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简介 sZ7RiH+I 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。 jWX^h^n7K Y;B#_}yF 模型 \U\k$ ( (e~vrSk+)~ 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。 aP}%&{iC* 2\'5LL3 Table 1. AZ眼睛模型的定义 9si,z 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. |E7)s;}D d=$1Z.] 光源 wfJ["
q c8=@s# 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。 [h=[@jiB (F.vVldBy n~e#Y<IP\1 图1. 光源和提示信息使用 q*36/I 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。 j\^u_D `JrvD 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。 ;=ci7IT' |-'.\)7: 图2. 字母F光源的设定方法光 45DR%cz gL-\@4\wc 图3. 字母F在视网膜上位置点列图 <Ky6|&! 视网膜的散射 .:(N1n'>1 CNRiK;nQ 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。 ]L?DV3N aDreN*n UN"U#Si) 图4. 视网膜朗伯散射设定 =nTNL .SX 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。 H>/LC* 8- ~H+W[r} A8by5qU 图5. 视网膜重点采样规格设定 AWqc?K@ 脚本 oP 0ZJK&; N`Q[OFe 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: 61}hB>TT: |x ~<Dc>0* 图6. 用户对话框的创建与编辑 }K%y'D 图7. 用户对话框编辑器 ktMUTL(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。 HN j6Iw 余下的脚本计算与屈光度有关的所有参数。 /cN. -lEo% ~l=Jx* 分析 uSRvc0R\ {q}#
Sq 屈光度为4,光瞳直径为4mm,字母F点在视网膜上所成的像。 >aaHN1Ca F~Z~OqCS 图7. 字母F在视网膜上颜色分析 5{@Hpj/B 脚本代码 )U':NV2 >dTJ Option Explicit 'Remove this to enable non-dimensioned variables to be used. XJ.ERLR. nYv`{0S+m Dim entity As T_ENTITY VIi/=mO] Dim op As T_OPERATION YhzDi>hob Dim mat As T_MODELMATERIAL i7RW8* Dim A As Double !UV/p"CfX Dim pupilDiam As Double k\J 6WT Dim eID As Long Q5N;MpJ- Dim parID As Long *YI>Q@F9 Dim count As Integer Q6r!=yOEY Dim taq As Double, Rant As Double, CCant As Double, Rpost As Double, CCpost As Double "V:24\vO Dim tlens As Double, nlens As Double ]DaC??%w Dim curv As Double, conic As Double '[6o(~* Dim ok As Long NSPa3NE xzRs;AXOp Sub Main W97%12J3 )=
,Lfj8x '用户输入对话框 hjgxCSp Begin Dialog UserDialog 320,126,"Input parameters" ' %GRID:10,7,1,1 oiS>:de%tc TextBox 220,21,40,21,.TextBox1 'default: 0 !/},k"p6 Text 20,21,190,21,"Accommodation (in Diopters):",.Text1,1 %ys-y?r OKButton 40,91,90,21 #{t?[JUn CancelButton 190,91,90,21 P 3CzX48^ Text 20,49,190,14,"Pupil diameter (4 mm default):",.Text2,1 ``:AF: TextBox 220,49,40,21,.TextBox2 'default: 4 U;_b4S: End Dialog LcA~ a<_ Dim dlg As UserDialog N9M''H*VS iSZiJ4AUq ok = Dialog (dlg) -C7IUat< FZEK-]h. If ok=0 Then 'cancel button was pressed ?rD`'B Print "Execution cancelled." 6#JdQ[IP6 End R`RLq1WA End If B f_oIc nA\9UD<G. 'Assign accommodation and pupil diameter & use defaults if field left empty f.o,VVYi If dlg.TextBox1 = "" Then -%U 15W; A = 0 'Default accommodation Vo\RtM/6{ Else 5nGDt~a A = CDbl(dlg.TextBox1) b$24${*' End If r*'X ]q|L+ q]\bJV^/U If dlg.TextBox2 = "" Then G*;}6 bj|? pupilDiam = 4 'Default pupil diameter Ef1R?< Else 6PS #Zydb pupilDiam = CDbl(dlg.TextBox2) +n
$ {6/
