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简介 FJvY`zqB 9=>q0D2 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。 &nEL}GM)E "L3mW=!* 模型 wfo, r 7 $zP5Hzx 模型的定义如表1种所示,由半径、圆锥常数、折射率、阿贝数、到下一面的距离等一系列表面组成。一些参数由屈光度(A)来决定。 /A{ Zf'DI #E]K*mE' Table 1. AZ眼睛模型的定义 &%OY"Y~bI! 在FRED中使用0屈光度来创建的,光瞳加在了透镜的前面。材料是创建一个新的材料并选择类型“Model Material”,输入的参数是nd和vd. &y!?R$?b z0[@O)Sj 光源 &=lc]sk svpQ.Q 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。 $tZ
{>!N ]dUG=dWO P&0eu 图1. 光源和提示信息使用 Vk{;g 除了“Letter F”之外的所有光源的光线位置设定在了孔径光阑位置处,并增加了pre-propagation distance= -8。尽管光线在光瞳处创建,规定的传输方向相对于光线位置在pre-propagation distance之后。这意味着光束沿着Z轴在眼睛的前面以平行光入射,而不是在光瞳处入射。 @R&d<^I&M l<6GZ 在往下看是内置的脚本用来修改屈光度,使其为4(250mm),光源“Letter F”在视网膜处生成一个字母为F的图像。绿色的光线聚焦的非常好而红色和蓝色光线有一点的模糊。使用Positions Spot Diagram分析工具来观察最为合适。 ceUe*}\cr n&[CTOV 图2. 字母F光源的设定方法光 01r%K@ xX\ x9YQd69 图3. 字母F在视网膜上位置点列图 &M13F>! 视网膜的散射 C]!2 Im;%.J 在散射文件中,有一个名为“Retina surface”的72%的反射型朗伯散射,它为视网膜的散射提供了一个粗略的近似。为了模拟来自视网膜的散射,改变自定义元件“Eye ball” 下的视网膜的表面从“halt all” 到”Allow All”。并使几何中“plane”可追迹。 ^_]ZZin b~aM=71 o]1BWwtY& 图4. 视网膜朗伯散射设定 J?o 注意在视网膜的表面有散射重点采样规格定义,在“Scatter”标签的底部可获取该信息。“toward pupil”指定散射光朝向光瞳,半角度10度。 <- \|>r Q %7ngAIg bWTfP8gT 图5. 视网膜重点采样规格设定 sh
:$J[ 脚本 v~mVf.j1 h%/BZC^L]| 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: !1l~UB_ i(4<MB1a 图6. 用户对话框的创建与编辑 3RaduN] 图7. 用户对话框编辑器 G^.N$wcv 如果“OK”按钮按下,将会核对对话框下面的代码行,如果点击取消则脚本终止。然后输入的参数赋予变量,如果此处是保留为空白,则使用默认值。因此,如果没有值输入并点击“OK”按钮,则脚本是以屈光度为0,光瞳直径为4mm来运行的。 D0Q9A]bD; 余下的脚本计算与屈光度有关的所有参数。 ^8
VW$} jrp>Y: 分析 ?~o`mg =v:?rY} 屈光度为4,光瞳直径为4mm,字母F点在视网膜上所成的像。 T]tP!a;K Cx TAd[az 图7. 字母F在视网膜上颜色分析 \]>YLyG 脚本代码 t\,Y<9{w fl-J:`zyyZ Option Explicit 'Remove this to enable non-dimensioned variables to be used. JX&U?Z 9L>?N:%5 Dim entity As T_ENTITY WZ' Z"' Dim op As T_OPERATION 7DAP_C Dim mat As T_MODELMATERIAL ^`cv6;) Dim A As Double ${T/b(NM Dim pupilDiam As Double h4]^~stI Dim eID As Long `\( ?^]WLa Dim parID As Long 2F2Hl Dim count As Integer 0=>$J
WF Dim taq As Double, Rant As Double, CCant As Double, Rpost As Double, CCpost As Double Xl4}S"a Dim tlens As Double, nlens As Double mG1~rI Dim curv As Double, conic As Double j!4{+&Laq Dim ok As Long :qE.(k1@5 KZ 5%q. Sub Main h7#\]2U$[5 ov+{<0Q
'用户输入对话框 4kL6aSqT Begin Dialog UserDialog 320,126,"Input parameters" ' %GRID:10,7,1,1 ^("b~-cJ TextBox 220,21,40,21,.TextBox1 'default: 0 AMyg>n! Text 20,21,190,21,"Accommodation (in Diopters):",.Text1,1 *q6XK_ OKButton 40,91,90,21 -m^-p CancelButton 190,91,90,21 <1*kXTN( Text 20,49,190,14,"Pupil diameter (4 mm default):",.Text2,1 xUn"XkhP TextBox 220,49,40,21,.TextBox2 'default: 4 boojq{cvYA End Dialog 4v_Ac;2m& Dim dlg As UserDialog lrE"phYk vaeQ}F ok = Dialog (dlg) OJm ]gb7 !Q>xVlPVu If ok=0 Then 'cancel button was pressed toA}0MI(: Print "Execution cancelled." FxlH;'+Q End 8c) eaDu End If ]$g07 7o t~L4wr{B 'Assign accommodation and pupil diameter & use defaults if field left empty Sqa9+'
[ If dlg.TextBox1 = "" Then 3S3 a|_+% A = 0 'Default accommodation @g#5d|U); Else !
