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简介 MUO<o e-nA>v 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。 [3Pp
NCY CM;b_E)9)f 模型 KK){/I=z cHs3:F~~ 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。 Ld4U i%hCV o Table 1. AZ眼睛模型的定义 /wV|;D^ ) 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. CU'JvVe3 -V2\s 光源 #BC"bY [#PE'i4 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。
`o[l%I\Q W>K^55' (_T{Z>C/J 图1. 光源和提示信息使用 Yj%]|E- 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。 z3oi( %6UF%dbYH` 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。 :xd;=;q5 5E]t4" 图2. 字母F光源的设定方法光 at: li d1b]+A G4 图3. 字母F在视网膜上位置点列图 =>jp\A 视网膜的散射 ekM?
'9ez Cp8=8N(Xb 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。 [q<'ty E+f)Zg
: XYEwn_Y 图4. 视网膜朗伯散射设定 $Ome]+0 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。 #Y'eS'lv4 d2rs+- $v^hzC 图5. 视网膜重点采样规格设定 !?2)apM 脚本 T$4{fhV
\ YH&=cI@ 内置脚本使用对话框显示屈光度和光瞳直径的数值设置。使用FRED Basic脚本创建和使用对话框非常容易。图6显示了如何获取用户自定义对话框,如下图所示: __=H"UhWv C?PQ>Q!f- 图6. 用户对话框的创建与编辑 0> f!S` * 图7. 用户对话框编辑器 IGlR,tw_/ 如果“OK”按钮按下,将会核对对话框下面的代码行,如果点击取消则脚本终止。然后输入的参数赋予变量,如果此处是保留为空白,则使用默认值。因此,如果没有值输入并点击“OK”按钮,则脚本是以屈光度为0,光瞳直径为4mm来运行的。 ).T&fa" 余下的脚本计算与屈光度有关的所有参数。 *ByHTd q7R]!zk 分析 ^Q6J$"Tj ,g*!NK_:5t 屈光度为4,光瞳直径为4mm,字母F点在视网膜上所成的像。 \br!77 &V"oJ}M/a 图7. 字母F在视网膜上颜色分析 _Nx
/<isdL 脚本代码 ^D yw(>9 $.G 7Vt Option Explicit 'Remove this to enable non-dimensioned variables to be used. 1!#85SMx |V9[aa*c Dim entity As T_ENTITY %)ho<z:7U Dim op As T_OPERATION dG\wW@}J Dim mat As T_MODELMATERIAL LQ+/|_(. Dim A As Double `Q]N]mK Dim pupilDiam As Double f:c'j` Dim eID As Long F:{*4b Dim parID As Long k+<945kC Dim count As Integer Hbm 4oYN Dim taq As Double, Rant As Double, CCant As Double, Rpost As Double, CCpost As Double %fS9F^AK Dim tlens As Double, nlens As Double \}j MC Dim curv As Double, conic As Double lj4Fg*/Yn Dim ok As Long h$cm:uks ua\t5M5 Sub Main d,<ni" %,>z`D,Hg '用户输入对话框 P4zo[R%4 Begin Dialog UserDialog 320,126,"Input parameters" ' %GRID:10,7,1,1 oA1_W).wJ TextBox 220,21,40,21,.TextBox1 'default: 0 D3pz69W Text 20,21,190,21,"Accommodation (in Diopters):",.Text1,1 G\.~/<Mg+ OKButton 40,91,90,21 0|3I^b CancelButton 190,91,90,21 ~9X^3.nI Text 20,49,190,14,"Pupil diameter (4 mm default):",.Text2,1 q
z)2a2C TextBox 220,49,40,21,.TextBox2 'default: 4 |,8z"g End Dialog tvkdNMyX%9 Dim dlg As UserDialog O-iE 0t +pofN-*% ok = Dialog (dlg) L/3A g*
] |tXA$}"L8 If ok=0 Then 'cancel button was pressed RLF&-[mr3 Print "Execution cancelled." "oP^2|${ End tbrU>KCBD End If )SV.| bO~y=Pa\ 'Assign accommodation and pupil diameter & use defaults if field left empty -,bFGTvYQ If dlg.TextBox1 = "" Then !_W:%t)g A = 0 'Default accommodation ou,[0B3n0 Else exRw, Nk4 A = CDbl(dlg.TextBox1) % rBzA< End If %sa?/pjK
#]#9Xq If dlg.TextBox2 = "" Then b)wcGBS pupilDiam = 4 'Default pupil diameter m5Bf<E,c Else (?FH`< pupilDiam = CDbl(dlg.TextBox2) JsEJ6!1 End If Q|y }mC/ ~.a"jYb7A} Print " " \Z{tC$|H Print "Accommodation = " & A & " Diopters" iL/c^(1 Print "Pupil Diameter = " & pupilDiam & " mm" ycA<l" KE?t?p ' Calculate new parameters with accommodation 05UN
<l] taq = 0.55 + 2.97 - 0.04*A 'Aqueous thickness i~B?p[ -I< >Ab Rant = 12.0 - 0.4*A 'Radius of anterior lens
-D^I;[j_ CCant = -7.518749 + 1.285720*A 'Conic constant of anterior lens sXLW';Fz '
jciX]g Rpost = -5.224557 + 0.2*A 'Radius of posterior lens *k?:k78L CCpost = -1.353971 - 0.431762*A 'Conic constant of posterior lens mz?<t/$U `/|
*u tlens = 3.767 + 0.04*A 'Lens thickness
:e1h!G dQ:,pe7A nlens = 1.42 + 0.00256*A - 0.00022*A^2 'Lens index of refraction dSI"yz YAi-eL67l 'Adjust parameters to account for accommodation Mz+I
YP`L "be\%W+< '************************************************************************* g[xoS\d 'Aqueous thickness (Position of Lens) # :+Nr '************************************************************************* |x[I!I7.F eID = FindFullName( "Geometry.Arizona Eye.Lens" ) 3:nhZN/95T GetCustomElement eID, entity ?0qVyK_1 @N'n>8Wn parID = FindFullName( "Geometry.Arizona Eye" ) _[:6.oNjIe *,u3Wm|7 ' Delete any shift(s) in z $QbJT`,mr count = 0 `kKssU< While GetOperationCount(eID)>count LKN7Lkl GetOperation eID, count, op `Fqth^RK?p If op.Type="ShiftZ" Then 5(;Y&?k DeleteOperation eID,count D?Oe";"/ count=count-1 .:_'l)- End If pyEQb# count=count+1 EEe$A?a; Wend %0\@\fC41 Bc>j5^)8w 'Set new shift in Y;w|Fvjj+ op.Type = "ShiftZ" kUBE+a6# op.val1 = taq l5z//E}W op.parent = parID RhYe=Qh4{p AddOperation eID, op *tjaac;z<J Print "Set aqueous humor thickness = " & taq-0.55 +%5 L2/n7 =<\22d5L '************************************************************************* ,%!m%+K9a 'Radius and conic constant of anterior lens XG#?fr}L '************************************************************************* w4
yrAj
2 eID = FindFullName( "Geometry.Arizona Eye.Lens.Anterior" ) 14$%v;Su4 GetConic eID, entity, curv, conic /R&`]9].s TE`5i~R* SetConic eID, entity, 1/Rant, CCant Lf_Y4a# Print "Set anterior lens radius = " & Rant & " and conic constant = " & CCant wm@m(ArE= =By@%ioIGG '************************************************************************* M+"6VtZH 'Radius and conic constant of posterior lens ;< |