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简介 n#,l&Bx )SLs
[ 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。 N*-Z Jv (LPc\\Vv 模型 1#uw^{n ]jrxrUl 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。 0_.hU^fP U /Fomu Table 1. AZ眼睛模型的定义 q,Q|Uvpk 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. QyQ8M1m oa7Hx<Y 光源 1r4/McB ~(S4/d5 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。 pP&M]' 3S?+G)qKo u'."E7o# 图1. 光源和提示信息使用 c^k.
<EA 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。 <rF 3I(M<sB} 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。 9mm(?O~'p JR)rp3o- 图2. 字母F光源的设定方法光 -/?<@*n ,oil}N( 图3. 字母F在视网膜上位置点列图 z w9r0bG 视网膜的散射 I-"{m/PEdg dG+xr! 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。 _%B`Y ?I` bS<p dOX_ +Eg# 8/q 图4. 视网膜朗伯散射设定 +3CMfYsr8 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。 A@r,A?( N R{:4zJT T(DE^E@a 图5. 视网膜重点采样规格设定 D$;/
l}s? 脚本 ;;5i'h~?]J K(2s% 内置脚本使用对话框显示屈光度和光瞳直径的数值设置。使用FRED Basic脚本创建和使用对话框非常容易。图6显示了如何获取用户自定义对话框,如下图所示: @d|9(,Q IgL8u 图6. 用户对话框的创建与编辑 Qt 2hb 图7. 用户对话框编辑器 kF .b) 如果“OK”按钮按下,将会核对对话框下面的代码行,如果点击取消则脚本终止。然后输入的参数赋予变量,如果此处是保留为空白,则使用默认值。因此,如果没有值输入并点击“OK”按钮,则脚本是以屈光度为0,光瞳直径为4mm来运行的。 jEI L(0_H 余下的脚本计算与屈光度有关的所有参数。 %#~Wk|8} Q 'iK0Wr 分析 (WvA9s{/ ;q2T*4NN 屈光度为4,光瞳直径为4mm,字母F点在视网膜上所成的像。 XLT<,B}e CS49M 图7. 字母F在视网膜上颜色分析 )3 脚本代码 '>BHwc {'%=tJ[YX Option Explicit 'Remove this to enable non-dimensioned variables to be used. %<t/xAge
@$]h[ Dim entity As T_ENTITY |Oe6OCPf Dim op As T_OPERATION e<K=Q$U. Dim mat As T_MODELMATERIAL R0[Gfq9M= Dim A As Double &3V4~L1aEg Dim pupilDiam As Double +8M{y D9# Dim eID As Long ojri~erJE? Dim parID As Long gN%R-e0 Dim count As Integer f&'md Dim taq As Double, Rant As Double, CCant As Double, Rpost As Double, CCpost As Double R#>E{[9 Dim tlens As Double, nlens As Double [aC(Ga} Dim curv As Double, conic As Double tN~{Mt$-W Dim ok As Long Alz#zBGb ?AE%N.rnsi Sub Main 0/$sr; jk@]d5 '用户输入对话框 trLs4o, Begin Dialog UserDialog 320,126,"Input parameters" ' %GRID:10,7,1,1 vq}V0-
< TextBox 220,21,40,21,.TextBox1 'default: 0 ]CjODa Text 20,21,190,21,"Accommodation (in Diopters):",.Text1,1 SW7%SX,xM OKButton 40,91,90,21 DVd/OU
CancelButton 190,91,90,21 aO1cd_d6x_ Text 20,49,190,14,"Pupil diameter (4 mm default):",.Text2,1 W2RS G~| TextBox 220,49,40,21,.TextBox2 'default: 4 P1<;:!8' End Dialog |@RO&F Dim dlg As UserDialog ^^m%[$nw&r $1e@3mzM ok = Dialog (dlg) 6x 0>E^~ myXV~6R
3 If ok=0 Then 'cancel button was pressed 0^=S:~G Print "Execution cancelled." \iFE,z End J0IK=Y End If hf[K\aAk LBg#KQ@ 'Assign accommodation and pupil diameter & use defaults if field left empty zv41Yv!x} If dlg.TextBox1 = "" Then $aG'.0HW A = 0 'Default accommodation WKG=d]5 Else (<12&=WxE A = CDbl(dlg.TextBox1) f]Vz !hM~ End If 99 ["I: z,)Fvs4U. If dlg.TextBox2 = "" Then HwHI$IB pupilDiam = 4 'Default pupil diameter f: Rh9 Else cMj<k8.{ pupilDiam = CDbl(dlg.TextBox2) ~'ovJ46tx End If sEoS[t|" =xgW$c/yB Print " " }~7>S5 Print "Accommodation = " & A & " Diopters" ^/c|s!U^ Print "Pupil Diameter = " & pupilDiam & " mm" .D :v0Zm}m z, OMR`W ' Calculate new parameters with accommodation ZrTq)BZ taq = 0.55 + 2.97 - 0.04*A 'Aqueous thickness HV}NT~ B7#;tCf Rant = 12.0 - 0.4*A 'Radius of anterior lens Z1Ms~tch CCant = -7.518749 + 1.285720*A 'Conic constant of anterior lens E_++yK^= }Eav@3h6 Rpost = -5.224557 + 0.2*A 'Radius of posterior lens T/H*Bo*=5 CCpost = -1.353971 - 0.431762*A 'Conic constant of posterior lens BjA|H txi
