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简介 8?t"C_>*e p_*M:P1Ma4 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。 =!Vf >>[/UFC)n 模型 %,@vWmn D*5hrkV9 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。 /5AW?2) ub0zJTFJ# Table 1. AZ眼睛模型的定义 z9
u$~ 在FRED中使用0屈光度来创建的,光瞳加在了透镜的前面。材料是创建一个新的材料并选择类型“Model Material”,输入的参数是nd和vd. +,+vkpL-% !U_K&f 光源 %ugHhS! 5 v^yQ<70 多个光源定义来分析该模型的不同特性。图1显示了所以的光源和提示信息告诉您他们可以用来做什么。 )o1eWL} o{v&.z <q)4la 图1. 光源和提示信息使用 bo"%0?3n 除了“Letter F”之外的所有光源的光线位置设定在了孔径光阑位置处,并增加了pre-propagation distance= -8。尽管光线在光瞳处创建,规定的传输方向相对于光线位置在pre-propagation distance之后。这意味着光束沿着Z轴在眼睛的前面以平行光入射,而不是在光瞳处入射。 B(k=oXDF U;_[b"SW% 在往下看是内置的脚本用来修改屈光度,使其为4(250mm),光源“Letter F”在视网膜处生成一个字母为F的图像。绿色的光线聚焦的非常好而红色和蓝色光线有一点的模糊。使用Positions Spot Diagram分析工具来观察最为合适。 wCMQPt)VS ukgAI<O% 图2. 字母F光源的设定方法光 Hi!Jj ,?UM;^
图3. 字母F在视网膜上位置点列图 P47V:E% 视网膜的散射 S&O3HC 1L7{p>;-dO 在散射文件中,有一个名为“Retina surface”的72%的反射型朗伯散射,它为视网膜的散射提供了一个粗略的近似。为了模拟来自视网膜的散射,改变自定义元件“Eye ball” 下的视网膜的表面从“halt all” 到”Allow All”。并使几何中“plane”可追迹。 DVZdClAL yn
AB EO|:FcW 图4. 视网膜朗伯散射设定 ?[TfpAtQ` 注意在视网膜的表面有散射重点采样规格定义,在“Scatter”标签的底部可获取该信息。“toward pupil”指定散射光朝向光瞳,半角度10度。 K`}{0@ilCw 0oA{Jix {n3EGSP# 图5. 视网膜重点采样规格设定 <E;pgw! 脚本 5cr(S~Q; oq/G`{`\ 内置脚本使用对话框显示屈光度和光瞳直径的数值设置。使用FRED Basic脚本创建和使用对话框非常容易。图6显示了如何获取用户自定义对话框,如下图所示: !9*c8bL D `Ycf]2.,$ 图6. 用户对话框的创建与编辑 )O+}T5c= 图7. 用户对话框编辑器 t9gfU5? 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。 sRVIH A, 余下的脚本计算与屈光度有关的所有参数。 gieN9S i=a-<A5x 分析 N(6|yZ<J3M a/Q$cOs 屈光度为4,光瞳直径为4mm,字母F点在视网膜上所成的像。 s>_V
^Jp&H\gI. 图7. 字母F在视网膜上颜色分析 V!%jf:k 脚本代码 &K_)#v`| 0Q,g7K<d Option Explicit 'Remove this to enable non-dimensioned variables to be used. #v#<itfFH M4LP$N Dim entity As T_ENTITY ;rI@*An Dim op As T_OPERATION p?[Tm*r Dim mat As T_MODELMATERIAL k-V,~c Dim A As Double +=Jir1SLV Dim pupilDiam As Double ;a=w5,h: Dim eID As Long m^' uipa\ Dim parID As Long ?7:KphFX) Dim count As Integer rrg96WD Dim taq As Double, Rant As Double, CCant As Double, Rpost As Double, CCpost As Double waX>0e Dim tlens As Double, nlens As Double v}@xlB= Dim curv As Double, conic As Double ~vLW.: Dim ok As Long rn DCqv!'P ?oZR.D|SZ Sub Main V^y^
;0I}[ Z UKf`m[ '用户输入对话框 U<XSj#&8| Begin Dialog UserDialog 320,126,"Input parameters" ' %GRID:10,7,1,1 _(J&aY\ TextBox 220,21,40,21,.TextBox1 'default: 0 @3fn)YQ' Text 20,21,190,21,"Accommodation (in Diopters):",.Text1,1 9[!,c`pw OKButton 40,91,90,21 _AV1WS;^^8 CancelButton 190,91,90,21 O/:UJ( e{ Text 20,49,190,14,"Pupil diameter (4 mm default):",.Text2,1 tH=P6vY TextBox 220,49,40,21,.TextBox2 'default: 4 j Ja$a [ End Dialog XxHx:mi Dim dlg As UserDialog 2._X|~0a "G>3QL+O| ok = Dialog (dlg) %0#1t 5g
F4=}}kU If ok=0 Then 'cancel button was pressed d]9U^iy Print "Execution cancelled." jq'!UN{ End l4T7'U>` End If Li*eGlId ld$i+6| 'Assign accommodation and pupil diameter & use defaults if field left empty r&-m=Kk$ If dlg.TextBox1 = "" Then '|;X0fD A = 0 'Default accommodation .xf<=ep Else b~dIk5>O A = CDbl(dlg.TextBox1) 1[_mEtM:]B End If <2C7<7{7 +C7 ~b~ % If dlg.TextBox2 = "" Then Zmbfq8K pupilDiam = 4 'Default pupil diameter 4|A>b})H Else </uOe.l>Q pupilDiam = CDbl(dlg.TextBox2) t|t#vcB End If aq7~QX_0G !w
