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简介 9yQ[ *
n1v%S"^ 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。 V'_^g7}l& 4&?%" 2 模型 Tf+B<B: UO</4WJ 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。 >_R5Li U7Ps2~x3 Table 1. AZ眼睛模型的定义 <yeG0`}t 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. {8E
hC/= Ly3^zFW 光源 B}:[~R' K,J:i^2 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。 i~4:]r22 Y40{v(Pi >2_J(vm> 图1. 光源和提示信息使用 .
a~J.0co 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。 d6_ CsqV "g0Ln5& 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。 :.@gd7T W8\K_M} 图2. 字母F光源的设定方法光 {BgGG@e h!$W^Tm2g 图3. 字母F在视网膜上位置点列图 =3sBWDB[ 视网膜的散射 C8i}~x< /QG8\wXE2 在散射文件中,有一个名为“Retina surface”的72%的反射型朗伯散射,它为视网膜的散射提供了一个粗略的近似。为了模拟来自视网膜的散射,改变自定义元件“Eye ball” 下的视网膜的表面从“halt all” 到”Allow All”。并使几何中“plane”可追迹。 ,!c. O||M
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#_Z.zr 图4. 视网膜朗伯散射设定 D\>CEBt 注意在视网膜的表面有散射重点采样规格定义,在“Scatter”标签的底部可获取该信息。“toward pupil”指定散射光朝向光瞳,半角度10度。 <V9L
AWeS 7j5 l?K- e1K,4Bq 图5. 视网膜重点采样规格设定 U<*ZY` B3 脚本 53#7Yy 'AHI;Z~Gk 内置脚本使用对话框显示屈光度和光瞳直径的数值设置。使用FRED Basic脚本创建和使用对话框非常容易。图6显示了如何获取用户自定义对话框,如下图所示: D guAeK ;g*ab 图6. 用户对话框的创建与编辑 |nB2X;K5~ 图7. 用户对话框编辑器 EI]NOG 0 如果“OK”按钮按下,将会核对对话框下面的代码行,如果点击取消则脚本终止。然后输入的参数赋予变量,如果此处是保留为空白,则使用默认值。因此,如果没有值输入并点击“OK”按钮,则脚本是以屈光度为0,光瞳直径为4mm来运行的。 HA>b'lqBM 余下的脚本计算与屈光度有关的所有参数。 #R@{Bu=C [|e7oNT(Q 分析 ?~;G)5 CpO!xj+ 屈光度为4,光瞳直径为4mm,字母F点在视网膜上所成的像。
Kt9:V, JZ'`.yK: 图7. 字母F在视网膜上颜色分析 MWu67">" 脚本代码 }h>QkV,{2 GAV|x]R Option Explicit 'Remove this to enable non-dimensioned variables to be used. 2vT>hC?oHz -Y{P"!p0 Dim entity As T_ENTITY "^yTH/m Dim op As T_OPERATION B<x)^[ <v Dim mat As T_MODELMATERIAL l}># p'$ Dim A As Double pl%3RVpoc Dim pupilDiam As Double 1W;q(#q Dim eID As Long )EcE{!H6+ Dim parID As Long +-1t]`9k4 Dim count As Integer /X{:~*.z Dim taq As Double, Rant As Double, CCant As Double, Rpost As Double, CCpost As Double ng^`s}?o Dim tlens As Double, nlens As Double TdlF~ca| Dim curv As Double, conic As Double s9?klJg Dim ok As Long Tt<Ry'Z$3 TIYI\/a\; Sub Main Vnlns2pQl @;!s"!~sv '用户输入对话框 7'k+/rAO Begin Dialog UserDialog 320,126,"Input parameters" ' %GRID:10,7,1,1 lZ'-?xo TextBox 220,21,40,21,.TextBox1 'default: 0 eJIBkFW/3y Text 20,21,190,21,"Accommodation (in Diopters):",.Text1,1 %s6|w=.1 OKButton 40,91,90,21 G$<FQDvs CancelButton 190,91,90,21 $_%yr
~2 Text 20,49,190,14,"Pupil diameter (4 mm default):",.Text2,1 dnSjXyjFB TextBox 220,49,40,21,.TextBox2 'default: 4 zVFz}kJa End Dialog .n'z\]-/Q Dim dlg As UserDialog 8(&Jy RT J*IC&jH: ok = Dialog (dlg) K\v1o e/'d0Gb- If ok=0 Then 'cancel button was pressed 7;ZSeQyC Print "Execution cancelled." u(S~V+<@Z End ~m2tWi@ End If 0.Pd,L( ?kMG!stgp} 'Assign accommodation and pupil diameter & use defaults if field left empty a=>PGriL If dlg.TextBox1 = "" Then epqX2`!V A = 0 'Default accommodation O'a
