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简介 aRG2@5 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。 Gj"7s8(/K| eSWLrryY 模型 O5$/55PI p' M%XBu 模型的定义如表1种所示,由半径、圆锥常数、折射率、阿贝数、到下一面的距离等一系列表面组成。一些参数由屈光度(A)来决定。 d
;vT ~; W;bu2ym&Q Table 1. AZ眼睛模型的定义 *
#jsgj[ 在FRED中使用0屈光度来创建的,光瞳加在了透镜的前面。材料是创建一个新的材料并选择类型“Model Material”,输入的参数是nd和vd. 'RRmIx2X 5N%93{L 光源 :RoBl3X= }cT_qqw(f% 多个光源定义来分析该模型的不同特性。图1显示了所以的光源和提示信息告诉您他们可以用来做什么。 >e\9Bf_ xX*H7# H*#s
}9=kZ 图1. 光源和提示信息使用 =t6z \WB 除了“Letter F”之外的所有光源的光线位置设定在了孔径光阑位置处,并增加了pre-propagation distance= -8。尽管光线在光瞳处创建,规定的传输方向相对于光线位置在pre-propagation distance之后。这意味着光束沿着Z轴在眼睛的前面以平行光入射,而不是在光瞳处入射。 64hk2a8 mM`wITy 在往下看是内置的脚本用来修改屈光度,使其为4(250mm),光源“Letter F”在视网膜处生成一个字母为F的图像。绿色的光线聚焦的非常好而红色和蓝色光线有一点的模糊。使用Positions Spot Diagram分析工具来观察最为合适。 TXe$<4" 3nZo{p:E 图2. 字母F光源的设定方法光 $O9^SB (`y*V;o4 图3. 字母F在视网膜上位置点列图 PaV-F_2 视网膜的散射 vAyFm dJ^ m(pE5B( 在散射文件中,有一个名为“Retina surface”的72%的反射型朗伯散射,它为视网膜的散射提供了一个粗略的近似。为了模拟来自视网膜的散射,改变自定义元件“Eye ball” 下的视网膜的表面从“halt all” 到”Allow All”。并使几何中“plane”可追迹。 K~@Mg1R <n]x#0p k0T?-iM 图4. 视网膜朗伯散射设定 d&Ef"H 注意在视网膜的表面有散射重点采样规格定义,在“Scatter”标签的底部可获取该信息。“toward pupil”指定散射光朝向光瞳,半角度10度。 os/vtyP:a r*Yi1j/ ~gGZmTb 图5. 视网膜重点采样规格设定 bV ZMW/w 脚本 DGzw8|/( qUly\b 47 内置脚本使用对话框显示屈光度和光瞳直径的数值设置。使用FRED Basic脚本创建和使用对话框非常容易。图6显示了如何获取用户自定义对话框,如下图所示: Iu$K i 4~B>
9<$e> 图6. 用户对话框的创建与编辑 $@UN4B?y 图7. 用户对话框编辑器 OKoan$#sn 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。 liXdNk8 余下的脚本计算与屈光度有关的所有参数。 >nzdnF_&zW !?|Th5e 分析 {mAU3x ;3'.C~ 屈光度为4,光瞳直径为4mm,字母F点在视网膜上所成的像。 .'Vww XLH0 ;+CL{ 图7. 字母F在视网膜上颜色分析 OF\rgz 脚本代码 I'|$}/\` qAw x2fPu Option Explicit 'Remove this to enable non-dimensioned variables to be used. }Hn/I,/ vd8{c7g:n Dim entity As T_ENTITY )E~79! Dim op As T_OPERATION L'F<ev Dim mat As T_MODELMATERIAL XGl+S Dim A As Double 8QM(?A Dim pupilDiam As Double R)c'#St Dim eID As Long b,CaWg Dim parID As Long *hw\35%P`? Dim count As Integer J>\B`E Dim taq As Double, Rant As Double, CCant As Double, Rpost As Double, CCpost As Double Z,=7Tu bR# Dim tlens As Double, nlens As Double -{ H0g] Dim curv As Double, conic As Double ~$~5qwl Dim ok As Long B'fb^n< dH-s2r%s Sub Main e d<n9R P'`r '用户输入对话框 wu)w Begin Dialog UserDialog 320,126,"Input parameters" ' %GRID:10,7,1,1 ^/r7@: TextBox 220,21,40,21,.TextBox1 'default: 0 .FLy;_f+ Text 20,21,190,21,"Accommodation (in Diopters):",.Text1,1 sQ
fFu OKButton 40,91,90,21 ?Orxmxc
2 CancelButton 190,91,90,21
OVV]x{ Text 20,49,190,14,"Pupil diameter (4 mm default):",.Text2,1 0PWg;>^' TextBox 220,49,40,21,.TextBox2 'default: 4 Rb.SY{}C End Dialog _]Zs,Hy Dim dlg As UserDialog R00eisd 1&-