yJ0Am> A = CDbl(dlg.TextBox1) 6_%Cd`4Z End If Un]wP` Ovx
* If dlg.TextBox2 = "" Then ykC3Z<pI. pupilDiam = 4 'Default pupil diameter qU#A,%kcV Else Q>$B.z pupilDiam = CDbl(dlg.TextBox2) XHA|v^ End If qiet<F $2W#'_K+ Print " " J!om"h Print "Accommodation = " & A & " Diopters" L"jA#ULg Print "Pupil Diameter = " & pupilDiam & " mm" -Mr_Ao`E K^!#;,0 ' Calculate new parameters with accommodation WHx#; taq = 0.55 + 2.97 - 0.04*A 'Aqueous thickness &KMI C N'y<<tTA Rant = 12.0 - 0.4*A 'Radius of anterior lens a
&tWMxBr CCant = -7.518749 + 1.285720*A 'Conic constant of anterior lens -Y524
'=;e#
C`<{ Rpost = -5.224557 + 0.2*A 'Radius of posterior lens (K[e=0Rf CCpost = -1.353971 - 0.431762*A 'Conic constant of posterior lens U nDCC_ud pJFn
8&!J tlens = 3.767 + 0.04*A 'Lens thickness T8m]f< = 9Yfo,F nlens = 1.42 + 0.00256*A - 0.00022*A^2 'Lens index of refraction }36A eJ7L V<5. 4{[G 'Adjust parameters to account for accommodation *w;?&)8% 6-\Mf:%B '************************************************************************* >\K=)/W2 'Aqueous thickness (Position of Lens) N&G'i.w/ '************************************************************************* v/
Ge+o0K eID = FindFullName( "Geometry.Arizona Eye.Lens" ) ~0,v Q
GetCustomElement eID, entity 2:|vJ<Q ,~cK]!:>s parID = FindFullName( "Geometry.Arizona Eye" ) @{b5x>KX A!GvfmzqIn ' Delete any shift(s) in z 6{;6~?U count = 0 O^\:J2I( While GetOperationCount(eID)>count 4Yvz-aSyO GetOperation eID, count, op 9U; If op.Type="ShiftZ" Then .=YV DeleteOperation eID,count zx<t{e7 count=count-1 u)h
{"pP End If ^GV'Y count=count+1 ,JI] Eij^ Wend \
C:Gx4K 5$+7Q$Gw 'Set new shift in {3KY:%6qj op.Type = "ShiftZ" :g$"Xc8Zn op.val1 = taq 0fstEExw op.parent = parID =xkaF)AW&v AddOperation eID, op o.r D Print "Set aqueous humor thickness = " & taq-0.55 ue3 ].: T x
Mh_ '************************************************************************* r]LP=K1 'Radius and conic constant of anterior lens ;F1y!h67< '************************************************************************* ^}2!fRKAmo eID = FindFullName( "Geometry.Arizona Eye.Lens.Anterior" ) >A{e,& |