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简介 )}
I>"n .4jU G= 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。 D*Cn!v$ 0/1Ay{ns 模型 Nq$Xe~,* X^?M4 模型的定义如表1种所示,由半径、圆锥常数、折射率、阿贝数、到下一面的距离等一系列表面组成。一些参数由屈光度(A)来决定。 :sf(=Y.qA b,Z\{M:f;F Table 1. AZ眼睛模型的定义 S? -6hGA
j 在FRED中使用0屈光度来创建的,光瞳加在了透镜的前面。材料是创建一个新的材料并选择类型“Model Material”,输入的参数是nd和vd. [VD)DO5 (?G?9M#7_ 光源 x&n gCB@O r )EuH.z 多个光源定义来分析该模型的不同特性。图1显示了所以的光源和提示信息告诉您他们可以用来做什么。 _'W en kM#ZpI&0% =B+^-2G8 图1. 光源和提示信息使用 Wfw6(L 除了“Letter F”之外的所有光源的光线位置设定在了孔径光阑位置处,并增加了pre-propagation distance= -8。尽管光线在光瞳处创建,规定的传输方向相对于光线位置在pre-propagation distance之后。这意味着光束沿着Z轴在眼睛的前面以平行光入射,而不是在光瞳处入射。 8&g`Uy/b &jg..R 在往下看是内置的脚本用来修改屈光度,使其为4(250mm),光源“Letter F”在视网膜处生成一个字母为F的图像。绿色的光线聚焦的非常好而红色和蓝色光线有一点的模糊。使用Positions Spot Diagram分析工具来观察最为合适。 ([mC!d@a sQ4~oZZ 图2. 字母F光源的设定方法光 B
66-l!xa Z=L~W,0' 图3. 字母F在视网膜上位置点列图 4axc05 视网膜的散射 h#Z5vH q ,C)AZ 在散射文件中,有一个名为“Retina surface”的72%的反射型朗伯散射,它为视网膜的散射提供了一个粗略的近似。为了模拟来自视网膜的散射,改变自定义元件“Eye ball” 下的视网膜的表面从“halt all” 到”Allow All”。并使几何中“plane”可追迹。 P?.j
w I %, Pwo{SH )L,.KO 图4. 视网膜朗伯散射设定 o
0-3[W'x< 注意在视网膜的表面有散射重点采样规格定义,在“Scatter”标签的底部可获取该信息。“toward pupil”指定散射光朝向光瞳,半角度10度。 U2lDTRt q|;Sn -Um|:[*I 图5. 视网膜重点采样规格设定 F$|Ec9 脚本 -naj.omG| F!LVyY"w 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: rJ@yOed["b W=[..d 图6. 用户对话框的创建与编辑 @TvoCDeI 图7. 用户对话框编辑器 b?=>)':f 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。 U{)|z-n 余下的脚本计算与屈光度有关的所有参数。 /]_a\x5Ss JUf{;nt 分析 `T-lBwH ~O;'],#Co 屈光度为4,光瞳直径为4mm,字母F点在视网膜上所成的像。 ^:(:P9h tn"n~;Bh?: 图7. 字母F在视网膜上颜色分析 ",qcqG( 脚本代码 bG'"l qn 0Rme}&$ Option Explicit 'Remove this to enable non-dimensioned variables to be used. 8,5H^Bi w
b@Zna Dim entity As T_ENTITY .y)Y20=o! Dim op As T_OPERATION M)<4|x Dim mat As T_MODELMATERIAL >z,SN Dim A As Double A#WvN> Dim pupilDiam As Double S~Z`?qHWh Dim eID As Long &3o[^_Ti Dim parID As Long W@T_-pTCjK Dim count As Integer !,I530eh7 Dim taq As Double, Rant As Double, CCant As Double, Rpost As Double, CCpost As Double Q9\6Pn ]T Dim tlens As Double, nlens As Double :epjJ1mW Dim curv As Double, conic As Double ftw@ nQNU Dim ok As Long XW^Sw;[efZ x+X^K_* Sub Main ",pN.<F9O `X =2Ff '用户输入对话框 .Lvg
$d Begin Dialog UserDialog 320,126,"Input parameters" ' %GRID:10,7,1,1 )(aj TextBox 220,21,40,21,.TextBox1 'default: 0 -t5DcEAb$ Text 20,21,190,21,"Accommodation (in Diopters):",.Text1,1 Uc?4!{$X OKButton 40,91,90,21 |, Lp1 CancelButton 190,91,90,21 MV~-']2u Text 20,49,190,14,"Pupil diameter (4 mm default):",.Text2,1 PGj?`y4 TextBox 220,49,40,21,.TextBox2 'default: 4 *1>zE>nlP End Dialog C4`u3S Dim dlg As UserDialog /.[;u1z"^ :J'ibb1 ok = Dialog (dlg) xpzQ"'be ~kkwPs2V If ok=0 Then 'cancel button was pressed c^$+=-G{fd Print "Execution cancelled." Y(`# J[ End Z6`oGFq End If =>_k ;x RjOQSy3 'Assign accommodation and pupil diameter & use defaults if field left empty 1l~(J:DT If dlg.TextBox1 = "" Then c'678!r9 P A = 0 'Default accommodation og! d Else hZudVBn A = CDbl(dlg.TextBox1) ?