</G# ok = Dialog (dlg) ;1a~pF S -YCOP0 If ok=0 Then 'cancel button was pressed {HCzp,Y Print "Execution cancelled." ;A*`e$ End ia MUsa{ End If |>#{[wko :$n=$C-wp 'Assign accommodation and pupil diameter & use defaults if field left empty + ~>Aj If dlg.TextBox1 = "" Then F F|FU< A = 0 'Default accommodation *m#Za<_Gv Else w'm;82V:P- A = CDbl(dlg.TextBox1) gntxNp[9T End If @w?P7P<O` }yz (xH If dlg.TextBox2 = "" Then ihfiK|a pupilDiam = 4 'Default pupil diameter 7:2WgLo Else \Rp-;.I@6 pupilDiam = CDbl(dlg.TextBox2) ?W)A End If |g//g\dd <?@NRFTe Print " " ;NHt7p8SE Print "Accommodation = " & A & " Diopters" MP>dW nl Print "Pupil Diameter = " & pupilDiam & " mm" 6=fSE=]DY nYX@J6! ' Calculate new parameters with accommodation ;t|Ii8Ne taq = 0.55 + 2.97 - 0.04*A 'Aqueous thickness eY| P3=W|81e Rant = 12.0 - 0.4*A 'Radius of anterior lens hX=A)73( CCant = -7.518749 + 1.285720*A 'Conic constant of anterior lens pNKhc#-w < Pky9o; Rpost = -5.224557 + 0.2*A 'Radius of posterior lens FN8NTBk CCpost = -1.353971 - 0.431762*A 'Conic constant of posterior lens 3 yB!M `nZ )> tlens = 3.767 + 0.04*A 'Lens thickness d%o&+l# ;<(W% _ nlens = 1.42 + 0.00256*A - 0.00022*A^2 'Lens index of refraction 7*?}: )s%[T-uKi 'Adjust parameters to account for accommodation TL}++e
7+ iT%} $Lu~ '************************************************************************* p{j.KI s7 'Aqueous thickness (Position of Lens) c1E'$-
K@ '************************************************************************* PEc=\? eID = FindFullName( "Geometry.Arizona Eye.Lens" ) j'HZ\_ GetCustomElement eID, entity -}KC=,]vh FW21 U< parID = FindFullName( "Geometry.Arizona Eye" ) [rSR:V?"a
.p e( lP ' Delete any shift(s) in z `0Oh_8" count = 0 7eV
di* While GetOperationCount(eID)>count pP*a GetOperation eID, count, op ;,?KI$K If op.Type="ShiftZ" Then ;{U@qQD7 DeleteOperation eID,count d2H|LMhJ count=count-1 2(#7[mgPI End If %3ICI count=count+1 -@0GcUE:r Wend 9f<MQ6_UU LdL/399< 'Set new shift in Pc
NkAo op.Type = "ShiftZ" {/
BT9|LI op.val1 = taq 6jC`8l: op.parent = parID <gQIq{B? AddOperation eID, op RsY3V=u Print "Set aqueous humor thickness = " & taq-0.55 !'cl"\h Z2'Bk2 L '************************************************************************* mqSQL}vR 'Radius and conic constant of anterior lens RT.D"WvT '************************************************************************* .O0+H+ eID = FindFullName( "Geometry.Arizona Eye.Lens.Anterior" ) 4UW_Do GetConic eID, entity, curv, conic ZHm7Isa1 >8qQK r\" SetConic eID, entity, 1/Rant, CCant U'<KC"f:'! Print "Set anterior lens radius = " & Rant & " and conic constant = " & CCant NbU [l -T[lx\} '************************************************************************* ^$'z!+QRM 'Radius and conic constant of posterior lens Nw1#M%/!r! '************************************************************************* Stu4t==U eID = FindFullName( "Geometry.Arizona Eye.Lens.Posterior" ) 8j=}u/T@F GetConic eID, entity, curv, conic /XzH?n/{R u (em&M SetConic eID, entity, 1/Rpost, CCpost & |