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简介 T;92M}\ E2'Wzrovlo 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。 ik(Du/ TRGpE9i 模型 v`Jt+?I o~~;I 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。 R.rch2 %^@l5h.lqB Table 1. AZ眼睛模型的定义 ]zol? 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. d/7R}n^ [f_^BU& 光源 FMVAXOO >[;W~* 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。 Ic2?1<I ZA ,a{85HLr] qSvV|G 图1. 光源和提示信息使用 jsN[Drr a 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。 $xWwI(SaB XPX?+W=mv 在往下看是内置的脚本用来修改屈光度,使其为4(250mm),光源“Letter F”在视网膜处生成一个字母为F的图像。绿色的光线聚焦的非常好而红色和蓝色光线有一点的模糊。使用Positions Spot Diagram分析工具来观察最为合适。 ['IH*gi y(J~:"}7) 图2. 字母F光源的设定方法光 ?}KRAtJ8 a<<4gXx 图3. 字母F在视网膜上位置点列图 |fgUW. 视网膜的散射 B>fZH\Y SY+0~5E 在散射文件中,有一个名为“Retina surface”的72%的反射型朗伯散射,它为视网膜的散射提供了一个粗略的近似。为了模拟来自视网膜的散射,改变自定义元件“Eye ball” 下的视网膜的表面从“halt all” 到”Allow All”。并使几何中“plane”可追迹。 MT-Tt 9-;-jnDy s(=wG| 图4. 视网膜朗伯散射设定 k_7m[o 注意在视网膜的表面有散射重点采样规格定义,在“Scatter”标签的底部可获取该信息。“toward pupil”指定散射光朝向光瞳,半角度10度。 ^O_Z5NbC3 IEhD5? +l7)7qKx 图5. 视网膜重点采样规格设定 ;bE/(nz M 脚本 q6>eb .$&^yp 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: o]<Z3) FH=2,"A 图6. 用户对话框的创建与编辑 z%D7x5!,R 图7. 用户对话框编辑器 eN=jWUoCh 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。 ]{1{XIF 余下的脚本计算与屈光度有关的所有参数。 H>CbMz1u j$)ogGu 分析 p / ITg [Z$H<m{c- 屈光度为4,光瞳直径为4mm,字母F点在视网膜上所成的像。 iJzBd7 TPN+jK 图7. 字母F在视网膜上颜色分析 VE+H! ob
A 脚本代码 (DiduSJ iww/ s Option Explicit 'Remove this to enable non-dimensioned variables to be used. ' h7Faj RrMEDMhk6 Dim entity As T_ENTITY >jI.$%L$ Dim op As T_OPERATION 0fOhCxtL@ Dim mat As T_MODELMATERIAL l!tR<$| Dim A As Double M6g8+ sio Dim pupilDiam As Double c2P}P* _ Dim eID As Long 4,)9@-|0R Dim parID As Long CYaN;HV@_ Dim count As Integer ;xwcK-A Dim taq As Double, Rant As Double, CCant As Double, Rpost As Double, CCpost As Double "/'3I/} Dim tlens As Double, nlens As Double ?4b0\ - Dim curv As Double, conic As Double XO
<0;9| Dim ok As Long OH
t)z.