End If -,;Iob56! 9Q#eu~R Print " " Qr/8kWa0C Print "Accommodation = " & A & " Diopters" EzDj,!!<w Print "Pupil Diameter = " & pupilDiam & " mm" Dm=Em-ST6 "rj qDpH ' Calculate new parameters with accommodation &?@gUk74" taq = 0.55 + 2.97 - 0.04*A 'Aqueous thickness ,6zH;fi 2>.2H Rant = 12.0 - 0.4*A 'Radius of anterior lens m})q8b!S CCant = -7.518749 + 1.285720*A 'Conic constant of anterior lens 5ml^3,x P}%0YJ$6 Rpost = -5.224557 + 0.2*A 'Radius of posterior lens T41&;?- CCpost = -1.353971 - 0.431762*A 'Conic constant of posterior lens I$Q%iZ{ ZwLD7j*) tlens = 3.767 + 0.04*A 'Lens thickness (O
N
\-* 0,T'z, nlens = 1.42 + 0.00256*A - 0.00022*A^2 'Lens index of refraction pr|P#mc"J ZD9UE3- 'Adjust parameters to account for accommodation &=sVq^d@qe x9#>0
4s '************************************************************************* T4dYC'z 'Aqueous thickness (Position of Lens) l_lm)'ag '************************************************************************* ~HwY?[}!m eID = FindFullName( "Geometry.Arizona Eye.Lens" ) $XqfwlUu/4 GetCustomElement eID, entity No)v&P% 7L[HtwI parID = FindFullName( "Geometry.Arizona Eye" ) gc:qqJi)X Ul?Ha{W ' Delete any shift(s) in z zfE;)K^" count = 0 E6SGK,f0D While GetOperationCount(eID)>count sW~Z?PFP GetOperation eID, count, op Ge+&C RhyX If op.Type="ShiftZ" Then B)F2SK<@ DeleteOperation eID,count 5#zwdoQ count=count-1 1n! JfsU End If OCzWP, count=count+1 1NO<K` Wend ny5=
=C{9 }b+tD3+ 'Set new shift in eH2.,wY1 op.Type = "ShiftZ" )*@Oz op.val1 = taq EO'[AU% ~ op.parent = parID V8>%$O
sw AddOperation eID, op >Au]S` Print "Set aqueous humor thickness = " & taq-0.55 '#SacJ\L7
]@o p '************************************************************************* jg?B][ 'Radius and conic constant of anterior lens k--.g(T '************************************************************************* Ox"4 y eID = FindFullName( "Geometry.Arizona Eye.Lens.Anterior" ) NIDK:qdR GetConic eID, entity, curv, conic J!,5HJh1 W'\{8&:! SetConic eID, entity, 1/Rant, CCant =6t)-53 Print "Set anterior lens radius = " & Rant & " and conic constant = " & CCant NDhHU#Q9 yV:DR '************************************************************************* 22L#\qVkl 'Radius and conic constant of posterior lens ^5biD9>M '************************************************************************* Ys10r-kDS eID = FindFullName( "Geometry.Arizona Eye.Lens.Posterior" ) 8jxgSB", GetConic eID, entity, curv, conic \xk`o5/{ AigL:4[ SetConic eID, entity, 1/Rpost, CCpost JBdZ] Print "Set posterior lens radius = " & Rpost & " and conic constant = " & CCpost /sENoQR M_V\mYC8I '************************************************************************* ^;B
vd! 'Lens thickness (Position of posterior lens surface) }io9Hk>| '************************************************************************* w
.l2 ]*pALT6 parID = FindFullName( "Geometry.Arizona Eye.Lens" )
PA"xb3@I VAc-RaA ' Delete any z-shift(s) `gy]|gS#b count = 0 HoGrvt<:.P While GetOperationCount(eID)>count w}<BO>
z GetOperation eID, count, op ,,oiL If op.Type="ShiftZ" Then m~\BkE/[l DeleteOperation eID,count 3|%Q{U count=count-1 v\:>}
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