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简介 '$pT:4EuGq 人眼光学模型可用来设计眼科用设备,光学系统注定了要与人眼一起使用。本文演示了这样一个模型:Arizona眼睛模型,在Jim Schwiegerling教授的书中有详细描述:《Field Guide to Visual and Ophthalmic Optics》。AZ眼睛模型达到了基于平均临床数据所决定的轴上和轴外像差等级。FRED文件包含了此眼睛模型及几个用来分析它的光源,并包括一个基于想要的屈光度来调整模型的内嵌脚本。 In^MZ)? NLFs)6\ 模型 v'Ce|.; _a@&$NEox 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。 B3K!>lz #q`[(`Bx Table 1. AZ眼睛模型的定义 I Gv_s+O-* 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. GY<ErS)2 <J-bDcp 光源 `bu3S}m7 _6" vPN 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。 ~R/w~Kc!/A 3Yf%M66t T:o!H
Xdj^ 图1. 光源和提示信息使用 6~zR(HzV{ 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)ZvlRi, ;tTM3W-h 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。 pxjN\q +Q_(wR"FS 图2. 字母F光源的设定方法光 W"S,~y )~xL_yW_X 图3. 字母F在视网膜上位置点列图 16/+ O$#y 视网膜的散射 j}XTa[ O$u;]cg 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。 *6 -;iT8 5r"BavA 5MV4N[; 图4. 视网膜朗伯散射设定 ^_6%dKLK 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。 %AW5\ EX "
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0ER 7vUfA" 图5. 视网膜重点采样规格设定 uXq?Z@af|f 脚本 fl _k5Q'&p J0zudbP 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: yveyAsN`B &&$/>[0=. 图6. 用户对话框的创建与编辑 6-va;G9Fc 图7. 用户对话框编辑器 RrKAgw 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。 58zs%+F 余下的脚本计算与屈光度有关的所有参数。 dVc;Tt zOYkkQE3mJ 分析 PbxuD*LQ. .O @bX) 屈光度为4,光瞳直径为4mm,字母F点在视网膜上所成的像。 MbLG8T:y C>7Mx{ !H 图7. 字母F在视网膜上颜色分析 L(TO5Y] 脚本代码 y@]4xLB] cd{3JGgB Option Explicit 'Remove this to enable non-dimensioned variables to be used. &N1C"Eov? 9(lIz{ Dim entity As T_ENTITY SF+ ^dPwj Dim op As T_OPERATION ONJW*!( Dim mat As T_MODELMATERIAL SFoF]U09 Dim A As Double hKtOh Dim pupilDiam As Double b0X*+q Dim eID As Long %(;jx Dim parID As Long /-z_"G Dim count As Integer @iB**zR/ Dim taq As Double, Rant As Double, CCant As Double, Rpost As Double, CCpost As Double Na: M1Uhb Dim tlens As Double, nlens As Double ]_I<-}?; Dim curv As Double, conic As Double V\ch0i
1 Dim ok As Long q_>DX,A \<|a>{`7]i Sub Main AKx\U?ei7 }D
dg '用户输入对话框 ;hF >iw Begin Dialog UserDialog 320,126,"Input parameters" ' %GRID:10,7,1,1 s=#IoNh TextBox 220,21,40,21,.TextBox1 'default: 0 $m:}{:LDCf Text 20,21,190,21,"Accommodation (in Diopters):",.Text1,1 =sRd5aMs OKButton 40,91,90,21 a8M.EFa: CancelButton 190,91,90,21 *{W5QEa Text 20,49,190,14,"Pupil diameter (4 mm default):",.Text2,1 9 U1)sPH; TextBox 220,49,40,21,.TextBox2 'default: 4 n4YEu\* End Dialog C yC<{D+ Dim dlg As UserDialog
j^KM ({D.oS ok = Dialog (dlg) -qfd)A6] Cih} If ok=0 Then 'cancel button was pressed FePJ8 Print "Execution cancelled." ~U*2h =] End 8"wA8l. End If c}Jy'F7&f m#,
F%s 'Assign accommodation and pupil diameter & use defaults if field left empty /r@P\_ If dlg.TextBox1 = "" Then eC9~
wc A = 0 'Default accommodation Mp75 L5 Else YV-2es+Bd A = CDbl(dlg.TextBox1) aFo%B; 8m End If n$y1k D [#j|TBMHM If dlg.TextBox2 = "" Then Q9K
