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简介 X1Qr_o-BR ?fV?|ZGZI 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。 +vf:z?I8 [~COYjp 模型 CA/ -Gb Uls+n@\! 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。 1t.R+1[c a~,Kz\Tt Table 1. AZ眼睛模型的定义 ?b56AE 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. >
V8sm/M ^;+[8:Kb 光源 ^_sQG NddO*`8+) 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。 $%=G[/i' "TfI+QgLF _C20 +PMO 图1. 光源和提示信息使用 K U$`!h 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。 iUTU*El> ~T%Ui#Gc 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。 Bhe{L?}0 44~hw: 图2. 字母F光源的设定方法光 ;,k=<] dq(E&`SzK 图3. 字母F在视网膜上位置点列图 aZ6'|S; 视网膜的散射 NEw$q4 q4/909x= 在散射文件中,有一个名为“Retina surface”的72%的反射型朗伯散射,它为视网膜的散射提供了一个粗略的近似。为了模拟来自视网膜的散射,改变自定义元件“Eye ball” 下的视网膜的表面从“halt all” 到”Allow All”。并使几何中“plane”可追迹。 `"c'z; o,1Dqg4P3 gX^ PSsp 图4. 视网膜朗伯散射设定 QXs8:;T 注意在视网膜的表面有散射重点采样规格定义,在“Scatter”标签的底部可获取该信息。“toward pupil”指定散射光朝向光瞳,半角度10度。 KzNm^^#/$A 9Sz7\W0 6T_K9 图5. 视网膜重点采样规格设定 GWdSSr> 脚本 f0DK>L &qKigkLd 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: E=]]b;u-n JaI Kjn 图6. 用户对话框的创建与编辑 q_sEw~~@! 图7. 用户对话框编辑器 hO
\/ 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。 Bd&`Xfebj 余下的脚本计算与屈光度有关的所有参数。 h)cY])tGtK at|
\FOKj 分析 k3>YBf`fC 6]n/+[ ks 屈光度为4,光瞳直径为4mm,字母F点在视网膜上所成的像。 FshC )[w, <( EyXV 图7. 字母F在视网膜上颜色分析 DW>ES/B8$( 脚本代码 @^&7$#jq% UV@0gdy[ Option Explicit 'Remove this to enable non-dimensioned variables to be used. &I/qG`W O m9jtWk Dim entity As T_ENTITY ($8t%jVWJJ Dim op As T_OPERATION ;&S;%W>| Dim mat As T_MODELMATERIAL u okc:D Dim A As Double "%@v++4y Dim pupilDiam As Double mp1ttGUtM Dim eID As Long C?o6(p"b Dim parID As Long lP3h<j Dim count As Integer :h*a
rT4{ Dim taq As Double, Rant As Double, CCant As Double, Rpost As Double, CCpost As Double 59lj7 Dim tlens As Double, nlens As Double ||Y<f * Dim curv As Double, conic As Double A
gWPa.'3 Dim ok As Long /iG7MC\` pO]8
dE0 Sub Main IPtvuEju\ :c=.D;, '用户输入对话框 T$P-<s Begin Dialog UserDialog 320,126,"Input parameters" ' %GRID:10,7,1,1 pr rT:Y TextBox 220,21,40,21,.TextBox1 'default: 0
#^0( Text 20,21,190,21,"Accommodation (in Diopters):",.Text1,1 X{Zm9T OKButton 40,91,90,21 iKAusWj CancelButton 190,91,90,21 !MV@)
(. Text 20,49,190,14,"Pupil diameter (4 mm default):",.Text2,1 Fe!9y2Mg TextBox 220,49,40,21,.TextBox2 'default: 4 qINTCm j End Dialog uMd. j$$ Dim dlg As UserDialog zk}{ dG^M: kO_5|6 ok = Dialog (dlg) ?fK1 \Y5W!.(%w If ok=0 Then 'cancel button was pressed <[i}n55 Print "Execution cancelled." G5Yk bw# End 6gU{(H
End If v~=\H r,NgG!zq< 'Assign accommodation and pupil diameter & use defaults if field left empty /.Q4~Hw%} If dlg.TextBox1 = "" Then G%{0i20_ A = 0 'Default accommodation 2*1ft>Uty Else goZ V.,w A = CDbl(dlg.TextBox1) ^+/kr/ End If 4XJiIa? J2M(1g)t9 If dlg.TextBox2 = "" Then T?wzwGp-[ pupilDiam = 4 'Default pupil diameter ar^i|`D Else ,={t8lN pupilDiam = CDbl(dlg.TextBox2) X.V[0$.; End If -d=WV:G%e a9Y5 Print " " .F2:!h$ Print "Accommodation = " & A & " Diopters" VR0=SE Print "Pupil Diameter = " & pupilDiam & " mm" bw S*]!