Srjl Else 6&5p3G{%0 A = CDbl(dlg.TextBox1) BrcT`MM[(= End If n.Iu|,?q zc%#7"FM If dlg.TextBox2 = "" Then why;1z>V pupilDiam = 4 'Default pupil diameter |#fqHON Else nSdta'6 pupilDiam = CDbl(dlg.TextBox2) uU=O 0?'zq End If zZE
2%fqM l$=Y(Xk Print " " R]L|&{ Print "Accommodation = " & A & " Diopters" A8Tq2]"* S Print "Pupil Diameter = " & pupilDiam & " mm" Z6#}6Y{ z'GYU= ' Calculate new parameters with accommodation <1cYz\/!M taq = 0.55 + 2.97 - 0.04*A 'Aqueous thickness O:3LA-vA zcnp?% Rant = 12.0 - 0.4*A 'Radius of anterior lens ^dj
avJ CCant = -7.518749 + 1.285720*A 'Conic constant of anterior lens }c?/-ab> =QXLr+
y@ Rpost = -5.224557 + 0.2*A 'Radius of posterior lens D^V0kC p!F CCpost = -1.353971 - 0.431762*A 'Conic constant of posterior lens /X>Fn9mM `&xo;Vnc tlens = 3.767 + 0.04*A 'Lens thickness T>,3V:X cD5c&+,&I nlens = 1.42 + 0.00256*A - 0.00022*A^2 'Lens index of refraction r*CI6yP .cJWYMC 'Adjust parameters to account for accommodation 7/%{7q3G> *<Yn '************************************************************************* 'i#m%D`dt 'Aqueous thickness (Position of Lens) +c$]Q-( '************************************************************************* #/!fLU@ eID = FindFullName( "Geometry.Arizona Eye.Lens" ) hqOy*!8'@ GetCustomElement eID, entity rjqQWfShY B@XnHh5y parID = FindFullName( "Geometry.Arizona Eye" ) UZ#Yd|'PD z=C'qF` ' Delete any shift(s) in z H=b54.J8& count = 0 _' KJ:3e While GetOperationCount(eID)>count -v"\WmcS GetOperation eID, count, op mkH{%7n If op.Type="ShiftZ" Then C":i56 DeleteOperation eID,count G&8)5d[ count=count-1 +iKs)s_~ End If <,/k"Y= count=count+1 jzCSxuZ7O Wend ]gI>ay"\QA tg%s#lLeH 'Set new shift in i
Lr*W#E op.Type = "ShiftZ" #m
yiZL% op.val1 = taq z/09~Hc op.parent = parID {KkP"j'7h AddOperation eID, op P5
fp!YF Print "Set aqueous humor thickness = " & taq-0.55 F|.,lb |L W+N9~.q\^ '************************************************************************* e_mUO" 'Radius and conic constant of anterior lens m]LR4V6k| '************************************************************************* /'vCO
|?L eID = FindFullName( "Geometry.Arizona Eye.Lens.Anterior" ) `
O;+N"v GetConic eID, entity, curv, conic .
!gkJ f44b=,Lry5 SetConic eID, entity, 1/Rant, CCant 7g@P$e] Print "Set anterior lens radius = " & Rant & " and conic constant = " & CCant !J<}=G5 t[gz#' '************************************************************************* ' *h y!f] 'Radius and conic constant of posterior lens LvP{"K; '************************************************************************* *6uZ"4rb. eID = FindFullName( "Geometry.Arizona Eye.Lens.Posterior" ) o&M2POI~q GetConic eID, entity, curv, conic 8w,U[aJm !&4<"wQ SetConic eID, entity, 1/Rpost, CCpost v,6 Print "Set posterior lens radius = " & Rpost & " and conic constant = " & CCpost Bqo8G-> 9[.vtk\iyH '************************************************************************* %{GYTc \'X 'Lens thickness (Position of posterior lens surface) "{a-I=s\C '************************************************************************* [Y@?l]& |