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简介 +im>| &F!Ct(c99 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。 kt0ma/QpP 9A-=T>|of 模型
3g# 0+vt LDq@P 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。 Y
>83G`*}b y\M K d[G7 Table 1. AZ眼睛模型的定义 z|^+uL 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. #7Pnw.s3zz
_T{
"F 光源 A%zX LV=3O Jw
b'5[R 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。 S%sD#0l T=kR!Gx Fr,qVYf 图1. 光源和提示信息使用 v{T%`WuPRf 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。 9S y |:J0 |@+/R .l 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。 9c}mAg4 5N_w(B 图2. 字母F光源的设定方法光 z"vI-~,YU o-f;$]yp> 图3. 字母F在视网膜上位置点列图 kw gsf5[ 视网膜的散射 /ZeN\ybx He}uE0^ 在散射文件中,有一个名为“Retina surface”的72%的反射型朗伯散射,它为视网膜的散射提供了一个粗略的近似。为了模拟来自视网膜的散射,改变自定义元件“Eye ball” 下的视网膜的表面从“halt all” 到”Allow All”。并使几何中“plane”可追迹。 EJz?GM z
:q9~ b":3J)Y6. 图4. 视网膜朗伯散射设定 +IM:jrT( 注意在视网膜的表面有散射重点采样规格定义,在“Scatter”标签的底部可获取该信息。“toward pupil”指定散射光朝向光瞳,半角度10度。 YIc|0[ ]*| ]8c%)%Vi I_k!'zR[N 图5. 视网膜重点采样规格设定 +4r.G(n), 脚本 L2jjkyX] \%!
t2=J! 内置脚本使用对话框显示屈光度和光瞳直径的数值设置。使用FRED Basic脚本创建和使用对话框非常容易。图6显示了如何获取用户自定义对话框,如下图所示: QR#L1+Hn gI/#7Cr 图6. 用户对话框的创建与编辑 /M3UK 图7. 用户对话框编辑器 gjGKdTr' 如果“OK”按钮按下,将会核对对话框下面的代码行,如果点击取消则脚本终止。然后输入的参数赋予变量,如果此处是保留为空白,则使用默认值。因此,如果没有值输入并点击“OK”按钮,则脚本是以屈光度为0,光瞳直径为4mm来运行的。 3`mM0,fY 余下的脚本计算与屈光度有关的所有参数。 ~:ldGfb| e0nr dM[i 分析 9bxBm O
# 屈光度为4,光瞳直径为4mm,字母F点在视网膜上所成的像。 *\M$pUS{ '@WpJ{]A 图7. 字母F在视网膜上颜色分析 us0{y7(p 脚本代码 ;GjZvo \@KK X Option Explicit 'Remove this to enable non-dimensioned variables to be used. R'Uw17I '20S oVp Dim entity As T_ENTITY ] C&AU[U* Dim op As T_OPERATION 'ZUB:R@[ Dim mat As T_MODELMATERIAL 9eh9@~mU"l Dim A As Double ^hN.FIzM Dim pupilDiam As Double kYl')L6 Dim eID As Long L4x08 e Dim parID As Long i"HENJyCb Dim count As Integer ' thEZ Dim taq As Double, Rant As Double, CCant As Double, Rpost As Double, CCpost As Double '/[9Xwh9 Dim tlens As Double, nlens As Double v
Wt{kg; Dim curv As Double, conic As Double kR1dk4I4 Dim ok As Long e+? -# ,Q2?Z:l Sub Main @#?w>38y &|%F=/VU '用户输入对话框 Vo; B#lK Begin Dialog UserDialog 320,126,"Input parameters" ' %GRID:10,7,1,1 pp!>: % TextBox 220,21,40,21,.TextBox1 'default: 0 OfAh?^R Text 20,21,190,21,"Accommodation (in Diopters):",.Text1,1 [Dv6z t> OKButton 40,91,90,21 VY#:IE:T CancelButton 190,91,90,21 |rhCQ"H Text 20,49,190,14,"Pupil diameter (4 mm default):",.Text2,1 $zR[2{bg TextBox 220,49,40,21,.TextBox2 'default: 4 p ^(gXzW End Dialog bTrQ(qp Dim dlg As UserDialog ,]\: ]Y&? '(4#He?Gd ok = Dialog (dlg) M.loG4r! O6Gg?j If ok=0 Then 'cancel button was pressed 1I1Z), Print "Execution cancelled." 6 pQbh* End \kQ@G End If =64%eF |9D;2N(&! 'Assign accommodation and pupil diameter & use defaults if field left empty zq?Iwyo If dlg.TextBox1 = "" Then :AzP3~BI A = 0 'Default accommodation ?#cX_ Else uINm>$G,5 A = CDbl(dlg.TextBox1) .AzGPcJY End If $:aKb#l) >d{O1by=d9 If dlg.TextBox2 = "" Then #G/
_FRo` pupilDiam = 4 'Default pupil diameter L+b"d3!G&% Else ?d?
