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简介 CuYSvW NvJ}|w,Z 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。 <)$JA 8sU}[HH*1 模型 ! ?GW<Rh g-2(W 模型的定义如表1种所示,由半径、圆锥常数、折射率、阿贝数、到下一面的距离等一系列表面组成。一些参数由屈光度(A)来决定。 'dd[=vzK Vdb X4^V Table 1. AZ眼睛模型的定义 kO'NT: 在FRED中使用0屈光度来创建的,光瞳加在了透镜的前面。材料是创建一个新的材料并选择类型“Model Material”,输入的参数是nd和vd. 3\?yjL^
Wo/LrCg 光源 cG4$)q;q }b]z+4Ua( 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。 ft Rza NfXEW- hWiBLip,z 图1. 光源和提示信息使用 b[my5Ol 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。 w4;1 (' DZU} p 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。 -Z&9pI(3R~ T']G:jkb 图2. 字母F光源的设定方法光 0`kaT
?> 5H/D~hr& 图3. 字母F在视网膜上位置点列图 w7Vl,pN, 视网膜的散射 u\ }"l2 r =o,6iJ^?$m 在散射文件中,有一个名为“Retina surface”的72%的反射型朗伯散射,它为视网膜的散射提供了一个粗略的近似。为了模拟来自视网膜的散射,改变自定义元件“Eye ball” 下的视网膜的表面从“halt all” 到”Allow All”。并使几何中“plane”可追迹。 ]t.6bb4 JX2@i8[~ nCdxn#| 图4. 视网膜朗伯散射设定 s )V<dm;T 注意在视网膜的表面有散射重点采样规格定义,在“Scatter”标签的底部可获取该信息。“toward pupil”指定散射光朝向光瞳,半角度10度。 [UYE.$Y#( eGlPi| Hge0$6l 图5. 视网膜重点采样规格设定 =LojRY 脚本 @SH$QUM( ,(Nr_K 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: vUgMfy& ^ub@Jwe 图6. 用户对话框的创建与编辑 bv4G!21]*; 图7. 用户对话框编辑器 ^Z:qlYZ 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。 FKk.BA957h 余下的脚本计算与屈光度有关的所有参数。
^#&:-4/ }^n346^ 分析 H 5'Ke+4.e Ce!xa\ 屈光度为4,光瞳直径为4mm,字母F点在视网膜上所成的像。 &bT \4 ^mCKRWOP' 图7. 字母F在视网膜上颜色分析 )XoIb[s" 脚本代码 W60C$*h y-^m Option Explicit 'Remove this to enable non-dimensioned variables to be used. h5VZ-v_j eaCh;IpIf Dim entity As T_ENTITY +:#UU;W Dim op As T_OPERATION Zp
<^|=D Dim mat As T_MODELMATERIAL y:ad%,. C Dim A As Double ;]sbz4? Dim pupilDiam As Double SH/^qDT' Dim eID As Long fFJu] Dim parID As Long oS Apa Dim count As Integer QK@[b3-h1 Dim taq As Double, Rant As Double, CCant As Double, Rpost As Double, CCpost As Double vZ/Bzy@| Dim tlens As Double, nlens As Double 9a3mN(< Dim curv As Double, conic As Double rM{V>s:N Dim ok As Long RGV}c# Ee 15Y$1 Sub Main We?cRb ;FO( mL ( '用户输入对话框 ?)?}^ Begin Dialog UserDialog 320,126,"Input parameters" ' %GRID:10,7,1,1 &(i_s TextBox 220,21,40,21,.TextBox1 'default: 0 /YT _~q=: Text 20,21,190,21,"Accommodation (in Diopters):",.Text1,1 XCUU(H OKButton 40,91,90,21 4g^Xe- CancelButton 190,91,90,21 u5E\wRn Text 20,49,190,14,"Pupil diameter (4 mm default):",.Text2,1 L@>$
Aw TextBox 220,49,40,21,.TextBox2 'default: 4 IAzi:ct End Dialog ?Oyps7hXx Dim dlg As UserDialog 5tQZf'pHfd 5VhJ*^R`y ok = Dialog (dlg) 8q_"aa,` 8\B]! If ok=0 Then 'cancel button was pressed j$Wd[Ja+O Print "Execution cancelled." m)Sdogt_ End y,cz;2 End If _fE$KaP LMTz/M 'Assign accommodation and pupil diameter & use defaults if field left empty %8$ldNhV If dlg.TextBox1 = "" Then gjDxgNpa A = 0 'Default accommodation 8c^Hfjr0 Else VL2+"< A = CDbl(dlg.TextBox1) G%5ZG$as End If K0C3s E2u9>m4_J If dlg.TextBox2 = "" Then }(/\vTn*1 pupilDiam = 4 'Default pupil diameter bK#SxV Else E)z=85;_p pupilDiam = CDbl(dlg.TextBox2) $i]G'fj End If "'v^X!" uN+]q qCf Print " " U2vM|7]VP Print "Accommodation = " & A & " Diopters" Y=\:fa Print "Pupil Diameter = " & pupilDiam & " mm" w:c9Z=KX /wT<p ' Calculate new parameters with accommodation Y4Y~ep taq = 0.55 + 2.97 - 0.04*A 'Aqueous thickness =:;K nS H?cJ'Q,5 Rant = 12.0 - 0.4*A 'Radius of anterior lens #bwGDF CCant = -7.518749 + 1.285720*A 'Conic constant of anterior lens 9>T5~C'* Q%!Dk0-) Rpost = -5.224557 + 0.2*A 'Radius of posterior lens 2wwJ>iR` CCpost = -1.353971 - 0.431762*A 'Conic constant of posterior lens #6*20w_u L6Io u tlens = 3.767 + 0.04*A 'Lens thickness @RXkj-,eC# ;DXg nlens = 1.42 + 0.00256*A - 0.00022*A^2 'Lens index of refraction 0,5)L\{
R |qz&d=> 'Adjust parameters to account for accommodation Znd ,FqHk }*?,&9/_) '************************************************************************* X+kgx!u'y 'Aqueous thickness (Position of Lens) dCpDA a3 '************************************************************************* 0)rayzv eID = FindFullName( "Geometry.Arizona Eye.Lens" ) 8F9x2CM-[C GetCustomElement eID, entity qT~a`ou: ],s{%a5wC parID = FindFullName( "Geometry.Arizona Eye" ) apZPHau6h -CLBf'a ' Delete any shift(s) in z ,Q<mU4 count = 0 _F},Wp:Oh While GetOperationCount(eID)>count N;gY5;0m GetOperation eID, count, op $:RR1.Tv If op.Type="ShiftZ" Then (7Ln~J* DeleteOperation eID,count PUmgcMt count=count-1 eY[kUMo End If F-Bj count=count+1 9DdR"r'7 Wend \03ZE^H |u]IOw&1 'Set new shift in *vzEfmN:d op.Type = "ShiftZ" '0w</g op.val1 = taq 7n,=`0{r op.parent = parID -2'1KAk-W AddOperation eID, op 0<93i Print "Set aqueous humor thickness = " & taq-0.55 ![9$ru ?Wc+
J4 '************************************************************************* z(Z7[#. 'Radius and conic constant of anterior lens AuT:snCzR '************************************************************************* |A\o eID = FindFullName( "Geometry.Arizona Eye.Lens.Anterior" ) Qk >9o GetConic eID, entity, curv, conic C8x9 Jrc
z69u@ SetConic eID, entity, 1/Rant, CCant /cT6X]o8 Print "Set anterior lens radius = " & Rant & " and conic constant = " & CCant nyetK [*M': '************************************************************************* YSrjg|k* 'Radius and conic constant of posterior lens WLA&K] '************************************************************************* 4n"6<cO5q eID = FindFullName( "Geometry.Arizona Eye.Lens.Posterior" ) \)?+6D'# GetConic eID, entity, curv, conic 7>= 6j!idA!' SetConic eID, entity, 1/Rpost, CCpost }?o4MiLB Print "Set posterior lens radius = " & Rpost & " and conic constant = " & CCpost ?)T@qn+ ..zX '************************************************************************* .yDGw Lry 'Lens thickness (Position of posterior lens surface) 9khMG$ '************************************************************************* IXG@$O?y/ (%OZ `?` parID = FindFullName( "Geometry.Arizona Eye.Lens" ) -y>~ :. n
=WH=:& ' Delete any z-shift(s) tW
a'[2L count = 0 4jSYR#Hqp` While GetOperationCount(eID)>count {1qr6P," GetOperation eID, count, op icb*L ~qm If op.Type="ShiftZ" Then Zl>dBc% DeleteOperation eID,count Np i)R) count=count-1 *nYg-) End If .9N7` count=count+1 zk"8mTg Wend RL$%Vy0 D(OJr5Gg 'Set new z-shift ~>N63I6 op.Type = "ShiftZ" I\x9xJ4x op.val1 = tlens :t< |