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简介 O\=U'6@ x3X^\Ig 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。 iy{n"#uX AOh\%|} 模型 {J`]6 ba |
rY.IbL 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。 p&Os5zw;| 'QR
@G Table 1. AZ眼睛模型的定义 XiP xg[; 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. +`;YK7o y">_$ 光源 !/1aot^( Mq!vu! 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。 Qktj g;N)K3\2 *aE/\b 图1. 光源和提示信息使用 b4l=Bg" 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。 );8Nj
zX1 ^qn,b/>L 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。 fjc8@S5x9j f-w-K)y$ht 图2. 字母F光源的设定方法光 `WjRb &$\B&Hp@ 图3. 字母F在视网膜上位置点列图 ,\HZIl[8 视网膜的散射 <!+T#)Qi %Tc P[< 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%~hVpm,eM x.=Np\#\G- m)5,ut/ 图4. 视网膜朗伯散射设定 9Ai e$= 注意在视网膜的表面有散射重点采样规格定义,在“Scatter”标签的底部可获取该信息。“toward pupil”指定散射光朝向光瞳,半角度10度。 TFIP>$*_C ~ULD{Ov'F (\CT
"u- 图5. 视网膜重点采样规格设定 |4=Du-e 脚本 sj"zgE) `k ^d)9 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: )#^5$5 0^5*@vt 图6. 用户对话框的创建与编辑 av}Giz 图7. 用户对话框编辑器 j|Q*L<J
如果“OK”按钮按下,将会核对对话框下面的代码行,如果点击取消则脚本终止。然后输入的参数赋予变量,如果此处是保留为空白,则使用默认值。因此,如果没有值输入并点击“OK”按钮,则脚本是以屈光度为0,光瞳直径为4mm来运行的。 [Pn(d[$z 余下的脚本计算与屈光度有关的所有参数。 /7s^OkQ +#||
w9p 分析 v;S_7# OGDCC/ 屈光度为4,光瞳直径为4mm,字母F点在视网膜上所成的像。 O{4G'CgN(
/(iq^ 图7. 字母F在视网膜上颜色分析 3Pj#k|(f[0 脚本代码 Ukf4Q\@w b7thu5 Option Explicit 'Remove this to enable non-dimensioned variables to be used. w=dTa5 I}?+>cf Dim entity As T_ENTITY 2X:OS/ Dim op As T_OPERATION 2Hh5gD|> Dim mat As T_MODELMATERIAL 7GY3_` Dim A As Double EAPLe{qw:q Dim pupilDiam As Double SFj:|S=v6j Dim eID As Long !x%$xC^Iz Dim parID As Long #:UP'v=w Dim count As Integer 6RA4@bIG Dim taq As Double, Rant As Double, CCant As Double, Rpost As Double, CCpost As Double kjS9?>i Dim tlens As Double, nlens As Double 2 Nr* Dim curv As Double, conic As Double IB'gY0* Dim ok As Long "[Z'n9C (
04clU^F Sub Main _m;H$N~I# nIckI!U#D '用户输入对话框 K!L0|WH%! Begin Dialog UserDialog 320,126,"Input parameters" ' %GRID:10,7,1,1 z 1~2w: TextBox 220,21,40,21,.TextBox1 'default: 0 ,aA%,C.0U Text 20,21,190,21,"Accommodation (in Diopters):",.Text1,1 :1O49g3R OKButton 40,91,90,21 n7CwGN% CancelButton 190,91,90,21 ><l|&&e- Text 20,49,190,14,"Pupil diameter (4 mm default):",.Text2,1 X:0-FCT;\ TextBox 220,49,40,21,.TextBox2 'default: 4 dKG 2f End Dialog 8p91ni' Dim dlg As UserDialog '}F=U(! x{o&nhuk[S ok = Dialog (dlg) R6xJw2;_ @ 4ccZ&` If ok=0 Then 'cancel button was pressed AW\#)Em Print "Execution cancelled." v`G [6Z End
i_[nW End If eu^B Xb/W[rcs 'Assign accommodation and pupil diameter & use defaults if field left empty vrGx<0$ If dlg.TextBox1 = "" Then 9'{i |xG A = 0 'Default accommodation n'i~1pM,? Else 54^2=bp A = CDbl(dlg.TextBox1) _e9S"`` End If !_a@autj xDsB%~ If dlg.TextBox2 = "" Then JSCZX:5 pupilDiam = 4 'Default pupil diameter V\2&?#GZ Else 3|Vh[iAa\ pupilDiam = CDbl(dlg.TextBox2) v
7g? End If P
{8d. *#
7 1aZ Print " " uhf%
