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简介 y\@INA^ ^udl&> 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。 9`Zwa_Tni *EllE+M{n 模型 gvCQ![ =.\PG[ 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。 ck\TTNA vV*i)`IXe Table 1. AZ眼睛模型的定义 X6G2$| 在FRED中使用0屈光度来创建的,光瞳加在了透镜的前面。材料是创建一个新的材料并选择类型“Model Material”,输入的参数是nd和vd. D0VbD" y [Nv)37|W 光源 ..;ep2jSs 1;"DIsz@d 多个光源定义来分析该模型的不同特性。图1显示了所以的光源和提示信息告诉您他们可以用来做什么。 cg).b?g ]%ey rbU Bhg,P.7 图1. 光源和提示信息使用 ?G<.W[3 除了“Letter F”之外的所有光源的光线位置设定在了孔径光阑位置处,并增加了pre-propagation distance= -8。尽管光线在光瞳处创建,规定的传输方向相对于光线位置在pre-propagation distance之后。这意味着光束沿着Z轴在眼睛的前面以平行光入射,而不是在光瞳处入射。 N-YCOSUu "a=dx|
Z 在往下看是内置的脚本用来修改屈光度,使其为4(250mm),光源“Letter F”在视网膜处生成一个字母为F的图像。绿色的光线聚焦的非常好而红色和蓝色光线有一点的模糊。使用Positions Spot Diagram分析工具来观察最为合适。 e!oL!Zg |"i"8~/@< 图2. 字母F光源的设定方法光 nNpXkI: 3e ?J#; 图3. 字母F在视网膜上位置点列图 EWK?vs 视网膜的散射 &h'NC%"v MwTouEGGgA 在散射文件中,有一个名为“Retina surface”的72%的反射型朗伯散射,它为视网膜的散射提供了一个粗略的近似。为了模拟来自视网膜的散射,改变自定义元件“Eye ball” 下的视网膜的表面从“halt all” 到”Allow All”。并使几何中“plane”可追迹。 DT[WO_= bA02)?L pz ~REsx 图4. 视网膜朗伯散射设定 NEW0dF&) 注意在视网膜的表面有散射重点采样规格定义,在“Scatter”标签的底部可获取该信息。“toward pupil”指定散射光朝向光瞳,半角度10度。 L17{W4 8T}Dn\f Q=h37]U+ 图5. 视网膜重点采样规格设定 =i:,")W7= 脚本 Q3rLCg,; c_Jcy 内置脚本使用对话框显示屈光度和光瞳直径的数值设置。使用FRED Basic脚本创建和使用对话框非常容易。图6显示了如何获取用户自定义对话框,如下图所示: Y{g[LG`U .tA=5QY, 图6. 用户对话框的创建与编辑 d-'BT(@: 图7. 用户对话框编辑器 :uB(PeAv* 如果“OK”按钮按下,将会核对对话框下面的代码行,如果点击取消则脚本终止。然后输入的参数赋予变量,如果此处是保留为空白,则使用默认值。因此,如果没有值输入并点击“OK”按钮,则脚本是以屈光度为0,光瞳直径为4mm来运行的。 iH>IV0
< 余下的脚本计算与屈光度有关的所有参数。 O PJ(ub oq[r+E-]$@ 分析 j026CVL MN[D)RKh; 屈光度为4,光瞳直径为4mm,字母F点在视网膜上所成的像。 _@! yj <6.?:Jj 图7. 字母F在视网膜上颜色分析 y/;DA= 脚本代码 Mw|lEctN0 |>Pz#DCy Option Explicit 'Remove this to enable non-dimensioned variables to be used. jKb4d9aX FB2{qG3 Dim entity As T_ENTITY ZwMd 22 Dim op As T_OPERATION *3rp
g Dim mat As T_MODELMATERIAL ;^cMP1SH Dim A As Double z-^/<u1p Dim pupilDiam As Double ;jh.\a_\ Dim eID As Long
Y}e3:\ Dim parID As Long uLr-!T Dim count As Integer m'WGK`WIm Dim taq As Double, Rant As Double, CCant As Double, Rpost As Double, CCpost As Double |}Mt hj9n Dim tlens As Double, nlens As Double &"DD&87N% Dim curv As Double, conic As Double g=jB'h? Dim ok As Long 85BB{T; V$bq|r Sub Main ?f:ND1jU F%$lcQ04% '用户输入对话框 `l Begin Dialog UserDialog 320,126,"Input parameters" ' %GRID:10,7,1,1 N`O0jH{ TextBox 220,21,40,21,.TextBox1 'default: 0 zvwv7JtB Text 20,21,190,21,"Accommodation (in Diopters):",.Text1,1 qRXHaQi@9 OKButton 40,91,90,21 MbeK{8~E%l CancelButton 190,91,90,21 #>2cfZ`6'J Text 20,49,190,14,"Pupil diameter (4 mm default):",.Text2,1 \`W8#fob TextBox 220,49,40,21,.TextBox2 'default: 4 s8SCEpz End Dialog c*",AZ>U Dim dlg As UserDialog 2 ]}e4@{ /w2NO9Q ok = Dialog (dlg) m}t`43}QE vj"['6Xa If ok=0 Then 'cancel button was pressed dTqL[?wH? Print "Execution cancelled." W?0u_F