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简介 ID{Pzmt- MFCbx># 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。 H8=vQy qU
/Wg 模型 hz>yv@1 \|b1s @c8 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。 " N`V*0h o+6^|RP Table 1. AZ眼睛模型的定义 s1*WK&@ 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. JXI+k.fi h\: tUEg#J 光源 dKN3ZCw*gF ^0BF2&Zx 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。 XQ4^:3Yc
aF4V|?+ W0r5D9k 图1. 光源和提示信息使用 KWZNu&)
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。
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gme 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。 *|.yX%"k _,-M8=dL%* 图2. 字母F光源的设定方法光 UU:QK{{E KH 6n3 \= 图3. 字母F在视网膜上位置点列图 pN^G[ 视网膜的散射 Kw5+4R(5 O<H@:W#k 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。 #\!hBL
@b ~]t2?SqNm (w7cdqe 图4. 视网膜朗伯散射设定 Fy+7{=?^F 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。 uBL~AC3>O f^yLwRUD ]P ?#lO6 图5. 视网膜重点采样规格设定 uzn))/" 脚本 ~?8x0 y [7xK}`_ 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: jJ{
w -$ yKk,); 图6. 用户对话框的创建与编辑 t BXsWY{ 图7. 用户对话框编辑器 URzE+8m^ 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。 GT`<jzAi Q 余下的脚本计算与屈光度有关的所有参数。 7_d#XKz@ Pt)}HF|u 分析 1_E3DXe b<8J ;u< 屈光度为4,光瞳直径为4mm,字母F点在视网膜上所成的像。 [8J}da } Tk@g9\6O9 图7. 字母F在视网膜上颜色分析 0R!}}*Ee>q 脚本代码 $R#L@iL- gt~2Br4 Option Explicit 'Remove this to enable non-dimensioned variables to be used. A,CPR0g% ,9j:h)ks? Dim entity As T_ENTITY EA{*%9 A Dim op As T_OPERATION z(#hL-{c Dim mat As T_MODELMATERIAL D@vvy6>~s Dim A As Double W;@ae,^ Dim pupilDiam As Double vYm&AD Dim eID As Long
|h~/Zz= Dim parID As Long Cot\i\]jv Dim count As Integer L"^366M! Dim taq As Double, Rant As Double, CCant As Double, Rpost As Double, CCpost As Double (9q {J(44 Dim tlens As Double, nlens As Double YGO 7lar Dim curv As Double, conic As Double Ak-7}i Dim ok As Long FoXQ]X7" xwp?2,< Sub Main Y,Zv0-" )PATz
# '用户输入对话框 ^E?V+3mV Begin Dialog UserDialog 320,126,"Input parameters" ' %GRID:10,7,1,1 %IXW|mi TextBox 220,21,40,21,.TextBox1 'default: 0 V4i%|vV Text 20,21,190,21,"Accommodation (in Diopters):",.Text1,1 {EHG | OKButton 40,91,90,21 zMqEMx9 CancelButton 190,91,90,21 h}<ZZ Text 20,49,190,14,"Pupil diameter (4 mm default):",.Text2,1 \osQwGPV TextBox 220,49,40,21,.TextBox2 'default: 4 ?{P6AF-xcf End Dialog =]mx"0i[ Dim dlg As UserDialog Y_YIJ@ /{)cI^9 ok = Dialog (dlg) w=>mG- s^@Cq= If ok=0 Then 'cancel button was pressed (eE}W~Z Print "Execution cancelled." cZT.vA# End /<(ik&%N End If 1e| M6* 3NZFW{u 'Assign accommodation and pupil diameter & use defaults if field left empty xVX||rrh If dlg.TextBox1 = "" Then Yf`.Cq_: A = 0 'Default accommodation Afl'- Else 9+Hb` A = CDbl(dlg.TextBox1) _%%"Y} End If Z_WTMs:x! 1)r _h( If dlg.TextBox2 = "" Then Bzt`9lg pupilDiam = 4 'Default pupil diameter (uc)^lfX Else p+D6Z'B pupilDiam = CDbl(dlg.TextBox2) _VJwC| End If {
4{{;
