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简介 v0EF?$Wo 1<Fh
aK 人眼光学模型可用来设计眼科用设备,光学系统注定了要与人眼一起使用。本文演示了这样一个模型:Arizona眼睛模型,在Jim Schwiegerling教授的书中有详细描述:《Field Guide to Visual and Ophthalmic Optics》。AZ眼睛模型达到了基于平均临床数据所决定的轴上和轴外像差等级。FRED文件包含了此眼睛模型及几个用来分析它的光源,并包括一个基于想要的屈光度来调整模型的内嵌脚本。 . C_\xb g wM~W 模型 Q"UWh~ So &c\Ff 模型的定义如表1种所示,由半径、圆锥常数、折射率、阿贝数、到下一面的距离等一系列表面组成。一些参数由屈光度(A)来决定。 @* a'B=7 `uRf*- Table 1. AZ眼睛模型的定义 VO"f=gFg 在FRED中使用0屈光度来创建的,光瞳加在了透镜的前面。材料是创建一个新的材料并选择类型“Model Material”,输入的参数是nd和vd. =Kdd+g! A#&Q(g\YE 光源 tEEeek(! o(iv=(o 多个光源定义来分析该模型的不同特性。图1显示了所以的光源和提示信息告诉您他们可以用来做什么。 |~Q`DdkX lLD-QO}/ VT.BHZ 图1. 光源和提示信息使用 HD"Pz}k4 除了“Letter F”之外的所有光源的光线位置设定在了孔径光阑位置处,并增加了pre-propagation distance= -8。尽管光线在光瞳处创建,规定的传输方向相对于光线位置在pre-propagation distance之后。这意味着光束沿着Z轴在眼睛的前面以平行光入射,而不是在光瞳处入射。 C~\/FrO? -P!_<\q\l 在往下看是内置的脚本用来修改屈光度,使其为4(250mm),光源“Letter F”在视网膜处生成一个字母为F的图像。绿色的光线聚焦的非常好而红色和蓝色光线有一点的模糊。使用Positions Spot Diagram分析工具来观察最为合适。 X
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TW[ 图2. 字母F光源的设定方法光 6L--FY>.- WH Zz?|^ 图3. 字母F在视网膜上位置点列图 yP :/F|E$ 视网膜的散射 F$ a?} } .;6G?8` 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。 nsChNwPX =X6+}YQ" C:C9swik"5 图4. 视网膜朗伯散射设定 cZ$!_30N+ 注意在视网膜的表面有散射重点采样规格定义,在“Scatter”标签的底部可获取该信息。“toward pupil”指定散射光朝向光瞳,半角度10度。 #@h3#IC mG,%f"b0 J)6A,:wt 图5. 视网膜重点采样规格设定 QW~-+BD 脚本 @D.]PZf `_L=~F8 内置脚本使用对话框显示屈光度和光瞳直径的数值设置。使用FRED Basic脚本创建和使用对话框非常容易。图6显示了如何获取用户自定义对话框,如下图所示: _;*|"e@^ [E_+fT 图6. 用户对话框的创建与编辑 H]:z:AAvX 图7. 用户对话框编辑器 '8g/^Y@ 如果“OK”按钮按下,将会核对对话框下面的代码行,如果点击取消则脚本终止。然后输入的参数赋予变量,如果此处是保留为空白,则使用默认值。因此,如果没有值输入并点击“OK”按钮,则脚本是以屈光度为0,光瞳直径为4mm来运行的。 .;gK*`G2W) 余下的脚本计算与屈光度有关的所有参数。 ^Pc>/lY$Q% .f'iod- 分析 $#V^CmW. |JVeW[C 屈光度为4,光瞳直径为4mm,字母F点在视网膜上所成的像。 @ucN|r}=R RZykwD( 图7. 字母F在视网膜上颜色分析
.*H0{ 脚本代码 yK"OZ2Mv M,Y lhL Option Explicit 'Remove this to enable non-dimensioned variables to be used. 2i);2>HLG g*9jPwdG Dim entity As T_ENTITY QC:/xP Dim op As T_OPERATION B7Um G)C Dim mat As T_MODELMATERIAL )]2yTG[ Dim A As Double =2%EIZ0oW Dim pupilDiam As Double F\.n42Tz Dim eID As Long [,_M@g3 Dim parID As Long gIA{6,A Dim count As Integer K`PmWxNPh Dim taq As Double, Rant As Double, CCant As Double, Rpost As Double, CCpost As Double Ov{fO Dim tlens As Double, nlens As Double v2<roG6.V Dim curv As Double, conic As Double g%w@v$ Dim ok As Long (]BZ8GOx 9E{Bn# Sub Main \mZ\1wzn'{ ?i4}[q '用户输入对话框 ]y6`9p Begin Dialog UserDialog 320,126,"Input parameters" ' %GRID:10,7,1,1 M%7H-^{ TextBox 220,21,40,21,.TextBox1 'default: 0 \~xOdqF/ Text 20,21,190,21,"Accommodation (in Diopters):",.Text1,1 ?v2OoNQ
OKButton 40,91,90,21 J.x>*3<l CancelButton 190,91,90,21 t/cjz/] Text 20,49,190,14,"Pupil diameter (4 mm default):",.Text2,1 ?V_Qa0k TextBox 220,49,40,21,.TextBox2 'default: 4 LX.1]T*m` End Dialog /p')
u3 Dim dlg As UserDialog &/lJ7=Nq lv}U-vK ok = Dialog (dlg) '3uj6Wq2 _C?<re3* If ok=0 Then 'cancel button was pressed 8|[\Tp:; Print "Execution cancelled." |dNtM ^ End l;>#O End If P f oAg* 3nBbPP_ 'Assign accommodation and pupil diameter & use defaults if field left empty ' U(v If dlg.TextBox1 = "" Then 5|1&s3/f A = 0 'Default accommodation z)5n&w