7H'#l End If y*AB=d^ #hNp1y2 If dlg.TextBox2 = "" Then W$l%= / pupilDiam = 4 'Default pupil diameter <gdKuoY Else Gz>M`M`[4 pupilDiam = CDbl(dlg.TextBox2) }`SXUM_sD` End If @ZD/y%e nCj_4,O Print " " v+3-o/G7 Print "Accommodation = " & A & " Diopters" L&i _ Print "Pupil Diameter = " & pupilDiam & " mm" bay7%[BLB P/'9k0zs) ' Calculate new parameters with accommodation =36e&z-# taq = 0.55 + 2.97 - 0.04*A 'Aqueous thickness EK-Qa<[| mJ>@Dh3>G Rant = 12.0 - 0.4*A 'Radius of anterior lens $?dAO}f3O) CCant = -7.518749 + 1.285720*A 'Conic constant of anterior lens v7L}I[f uAWmg8 Rpost = -5.224557 + 0.2*A 'Radius of posterior lens #ilU(39e CCpost = -1.353971 - 0.431762*A 'Conic constant of posterior lens T.=du$ .hD2g" tlens = 3.767 + 0.04*A 'Lens thickness icX$<lD dZ
kr#> nlens = 1.42 + 0.00256*A - 0.00022*A^2 'Lens index of refraction h,D6MP s`bC?wr5h 'Adjust parameters to account for accommodation xyoh
B#'W [~
Wiy3n '************************************************************************* Fe4QWB6\U 'Aqueous thickness (Position of Lens) T}?vp~./ '************************************************************************* T%Vg0Y)P; eID = FindFullName( "Geometry.Arizona Eye.Lens" ) &|:T+LVv$+ GetCustomElement eID, entity s 4Mi9h_ ""dX4^gtU parID = FindFullName( "Geometry.Arizona Eye" ) K-xmLEu aWLeyXsAu ' Delete any shift(s) in z f>u{e~Q, count = 0 =uYz4IDB While GetOperationCount(eID)>count "/EE$eU GetOperation eID, count, op a-`OE" If op.Type="ShiftZ" Then 4HG@moYn@ DeleteOperation eID,count Ozygr?*X count=count-1 4E Hb End If .?TPoqs7Z count=count+1 Kp|#04] Wend I)$of9 NMSpi[dr 'Set new shift in Z UvA` op.Type = "ShiftZ" ?|i6]y=D op.val1 = taq n&. bs7N2 op.parent = parID =,aWO7Pz AddOperation eID, op [n`SXBi+n Print "Set aqueous humor thickness = " & taq-0.55 5 i1T? )$#r6fQO '************************************************************************* )8c`o 'Radius and conic constant of anterior lens 6zQ {Y"0 '************************************************************************* I6]|dA3G eID = FindFullName( "Geometry.Arizona Eye.Lens.Anterior" ) }T?MWcG4 GetConic eID, entity, curv, conic m_%1IJ mErXdb|L SetConic eID, entity, 1/Rant, CCant s eFug Print "Set anterior lens radius = " & Rant & " and conic constant = " & CCant X^tVq..0 J,s)Fu\j@ '************************************************************************* %j].'
; 'Radius and conic constant of posterior lens |~!
R5|Q '************************************************************************* 8F$b/Z eID = FindFullName( "Geometry.Arizona Eye.Lens.Posterior" ) 5G~; g GetConic eID, entity, curv, conic $jYwV0 \ B~9Ue! SetConic eID, entity, 1/Rpost, CCpost K8dlECy Print "Set posterior lens radius = " & Rpost & " and conic constant = " & CCpost !b O8apn ]Q\Ogfjp '************************************************************************* 4>4*4!KR} 'Lens thickness (Position of posterior lens surface) Nxu10 '************************************************************************* E"Z9 NDgl# (K$K;f$"r parID = FindFullName( "Geometry.Arizona Eye.Lens" ) B|IQ/g? k'N `5M) ' Delete any z-shift(s) ?VMj;+'tr count = 0 p}KZ#"Q While GetOperationCount(eID)>count _tR%7%3* GetOperation eID, count, op &jg |