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简介
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RVt2 f_~T 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。 .p[uIRd` C[7!pd 模型 vk7IqlEQ T?8BAxC?K 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。 X=QX9Ux?^ "laf:Ty1 Table 1. AZ眼睛模型的定义 N:`_Vl 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. MJ}{Q1|* v5[gFY(? 光源 Rw+r1vW:A KL$.E!d 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。 ;\pr05 IdmP!(u g QBS#NY 图1. 光源和提示信息使用 e{x>u( 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。 oCT,v 0+4O -d,D! 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。 72l:[5ccR fI1CT)0<e 图2. 字母F光源的设定方法光 Ii0\Skb j@xIa-{* 图3. 字母F在视网膜上位置点列图 $0V+< 视网膜的散射 =M1}HF,7>l P'KA-4! 在散射文件中,有一个名为“Retina surface”的72%的反射型朗伯散射,它为视网膜的散射提供了一个粗略的近似。为了模拟来自视网膜的散射,改变自定义元件“Eye ball” 下的视网膜的表面从“halt all” 到”Allow All”。并使几何中“plane”可追迹。 tA1?8`bQ 3zsp6k V @`[e1KQ 图4. 视网膜朗伯散射设定 [RBSUOF 注意在视网膜的表面有散射重点采样规格定义,在“Scatter”标签的底部可获取该信息。“toward pupil”指定散射光朝向光瞳,半角度10度。 &eMd^l}:# i!YfR]"} 6 IvAs-%W 图5. 视网膜重点采样规格设定 8g-u 脚本 (wu'FFJp# d(^8#4
内置脚本使用对话框显示屈光度和光瞳直径的数值设置。使用FRED Basic脚本创建和使用对话框非常容易。图6显示了如何获取用户自定义对话框,如下图所示: []>rYZ9bv N82 6xvA 图6. 用户对话框的创建与编辑 k|OM?\ 图7. 用户对话框编辑器 ';R]`vWFe 如果“OK”按钮按下,将会核对对话框下面的代码行,如果点击取消则脚本终止。然后输入的参数赋予变量,如果此处是保留为空白,则使用默认值。因此,如果没有值输入并点击“OK”按钮,则脚本是以屈光度为0,光瞳直径为4mm来运行的。 b
ri[&= 余下的脚本计算与屈光度有关的所有参数。 Ou[`)|> Noj*K6 分析 lJ3VMYVrUP `,AOxJ:$ 屈光度为4,光瞳直径为4mm,字母F点在视网膜上所成的像。 |uy@v6 t?9J'.p 图7. 字母F在视网膜上颜色分析 "|JbdI]%P 脚本代码 $~5H-wJ dNR/| Option Explicit 'Remove this to enable non-dimensioned variables to be used. [W
)%0lx B
W*8 Dim entity As T_ENTITY +pYgh8w@ Dim op As T_OPERATION {XU!p: x Dim mat As T_MODELMATERIAL syu/"KY^! Dim A As Double M"*NV(".g Dim pupilDiam As Double w6Gez~8 Dim eID As Long YT-ua{.^ Dim parID As Long lL zR5445) Dim count As Integer vyS>3(NZ Dim taq As Double, Rant As Double, CCant As Double, Rpost As Double, CCpost As Double #~p;s> Dim tlens As Double, nlens As Double r(Sh Dim curv As Double, conic As Double PxYK)n9& Dim ok As Long B-g-T>8 @95p [ Sub Main @7}XBg[pI ou0TKE9
_ '用户输入对话框 (+gTIcc
> Begin Dialog UserDialog 320,126,"Input parameters" ' %GRID:10,7,1,1 =w`Mc\o " TextBox 220,21,40,21,.TextBox1 'default: 0 \JPMGcL Text 20,21,190,21,"Accommodation (in Diopters):",.Text1,1 r)~?5d OKButton 40,91,90,21 rhLhFN{h CancelButton 190,91,90,21 8b0j rt Text 20,49,190,14,"Pupil diameter (4 mm default):",.Text2,1 od#Lad@p TextBox 220,49,40,21,.TextBox2 'default: 4 @~vg=(ic( End Dialog ([<{RjPb Dim dlg As UserDialog M gP|'H3\ 6<@mBZ ok = Dialog (dlg) X8v)yDtw (}F@0WYT^O If ok=0 Then 'cancel button was pressed K