zG Print "Accommodation = " & A & " Diopters" axpn*(yE Print "Pupil Diameter = " & pupilDiam & " mm" %]KOxaf_z ~HM,@5dFC ' Calculate new parameters with accommodation usFhcU taq = 0.55 + 2.97 - 0.04*A 'Aqueous thickness fxcCz 5 ?h1r6?Sug{ Rant = 12.0 - 0.4*A 'Radius of anterior lens )W0zu\fL = CCant = -7.518749 + 1.285720*A 'Conic constant of anterior lens ;_ TP Jy 0|L%)'F Rpost = -5.224557 + 0.2*A 'Radius of posterior lens Iu=n$H CCpost = -1.353971 - 0.431762*A 'Conic constant of posterior lens ~4}'R_ C8oAl3d+h tlens = 3.767 + 0.04*A 'Lens thickness 8s@k0T<O m7n8{J1O2 nlens = 1.42 + 0.00256*A - 0.00022*A^2 'Lens index of refraction |s}7<A 9Q. }jV 'Adjust parameters to account for accommodation k04CSzE"% @ /yQ4Gr '************************************************************************* o;^k"bo6 'Aqueous thickness (Position of Lens) :jP4GCxU| '************************************************************************* $HE ?B{ eID = FindFullName( "Geometry.Arizona Eye.Lens" ) 'xn3g ;5 GetCustomElement eID, entity \0'0)@uziQ j_#oP parID = FindFullName( "Geometry.Arizona Eye" ) Zf [#~4 ^j)0&}fB ' Delete any shift(s) in z FKVf_Ncf% count = 0 4^>FN"Ve`B While GetOperationCount(eID)>count T=-$ok`G GetOperation eID, count, op 2(%C If op.Type="ShiftZ" Then :TTZ@ q DeleteOperation eID,count !92zC._ count=count-1 Ic,V,#my End If $ Lf-Gi count=count+1 fdCN?p[_ Wend u,f$cR 5Y}=,v*h} 'Set new shift in ]
1:pnd op.Type = "ShiftZ" !}$,) ~<+H op.val1 = taq zo{WmV7[| op.parent = parID $SAk| AddOperation eID, op So^;5tG Print "Set aqueous humor thickness = " & taq-0.55 A@HCd&h @4EC z>Q '************************************************************************* ^|+;~3<J 'Radius and conic constant of anterior lens )K"7=TvY '************************************************************************* sfuA
{c'v eID = FindFullName( "Geometry.Arizona Eye.Lens.Anterior" ) J-3%.fX, GetConic eID, entity, curv, conic >kN%R8*Sx
Qjl.O HO SetConic eID, entity, 1/Rant, CCant _w\A=6=q| Print "Set anterior lens radius = " & Rant & " and conic constant = " & CCant ,FP<#
0F*a D)my@W0, '************************************************************************* { :~D 'Radius and conic constant of posterior lens 5[\LQtM '************************************************************************* h,u?3}Knnb eID = FindFullName( "Geometry.Arizona Eye.Lens.Posterior" ) {:!CA/0Jx GetConic eID, entity, curv, conic teDO,$ 8E:d!?<^&I SetConic eID, entity, 1/Rpost, CCpost F\"`^`(O Print "Set posterior lens radius = " & Rpost & " and conic constant = " & CCpost Bf-KCqC". l^,"^vz '************************************************************************* j1Q"s( 'Lens thickness (Position of posterior lens surface) p\&Lbuzv '************************************************************************* O,+ZD^ P+j5_ V{\b parID = FindFullName( "Geometry.Arizona Eye.Lens" ) <JyF5 [ {|868 ' Delete any z-shift(s) F]4JemSjK count = 0 iXJ3B&x While GetOperationCount(eID)>count &qO#EEqG] GetOperation eID, count, op JJ=%\j If op.Type="ShiftZ" Then UOwEA9q% DeleteOperation eID,count +l8`oQuG count=count-1 UW?(-_8 End If BA
9c-Ay count=count+1 q(C <w Wend 0K*|B.O +YA,HhX9 'Set new z-shift g
AZe&"K op.Type = "ShiftZ" SJXA op.val1 = tlens j$u=7Z&E op.parent = parID m+ww AddOperation eID, op "dN4EA&QJ Print "Set lens thickness = " & tlens wP: w8O -T0@b8 '************************************************************************* rbEUq.Yk]~ 'Lens index of refraction /l)|B '************************************************************************* !eH9LRp eID = FindMaterial( "Lens" ) R
| &+g\{; GetModelMaterial eID, mat U/|;u;H= !9/1_Bjv mat.Nd = nlens erW[q SetModelMaterial eID, mat J_H=GHMp} Print "Set lens index of refraction = " & nlens 0OrT{jo ;:/< |