m|) tlens = 3.767 + 0.04*A 'Lens thickness 8w{V[@QLn k=LY 6 nlens = 1.42 + 0.00256*A - 0.00022*A^2 'Lens index of refraction '!_o`t@ 9`xq3EL2T 'Adjust parameters to account for accommodation 3}"VUS0wh hJ|z8Sy@1 '************************************************************************* toF@@% 'Aqueous thickness (Position of Lens) k2xjcrg '************************************************************************* LE7o[<> eID = FindFullName( "Geometry.Arizona Eye.Lens" ) a@%FwfIu GetCustomElement eID, entity qB8<(vBP+ ^0r@", parID = FindFullName( "Geometry.Arizona Eye" ) Cnn,$R=/s 6:e0?R^aD" ' Delete any shift(s) in z _8bqk\m+ count = 0 ~sM334sQ While GetOperationCount(eID)>count lY6U $*9c GetOperation eID, count, op 5~\W!|j/ If op.Type="ShiftZ" Then 2+|[e_ DeleteOperation eID,count ;N)qNiJY count=count-1 $hA[vi\5 End If 5bgx;z9 count=count+1 n|(Y?`( Wend _3)~{dQ+ A0'Yfuie 'Set new shift in _N<8!(|w op.Type = "ShiftZ" >:Rc%ILym op.val1 = taq `/0FXb
8h op.parent = parID -1fT2e AddOperation eID, op AR&u9Y)I Print "Set aqueous humor thickness = " & taq-0.55 ,#s}nJ4 Z{%h6"" '************************************************************************* %R}}1 'Radius and conic constant of anterior lens PyIIdTm '************************************************************************* >ztv3^w eID = FindFullName( "Geometry.Arizona Eye.Lens.Anterior" ) ,UY],;ib GetConic eID, entity, curv, conic (;!&RZ vRm;H|[%S SetConic eID, entity, 1/Rant, CCant O%rjY Print "Set anterior lens radius = " & Rant & " and conic constant = " & CCant X.g1
312~ [IiwpC '************************************************************************* n`}vcVL; 'Radius and conic constant of posterior lens si)920?E& '************************************************************************* la
f b^ eID = FindFullName( "Geometry.Arizona Eye.Lens.Posterior" ) Zsaz#z|xW GetConic eID, entity, curv, conic i/~A7\:8% {gzL}KL SetConic eID, entity, 1/Rpost, CCpost Dk/;`sXV Print "Set posterior lens radius = " & Rpost & " and conic constant = " & CCpost vX&Nh"0H& 3.
Kh '************************************************************************* {G_ZEo#x8, 'Lens thickness (Position of posterior lens surface) K
o,O!T. '************************************************************************* =p$1v{L8 )fv0H&g parID = FindFullName( "Geometry.Arizona Eye.Lens" ) FhW\23OC Fj|C+;Q. ' Delete any z-shift(s) 7)z^*;x count = 0 EZao\,t While GetOperationCount(eID)>count s-Bpd#G>/ GetOperation eID, count, op L=
hPu#&/ If op.Type="ShiftZ" Then Q!MS_
#O DeleteOperation eID,count Q
R;Xj3]v count=count-1 $GEY*uIOa End If ,{7Z OzA count=count+1 v-EcJj% Wend B xq(+^T GVe[)R 'Set new z-shift E\ 5t&jZr op.Type = "ShiftZ" f8!*4Bw op.val1 = tlens F:1w%#6av op.parent = parID #D&eov? AddOperation eID, op +,f|Y6L< |