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简介 i}|jHlv ]_L;AD 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。 CqX*.j{ KNF{NFk 模型 =
~*Vfx
,HNk<W 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。 {8;}y[R .%0a Table 1. AZ眼睛模型的定义 c4Q%MRR 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. VhnIr#L+ Lo)T 光源 :yw(Co]f (enOj0 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。 c[vFh0s"m y<BG- \mt Y_O 图1. 光源和提示信息使用 !,J]5$M 除了“Letter F”之外的所有光源的光线位置设定在了孔径光阑位置处,并增加了pre-propagation distance= -8。尽管光线在光瞳处创建,规定的传输方向相对于光线位置在pre-propagation distance之后。这意味着光束沿着Z轴在眼睛的前面以平行光入射,而不是在光瞳处入射。 E;k$ICOXA :"i2`y;u 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。 EyV5FWb58 Oo~
图2. 字母F光源的设定方法光 T#H-GOY: SapVS*yx@ 图3. 字母F在视网膜上位置点列图 Y$ KR\ m 视网膜的散射 p7.~k1h ]%G#x 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。 ATV|M[B -<u_fv x%dVD 图4. 视网膜朗伯散射设定 \SJX;7ST 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。 6OtNWbB LF:~&
m P|;v > 图5. 视网膜重点采样规格设定 h54\
\Ci 脚本 M@pF[J/ '+GYw$ 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: 16~5 ;u jS#YqVuN 图6. 用户对话框的创建与编辑 >v1.Gm 图7. 用户对话框编辑器 $/E{3aT@F2 如果“OK”按钮按下,将会核对对话框下面的代码行,如果点击取消则脚本终止。然后输入的参数赋予变量,如果此处是保留为空白,则使用默认值。因此,如果没有值输入并点击“OK”按钮,则脚本是以屈光度为0,光瞳直径为4mm来运行的。 zP$"6~. 余下的脚本计算与屈光度有关的所有参数。 XWB#7;,R Q[T)jo,j% 分析 ki?V
eFp A#F6~QX(.9 屈光度为4,光瞳直径为4mm,字母F点在视网膜上所成的像。 =6qSo
@ 4Le{|B 图7. 字母F在视网膜上颜色分析 |k: FNu]C 脚本代码 b:
I0Zv6 cNy*< Tv Option Explicit 'Remove this to enable non-dimensioned variables to be used. !H9zd\wc !Okl3
!fC Dim entity As T_ENTITY h;OHpvk Dim op As T_OPERATION E7<l^/<2S+ Dim mat As T_MODELMATERIAL ndvt
$* Dim A As Double 8K\S]SZ Dim pupilDiam As Double
_akpW Dim eID As Long K8v@) Dim parID As Long 0/~{, Dim count As Integer L*{E-m/ Dim taq As Double, Rant As Double, CCant As Double, Rpost As Double, CCpost As Double :?)q"hE Dim tlens As Double, nlens As Double HoZsDs.XZ Dim curv As Double, conic As Double 0.U-
tg0 Dim ok As Long $A98h-*x :4Y5 Sub Main z;&J9r$` <II>io; '用户输入对话框 Ma ]*Pled Begin Dialog UserDialog 320,126,"Input parameters" ' %GRID:10,7,1,1 {C%f~j TextBox 220,21,40,21,.TextBox1 'default: 0 e,*@+E\4 Text 20,21,190,21,"Accommodation (in Diopters):",.Text1,1 Jg6@)<n OKButton 40,91,90,21 ]1q`N7 CancelButton 190,91,90,21 Ed#Hilk' Text 20,49,190,14,"Pupil diameter (4 mm default):",.Text2,1 ~#=70 TextBox 220,49,40,21,.TextBox2 'default: 4 c$;Cpt@-j End Dialog ]-w.x]I Dim dlg As UserDialog @M(+YCi:e@ CI|#,^ ok = Dialog (dlg) w!Ii 85:mh\@-G If ok=0 Then 'cancel button was pressed ,,h>_IA Print "Execution cancelled." 22E I`}"J End r
<2&_$| End If V~QOl=`K: o"qG'\x 'Assign accommodation and pupil diameter & use defaults if field left empty 8?hj}}H If dlg.TextBox1 = "" Then #*+$o<Q]9 A = 0 'Default accommodation kM76?M
Else Ge*N%=MX8 A = CDbl(dlg.TextBox1) sGGi7% End If 8y]{I^z} [tJp^?6* If dlg.TextBox2 = "" Then f3mQd}<L pupilDiam = 4 'Default pupil diameter +"VXw2R_e Else 8@KGc