cD pupilDiam = CDbl(dlg.TextBox2) |iJ+e -_R End If _s&sA2r< 6$l6>A Print " " x9Qa.Jmj Print "Accommodation = " & A & " Diopters" hny):59f Print "Pupil Diameter = " & pupilDiam & " mm" 2Y+8!4^L
a HVz,liq ' Calculate new parameters with accommodation 8r 4
L4 taq = 0.55 + 2.97 - 0.04*A 'Aqueous thickness s)e' }y @rh1W$ Rant = 12.0 - 0.4*A 'Radius of anterior lens unUCn5hJ= CCant = -7.518749 + 1.285720*A 'Conic constant of anterior lens DW,fh8 w
A)X 'We Rpost = -5.224557 + 0.2*A 'Radius of posterior lens MvO!p CCpost = -1.353971 - 0.431762*A 'Conic constant of posterior lens ,iUYsY dE_I=v tlens = 3.767 + 0.04*A 'Lens thickness ];|;") #= wW1E
'Vy{ nlens = 1.42 + 0.00256*A - 0.00022*A^2 'Lens index of refraction p(5'|eqBV 'aWzam> 'Adjust parameters to account for accommodation j(8I+|| 1HBdIWhHv. '************************************************************************* u}[Z=V 'Aqueous thickness (Position of Lens) ;zbF~5e
'************************************************************************* ~TGk`cAM> eID = FindFullName( "Geometry.Arizona Eye.Lens" ) n,Z B-"dW GetCustomElement eID, entity m>@$T
x &f\ng{ parID = FindFullName( "Geometry.Arizona Eye" ) Xu1tN9:oE fy|Ae ' Delete any shift(s) in z 05<MsxB"w count = 0 qX(sx2TK While GetOperationCount(eID)>count bB^SD] }C GetOperation eID, count, op ^c9~~m16+ If op.Type="ShiftZ" Then \\qw"w9 DeleteOperation eID,count y3
{om^ f count=count-1 hE-u9i End If }tIIA"dZ count=count+1 d45JT?qg& Wend <3!jra,h ^[d|^fRH Q 'Set new shift in C?FUc cI op.Type = "ShiftZ" Ef;OrE"" op.val1 = taq |7jUf$Q\p op.parent = parID X3KPN AddOperation eID, op ?hu$ Print "Set aqueous humor thickness = " & taq-0.55 Hm?zMyO.k !V=s^8nj '************************************************************************* az (u=} 'Radius and conic constant of anterior lens ak?XE4-N '************************************************************************* pvJsSX eID = FindFullName( "Geometry.Arizona Eye.Lens.Anterior" ) /&>6#3df- GetConic eID, entity, curv, conic \h%/Cp+p ~CQYF,[Th SetConic eID, entity, 1/Rant, CCant H1,;Xrm Print "Set anterior lens radius = " & Rant & " and conic constant = " & CCant :VPZGzK4 B6gSt3w. '************************************************************************* r lalr+Rf 'Radius and conic constant of posterior lens 0ih=<@1 K '************************************************************************* _RFTm.9& eID = FindFullName( "Geometry.Arizona Eye.Lens.Posterior" ) pZ/aZg1Ld GetConic eID, entity, curv, conic e+z_Rj%Y;I :bLLN SetConic eID, entity, 1/Rpost, CCpost xj/ +Z!,9 Print "Set posterior lens radius = " & Rpost & " and conic constant = " & CCpost D]9I-| uvK1gJrA) '************************************************************************* !\a'GO[ 'Lens thickness (Position of posterior lens surface) Cwxy~.mI '************************************************************************* F6gboo)SD RZ!-,|"cwL parID = FindFullName( "Geometry.Arizona Eye.Lens" ) 21$YZlhJ {XMF26C# ' Delete any z-shift(s) ;}b.gpG count = 0 ZGHkW9b& While GetOperationCount(eID)>count /q4<ZS# GetOperation eID, count, op fA
u^%jiU If op.Type="ShiftZ" Then _MfB,CS
DeleteOperation eID,count slV+2b count=count-1 'AX/?Srd End If Uhc2`r#q count=count+1 -{i;!XE$SR Wend 6@-VLO))O Y" & |