Gf; pupilDiam = 4 'Default pupil diameter `h$6MFC/g Else i3: sV 5 pupilDiam = CDbl(dlg.TextBox2) r!Eo8C End If )U<4ul kSU*d/}*u Print " " %P_\7YBC> Print "Accommodation = " & A & " Diopters" =%Ut&6}sQ Print "Pupil Diameter = " & pupilDiam & " mm" {xEX_$nv N<Bi.\XC ' Calculate new parameters with accommodation .^@+$} taq = 0.55 + 2.97 - 0.04*A 'Aqueous thickness 4}580mBc 7`X"B*`~b Rant = 12.0 - 0.4*A 'Radius of anterior lens ksDG8^9>] CCant = -7.518749 + 1.285720*A 'Conic constant of anterior lens Uo^s]H#: ;oh88,*' Rpost = -5.224557 + 0.2*A 'Radius of posterior lens "4g1I< CCpost = -1.353971 - 0.431762*A 'Conic constant of posterior lens RfN5X}&A HLYM(Pz tlens = 3.767 + 0.04*A 'Lens thickness \Zoo9Wy
NXeo&+F nlens = 1.42 + 0.00256*A - 0.00022*A^2 'Lens index of refraction -rH4/Iby fhH* R*4 'Adjust parameters to account for accommodation 2:p2u1Q
O b${Kj3( '************************************************************************* pe,c 'Aqueous thickness (Position of Lens) DX$`\PA '************************************************************************* I_pA)P*Q(6 eID = FindFullName( "Geometry.Arizona Eye.Lens" ) 42z9N\ f GetCustomElement eID, entity k%In
M*c\=( parID = FindFullName( "Geometry.Arizona Eye" ) G#dpSNV3| L@a-"(TN+ ' Delete any shift(s) in z "45BOw&72G count = 0 qh.c#t While GetOperationCount(eID)>count {GWcw<g.B GetOperation eID, count, op sE/9~L If op.Type="ShiftZ" Then iZSjT"l^ DeleteOperation eID,count SI;G|uO;/ count=count-1 &-cI| End If \Z+v\5nmO count=count+1 9s*Lzi[} Wend <wE2ly&x $S,Uoh 'Set new shift in cK-!Evv op.Type = "ShiftZ" ,{oP`4\Lm op.val1 = taq `M7){ op.parent = parID ^f`#8G7 ( AddOperation eID, op -3 W4 Print "Set aqueous humor thickness = " & taq-0.55 l}O`cC i"e)LJz '************************************************************************* c,D'Hl6(% 'Radius and conic constant of anterior lens `Z@wWs '************************************************************************* |LNXu eID = FindFullName( "Geometry.Arizona Eye.Lens.Anterior" ) zG@!(
GetConic eID, entity, curv, conic (|6qN (nE$};c<b2 SetConic eID, entity, 1/Rant, CCant ZVGw@3 Print "Set anterior lens radius = " & Rant & " and conic constant = " & CCant H/, tE0ZV fmSw%r|pT '************************************************************************* ?QuFRl,ZJ 'Radius and conic constant of posterior lens 1:>RQPXcWv '************************************************************************* *Lh0E/5 eID = FindFullName( "Geometry.Arizona Eye.Lens.Posterior" ) [j!0R'T GetConic eID, entity, curv, conic 9*2hBNp+ vfy-;R( SetConic eID, entity, 1/Rpost, CCpost V_
]4UE Print "Set posterior lens radius = " & Rpost & " and conic constant = " & CCpost %^5$=w Me`"@{r|# '************************************************************************* 9J|YP}% 'Lens thickness (Position of posterior lens surface) =
Oq; '************************************************************************* 6u.b?_u uj:w^t ][ parID = FindFullName( "Geometry.Arizona Eye.Lens" ) ,LMme}FFeb 3p^WTQ>( ' Delete any z-shift(s) K^w9@& |