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简介 $F@ ,,* 5[`f(; 人眼光学模型可用来设计眼科用设备,光学系统注定了要与人眼一起使用。本文演示了这样一个模型:Arizona眼睛模型,在Jim Schwiegerling教授的书中有详细描述:《Field Guide to Visual and Ophthalmic Optics》。AZ眼睛模型达到了基于平均临床数据所决定的轴上和轴外像差等级。FRED文件包含了此眼睛模型及几个用来分析它的光源,并包括一个基于想要的屈光度来调整模型的内嵌脚本。 i&L!?6 5-f M?qvI 模型 LKM;T- L}tP_ * 模型的定义如表1种所示,由半径、圆锥常数、折射率、阿贝数、到下一面的距离等一系列表面组成。一些参数由屈光度(A)来决定。 EuKkIr/( _"#n%@ Table 1. AZ眼睛模型的定义 u"U7aYGkY 在FRED中使用0屈光度来创建的,光瞳加在了透镜的前面。材料是创建一个新的材料并选择类型“Model Material”,输入的参数是nd和vd. 76cT}l&.h8 3oApazH* 光源 v+DXs!O{ C|S~>4` 多个光源定义来分析该模型的不同特性。图1显示了所以的光源和提示信息告诉您他们可以用来做什么。 XrGP]k6.^ 4@9xq<<5 =<r1sqf
图1. 光源和提示信息使用 +o K*5 Y 除了“Letter F”之外的所有光源的光线位置设定在了孔径光阑位置处,并增加了pre-propagation distance= -8。尽管光线在光瞳处创建,规定的传输方向相对于光线位置在pre-propagation distance之后。这意味着光束沿着Z轴在眼睛的前面以平行光入射,而不是在光瞳处入射。 pE{Ecrc3| CE|rn8MB 在往下看是内置的脚本用来修改屈光度,使其为4(250mm),光源“Letter F”在视网膜处生成一个字母为F的图像。绿色的光线聚焦的非常好而红色和蓝色光线有一点的模糊。使用Positions Spot Diagram分析工具来观察最为合适。 CS;4 ysNf =DXN`]uN 图2. 字母F光源的设定方法光 mv#*%St5 rouaT 图3. 字母F在视网膜上位置点列图 be
HEAQ 视网膜的散射 (~?p`g+I.P ZtX
CPA! 在散射文件中,有一个名为“Retina surface”的72%的反射型朗伯散射,它为视网膜的散射提供了一个粗略的近似。为了模拟来自视网膜的散射,改变自定义元件“Eye ball” 下的视网膜的表面从“halt all” 到”Allow All”。并使几何中“plane”可追迹。 ,-SWrp`f scy_ :CP,DO 图4. 视网膜朗伯散射设定 -o@L"C> 注意在视网膜的表面有散射重点采样规格定义,在“Scatter”标签的底部可获取该信息。“toward pupil”指定散射光朝向光瞳,半角度10度。 5jsZJpk$ yXCHBz 6& bg^<e}{<H 图5. 视网膜重点采样规格设定 wT +\:y 脚本 1;~|[C CEBa,hp@ 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: "Ve9\$_s ggy9euWV 图6. 用户对话框的创建与编辑 h*\u0yD) 图7. 用户对话框编辑器 j7J'd?l 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。 lLS7K8;4W 余下的脚本计算与屈光度有关的所有参数。 nNh5f]] /])P{"v$^ 分析 (P-$tHt |u+!CR 屈光度为4,光瞳直径为4mm,字母F点在视网膜上所成的像。 *$@u`nM =G`g-E2 图7. 字母F在视网膜上颜色分析 !gJw?(8" 脚本代码 H4<Q}([w wv^n# Option Explicit 'Remove this to enable non-dimensioned variables to be used. m"wP]OQH*+ &"^U=f@v Dim entity As T_ENTITY _IWLC{%V Dim op As T_OPERATION ^95njE`>t` Dim mat As T_MODELMATERIAL =X7_!vSv Dim A As Double -L!lJ Dim pupilDiam As Double 1o?uf,H7O Dim eID As Long "6Z(0 iu:{ Dim parID As Long E@4/<;eKK Dim count As Integer e/}4Pt Dim taq As Double, Rant As Double, CCant As Double, Rpost As Double, CCpost As Double 9T0g%& Dim tlens As Double, nlens As Double \r"gqv)^ Dim curv As Double, conic As Double zpZfsn! Dim ok As Long %a!gN G"h}6Za;DO Sub Main wZWAx .aR9ulS '用户输入对话框 Rx?ze( Begin Dialog UserDialog 320,126,"Input parameters" ' %GRID:10,7,1,1 ER0B{b TextBox 220,21,40,21,.TextBox1 'default: 0 W:K '2j Text 20,21,190,21,"Accommodation (in Diopters):",.Text1,1 Zpz3?VM( OKButton 40,91,90,21 <,D*m+BWn CancelButton 190,91,90,21 3cF8DNh Text 20,49,190,14,"Pupil diameter (4 mm default):",.Text2,1 `@#rAW D TextBox 220,49,40,21,.TextBox2 'default: 4 =nqHVRA End Dialog
