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简介 /{J4:N'B> yWc$>ne[L 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。 ! I:%0D X,%
0/6*] 模型 W+c<2?d: _yx>TE2e 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。 $99n&t$Y ]jQutlg| Table 1. AZ眼睛模型的定义 qBQ?HLK- 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. iq8<ov
B"w?;EeV. 光源 wU36sCo <$$yw=ef 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。 H2 {+) 2 a)xTA# ^Z+?h&%% 图1. 光源和提示信息使用 F,F4nw<W 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。 pU}(@oy ~Ffo-Nd- 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。 \:'/'^=#| >>)b'c 图2. 字母F光源的设定方法光 qr^3R&z!} 1=c\Rr9] 图3. 字母F在视网膜上位置点列图 9L?.m& 视网膜的散射 Fyx|z'4b M)+H{5bt 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&2O9Nz6 wssRA?9< U$.@]F4& 图4. 视网膜朗伯散射设定 dL 1tl 注意在视网膜的表面有散射重点采样规格定义,在“Scatter”标签的底部可获取该信息。“toward pupil”指定散射光朝向光瞳,半角度10度。 u%KTNa0 P )"m0Lu< /9*B)m" 图5. 视网膜重点采样规格设定 %N6A+5H 脚本 kZ
.gO l/GGCnO/ 内置脚本使用对话框显示屈光度和光瞳直径的数值设置。使用FRED Basic脚本创建和使用对话框非常容易。图6显示了如何获取用户自定义对话框,如下图所示: KP^V>9q /4V#C- 图6. 用户对话框的创建与编辑 E0=)HTtS 图7. 用户对话框编辑器 <?6|.\& 如果“OK”按钮按下,将会核对对话框下面的代码行,如果点击取消则脚本终止。然后输入的参数赋予变量,如果此处是保留为空白,则使用默认值。因此,如果没有值输入并点击“OK”按钮,则脚本是以屈光度为0,光瞳直径为4mm来运行的。 wu!59pL 余下的脚本计算与屈光度有关的所有参数。 iN\4gQ! 34O
`@j0-3 分析 6 7.+
.2 8 +/rlHp 屈光度为4,光瞳直径为4mm,字母F点在视网膜上所成的像。 bdrg(d6 %D34/=(X 图7. 字母F在视网膜上颜色分析 _ QI\ 脚本代码 6Q@j
ItVWO:x&v Option Explicit 'Remove this to enable non-dimensioned variables to be used. 'RR~7h k68T`Ub\W6 Dim entity As T_ENTITY B\=8_z Dim op As T_OPERATION . B9iLI Dim mat As T_MODELMATERIAL yCR?UH; Dim A As Double Lc,Pom Dim pupilDiam As Double m+R[#GE8# Dim eID As Long jl$ece5v Dim parID As Long RDi]2 Dim count As Integer &MQmu,4 Dim taq As Double, Rant As Double, CCant As Double, Rpost As Double, CCpost As Double ?0?#U0(;u Dim tlens As Double, nlens As Double M61xPq8y5 Dim curv As Double, conic As Double Su7?;Oh/yI Dim ok As Long _$YkM, y/{fX(aV Sub Main ZRB)uA)5= Q5`*3h6p= '用户输入对话框 Y|f[bw Begin Dialog UserDialog 320,126,"Input parameters" ' %GRID:10,7,1,1 , , OW TextBox 220,21,40,21,.TextBox1 'default: 0 4<Utmr Text 20,21,190,21,"Accommodation (in Diopters):",.Text1,1 c
/HHy, OKButton 40,91,90,21 x b~yM%*c CancelButton 190,91,90,21 GL#u p Text 20,49,190,14,"Pupil diameter (4 mm default):",.Text2,1 ^z IW+: TextBox 220,49,40,21,.TextBox2 'default: 4 &\WSQmtto End Dialog [)M%cyQ Dim dlg As UserDialog 2B[X,rL.pX ?m}s4a ok = Dialog (dlg) xd?f2=dd~h _Xc8Yg }` If ok=0 Then 'cancel button was pressed p!7FpxZY Print "Execution cancelled." 2g-j.TM End Oi'5ytsES End If O7m(o:t x3 ]Idk:et 'Assign accommodation and pupil diameter & use defaults if field left empty {_[N<U:QT& If dlg.TextBox1 = "" Then i Dp)FQ$ A = 0 'Default accommodation x7&B$.>3 Else dO<ERY A = CDbl(dlg.TextBox1) %KlrSo End If 3*"WG O5 QvlObEhcS If dlg.TextBox2 = "" Then ghG**3xr pupilDiam = 4 'Default pupil diameter rNWw?_H-H( Else %9F([K pupilDiam = CDbl(dlg.TextBox2) u<tbbKM End If q]ku5A\y Cazocq5 Print " " :Uzm
Print "Accommodation = " & A & " Diopters" i(%W_d! Print "Pupil Diameter = " & pupilDiam & " mm" #uG%j :841qCW ' Calculate new parameters with accommodation ?r
"{}% taq = 0.55 + 2.97 - 0.04*A 'Aqueous thickness UT~4x|b:O ; ; OAQ` Rant = 12.0 - 0.4*A 'Radius of anterior lens s 8jV(P(O CCant = -7.518749 + 1.285720*A 'Conic constant of anterior lens ifMRryN4 1QcNp(MO Rpost = -5.224557 + 0.2*A 'Radius of posterior lens GX!G> CCpost = -1.353971 - 0.431762*A 'Conic constant of posterior lens a
od-3"7[ ~*&H$6NJS tlens = 3.767 + 0.04*A 'Lens thickness -8ywO"6 u^+7hkk nlens = 1.42 + 0.00256*A - 0.00022*A^2 'Lens index of refraction {0Yf]FQb-a *SbMqASv4G 'Adjust parameters to account for accommodation OhQgF UJAv`yjG '************************************************************************* K( c\wr\6 'Aqueous thickness (Position of Lens) n`B:;2X, '************************************************************************* 17%,7P9pg eID = FindFullName( "Geometry.Arizona Eye.Lens" ) |PCm01NU! GetCustomElement eID, entity p?%y82E Olt?~} parID = FindFullName( "Geometry.Arizona Eye" ) mA}TJz ?4#Li~q ' Delete any shift(s) in z B:yGS*.tu count = 0 hB]Np1(' While GetOperationCount(eID)>count .GPT!lDc GetOperation eID, count, op O'p9u@kc If op.Type="ShiftZ" Then ios&n)W& DeleteOperation eID,count $kdB |4C count=count-1 a8e6H30Sm End If ?DS@e@lx count=count+1 5K1)1E/Fu Wend &v/dj@ %ufN8w!p 'Set new shift in }#RakV4 op.Type = "ShiftZ" twHVv op.val1 = taq iJ)_RSFK op.parent = parID kYP#SH/ AddOperation eID, op e{'BAj Print "Set aqueous humor thickness = " & taq-0.55 [B*x-R[FI R6<X%*&% '************************************************************************* "+R+6< |