'I6iCrD Print "Execution cancelled." ^/Hf$tYI!` End n',7=~ End If : F3UJ[V bq5ySy{8 'Assign accommodation and pupil diameter & use defaults if field left empty Q1Qw45$ If dlg.TextBox1 = "" Then Q}Ah{H0C A = 0 'Default accommodation BHp>(7, Else a1_ N~4r` A = CDbl(dlg.TextBox1) _3W .: End If N@_y<7#C rmBzLZ} If dlg.TextBox2 = "" Then +s_a{iMVP pupilDiam = 4 'Default pupil diameter d_(;sW"I Else K?M~x&Q pupilDiam = CDbl(dlg.TextBox2) XR8`,qH> End If De3;}]wC Q~"Lyy8 Print " " X*#\JF4$i Print "Accommodation = " & A & " Diopters" 5M> p%/ Print "Pupil Diameter = " & pupilDiam & " mm" zEQQ4)mA auIW>0?} ' Calculate new parameters with accommodation _"F=4`lJ taq = 0.55 + 2.97 - 0.04*A 'Aqueous thickness ~i?Jg/qcxN t{UWb~" Rant = 12.0 - 0.4*A 'Radius of anterior lens A'![*O CCant = -7.518749 + 1.285720*A 'Conic constant of anterior lens [qxpu{ Q,9KLi3 Rpost = -5.224557 + 0.2*A 'Radius of posterior lens Uf_mwEE CCpost = -1.353971 - 0.431762*A 'Conic constant of posterior lens C%z9Q z1tD2jL _ tlens = 3.767 + 0.04*A 'Lens thickness ~BTm6*'h p\I3 fI0i nlens = 1.42 + 0.00256*A - 0.00022*A^2 'Lens index of refraction !p ~.Y+ +?t&
7={~ 'Adjust parameters to account for accommodation K~]Xx~F x-@?:P* '************************************************************************* "=%YyH~WY 'Aqueous thickness (Position of Lens) o4 "HE* '************************************************************************* G,6`:l eID = FindFullName( "Geometry.Arizona Eye.Lens" ) PRYm1Y GetCustomElement eID, entity P\[K)N/ 1 902A,*qq parID = FindFullName( "Geometry.Arizona Eye" ) q~18JB4WPJ 7^)yo#i4 ' Delete any shift(s) in z SANbg&$ count = 0 _ZWU~38PM While GetOperationCount(eID)>count U4a8z<l$ GetOperation eID, count, op #6y fIvap If op.Type="ShiftZ" Then %/U'Wu{* DeleteOperation eID,count ~y Dl& S count=count-1 i+Ne.h End If ^eoW+OxH count=count+1 .2P3 !KCL Wend zB7^L^Y -hF!_);{ 'Set new shift in x`p908S^ op.Type = "ShiftZ" vGH]7jht op.val1 = taq t
~]'
{[F op.parent = parID )abH//Pps. AddOperation eID, op yWN'va1+$ Print "Set aqueous humor thickness = " & taq-0.55 {R7RBX B'B0 e` '************************************************************************* o{2B^@+Vb 'Radius and conic constant of anterior lens :[PA .Upi '************************************************************************* N1>M<N03 eID = FindFullName( "Geometry.Arizona Eye.Lens.Anterior" ) HA$7Q~{N-t GetConic eID, entity, curv, conic otdv;xI9 Q^Vch(`&P SetConic eID, entity, 1/Rant, CCant =L"I[ Print "Set anterior lens radius = " & Rant & " and conic constant = " & CCant FAGi`X<L 8;UkZN"hy5 '************************************************************************* Jn&u |