BJ,&E Print " " #plY\0E@ Print "Accommodation = " & A & " Diopters" $mF_,| Print "Pupil Diameter = " & pupilDiam & " mm" j}b\Z9)! a >\vUv* ' Calculate new parameters with accommodation 8* Jw0mSw taq = 0.55 + 2.97 - 0.04*A 'Aqueous thickness %s19KGpA 8[6o ( Rant = 12.0 - 0.4*A 'Radius of anterior lens @p\}p Y$T CCant = -7.518749 + 1.285720*A 'Conic constant of anterior lens Dk48@`l2 \EseGgd21 Rpost = -5.224557 + 0.2*A 'Radius of posterior lens Vh>Z,()>>@ CCpost = -1.353971 - 0.431762*A 'Conic constant of posterior lens @cU&n6C@ %`Z!4L tlens = 3.767 + 0.04*A 'Lens thickness P2Vg 4 fNGZ o nlens = 1.42 + 0.00256*A - 0.00022*A^2 'Lens index of refraction `y+tf?QN
Ov<NsNX] 'Adjust parameters to account for accommodation 9@+5LZR Z|}G6]h '************************************************************************* @k&qb!Qah 'Aqueous thickness (Position of Lens) |Ph3#^rM? '************************************************************************* YKQr,
Now eID = FindFullName( "Geometry.Arizona Eye.Lens" ) Q_l'o3 GetCustomElement eID, entity /dnCwFXf Haqm^Ky$ parID = FindFullName( "Geometry.Arizona Eye" ) m,fAeln
Jmx Ko+- ' Delete any shift(s) in z },|M9I0 count = 0 V59(Z While GetOperationCount(eID)>count hlt[\LP=$ GetOperation eID, count, op s(W|f|R If op.Type="ShiftZ" Then =-p$jXVW% DeleteOperation eID,count m.,U:> count=count-1 ID/F End If O*#*%RL| count=count+1 6AocmR0D' Wend aMTu-hA ^j7azn 'Set new shift in )=Jk@yj8x op.Type = "ShiftZ" B7imV@< op.val1 = taq bJs9X/E op.parent = parID &r:7g%{n
AddOperation eID, op gCyW Vp Print "Set aqueous humor thickness = " & taq-0.55 ,a#EW+" Z jlxpt)0i '************************************************************************* G8Du~h!!U 'Radius and conic constant of anterior lens $8BPlqBIZ '************************************************************************* *?MGMhE eID = FindFullName( "Geometry.Arizona Eye.Lens.Anterior" ) NIw\}[-Z0E GetConic eID, entity, curv, conic 6uR^%W8] +@r*} SetConic eID, entity, 1/Rant, CCant -lv)tHs< Print "Set anterior lens radius = " & Rant & " and conic constant = " & CCant p)+k=b /&4U6a '************************************************************************* c*~]zR>s! 'Radius and conic constant of posterior lens 8g7<KKw '************************************************************************* }u1O#L}F5 eID = FindFullName( "Geometry.Arizona Eye.Lens.Posterior" ) )vxUT{;sH GetConic eID, entity, curv, conic 3h<, 0bo/XUpi SetConic eID, entity, 1/Rpost, CCpost vhhC>
7 Print "Set posterior lens radius = " & Rpost & " and conic constant = " & CCpost o6p98Dpg _Zr.ba '************************************************************************* jRatm.N 'Lens thickness (Position of posterior lens surface) TiH)5 '************************************************************************* B/n[m@O 9YBv|A parID = FindFullName( "Geometry.Arizona Eye.Lens" ) "!EcbR x,'!eCKN ' Delete any z-shift(s) :<|<|qJWo count = 0 ]~Z6; While GetOperationCount(eID)>count Qa.uMq GetOperation eID, count, op zen*PeIrA^ If op.Type="ShiftZ" Then =)7s $
p DeleteOperation eID,count @$z<i `4 count=count-1 & |