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简介 XMF#l]P P N(<=v&E 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。 =d$m@rc0r W[LQ$uj 模型 pmiC|F83!8
c`}YL4 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。 HggINMG _ xM}*_<VP Table 1. AZ眼睛模型的定义 iow"X6_l_ 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. ikb;,Js m'KEN<)s 光源 f3*SIKi "td ,YVK 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。 D1V^DbUm_ B$G9#G6pZ UW Px|]RC 图1. 光源和提示信息使用 zUA
- 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。 F!RP * xf;Tk 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。 ),@m
3wQ _4LDzVjNRe 图2. 字母F光源的设定方法光 ]V,#>' ^3C%& 图3. 字母F在视网膜上位置点列图 ,_bG'Hmt 视网膜的散射 WS+uK b^< g6H` uO 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。 r@CbhD K7ZRj\(CJv `pXPF}T 图4. 视网膜朗伯散射设定 2U3WH.o 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。 #;\tgUQ SpMHq_MLM 0BN=>]V~j7 图5. 视网膜重点采样规格设定 -e.ygiK.`S 脚本 ,[u.5vC qJK6S4O] 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: Gdr7d [ak[ZXC, 图6. 用户对话框的创建与编辑 Qv@)WJ="-0 图7. 用户对话框编辑器 zLjQ,Lp.I 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。 Zzv,p 余下的脚本计算与屈光度有关的所有参数。 F D.L{ "9,+m$nj 分析 Px`z$~*B: `llSHsIkXb 屈光度为4,光瞳直径为4mm,字母F点在视网膜上所成的像。 TYedem<$ \P9HAz'6 图7. 字母F在视网膜上颜色分析 `7_s@4: 脚本代码 R-5e9vyS JjG>$z Option Explicit 'Remove this to enable non-dimensioned variables to be used. &z"yls (oB9$Zz!t Dim entity As T_ENTITY 7.B]B,] Dim op As T_OPERATION ?Q: KW Dim mat As T_MODELMATERIAL 5dhT?/qvc Dim A As Double T]?QCf Dim pupilDiam As Double 0GnbE2& Dim eID As Long k^\>=JTq= Dim parID As Long vH vwH Dim count As Integer bdr!|WZ Dim taq As Double, Rant As Double, CCant As Double, Rpost As Double, CCpost As Double \E,Fe:/g Dim tlens As Double, nlens As Double "3VMjF\ Dim curv As Double, conic As Double ysQ8==`38i Dim ok As Long !,N),xG}~ 2_;3B4GDF Sub Main 3EX41)u 0& ?/TSC '用户输入对话框 TY gn
X Begin Dialog UserDialog 320,126,"Input parameters" ' %GRID:10,7,1,1 QfsTUAfR TextBox 220,21,40,21,.TextBox1 'default: 0 D(Yq<%Q Text 20,21,190,21,"Accommodation (in Diopters):",.Text1,1 H3jb{S
b OKButton 40,91,90,21 8(0q,7)y CancelButton 190,91,90,21 ]73BJ Text 20,49,190,14,"Pupil diameter (4 mm default):",.Text2,1 3gY4h*|`< TextBox 220,49,40,21,.TextBox2 'default: 4 qEB]Tj e[ End Dialog .{LJ Dim dlg As UserDialog {;ur~KE (
O/+.qb ok = Dialog (dlg) ){XG%nC `K\(I#z If ok=0 Then 'cancel button was pressed P7kb* Print "Execution cancelled." .+hM1OF`x End Y7
`i~K; End If ~<w9a] i:,37INMt 'Assign accommodation and pupil diameter & use defaults if field left empty Gv zw=~8 If dlg.TextBox1 = "" Then 2j7e@pr A = 0 'Default accommodation R?$Nl Else Kly`V]XE A = CDbl(dlg.TextBox1) LVp*YOq7 End If b<mxf\b kQMALS@R If dlg.TextBox2 = "" Then ok7yFm1\ pupilDiam = 4 'Default pupil diameter rocG;$[ Else #35@YMF pupilDiam = CDbl(dlg.TextBox2) @AU<'?k End If MPmsW& y #Xq@ Print " " GwaU7[6 Print "Accommodation = " & A & " Diopters" _o-D},f*e Print "Pupil Diameter = " & pupilDiam & " mm" ~wsDg[ ?Em*yc@WD ' Calculate new parameters with accommodation )Vb_0 n=^ taq = 0.55 + 2.97 - 0.04*A 'Aqueous thickness QR;E>eEq Ii9@ j1-g Rant = 12.0 - 0.4*A 'Radius of anterior lens #7~M1/eH=t CCant = -7.518749 + 1.285720*A 'Conic constant of anterior lens ;Y>cegG\ (C
