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简介 0[uOKFgE j+lcj&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。 c\szy&W !)J$f_88D 模型 I+^iOa -
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i 模型的定义如表1种所示,由半径、圆锥常数、折射率、阿贝数、到下一面的距离等一系列表面组成。一些参数由屈光度(A)来决定。 %bdBg SuV3$-);z Table 1. AZ眼睛模型的定义 |{%$x^KyJ 在FRED中使用0屈光度来创建的,光瞳加在了透镜的前面。材料是创建一个新的材料并选择类型“Model Material”,输入的参数是nd和vd. :To{&T siV]NI':| 光源 Y>2#9LA Sy*p6DP 多个光源定义来分析该模型的不同特性。图1显示了所以的光源和提示信息告诉您他们可以用来做什么。 oj?y_0}:^ |Zo36@s I&^hG\D 图1. 光源和提示信息使用 R:^jQ'1 除了“Letter F”之外的所有光源的光线位置设定在了孔径光阑位置处,并增加了pre-propagation distance= -8。尽管光线在光瞳处创建,规定的传输方向相对于光线位置在pre-propagation distance之后。这意味着光束沿着Z轴在眼睛的前面以平行光入射,而不是在光瞳处入射。 [oXr6M: YoQQ , 在往下看是内置的脚本用来修改屈光度,使其为4(250mm),光源“Letter F”在视网膜处生成一个字母为F的图像。绿色的光线聚焦的非常好而红色和蓝色光线有一点的模糊。使用Positions Spot Diagram分析工具来观察最为合适。 W=HHTvK9Hh ?d3<GhzlR3 图2. 字母F光源的设定方法光 o~xGE 6A*" .M[t5I'\ 图3. 字母F在视网膜上位置点列图 PCH$)F4^ 视网膜的散射 = 'e_9b\K ]-+l.gVFW 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。 Cnu])R I&&;a. 04Uyr;y 图4. 视网膜朗伯散射设定 -\Z`+k Y?p 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。 S%G&{5 p gv, Su Z%
`$id 图5. 视网膜重点采样规格设定 v[DxWs8q 脚本 d7Cs a
c BuitM|k' 内置脚本使用对话框显示屈光度和光瞳直径的数值设置。使用FRED Basic脚本创建和使用对话框非常容易。图6显示了如何获取用户自定义对话框,如下图所示: ?ZhBS3L 4^ 0CHy 图6. 用户对话框的创建与编辑 uaLjHR0 图7. 用户对话框编辑器 \4fuC6d2 如果“OK”按钮按下,将会核对对话框下面的代码行,如果点击取消则脚本终止。然后输入的参数赋予变量,如果此处是保留为空白,则使用默认值。因此,如果没有值输入并点击“OK”按钮,则脚本是以屈光度为0,光瞳直径为4mm来运行的。 kexvE 3 余下的脚本计算与屈光度有关的所有参数。 KfC{/J\
R=iwp%c( 分析 zSOZr2-
^a SHnMqaq 屈光度为4,光瞳直径为4mm,字母F点在视网膜上所成的像。 R_:lp\S& -2C^M> HZ 图7. 字母F在视网膜上颜色分析 ?cK67|%W 脚本代码 fQw=z$ pG v*{. Option Explicit 'Remove this to enable non-dimensioned variables to be used. j97K\]tQ .\
vrBf Dim entity As T_ENTITY Pvm pWa Dim op As T_OPERATION 2c*}1
_ Dim mat As T_MODELMATERIAL QZL,zI]LL Dim A As Double $>wN:uN( Dim pupilDiam As Double O_DT7;g Dim eID As Long 1:{+{Yl7 Dim parID As Long J'wJe, Dim count As Integer 9T2y2d!X Dim taq As Double, Rant As Double, CCant As Double, Rpost As Double, CCpost As Double x_(K%0+Ca Dim tlens As Double, nlens As Double zTn.#-7y Dim curv As Double, conic As Double Hm~.u.)\. Dim ok As Long Ubwmn!~ ,OkI0[ Sub Main #=F{G4d)!= g6][N{xW0 '用户输入对话框 J!QIMA4{ Begin Dialog UserDialog 320,126,"Input parameters" ' %GRID:10,7,1,1 BY$L[U;@T TextBox 220,21,40,21,.TextBox1 'default: 0 y8v0>V0) Text 20,21,190,21,"Accommodation (in Diopters):",.Text1,1 R0GD9 OKButton 40,91,90,21 _~y-?(46K CancelButton 190,91,90,21 P;IM -] Text 20,49,190,14,"Pupil diameter (4 mm default):",.Text2,1 k/Q8:qA TextBox 220,49,40,21,.TextBox2 'default: 4 ,K.Wni#m End Dialog #1'p?%K. Dim dlg As UserDialog &mba{O Ozsvsa ok = Dialog (dlg) "DecS:\ N=@8~{V. If ok=0 Then 'cancel button was pressed ^>y|{;` Print "Execution cancelled." {J;(K~>?m End 'SWK{t \4 End If :{-/b !]8QOn7 = 'Assign accommodation and pupil diameter & use defaults if field left empty ,jy9\n*<t9 If dlg.TextBox1 = "" Then }AS3]Lub@ A = 0 'Default accommodation V#~.n;d Else ?nM]eUAP A = CDbl(dlg.TextBox1) 6ziBGU#.- End If 0"mr*hyj 1[e%E#h If dlg.TextBox2 = "" Then T4;gF6(0] pupilDiam = 4 'Default pupil diameter K[q-[q#yc Else * YLpC^& pupilDiam = CDbl(dlg.TextBox2) fDChq[LAn End If N1l^%Yf J hz-^9U Print " " LiEDTXRz Print "Accommodation = " & A & " Diopters" A%EGu4 Print "Pupil Diameter = " & pupilDiam & " mm" =o[H2o
y XU`vs`/ ' Calculate new parameters with accommodation >PUT(yNL taq = 0.55 + 2.97 - 0.04*A 'Aqueous thickness 'lgS;ItpKu u)Vn7zh Rant = 12.0 - 0.4*A 'Radius of anterior lens k!g%vx CCant = -7.518749 + 1.285720*A 'Conic constant of anterior lens 2:1
kSR^Ky R]d934s Rpost = -5.224557 + 0.2*A 'Radius of posterior lens yk2XfY CCpost = -1.353971 - 0.431762*A 'Conic constant of posterior lens cM=_i{c }x"8v&3CM_ tlens = 3.767 + 0.04*A 'Lens thickness ii ^Nxnc= y# IUDnRJ nlens = 1.42 + 0.00256*A - 0.00022*A^2 'Lens index of refraction *nHkK!d<N U;Yw\&R |