* j-b* C2l ' Calculate new parameters with accommodation D1T@R)j taq = 0.55 + 2.97 - 0.04*A 'Aqueous thickness ^jSsa l"pN90B4 Rant = 12.0 - 0.4*A 'Radius of anterior lens DuF"*R~et CCant = -7.518749 + 1.285720*A 'Conic constant of anterior lens /aqEJGG> JL^2l$up Rpost = -5.224557 + 0.2*A 'Radius of posterior lens m%r/O&g CCpost = -1.353971 - 0.431762*A 'Conic constant of posterior lens ,6"l (]0 D4u%6R|F tlens = 3.767 + 0.04*A 'Lens thickness $xgBKD K8[DZ)rO;Z nlens = 1.42 + 0.00256*A - 0.00022*A^2 'Lens index of refraction AkBMwV 7E7dSq 'Adjust parameters to account for accommodation l67Jl"v v ~)LO2y
'************************************************************************* e2)autBe 'Aqueous thickness (Position of Lens) !0}\&<8/m '************************************************************************* <48<86TP eID = FindFullName( "Geometry.Arizona Eye.Lens" ) 0L-!!
c3 GetCustomElement eID, entity zI;0& ccJM>9 parID = FindFullName( "Geometry.Arizona Eye" ) q1{H~VSn" l*=aMjd? ' Delete any shift(s) in z #"*e+.j[; count = 0 elPE%' While GetOperationCount(eID)>count T)iW`vZg8 GetOperation eID, count, op |U'I/A If op.Type="ShiftZ" Then Ym8}ZW- DeleteOperation eID,count _aS;!6b8W count=count-1 rZ03x\2 End If gAbD7SE count=count+1 =:I+6PlF@ Wend 19U]2D/z CI7A#
6- 'Set new shift in Z;DCI-Wg op.Type = "ShiftZ" zu\`1W^ op.val1 = taq
%Y nmuZ op.parent = parID jLVl4h& AddOperation eID, op f'Mop= . Print "Set aqueous humor thickness = " & taq-0.55 iz[gHB !q"cpL'4 '************************************************************************* {dWObh 'Radius and conic constant of anterior lens 8p^B hd '************************************************************************* n# 7Pr/*0 eID = FindFullName( "Geometry.Arizona Eye.Lens.Anterior" ) &, a3@i GetConic eID, entity, curv, conic ^A_;#vK SZU
\i* SetConic eID, entity, 1/Rant, CCant nHXX\i Print "Set anterior lens radius = " & Rant & " and conic constant = " & CCant Ri7((x]H" GZ #aj| '************************************************************************* Sv[ 5NZn0& 'Radius and conic constant of posterior lens ]+Ixi o '************************************************************************* [:EvTY eID = FindFullName( "Geometry.Arizona Eye.Lens.Posterior" ) _8?o'<!8?^ GetConic eID, entity, curv, conic 2t#L:vY I/J7rkf SetConic eID, entity, 1/Rpost, CCpost ssQ BSbx Print "Set posterior lens radius = " & Rpost & " and conic constant = " & CCpost ",qU,0 z? ]G3$i( '************************************************************************* ro~+j}* 'Lens thickness (Position of posterior lens surface) _.)eL3OF '************************************************************************* rRFAD{5) =6nD sibf parID = FindFullName( "Geometry.Arizona Eye.Lens" ) <yUstz,Xu^ :$3oFN*g ' Delete any z-shift(s) ~aK?cP count = 0 [\z/Lbn
,. While GetOperationCount(eID)>count B9dt=j3j2 GetOperation eID, count, op [5d2D,) If op.Type="ShiftZ" Then clO,}Ph> DeleteOperation eID,count MjL)IgT count=count-1 c,\i"=!$ End If & |