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简介 :S%|^QAN l+#` 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。 1rN&Y,61\ 8-m"] o3 模型 rg
$71Ir ,^'Y7" 模型的定义如表1种所示,由半径、圆锥常数、折射率、阿贝数、到下一面的距离等一系列表面组成。一些参数由屈光度(A)来决定。 (cMrEuv d BJM?/ Table 1. AZ眼睛模型的定义 OZ-F+#d 在FRED中使用0屈光度来创建的,光瞳加在了透镜的前面。材料是创建一个新的材料并选择类型“Model Material”,输入的参数是nd和vd. Ji7A9Hk /E*P0y~KTW 光源 xv)7-jlx @}[)uH 多个光源定义来分析该模型的不同特性。图1显示了所以的光源和提示信息告诉您他们可以用来做什么。 ljk-xC p/ *BF1Sso { u;ntDr 图1. 光源和提示信息使用 -?GYW81Q 除了“Letter F”之外的所有光源的光线位置设定在了孔径光阑位置处,并增加了pre-propagation distance= -8。尽管光线在光瞳处创建,规定的传输方向相对于光线位置在pre-propagation distance之后。这意味着光束沿着Z轴在眼睛的前面以平行光入射,而不是在光瞳处入射。 {d3r>Ub)7d T"2ye9a 在往下看是内置的脚本用来修改屈光度,使其为4(250mm),光源“Letter F”在视网膜处生成一个字母为F的图像。绿色的光线聚焦的非常好而红色和蓝色光线有一点的模糊。使用Positions Spot Diagram分析工具来观察最为合适。 )Ev [o#y OtC/)sX 图2. 字母F光源的设定方法光 4iKT 5ogbse" 图3. 字母F在视网膜上位置点列图 .Wr7?'D1M 视网膜的散射 Qdtfi1_Y1 tkd2AMkh! 在散射文件中,有一个名为“Retina surface”的72%的反射型朗伯散射,它为视网膜的散射提供了一个粗略的近似。为了模拟来自视网膜的散射,改变自定义元件“Eye ball” 下的视网膜的表面从“halt all” 到”Allow All”。并使几何中“plane”可追迹。 HezCRtxRcc *zmbo >{( Yu8WmX,[ 图4. 视网膜朗伯散射设定 %Jw;c`JM 注意在视网膜的表面有散射重点采样规格定义,在“Scatter”标签的底部可获取该信息。“toward pupil”指定散射光朝向光瞳,半角度10度。 KsHMAp3 } wiq?dr W}EO]A%f.\ 图5. 视网膜重点采样规格设定 h[ tOY 脚本 (;s\Ip0 1sgoT f% 内置脚本使用对话框显示屈光度和光瞳直径的数值设置。使用FRED Basic脚本创建和使用对话框非常容易。图6显示了如何获取用户自定义对话框,如下图所示: 8*|@A6ig j6Vuj/+} 图6. 用户对话框的创建与编辑 q-uYfXZ{j 图7. 用户对话框编辑器 N!P* B$d 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。 ov|s5yH8e 余下的脚本计算与屈光度有关的所有参数。 K%Rx5 S f'}23\> 分析 (5atU |8r Yc9 M6=E^ 屈光度为4,光瞳直径为4mm,字母F点在视网膜上所成的像。 Z'u`)jR &3AGj, 图7. 字母F在视网膜上颜色分析 ]A_)&`"Cb 脚本代码 nc`[f y|} {6~W2zX& Option Explicit 'Remove this to enable non-dimensioned variables to be used. u|Db%)[ @ws3X\`<C Dim entity As T_ENTITY &gq\e^0CRZ Dim op As T_OPERATION tv?~LJYN Dim mat As T_MODELMATERIAL ost~<4~ Dim A As Double a1s=t_wT Dim pupilDiam As Double W/+|dN{O+g Dim eID As Long !QYqRH~5 Dim parID As Long N<?RN;M Dim count As Integer @O4m-Oosi Dim taq As Double, Rant As Double, CCant As Double, Rpost As Double, CCpost As Double _7 n+j Dim tlens As Double, nlens As Double YRB,jwne Dim curv As Double, conic As Double R|Ykez!D Dim ok As Long .lqo>Ta
y sYeZ.MacU Sub Main f^ nogw<z! h v9s '用户输入对话框 1z*] MYU Begin Dialog UserDialog 320,126,"Input parameters" ' %GRID:10,7,1,1 TlM ]d;9G TextBox 220,21,40,21,.TextBox1 'default: 0 @1rF9<
4g Text 20,21,190,21,"Accommodation (in Diopters):",.Text1,1 _<xU"8b"5 OKButton 40,91,90,21 i 1 CancelButton 190,91,90,21 %vMi
kibI Text 20,49,190,14,"Pupil diameter (4 mm default):",.Text2,1 R$v{ p[ TextBox 220,49,40,21,.TextBox2 'default: 4 ZJd1Lx End Dialog _e/vw: Dim dlg As UserDialog uGgR@+7?Z j#o0y5S ok = Dialog (dlg) I2D<~xP~2+ #Mi>f4T; If ok=0 Then 'cancel button was pressed FJ~Dg3F1 Print "Execution cancelled." 5q"
;R$+j End ?. CA9!| End If $T~|@XH ~,dj)x