)k pupilDiam = CDbl(dlg.TextBox2) bKr73S9 End If &M#}?@!C 4BJ w+EV8 Print " " t<SCrLbz Print "Accommodation = " & A & " Diopters" z+j3j2 Print "Pupil Diameter = " & pupilDiam & " mm" %eJE@$ ^B(:Hv}G(: ' Calculate new parameters with accommodation cXt]55" taq = 0.55 + 2.97 - 0.04*A 'Aqueous thickness N{K[sXCW ,'@t.XP Rant = 12.0 - 0.4*A 'Radius of anterior lens 9gETWz(3I CCant = -7.518749 + 1.285720*A 'Conic constant of anterior lens uh3<%9#\k (l)r.Vj Rpost = -5.224557 + 0.2*A 'Radius of posterior lens if+97^Oy CCpost = -1.353971 - 0.431762*A 'Conic constant of posterior lens Ots] y PLK;y tlens = 3.767 + 0.04*A 'Lens thickness bO
}9/Ay dMa6hI{k nlens = 1.42 + 0.00256*A - 0.00022*A^2 'Lens index of refraction ]KQBek#DD ifadnl26
s 'Adjust parameters to account for accommodation bqQR"; }J_#N.y '************************************************************************* Wtp;se@# 'Aqueous thickness (Position of Lens) :\|<7n '*************************************************************************
{BD G;e eID = FindFullName( "Geometry.Arizona Eye.Lens" ) =m?x5G^ GetCustomElement eID, entity OJ<V<=MYZ {br6* parID = FindFullName( "Geometry.Arizona Eye" ) TL: 6Pe G]gc*\4 ' Delete any shift(s) in z OsgjSJrf count = 0 rC6{-42bb While GetOperationCount(eID)>count EskD)Sl GetOperation eID, count, op DP!~WkU~ If op.Type="ShiftZ" Then ,xy$h }g DeleteOperation eID,count d0 8:lYQ count=count-1 Z (C0+A\ End If D8)6yPwE count=count+1 KKNQ+'? Wend 2@|,VN V6~ @"/:Omh 'Set new shift in 0W]vK$\F* op.Type = "ShiftZ" />V&
OX` op.val1 = taq ??,/85lM op.parent = parID J,t`ilT AddOperation eID, op *m[[>wE Print "Set aqueous humor thickness = " & taq-0.55 "_n})s
f S i-Q'*Y= '************************************************************************* 8]xYE19= 'Radius and conic constant of anterior lens i?'|}tK '************************************************************************* )^j62uv eID = FindFullName( "Geometry.Arizona Eye.Lens.Anterior" ) B<&g GetConic eID, entity, curv, conic }KR"0G[f G/yYIs SetConic eID, entity, 1/Rant, CCant (E7C9U* Print "Set anterior lens radius = " & Rant & " and conic constant = " & CCant +*x9$LSD uevhW
'************************************************************************* yG,uD!N]| 'Radius and conic constant of posterior lens 6-f-/$B '************************************************************************* R dLk85<n eID = FindFullName( "Geometry.Arizona Eye.Lens.Posterior" ) af}JS2=$ GetConic eID, entity, curv, conic M,oRi;V FR6PY SetConic eID, entity, 1/Rpost, CCpost O@`KGZEPY Print "Set posterior lens radius = " & Rpost & " and conic constant = " & CCpost 8_T9[]7V8 }[SYWJIc '************************************************************************* Z~ u3{ 'Lens thickness (Position of posterior lens surface) !>)o&sM '************************************************************************* )8_MkFQe =&WH9IKz |