网膜的散射 # -e (n_lu=E70 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。 XkLl (uyh $w4%JBZr #Drs=7w 图4. 视网膜朗伯散射设定 :8\!; ! 注意在视网膜的表面有散射重点采样规格定义,在“Scatter”标签的底部可获取该信息。“toward pupil”指定散射光朝向光瞳,半角度10度。 \
'G%%%;4 [@fw9@_' xOnbYU 图5. 视网膜重点采样规格设定 C8 9c2 脚本 {>PN}fk2QP
Ir'(GB 内置脚本使用对话框显示屈光度和光瞳直径的数值设置。使用FRED Basic脚本创建和使用对话框非常容易。图6显示了如何获取用户自定义对话框,如下图所示: 2#:/C: eM
Ym@~4 图6. 用户对话框的创建与编辑 5N<f\W, 图7. 用户对话框编辑器 a+sHW<QeS 如果“OK”按钮按下,将会核对对话框下面的代码行,如果点击取消则脚本终止。然后输入的参数赋予变量,如果此处是保留为空白,则使用默认值。因此,如果没有值输入并点击“OK”按钮,则脚本是以屈光度为0,光瞳直径为4mm来运行的。 5#3/ 余下的脚本计算与屈光度有关的所有参数。 G-
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weJ9 sLrSi 分析 F9@,T8I {\3k(NdEX 屈光度为4,光瞳直径为4mm,字母F点在视网膜上所成的像。 nm5zX, exT
O#*o 图7. 字母F在视网膜上颜色分析 K=T]@ix$ 脚本代码
booth}M s3@sX_2 Option Explicit 'Remove this to enable non-dimensioned variables to be used. S81Z\=eK 4gbi?UAmX Dim entity As T_ENTITY q/w<>u Dim op As T_OPERATION uTgBnv(Y* Dim mat As T_MODELMATERIAL aV"K%#N Dim A As Double NsDJq{ Dim pupilDiam As Double hp=TWt~ Dim eID As Long 3jR,lEJyj Dim parID As Long >fHg1d2- Dim count As Integer l}odW Dim taq As Double, Rant As Double, CCant As Double, Rpost As Double, CCpost As Double 'NCxVbyYD Dim tlens As Double, nlens As Double q ,6 y{RyS Dim curv As Double, conic As Double W _j`'WN/ Dim ok As Long dJID '2a gSLwpIK% Sub Main uis;S)+ O0OBkIj '用户输入对话框 b[p<kMTir Begin Dialog UserDialog 320,126,"Input parameters" ' %GRID:10,7,1,1 94C)63V TextBox 220,21,40,21,.TextBox1 'default: 0 *AX)QKQ@ Text 20,21,190,21,"Accommodation (in Diopters):",.Text1,1 U U!M/QJ OKButton 40,91,90,21 %~%1Is`4J CancelButton 190,91,90,21 )P4#P2 Text 20,49,190,14,"Pupil diameter (4 mm default):",.Text2,1 rK&ofc]f$ TextBox 220,49,40,21,.TextBox2 'default: 4 ;m6Mm`[i< End Dialog kB_u U !G Dim dlg As UserDialog s!S,;H Ch-56
ok = Dialog (dlg) obWBX' F jdh&9Zc If ok=0 Then 'cancel button was pressed L-ans2? Print "Execution cancelled." /?X1>A:* End uV1H iv- End If E-h`lDoJ w6tb vhcmU 'Assign accommodation and pupil diameter & use defaults if field left empty QYDTb=h~ If dlg.TextBox1 = "" Then Kp,}7%hDw! A = 0 'Default accommodation 1o)Vzv Else |rJ_ A = CDbl(dlg.TextBox1) * ;A I0 End If e
iS~*@ xR+=F1y If dlg.TextBox2 = "" Then ^$3 ~;/| pupilDiam = 4 'Default pupil diameter
PRmZ3 Else !1<x@% pupilDiam = CDbl(dlg.TextBox2) ]P/eg$u'I End If G#V5E)Dx VuTH"br6 Print " " 7kpCBLM(} Print "Accommodation = " & A & " Diopters" 1lRqjnzve& Print "Pupil Diameter = " & pupilDiam & " mm" N{n}]Js1D- Yh/-6wg ' Calculate new parameters with accommodation E\!:MCL taq = 0.55 + 2.97 - 0.04*A 'Aqueous thickness KLBV(`MS /bA\O
Rant = 12.0 - 0.4*A 'Radius of anterior lens Sd'Meebu CCant = -7.518749 + 1.285720*A 'Conic constant of anterior lens lh`inAt)" kfb+OE:7 Rpost = -5.224557 + 0.2*A 'Radius of posterior lens #$V`%2> CCpost = -1.353971 - 0.431762*A 'Conic constant of posterior lens $hB;r ;aYPv8s~,: tlens = 3.767 + 0.04*A 'Lens thickness 20 gPx; 'R6D+Vk/ nlens = 1.42 + 0.00256*A - 0.00022*A^2 'Lens index of refraction =DTn9}u #|*;~:fz 'Adjust parameters to account for accommodation u#=Yv|9 h`&@>uEiq '************************************************************************* p}uTqI 'Aqueous thickness (Position of Lens) u&l2s&i '************************************************************************* vj0`[X eID = FindFullName( "Geometry.Arizona Eye.Lens" ) {y0*cC GetCustomElement eID, entity #I9|>XE1 0O4'Ts ? parID = FindFullName( "Geometry.Arizona Eye" ) (_]{[dFr% lD2>`s5 ' Delete any shift(s) in z :j$K.3n count = 0 !7J;h{3Uw While GetOperationCount(eID)>count ]OY6.m GetOperation eID, count, op g=; rM8W If op.Type="ShiftZ" Then yZI4%fen DeleteOperation eID,count qcke8Q count=count-1 <Xw 6m$fr: End If en7i})v\". count=count+1 "Gcr1$xG8! Wend D+rDgrv ]>E9v&X0 'Set new shift in Fy-nV%P op.Type = "ShiftZ" d T/*O8 op.val1 = taq S|;a=K&hS op.parent = parID #c4LdZu9 AddOperation eID, op ,IuO;UV#) Print "Set aqueous humor thickness = " & taq-0.55 lsW.j#yE! tZ>>aiI3 '************************************************************************* [.< |