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简介 &6ZD136 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。 FaDjLo2'o nV -mPyfL8 模型 dep=& #~C]ZrK 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。 Qo;zHZ' Cjc6d4~ Table 1. AZ眼睛模型的定义 +^=8ge} 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. l'/R&`-n gG*X^Uo 光源 {>DEsO @zU6t|mhz 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。 d@XV:ae O(D~_O. ?0v-qj+ 图1. 光源和提示信息使用 ]G5w6&d 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。 -*
WXMzr &jslyQ# 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!_YC ?o81E2TJO 图2. 字母F光源的设定方法光 s$Z
_48 Gd-'Z_ b 图3. 字母F在视网膜上位置点列图 mOy^vMa 视网膜的散射 DU5c=rxW j4jTSLQ\ 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。 IC1NKn<k /s@o Z{h VUPXO 图4. 视网膜朗伯散射设定 +nXK-g;)' 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。 9Iwe2lu 1IC~e^" {`LU+ 图5. 视网膜重点采样规格设定 }<@b=_>S 脚本 :.Jf0 8ZM&(Lz7u 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: zsX1 QN16
'EbWFMjy 图6. 用户对话框的创建与编辑 gW>uR3Ca4 图7. 用户对话框编辑器 e1%/26\ 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。 /Z~<CbKKl 余下的脚本计算与屈光度有关的所有参数。 'gC_)rK* bM {s
T" 分析 x3 q]I 8q H*ow\
Ct 屈光度为4,光瞳直径为4mm,字母F点在视网膜上所成的像。 LhOa{1SY ]s'Q_wh_-v 图7. 字母F在视网膜上颜色分析 DI:]GED"= 脚本代码 $c0h.t l_o@miG/ Option Explicit 'Remove this to enable non-dimensioned variables to be used. [x+FcXb oW ::hB Dim entity As T_ENTITY dIN$)?aB0 Dim op As T_OPERATION _ FpTFfB Dim mat As T_MODELMATERIAL U>]$a71 Dim A As Double Q.l}NtHwV Dim pupilDiam As Double 0AZ")<^~7 Dim eID As Long =/s>Q l Dim parID As Long a1C{(f) Dim count As Integer |bTPtrT8 Dim taq As Double, Rant As Double, CCant As Double, Rpost As Double, CCpost As Double sDPs
G5q< Dim tlens As Double, nlens As Double W42iu"@ Dim curv As Double, conic As Double B"h#C!E Dim ok As Long ED=V8';D /]K^
rw[ Sub Main ^2Fei.?T. oI
}VV6vO '用户输入对话框 #|L8tuWW Begin Dialog UserDialog 320,126,"Input parameters" ' %GRID:10,7,1,1 r_
I5.gK TextBox 220,21,40,21,.TextBox1 'default: 0 ?zh9d%R Text 20,21,190,21,"Accommodation (in Diopters):",.Text1,1 @.$| w>>T OKButton 40,91,90,21 /rWd=~[MO CancelButton 190,91,90,21 ojaws+(& y Text 20,49,190,14,"Pupil diameter (4 mm default):",.Text2,1 >3p\m TextBox 220,49,40,21,.TextBox2 'default: 4 Bt@^+vH ~ End Dialog 01wX `"I Dim dlg As UserDialog cG[l!Z Of*Pw[vD ok = Dialog (dlg) C 3^JAP !%CWZZ 6u If ok=0 Then 'cancel button was pressed VCV"S>aVf Print "Execution cancelled." 6wBx;y
| End S0zD"T End If @$ne{2J3 g%sluT[# 'Assign accommodation and pupil diameter & use defaults if field left empty ?qPo=~y01 If dlg.TextBox1 = "" Then
~ksi</s A = 0 'Default accommodation my(2;IJ#{ Else mWoAO@}Y A = CDbl(dlg.TextBox1) CDsSrKhx End If J"!vu.[ ")SFi^] If dlg.TextBox2 = "" Then m8A#~i . pupilDiam = 4 'Default pupil diameter 94h]~GqNi Else -.1y(k^4E pupilDiam = CDbl(dlg.TextBox2) e|)hG8FlF End If `F-/QX[: J?V? R Print " " i6^twK)j Print "Accommodation = " & A & " Diopters" ( /=f6^} Print "Pupil Diameter = " & pupilDiam & " mm" /a{la8Ni ]^yFaTfS ' Calculate new parameters with accommodation ,f~J`3(& taq = 0.55 + 2.97 - 0.04*A 'Aqueous thickness &Y!