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简介 6Yodx$ W-#DEU 7_ 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。 Q~Mkf&s 6d;}mhH 模型 .Vnb+o v"ORn5 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。 \|QB;7u
#UL75 Table 1. AZ眼睛模型的定义 hIV]ZYbH 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. tB~#;:g }aE' 光源 Y`]P&y '%ilF1# 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。 dV
:} a<\n$E#q EF\OM?R 图1. 光源和提示信息使用 =O0A(ca"g 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。 jGz~}&B P8By~f32_ 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。 N6-7RoA+ lkTA"8d 图2. 字母F光源的设定方法光 b<~8\\& d%qi~koN_ 图3. 字母F在视网膜上位置点列图 <Qih&P9;> 视网膜的散射 6}I X{nQI KqJln)7 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。 |"9&F Cfmd*, xJ{r9~ 图4. 视网膜朗伯散射设定 hDB(y4/ 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。 $%DoLpE> 2?q>yL! Gz TaYl[I 图5. 视网膜重点采样规格设定 iQ:eR]7X 脚本 `9[n5-t P8X9bW~GQ 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: K<5yjG8& ^_@[1'^ 图6. 用户对话框的创建与编辑 |}:}14ty 图7. 用户对话框编辑器 z;oia!9z 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。 U&])ow): 余下的脚本计算与屈光度有关的所有参数。 (c)/&~aE Ds"%= 分析 :
pUu_ &v((tZ 屈光度为4,光瞳直径为4mm,字母F点在视网膜上所成的像。 WM|G/'q V':A! 图7. 字母F在视网膜上颜色分析 $}tF66d 脚本代码 &t8,326; Yl&[_
l Option Explicit 'Remove this to enable non-dimensioned variables to be used. +u$JMp su=MMr> Dim entity As T_ENTITY v.8kGF Dim op As T_OPERATION Wfd`v Dim mat As T_MODELMATERIAL S`5bcxI_ Dim A As Double 0;><@{' Dim pupilDiam As Double ?sdSi-- Dim eID As Long lq_UCCnv5 Dim parID As Long Mo N/?VA Dim count As Integer *s 4Ym Dim taq As Double, Rant As Double, CCant As Double, Rpost As Double, CCpost As Double hR|xUp
Dim tlens As Double, nlens As Double 5[X%17&t Dim curv As Double, conic As Double yW'{Z]09 Dim ok As Long vv,<#4d ,yNuz@^
P Sub Main dpq(=s`s }[z7V '用户输入对话框 "$(D7yFO Begin Dialog UserDialog 320,126,"Input parameters" ' %GRID:10,7,1,1 6T4DuF TextBox 220,21,40,21,.TextBox1 'default: 0 S>T ;`, Text 20,21,190,21,"Accommodation (in Diopters):",.Text1,1 AFL'Ox]0 OKButton 40,91,90,21 <B|b'XVH2 CancelButton 190,91,90,21 Ln&~t(7 Text 20,49,190,14,"Pupil diameter (4 mm default):",.Text2,1 =dNE1rdzNa TextBox 220,49,40,21,.TextBox2 'default: 4 vd#)+ End Dialog Rq+7&%dy Dim dlg As UserDialog DjK7_'7(L &AxtSIpucP ok = Dialog (dlg) b(|&e ~fD\=- S1 If ok=0 Then 'cancel button was pressed o?/H<k\5 Print "Execution cancelled." ^wZx=kas End M.dX;iM< End If Cx~;oWZ +$L}B-F 'Assign accommodation and pupil diameter & use defaults if field left empty [7PC\ If dlg.TextBox1 = "" Then ;\A_-a_(# A = 0 'Default accommodation pJe!~eyHm Else d:>^]5cE& A = CDbl(dlg.TextBox1) 0/]h"5H3 End If EMe1!) N}nE9z5 If dlg.TextBox2 = "" Then mYo~RXKGF pupilDiam = 4 'Default pupil diameter 4"eFR'g Else |$IL:W6 pupilDiam = CDbl(dlg.TextBox2) ^#e|^]]
L End If 6B@e[VtG$ Z>g&%3j Print " " Xa>'DO2 Print "Accommodation = " & A & " Diopters" HFjSM~ Print "Pupil Diameter = " & pupilDiam & " mm" \(Nx)F -`Z!p ' Calculate new parameters with accommodation Q{S{|.w- taq = 0.55 + 2.97 - 0.04*A 'Aqueous thickness *^;
MWI +UOVD:G Rant = 12.0 - 0.4*A 'Radius of anterior lens 4=^Ha%l CCant = -7.518749 + 1.285720*A 'Conic constant of anterior lens k*2khh- ,aezMbg Rpost = -5.224557 + 0.2*A 'Radius of posterior lens xC9?rLUZ CCpost = -1.353971 - 0.431762*A 'Conic constant of posterior lens `"ks0@^U 4KxuSI^q tlens = 3.767 + 0.04*A 'Lens thickness y,rdyt 0OG
3#pE nlens = 1.42 + 0.00256*A - 0.00022*A^2 'Lens index of refraction <f:(nGj _(m455HZ 'Adjust parameters to account for accommodation {7oPDP ua=7YG '************************************************************************* ))dqC l 'Aqueous thickness (Position of Lens) l v:GiA"X '************************************************************************* ddl]!
^IK eID = FindFullName( "Geometry.Arizona Eye.Lens" ) m#[c]v{ GetCustomElement eID, entity R*cef E83$(6z parID = FindFullName( "Geometry.Arizona Eye" ) ]vR
Ol. uAnL` ' Delete any shift(s) in z
hFycSu count = 0 ;s$4/b/~ While GetOperationCount(eID)>count I_Lm[ GetOperation eID, count, op X)j%v\#`U If op.Type="ShiftZ" Then on8$Kc DeleteOperation eID,count 1jKj'7/K count=count-1 OB=bRLd.IR End If &x*l{s[ count=count+1 1+3-Z>^ e Wend tkptm%I_
Q:
-& 'Set new shift in \>"Zn7 op.Type = "ShiftZ" lz>.mXdx op.val1 = taq DsxNg op.parent = parID 4@F8-V3q4 AddOperation eID, op $Sy}im\H Print "Set aqueous humor thickness = " & taq-0.55 dj] O $SA
@ " '************************************************************************* :rufnmsP<U 'Radius and conic constant of anterior lens !W&|kvT^ '************************************************************************* daA&!vnbH* eID = FindFullName( "Geometry.Arizona Eye.Lens.Anterior" ) v#g:]T GetConic eID, entity, curv, conic P^Og(F8; s H'FqV,) SetConic eID, entity, 1/Rant, CCant Zd-QZ<c";t Print "Set anterior lens radius = " & Rant & " and conic constant = " & CCant .&b c3cW l(3PxbT '************************************************************************* *h?}~!AjY 'Radius and conic constant of posterior lens )Mflt0fp '************************************************************************* & |