Lk(ESV;r Sub Main P6v ANL-B QC+
Z6WS; '用户输入对话框 )]P(!hW. Begin Dialog UserDialog 320,126,"Input parameters" ' %GRID:10,7,1,1 zy,SL
|6: TextBox 220,21,40,21,.TextBox1 'default: 0 a}UmD
HS- Text 20,21,190,21,"Accommodation (in Diopters):",.Text1,1 \|,| ) OKButton 40,91,90,21 ;C@mT;hR CancelButton 190,91,90,21 PJ5}c!o[ Text 20,49,190,14,"Pupil diameter (4 mm default):",.Text2,1
(Q8!5s TextBox 220,49,40,21,.TextBox2 'default: 4 ;%e)t[5 End Dialog ?AyxRbk Dim dlg As UserDialog ~IhM(Q*mO! tj13!Cc}e` ok = Dialog (dlg) DB|1Sqjsn :H]d1 If ok=0 Then 'cancel button was pressed (ghI$oH Print "Execution cancelled." -EiTP:A End ]hS:0QE End If *`H*@2 #~
x7G
'Assign accommodation and pupil diameter & use defaults if field left empty '[#y| If dlg.TextBox1 = "" Then uPfz'|, A = 0 'Default accommodation /yI4;:/ Else O*~,L6# } A = CDbl(dlg.TextBox1) Pxr/*X End If qX@e+&4P0 d,^O[9UWo If dlg.TextBox2 = "" Then cUR :a@ pupilDiam = 4 'Default pupil diameter ?#z$(upQ Else *V2;ds.~ pupilDiam = CDbl(dlg.TextBox2) aj5HtP- End If JQ%hh&M\0 kSz+UMC-7: Print " " n6oOknCna Print "Accommodation = " & A & " Diopters" R #wZW&N Print "Pupil Diameter = " & pupilDiam & " mm" \ptO4E M/W"M9u ' Calculate new parameters with accommodation "
aG6u^% taq = 0.55 + 2.97 - 0.04*A 'Aqueous thickness }B-$} "-&K!Vfs Rant = 12.0 - 0.4*A 'Radius of anterior lens u}%OC43 CCant = -7.518749 + 1.285720*A 'Conic constant of anterior lens MH.+pqIv^ uRb48Qy2 Rpost = -5.224557 + 0.2*A 'Radius of posterior lens 2_wue49-l CCpost = -1.353971 - 0.431762*A 'Conic constant of posterior lens H,%bKl# (%B{=w}8 tlens = 3.767 + 0.04*A 'Lens thickness _pTcSp3 :Qge1/ nlens = 1.42 + 0.00256*A - 0.00022*A^2 'Lens index of refraction )gdeFA V A$@;Q5/2 'Adjust parameters to account for accommodation cpOt?XYR~ u !BU^@ P '************************************************************************* Y+"1'W 'Aqueous thickness (Position of Lens) G=cRdiy`C '************************************************************************* x {NBhq(4 eID = FindFullName( "Geometry.Arizona Eye.Lens" ) .)
Ej#mk GetCustomElement eID, entity hQ|mow@Zmz Ic0Sb7c parID = FindFullName( "Geometry.Arizona Eye" ) %tVU Rj +
+L7*1t ' Delete any shift(s) in z "&={E{pQ count = 0 DSLX/uo1 While GetOperationCount(eID)>count =p;cJ%#2]' GetOperation eID, count, op |Y!^E %* If op.Type="ShiftZ" Then d ~M; DeleteOperation eID,count )]fiyXA
count=count-1 *ak0(yLn) End If ZD&F ,2v count=count+1 RnH?95n?{ Wend L/u|90)L d#T5=5# 'Set new shift in No7-fX1B op.Type = "ShiftZ" R[m-jUL op.val1 = taq ?$/::uo op.parent = parID 7rdmj[vu AddOperation eID, op %NkiY iA Print "Set aqueous humor thickness = " & taq-0.55 )xcjQkb ;T^s&/>E '************************************************************************* $[X][[ 'Radius and conic constant of anterior lens )|=1;L '************************************************************************* ^|MS2' eID = FindFullName( "Geometry.Arizona Eye.Lens.Anterior" ) G u`xJ GetConic eID, entity, curv, conic @K]`!=vUk +<\LY(o SetConic eID, entity, 1/Rant, CCant j55_wx@cA Print "Set anterior lens radius = " & Rant & " and conic constant = " & CCant yP]>eLTSd f6I)c$]Q '************************************************************************* iM8Cw/DS 'Radius and conic constant of posterior lens {qw'gJmX '************************************************************************* 8U@f/P eID = FindFullName( "Geometry.Arizona Eye.Lens.Posterior" ) ]+e
zg(C} GetConic eID, entity, curv, conic 9fX0?POG ~m fG
Yk" SetConic eID, entity, 1/Rpost, CCpost Uc!k)o#= Print "Set posterior lens radius = " & Rpost & " and conic constant = " & CCpost zYaFbNi . gy:Pl]w '************************************************************************* P.Tnq 'Lens thickness (Position of posterior lens surface) &W>\Vl1 '************************************************************************* (*A@V%H boiP_*|M Y parID = FindFullName( "Geometry.Arizona Eye.Lens" )
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