3M 'Assign accommodation and pupil diameter & use defaults if field left empty 670g|&v. If dlg.TextBox1 = "" Then YW}1Mf=_ A = 0 'Default accommodation H<"{wUPT0 Else (5VP*67 A = CDbl(dlg.TextBox1) <+C]^*j End If {cC9
}w K+PzTGWq^ If dlg.TextBox2 = "" Then ~[l2"@ pupilDiam = 4 'Default pupil diameter / [:@j+n\ Else +d]} pupilDiam = CDbl(dlg.TextBox2) irpO(>LK End If `[7&tOvSk <?QY\wyikz Print " " G+=&\+{#4 Print "Accommodation = " & A & " Diopters" 7w YSP&$ Print "Pupil Diameter = " & pupilDiam & " mm" s+^YGB m?bb/o'B ' Calculate new parameters with accommodation j[9xF<I taq = 0.55 + 2.97 - 0.04*A 'Aqueous thickness 5"k_Ms7R, OP%h` Rant = 12.0 - 0.4*A 'Radius of anterior lens :,6dW?mun6 CCant = -7.518749 + 1.285720*A 'Conic constant of anterior lens ]#TL~u[ }8 fG+H. Rpost = -5.224557 + 0.2*A 'Radius of posterior lens M'Q{2%:>a CCpost = -1.353971 - 0.431762*A 'Conic constant of posterior lens -7hU1j~I 8Q?)L4.] tlens = 3.767 + 0.04*A 'Lens thickness ,RDxu7iT ,NPU0IDG> nlens = 1.42 + 0.00256*A - 0.00022*A^2 'Lens index of refraction zZGPA j @D Qg1|m 'Adjust parameters to account for accommodation ~1i,R1_\Y 9kWyO:a_( '************************************************************************* C
KBLM2D 'Aqueous thickness (Position of Lens) I
Yj\t?,0 '************************************************************************* q^>$YY>F eID = FindFullName( "Geometry.Arizona Eye.Lens" ) i8+kc_8#d GetCustomElement eID, entity 2-. g>'W ;F"W6G parID = FindFullName( "Geometry.Arizona Eye" ) A<QYW,:| +|r)
;>b ' Delete any shift(s) in z DTI+VY.W^ count = 0 `{<2{}2M While GetOperationCount(eID)>count _)ZAf%f? GetOperation eID, count, op {> pB If op.Type="ShiftZ" Then JPS L-j DeleteOperation eID,count _LxV) count=count-1 Y+F$]!hw End If [p_R?2uT count=count+1 X_!Sm Wend HkGzyDt hnmFhJ !g 'Set new shift in L5]*ZCDv op.Type = "ShiftZ" `LVXK|m+ $ op.val1 = taq 0`3ey* op.parent = parID x.<^L] " AddOperation eID, op ;XZ5r|V} Print "Set aqueous humor thickness = " & taq-0.55 Zj[Bm\8 3T|:1Nw '************************************************************************* gXE'3 'Radius and conic constant of anterior lens ^4`q%_vm '************************************************************************* gh['T, eID = FindFullName( "Geometry.Arizona Eye.Lens.Anterior" ) mv)M9c,` GetConic eID, entity, curv, conic RT F9;]Ti mAX]m 1s SetConic eID, entity, 1/Rant, CCant #B&D Print "Set anterior lens radius = " & Rant & " and conic constant = " & CCant 7Z93`A-= JU1U=Lu." '************************************************************************* hJrxb<9@Y0 'Radius and conic constant of posterior lens ph<Z/wlz '************************************************************************* H7H'0C eID = FindFullName( "Geometry.Arizona Eye.Lens.Posterior" ) NV^ktln GetConic eID, entity, curv, conic cs8bRXjHa t9zPJQlT} SetConic eID, entity, 1/Rpost, CCpost VQ$=F8ivG Print "Set posterior lens radius = " & Rpost & " and conic constant = " & CCpost xEOR\(Z^ < |