S Else [Dq7mqr$ A = CDbl(dlg.TextBox1) #&">x7?5 End If A"Rzn1/ I=hgfo If dlg.TextBox2 = "" Then ovCk:Vz pupilDiam = 4 'Default pupil diameter a<Pi J? Else sTqy-^e7 pupilDiam = CDbl(dlg.TextBox2) 1G|Q~%cv End If W0$G7s .Gl&K|/{j Print " " K_nN|'R- Print "Accommodation = " & A & " Diopters" !mL,Ue3/ Print "Pupil Diameter = " & pupilDiam & " mm" C5Q|3d SPsq][5eR ' Calculate new parameters with accommodation ~0?p @8 taq = 0.55 + 2.97 - 0.04*A 'Aqueous thickness &RXd1>|c2 ZP?k |sEH Rant = 12.0 - 0.4*A 'Radius of anterior lens 6f=/vRAh$ CCant = -7.518749 + 1.285720*A 'Conic constant of anterior lens 8BNsh[+ ?9X#{p>q Rpost = -5.224557 + 0.2*A 'Radius of posterior lens xpyb&A CCpost = -1.353971 - 0.431762*A 'Conic constant of posterior lens %R;cXs4r iCN@G&rVw tlens = 3.767 + 0.04*A 'Lens thickness LF%1)x CV4V_G nlens = 1.42 + 0.00256*A - 0.00022*A^2 'Lens index of refraction L5yxaF{] 1s\10 hK1c 'Adjust parameters to account for accommodation 1:7>Em<s |]A{8BBC '************************************************************************* }p t5. 'l 'Aqueous thickness (Position of Lens) '*>LZo4 '************************************************************************* &X+V} eID = FindFullName( "Geometry.Arizona Eye.Lens" ) =&"Vf!7YR7 GetCustomElement eID, entity ^yK94U;<Gy Dr`\ parID = FindFullName( "Geometry.Arizona Eye" ) W~k!qy ` A&9l|b-" ' Delete any shift(s) in z <zZAVGb4I count = 0 'n:Ft While GetOperationCount(eID)>count j)-D.bY0 GetOperation eID, count, op @+1E|4L1vf If op.Type="ShiftZ" Then 9 b]U&A$ DeleteOperation eID,count no?)GQ count=count-1 }C*o;'o5G End If 0y;&L63>T count=count+1 ? |8&!F Wend `8FC&%X_ )SA$hwR 'Set new shift in &K>]!yn op.Type = "ShiftZ" 9^a>U(, op.val1 = taq YfMe69/0I op.parent = parID y^@%Xrs AddOperation eID, op XOqpys Print "Set aqueous humor thickness = " & taq-0.55 LOnhFX
x(]s#D!) '************************************************************************* 6S6nE%.3 'Radius and conic constant of anterior lens >.{
..~"K '************************************************************************* {Y/|7Cl0 eID = FindFullName( "Geometry.Arizona Eye.Lens.Anterior" ) Ka_UVKwMro GetConic eID, entity, curv, conic _D,8`na>K J+IW SetConic eID, entity, 1/Rant, CCant $#RD3#=?u Print "Set anterior lens radius = " & Rant & " and conic constant = " & CCant do[K-r >t D-kzN '************************************************************************* cJA:vHyw 'Radius and conic constant of posterior lens &V=54n=O? '************************************************************************* J.<eX=< eID = FindFullName( "Geometry.Arizona Eye.Lens.Posterior" ) i[\[xfk GetConic eID, entity, curv, conic xh-[]Jz( }2NH>qvY SetConic eID, entity, 1/Rpost, CCpost _5`M( ;hL2 Print "Set posterior lens radius = " & Rpost & " and conic constant = " & CCpost :W1,s53 *<Ddn&_ '************************************************************************* )D[ypuM& 'Lens thickness (Position of posterior lens surface) V)@MM2, '************************************************************************* (VO Ka =k$d8g
ez parID = FindFullName( "Geometry.Arizona Eye.Lens" ) WHN b.> e< CPaun ' Delete any z-shift(s) h[Iu_#HMa count = 0 N!h>fE` While GetOperationCount(eID)>count Ro<!n>H GetOperation eID, count, op PzV(e)~7 If op.Type="ShiftZ" Then }TF<C!] DeleteOperation eID,count /vPb count=count-1 6~!YEuA End If `S~u4+y] count=count+1 5t<]|-i! Wend i*^K)SI8 :?UIyN? 'Set new z-shift i3%~Gc63 op.Type = "ShiftZ" & |