UqNUX?( Dim dlg As UserDialog Y(R.<LtY F6aC'<#/ ok = Dialog (dlg) ?$l|];m)- o=Y'ns^a( If ok=0 Then 'cancel button was pressed 1xInU_SPf Print "Execution cancelled." tS-gaT`T End x,ZF+vE End If 'xEK0~awD l>KkAA 'Assign accommodation and pupil diameter & use defaults if field left empty $lq.*UQ;0 If dlg.TextBox1 = "" Then c3r`T{Kf A = 0 'Default accommodation r-.>3J Else 7VL|\^Y `q A = CDbl(dlg.TextBox1)
]sJC%/ End If dT[JVl+3= Kxg@( Q If dlg.TextBox2 = "" Then gtePo[ZH.P pupilDiam = 4 'Default pupil diameter _,/~P) Else [2h.5.af pupilDiam = CDbl(dlg.TextBox2) _
j`tR: End If dqs~K7O^E SMzq,?-` Print " " gd*2*o$g( Print "Accommodation = " & A & " Diopters" eW;3ko E Print "Pupil Diameter = " & pupilDiam & " mm" [FLR&=.( e~d=e3mBp ' Calculate new parameters with accommodation is~2{: taq = 0.55 + 2.97 - 0.04*A 'Aqueous thickness K6sXw[VC[ e[s}tjx Rant = 12.0 - 0.4*A 'Radius of anterior lens ~clX2U8u` CCant = -7.518749 + 1.285720*A 'Conic constant of anterior lens 6?;z\AP& cnI5G! Rpost = -5.224557 + 0.2*A 'Radius of posterior lens O1bW, n( CCpost = -1.353971 - 0.431762*A 'Conic constant of posterior lens AI`k
}sA~ xiDgQTDz tlens = 3.767 + 0.04*A 'Lens thickness B(k tIy 5OzEY7K) nlens = 1.42 + 0.00256*A - 0.00022*A^2 'Lens index of refraction }>d +@~WKa 'Adjust parameters to account for accommodation I]E 3&gnC /;Hr{f jl{ '************************************************************************* `j(._`8%a 'Aqueous thickness (Position of Lens) CS~_>bn '************************************************************************* -%@ah:iJ eID = FindFullName( "Geometry.Arizona Eye.Lens" ) o+7)cI GetCustomElement eID, entity y^ |u'XK g,rmGu3v parID = FindFullName( "Geometry.Arizona Eye" ) 6 dV )pJd sRA2O/yKCE ' Delete any shift(s) in z _OyQ:>M6P count = 0 8-Y*b89 While GetOperationCount(eID)>count U||GeEd GetOperation eID, count, op Kk6=61} A If op.Type="ShiftZ" Then &JcatI DeleteOperation eID,count ;RRw-|/Wm count=count-1 gXJBb+P
End If V~ORb1 count=count+1 1l"2 ~k Wend hlB\Xt b5LToy: 'Set new shift in 0o"aSCq8t op.Type = "ShiftZ" KE@+I.x op.val1 = taq N)GHQlgH op.parent = parID ao"2kqa)r AddOperation eID, op U/^#nU., Print "Set aqueous humor thickness = " & taq-0.55 rpK&OR/ ; Byt'S '************************************************************************* tP7<WGHd/ 'Radius and conic constant of anterior lens PPr Pj^%z= '************************************************************************* #Uu,yHMv:; eID = FindFullName( "Geometry.Arizona Eye.Lens.Anterior" ) L_RVHvA=M/ GetConic eID, entity, curv, conic bo/9k 4N3 J\Pb/9M/ SetConic eID, entity, 1/Rant, CCant {0Y6jk>I Print "Set anterior lens radius = " & Rant & " and conic constant = " & CCant Q_|}~4_+ h_[{-WC '************************************************************************* d#a/J.Z$A 'Radius and conic constant of posterior lens )q-NE) '************************************************************************* XPO-u]< |