= }lA|S Print " " Z*3}L Print "Accommodation = " & A & " Diopters" ?^5*[H Print "Pupil Diameter = " & pupilDiam & " mm" ?G w89r $s!meg@s ' Calculate new parameters with accommodation n{WJ.Y* taq = 0.55 + 2.97 - 0.04*A 'Aqueous thickness / {~h?P} ]}y'3aW Rant = 12.0 - 0.4*A 'Radius of anterior lens f+~!s 2uw CCant = -7.518749 + 1.285720*A 'Conic constant of anterior lens bu9&sQ; 4ux5G`oL Rpost = -5.224557 + 0.2*A 'Radius of posterior lens L4Y3\4xXO CCpost = -1.353971 - 0.431762*A 'Conic constant of posterior lens X6
:~Rjim* cBf{R^>Fd tlens = 3.767 + 0.04*A 'Lens thickness kovzB] a/#,Y<kJ nlens = 1.42 + 0.00256*A - 0.00022*A^2 'Lens index of refraction 5)<jPyC t+q`h3 'Adjust parameters to account for accommodation HNT8~s.2 dF]8>jBOL '************************************************************************* 7E)7sd 'Aqueous thickness (Position of Lens) +N_%|!F-c '************************************************************************* H;&t"Ql. eID = FindFullName( "Geometry.Arizona Eye.Lens" ) e1Hx"7ew_ GetCustomElement eID, entity U8z"{ 83*k.]S` parID = FindFullName( "Geometry.Arizona Eye" ) !WnI` 1]`HX=cl ' Delete any shift(s) in z ]~ UkD*Ct count = 0 B(dL`]@Xm While GetOperationCount(eID)>count FR"^?z?}p GetOperation eID, count, op KVy5/A/8c If op.Type="ShiftZ" Then 5C?1`-&65V DeleteOperation eID,count ir#^5e@ count=count-1 "r+<=JU>OV End If h_!"CF<n count=count+1 S}O\<6& Wend czRh.kz, >FNt*tX<0 'Set new shift in cf!R op.Type = "ShiftZ" 4*W7{MPY op.val1 = taq ztpb/9J9 op.parent = parID iKY&gnu" AddOperation eID, op `I$A;OPK7 Print "Set aqueous humor thickness = " & taq-0.55 UC@ "<$'C
(5_(s`q. '************************************************************************* ~!kbB4`WK 'Radius and conic constant of anterior lens
@eWx4bl '************************************************************************* +Z*%,m=N( eID = FindFullName( "Geometry.Arizona Eye.Lens.Anterior" ) tEs$+b GetConic eID, entity, curv, conic ~]W8NaQB( hNy S SetConic eID, entity, 1/Rant, CCant p<e~x/@m* Print "Set anterior lens radius = " & Rant & " and conic constant = " & CCant m
Y0C7i UtrbkuT '************************************************************************* A>puk2 s 'Radius and conic constant of posterior lens .YRSd '************************************************************************* C-Z,L# eID = FindFullName( "Geometry.Arizona Eye.Lens.Posterior" ) i$bBN$<b< GetConic eID, entity, curv, conic y[rLk _T$\$v$ { SetConic eID, entity, 1/Rpost, CCpost k~ue^^r} Print "Set posterior lens radius = " & Rpost & " and conic constant = " & CCpost %Z4=3?5B"9 < r~Tj
'************************************************************************* !Ao?bs' 'Lens thickness (Position of posterior lens surface) !TFVBK '************************************************************************* kn\>ZgU (tv h9o parID = FindFullName( "Geometry.Arizona Eye.Lens" ) r "R\ x7?{*w&r ' Delete any z-shift(s) sh1()vT count = 0 8h97~$7) While GetOperationCount(eID)>count :*1w;>o)n GetOperation eID, count, op =F4} If op.Type="ShiftZ" Then Cn< |