End 64D4*GQ End If n1)]. ` lHO.pN`2 'Assign accommodation and pupil diameter & use defaults if field left empty 4MRN{W6 If dlg.TextBox1 = "" Then 1-PFM- A = 0 'Default accommodation k[\JT[Mp Else !X 0 (4^ A = CDbl(dlg.TextBox1) |sB L(9 End If |T{ZDJ+ n"<'F4r If dlg.TextBox2 = "" Then TSj)XU {W pupilDiam = 4 'Default pupil diameter D!D}mPi[ Else be'&tsZ9 pupilDiam = CDbl(dlg.TextBox2) c3Zwp% End If e r"gPW d4o_/[ Print " " 1wW4bg 5 Print "Accommodation = " & A & " Diopters" r]&&*: Print "Pupil Diameter = " & pupilDiam & " mm" A&_v:z4y/ 9 'IDbe{ ' Calculate new parameters with accommodation #Q%0y^s taq = 0.55 + 2.97 - 0.04*A 'Aqueous thickness }TU2o3Q IXsOTBM Rant = 12.0 - 0.4*A 'Radius of anterior lens a2H_8iQ! CCant = -7.518749 + 1.285720*A 'Conic constant of anterior lens )==Qo/N : I2C1mV Rpost = -5.224557 + 0.2*A 'Radius of posterior lens r`C t/]c CCpost = -1.353971 - 0.431762*A 'Conic constant of posterior lens *'R2Lo<C OgkbN` tlens = 3.767 + 0.04*A 'Lens thickness 2_){4+,fu 42 Sk` nlens = 1.42 + 0.00256*A - 0.00022*A^2 'Lens index of refraction &XSe&1 OoR0>!x Z 'Adjust parameters to account for accommodation k)JwCt.% Y'o.`':\~ '************************************************************************* (rSBzM]H 'Aqueous thickness (Position of Lens) dNz!2mbO '************************************************************************* 92L{be;SY eID = FindFullName( "Geometry.Arizona Eye.Lens" ) Zy >W2(< GetCustomElement eID, entity n:YA4t7S &qZ:"k parID = FindFullName( "Geometry.Arizona Eye" ) YQ5d!a. YCNpJGM ' Delete any shift(s) in z H/O v8| count = 0 P4~C0z While GetOperationCount(eID)>count ^v@&
q GetOperation eID, count, op vjD||!g' If op.Type="ShiftZ" Then a5%IjgQ&z DeleteOperation eID,count 1 *$-. count=count-1 >]WQ1E[= End If +)TOcxF% count=count+1 Le}-F{~`^ Wend 4gK_'b6" aD8r:S\ 'Set new shift in k%lz%r op.Type = "ShiftZ" F#XzhDs op.val1 = taq ,Mw;kevw op.parent = parID 00@y,V_] AddOperation eID, op L<TL6 Print "Set aqueous humor thickness = " & taq-0.55 SiSxym bn<} '************************************************************************* 1\+d 5Q0 'Radius and conic constant of anterior lens 4';(\42 '************************************************************************* C\p _ eID = FindFullName( "Geometry.Arizona Eye.Lens.Anterior" ) n:[GK_ GetConic eID, entity, curv, conic 4PAuEM/z >pn5nn1a SetConic eID, entity, 1/Rant, CCant j#)K/` Print "Set anterior lens radius = " & Rant & " and conic constant = " & CCant 4EDwZR>./ G[5z3 '************************************************************************* RP4P"m( 'Radius and conic constant of posterior lens " )_-L8 '************************************************************************* j-j,0!T~b eID = FindFullName( "Geometry.Arizona Eye.Lens.Posterior" ) "kT?9& |