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简介 fEw=I7{Y x:?a;m uf 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。 |^PLZ> _0W;)v 模型 U7"BlT!V\ @\T;PTD- 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。 J/x@$' HD:%Yv Table 1. AZ眼睛模型的定义 +|?|8"Qg 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. J,1osG<6x nSxb-Ce 光源 W>0"CUp &oeN#5Es8C 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。 (eRKR2% q PyMVTP4 [t.%baF 图1. 光源和提示信息使用 Sc/`=h]T 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。 v<%kd[N wt}%2x} x 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。 q qe2,X? N2tkCkl^x9 图2. 字母F光源的设定方法光 ~n/Aq* 3Rd`Ysp 图3. 字母F在视网膜上位置点列图 ?]W~ qgA 视网膜的散射 L-z;:Ztk !eR-Kor 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。 8jjFC9Cbn0 "brRME3 /esVuz 图4. 视网膜朗伯散射设定 2gwZb/'i 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。 2Io6s' $7UoL,N> /^'Bgnez 图5. 视网膜重点采样规格设定 Qsg/V] 脚本 Hwp{< \L ] 内置脚本使用对话框显示屈光度和光瞳直径的数值设置。使用FRED Basic脚本创建和使用对话框非常容易。图6显示了如何获取用户自定义对话框,如下图所示: ^XBzZ!h| PUP"ky^q" 图6. 用户对话框的创建与编辑 0iJ!K;A2% 图7. 用户对话框编辑器 rBD(2M 如果“OK”按钮按下,将会核对对话框下面的代码行,如果点击取消则脚本终止。然后输入的参数赋予变量,如果此处是保留为空白,则使用默认值。因此,如果没有值输入并点击“OK”按钮,则脚本是以屈光度为0,光瞳直径为4mm来运行的。 (T|TEt 余下的脚本计算与屈光度有关的所有参数。 ym|NT0_0 FjZc#\^9 分析 |DE%SVZB SOp=~z 屈光度为4,光瞳直径为4mm,字母F点在视网膜上所成的像。 skIiJ'db V uG?B{ 图7. 字母F在视网膜上颜色分析 :reP} Da7q 脚本代码 (*6m^ 8K0X[-hs8 Option Explicit 'Remove this to enable non-dimensioned variables to be used. g@~!kh,TH S\e&?Y` Dim entity As T_ENTITY 4M}|/?<Br Dim op As T_OPERATION 7G5y)Qb Dim mat As T_MODELMATERIAL HDmx@E.@ Dim A As Double y=AsgJ Dim pupilDiam As Double jt{9e:2% Dim eID As Long KVB0IXZC~ Dim parID As Long "l@A[@R Dim count As Integer #:J:YMv Dim taq As Double, Rant As Double, CCant As Double, Rpost As Double, CCpost As Double /O|:{LQ Dim tlens As Double, nlens As Double 7\A4vUI3 Dim curv As Double, conic As Double D~#Ei?aH Dim ok As Long t;8\fIW5 _1^8xFe2 Sub Main AGOx@;w jn-QKdqM '用户输入对话框 7J9l.cM3 Begin Dialog UserDialog 320,126,"Input parameters" ' %GRID:10,7,1,1 RU2c*q$^X TextBox 220,21,40,21,.TextBox1 'default: 0 gmh5
%2M Text 20,21,190,21,"Accommodation (in Diopters):",.Text1,1 2fl4h<V OKButton 40,91,90,21 yu)q4C7ek CancelButton 190,91,90,21 bfgz1
`u Text 20,49,190,14,"Pupil diameter (4 mm default):",.Text2,1 @}<"N TextBox 220,49,40,21,.TextBox2 'default: 4 t5.`!3EO End Dialog cjuZBFl Dim dlg As UserDialog yN*:.al |G(1[RNu ok = Dialog (dlg) =/FF1jQ B?LXI3sQZ If ok=0 Then 'cancel button was pressed "EoDQT"0 Print "Execution cancelled." xXX/]x> End *5'.!g(' End If 4j>fI)FUW 5m4DS:& 'Assign accommodation and pupil diameter & use defaults if field left empty 3{"byfO#% If dlg.TextBox1 = "" Then g\Wj+el} A = 0 'Default accommodation x97L6! Else 9)`amhf> A = CDbl(dlg.TextBox1) ncv7t|ZN End If -G9|n#zCU 5[C ~wvO If dlg.TextBox2 = "" Then W>B^S pupilDiam = 4 'Default pupil diameter n~tqO!q Else 79ckLd9 pupilDiam = CDbl(dlg.TextBox2) =SAV| End If B'-I{~'/ "O*x' XhN Print " " #'@ilk/. Print "Accommodation = " & A & " Diopters" 1,,|MW Print "Pupil Diameter = " & pupilDiam & " mm" #^6^ X7aYpt; ' Calculate new parameters with accommodation 3HZ~. taq = 0.55 + 2.97 - 0.04*A 'Aqueous thickness {Oj7 d?A}qA[( Rant = 12.0 - 0.4*A 'Radius of anterior lens k=[pm5ZvT~ CCant = -7.518749 + 1.285720*A 'Conic constant of anterior lens @%1IkvJV ~,"N[Q Rpost = -5.224557 + 0.2*A 'Radius of posterior lens 4KXc~eF[M" CCpost = -1.353971 - 0.431762*A 'Conic constant of posterior lens ,_jC$ c%z'xM tlens = 3.767 + 0.04*A 'Lens thickness J8?2R^;{ .2.qR,"j nlens = 1.42 + 0.00256*A - 0.00022*A^2 'Lens index of refraction BkawL, 1<.5ub*i4 'Adjust parameters to account for accommodation h >-'-Hx+ w{!(r '************************************************************************* ^T6S()G 'Aqueous thickness (Position of Lens) oFCgu{\kt '************************************************************************* 0:"2MSf> eID = FindFullName( "Geometry.Arizona Eye.Lens" ) 7(bQ}mHl\ GetCustomElement eID, entity Q&CElx?L `
#OSl parID = FindFullName( "Geometry.Arizona Eye" ) hmpr%(c ` ~S*b ' Delete any shift(s) in z |a-fE]{7 count = 0 ZF6c{~D While GetOperationCount(eID)>count @MiH(.Dq GetOperation eID, count, op HeLG?6 If op.Type="ShiftZ" Then "Y;}GlE DeleteOperation eID,count Qd]we$G count=count-1 _V2xA88 End If .5w azvA count=count+1 =Mj0:rW Wend ;),"M{"v ^{F_a 'Set new shift in ! zL1;d op.Type = "ShiftZ" eF~dQ4RZ op.val1 = taq =2Cj,[$ op.parent = parID x|i_P|Z AddOperation eID, op m&*JMA;^ Print "Set aqueous humor thickness = " & taq-0.55 I9?Ec6a_ Fh8lmOL;? '************************************************************************* w(9*7p p 'Radius and conic constant of anterior lens ;"kaF! '************************************************************************* t$J.+} }I eID = FindFullName( "Geometry.Arizona Eye.Lens.Anterior" ) T 2F6)e GetConic eID, entity, curv, conic %Ip*Kq- W/fuKGZi_ SetConic eID, entity, 1/Rant, CCant y7/F_{ Print "Set anterior lens radius = " & Rant & " and conic constant = " & CCant YJ_\Ns+Ow .iG&Lw\, '************************************************************************* k& |