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简介 /s6':~4 zsI0Q47\ 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。 q
/|<>s =HP_IG_ 模型 ,*0>CBJvv -;T>4B= 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。 %Zx/XMs}e !.L%kw7z Table 1. AZ眼睛模型的定义 D`e!CprF 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. c[< lr -]5dD VSO 光源 <_MQC q=bJ9iJsq 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。 _h_;nS.Y dk({J }*$-rieg 图1. 光源和提示信息使用 Y,WcHE 除了“Letter F”之外的所有光源的光线位置设定在了孔径光阑位置处,并增加了pre-propagation distance= -8。尽管光线在光瞳处创建,规定的传输方向相对于光线位置在pre-propagation distance之后。这意味着光束沿着Z轴在眼睛的前面以平行光入射,而不是在光瞳处入射。 IJq$GR )aquf<u@ 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。 dT,X8 " JU<<,0 图2. 字母F光源的设定方法光 s;}';# {exF"ap 图3. 字母F在视网膜上位置点列图 P%pB]d.qpi 视网膜的散射 'm}~ 7H[# 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。 7r"!&P*, ;eG%#=> rf;R"Uc 图4. 视网膜朗伯散射设定 |kV,B_qz 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。 ..<(HH2 ,k{{ZP
P &[I#5bGk 图5. 视网膜重点采样规格设定 E( 8!VY ^ 脚本 jY>KF'y 3X0^xUA6 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: -K}@Gp fLc<}DF 图6. 用户对话框的创建与编辑 8XX,(k_b 图7. 用户对话框编辑器 Podm 3b 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。 kp<9o!?) 余下的脚本计算与屈光度有关的所有参数。 ICq;jf ML sPkT>q 分析 Yl8tjq}iC wi*Ke2YKP 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[915Q _ 6JRee[ 图7. 字母F在视网膜上颜色分析 k>VP<Zm13 脚本代码 W@"M/<r@/ '.WYs! Option Explicit 'Remove this to enable non-dimensioned variables to be used. f(D?g M P0ww$( Dim entity As T_ENTITY 6g akopZO Dim op As T_OPERATION i-sE\m Dim mat As T_MODELMATERIAL |[!xLqG Dim A As Double 5?9}^s4 Dim pupilDiam As Double a;*&q/{o Dim eID As Long #:' P3)& Dim parID As Long U@f3V8CPy Dim count As Integer .&r]
?O Dim taq As Double, Rant As Double, CCant As Double, Rpost As Double, CCpost As Double seAkOIc Dim tlens As Double, nlens As Double '-w G Dim curv As Double, conic As Double An]*J|nFIY Dim ok As Long P[XE5puC y*Ex5N~JC Sub Main ?H*_:?=6 a^Zn
}R r '用户输入对话框 3w{i5gGn Begin Dialog UserDialog 320,126,"Input parameters" ' %GRID:10,7,1,1 [`ttNW(_ TextBox 220,21,40,21,.TextBox1 'default: 0 ,iSs2&$m Text 20,21,190,21,"Accommodation (in Diopters):",.Text1,1 \,p) OKButton 40,91,90,21 Kn\Oj=4 CancelButton 190,91,90,21 rQisk8% Text 20,49,190,14,"Pupil diameter (4 mm default):",.Text2,1 -iH/~a TextBox 220,49,40,21,.TextBox2 'default: 4 'ARQ7 Q[` End Dialog V7rcnk# Dim dlg As UserDialog Wt8;S$!=R .V/TVz!b ok = Dialog (dlg) [>"qOFCr#: vNE91 If ok=0 Then 'cancel button was pressed & rw|fF|] Print "Execution cancelled." u{6*}6@fi End 9SAyU%mS: End If [&FMVM` k(VA5upCs 'Assign accommodation and pupil diameter & use defaults if field left empty {R1jysGtD If dlg.TextBox1 = "" Then #+Vvf A = 0 'Default accommodation #XJYkaL Else /-BplU*"9 A = CDbl(dlg.TextBox1) p[Q End If 7!MW`L/` d54>nycU~N If dlg.TextBox2 = "" Then p(0!TCBs pupilDiam = 4 'Default pupil diameter 9^
mrsj Else A|y&\~<A pupilDiam = CDbl(dlg.TextBox2) >DbG$V<v' End If _HGDqjL KY|Q#i|pM Print " " OSkZW Print "Accommodation = " & A & " Diopters" &lGp
/m: Print "Pupil Diameter = " & pupilDiam & " mm" ^lf;Lc 8swj'SjX ' Calculate new parameters with accommodation L}:u9$w taq = 0.55 + 2.97 - 0.04*A 'Aqueous thickness .4-; y'4= Rant = 12.0 - 0.4*A 'Radius of anterior lens aNXu"US+Sp CCant = -7.518749 + 1.285720*A 'Conic constant of anterior lens =gfLl1wY[ vaK$j!%FE Rpost = -5.224557 + 0.2*A 'Radius of posterior lens QKOo
#7 CCpost = -1.353971 - 0.431762*A 'Conic constant of posterior lens TAzhD.6C FirmzB Il5 tlens = 3.767 + 0.04*A 'Lens thickness 9 .%{M#j c>DAR nlens = 1.42 + 0.00256*A - 0.00022*A^2 'Lens index of refraction AV&W&$ vhhsOga 'Adjust parameters to account for accommodation YO-O-NEP t~@TUTbx '************************************************************************* TSuHY0.cp 'Aqueous thickness (Position of Lens) 1Z`<HW" '************************************************************************* YtIJJH eID = FindFullName( "Geometry.Arizona Eye.Lens" ) >nl*aN GetCustomElement eID, entity T+2?u.{I !T
@|9PCp parID = FindFullName( "Geometry.Arizona Eye" ) TR:D rcQ?E=V2O ' Delete any shift(s) in z %W`pTvF count = 0 :5"|iRP' While GetOperationCount(eID)>count ?<F\S2W GetOperation eID, count, op LClPAbr If op.Type="ShiftZ" Then |0-5-. DeleteOperation eID,count q)!{oi{x( count=count-1 ^QFjBQ-Hai End If NTVG'3o count=count+1 a(BC(^1! Wend k92189B9j/ dks0 'Set new shift in pK$^@~DE op.Type = "ShiftZ" yY,.GzIjCj op.val1 = taq .g4bV5ma3 op.parent = parID b5H[~8mf AddOperation eID, op B>~E6j7[Mp Print "Set aqueous humor thickness = " & taq-0.55 A?6b)B/e? nGyY`wt&Rg '************************************************************************* Ui1K66{ 'Radius and conic constant of anterior lens m0\(a_0V '************************************************************************* 5(U.< eID = FindFullName( "Geometry.Arizona Eye.Lens.Anterior" ) gk]r:p< |