EXPf Rpost = -5.224557 + 0.2*A 'Radius of posterior lens Ge]2g0 CCpost = -1.353971 - 0.431762*A 'Conic constant of posterior lens jTJ]: EN idr,s\$> tlens = 3.767 + 0.04*A 'Lens thickness +\a`:QET xW;-=Q nlens = 1.42 + 0.00256*A - 0.00022*A^2 'Lens index of refraction 4(f4 4' ^ U,4:yc,)s 'Adjust parameters to account for accommodation dM1)wkbET tj_+0J$sw: '************************************************************************* :}Tw+S5 'Aqueous thickness (Position of Lens) 1wpeYn7>W '************************************************************************* jWd 7 >1R? eID = FindFullName( "Geometry.Arizona Eye.Lens" ) t%n3~i4X: GetCustomElement eID, entity {IW pI * )MKzAAt~ parID = FindFullName( "Geometry.Arizona Eye" ) IP` ;hC ddMSiwbY) ' Delete any shift(s) in z ^rc!X]C9 count = 0 q.OkZI0n While GetOperationCount(eID)>count 8h#/b1\ GetOperation eID, count, op U'st\Dt If op.Type="ShiftZ" Then pOn>m1| DeleteOperation eID,count q=5#t~? count=count-1 x-5XOqD{' End If 5CxD ys&< count=count+1 i[~oMwc& Wend K>TdN+Z}= wPDA_ns~ 'Set new shift in u $N2uFc op.Type = "ShiftZ" | 1Fy op.val1 = taq dE+xU(\,w op.parent = parID pNo<:p AddOperation eID, op tVZjtGz= Print "Set aqueous humor thickness = " & taq-0.55 J>P{8Aw L_.BcRy '************************************************************************* .pgTp X 'Radius and conic constant of anterior lens .VVY]>bJg@ '************************************************************************* =>Vo|LBoe eID = FindFullName( "Geometry.Arizona Eye.Lens.Anterior" ) i!jZZj-{ GetConic eID, entity, curv, conic Eg?6$[U`8< ;(Q4x"?I SetConic eID, entity, 1/Rant, CCant .,pGW8Js Print "Set anterior lens radius = " & Rant & " and conic constant = " & CCant
t]Xdzy 5uK:f\y)l '************************************************************************* e`#c[lbAAM 'Radius and conic constant of posterior lens j5ZeYcQ- '************************************************************************* U3 e3 eID = FindFullName( "Geometry.Arizona Eye.Lens.Posterior" ) ;f7(d\=y
GetConic eID, entity, curv, conic ? Ovl(4VG
&j,rq?eh$ SetConic eID, entity, 1/Rpost, CCpost *]fBd<(8 Print "Set posterior lens radius = " & Rpost & " and conic constant = " & CCpost o[Yxh%T e g#.f` '************************************************************************* \FSkI0 'Lens thickness (Position of posterior lens surface) /a%5!)NE% '************************************************************************* E ?( NamBJ\2E1[ parID = FindFullName( "Geometry.Arizona Eye.Lens" ) 5tg ,
e{kC ' Delete any z-shift(s) ?5nF` [rx count = 0 ;CD.8f]N While GetOperationCount(eID)>count KvC`6 GetOperation eID, count, op udDhJ? If op.Type="ShiftZ" Then 15_OtK DeleteOperation eID,count mvI[=e* count=count-1 'H2TwSbIXI End If ^c}Z$V count=count+1 RF
4u\ \ Wend ^WP`;e F_=RY] 'Set new z-shift o~,dkV op.Type = "ShiftZ" +?n81|7` op.val1 = tlens Lc6Wj'G
G op.parent = parID zCT Wi AddOperation eID, op 7_taqcj Print "Set lens thickness = " & tlens h8oG5|Y <Brq7:n| '************************************************************************* 3hr& |