-%{e Ur9?Td'*> Rant = 12.0 - 0.4*A 'Radius of anterior lens F^WP <0C CCant = -7.518749 + 1.285720*A 'Conic constant of anterior lens p2#)A" n`#tKwWHYx Rpost = -5.224557 + 0.2*A 'Radius of posterior lens {x|[p_? CCpost = -1.353971 - 0.431762*A 'Conic constant of posterior lens K*%9)hq t_o['F tlens = 3.767 + 0.04*A 'Lens thickness @@R7p Xnt~]k\" nlens = 1.42 + 0.00256*A - 0.00022*A^2 'Lens index of refraction = I:.X ; W<bGDh 'Adjust parameters to account for accommodation I4'5P}1yp DVG(Vw '************************************************************************* #*D)Q/k 'Aqueous thickness (Position of Lens) MX$0Op '************************************************************************* C].iCxn eID = FindFullName( "Geometry.Arizona Eye.Lens" ) *{YlN}vA GetCustomElement eID, entity V\>K]mwD ohRjvJ'v| parID = FindFullName( "Geometry.Arizona Eye" ) WYH Q? %P<hW+P! ' Delete any shift(s) in z 8NxM4$nQX count = 0 7S-ys+ While GetOperationCount(eID)>count ]s]vZ GetOperation eID, count, op ?Y$JWEPJ If op.Type="ShiftZ" Then Nkjza:f{ DeleteOperation eID,count xqeyD* s count=count-1 VQ(j pns5 End If H['N count=count+1 UxbjA- U[ Wend t#V!8EpBg &:;:"{t}Do 'Set new shift in @D.}\( op.Type = "ShiftZ" Sxnpq Vbk op.val1 = taq &b.=M>\9Q op.parent = parID v:f}XK< AddOperation eID, op -C;^3R[
O Print "Set aqueous humor thickness = " & taq-0.55 5-|:^hU9 o\[~.";Z '************************************************************************* aAZZ8V 'Radius and conic constant of anterior lens cm&nd'A't '************************************************************************* '<jyw eID = FindFullName( "Geometry.Arizona Eye.Lens.Anterior" ) ;%B(_c GetConic eID, entity, curv, conic cbNTj$'b2u -c_74c50 SetConic eID, entity, 1/Rant, CCant Umz KY Print "Set anterior lens radius = " & Rant & " and conic constant = " & CCant ls_'')yp .?D7dyU l1 '************************************************************************* 68NYIyTW9 'Radius and conic constant of posterior lens (lXGmx8 '************************************************************************* S{Kiy#ltWc eID = FindFullName( "Geometry.Arizona Eye.Lens.Posterior" ) FTH|9OP
GetConic eID, entity, curv, conic ZXu>,Jy [^R^8k SetConic eID, entity, 1/Rpost, CCpost )#EGTRdo Print "Set posterior lens radius = " & Rpost & " and conic constant = " & CCpost Bgn&:T8< &x=.$76 '************************************************************************* v6[!o<@"a 'Lens thickness (Position of posterior lens surface) \<&m&%Zs '************************************************************************* cW~}:;D4 hP=WFD& parID = FindFullName( "Geometry.Arizona Eye.Lens" ) rK@8/?y5 ob+b<HFv ' Delete any z-shift(s) ; PF`Wj count = 0 gD0eFTN While GetOperationCount(eID)>count l3KVW5-!gS GetOperation eID, count, op dl.N.P7}4 If op.Type="ShiftZ" Then a_[Eh fE DeleteOperation eID,count BIb4h
count=count-1 s6ZuM/Q End If tf=6\p count=count+1 jTf@l?| Wend =4vy@7/ Rh3eLt~|( 'Set new z-shift @+;$jRwq op.Type = "ShiftZ" f& |