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简介 )$x_!=@1 人眼光学模型可用来设计眼科用设备,光学系统注定了要与人眼一起使用。本文演示了这样一个模型:Arizona眼睛模型,在Jim Schwiegerling教授的书中有详细描述:《Field Guide to Visual and Ophthalmic Optics》。AZ眼睛模型达到了基于平均临床数据所决定的轴上和轴外像差等级。FRED文件包含了此眼睛模型及几个用来分析它的光源,并包括一个基于想要的屈光度来调整模型的内嵌脚本。 ;,OfJ'q^ vs&8wbS) 模型 &GWkq> <1~^C 模型的定义如表1种所示,由半径、圆锥常数、折射率、阿贝数、到下一面的距离等一系列表面组成。一些参数由屈光度(A)来决定。 !Ngw\@f m|svQ-/j Table 1. AZ眼睛模型的定义 dv
N<5~ 在FRED中使用0屈光度来创建的,光瞳加在了透镜的前面。材料是创建一个新的材料并选择类型“Model Material”,输入的参数是nd和vd. R
UTnc 1q.(69M 光源 J0220 _ 2)/NFZ 多个光源定义来分析该模型的不同特性。图1显示了所以的光源和提示信息告诉您他们可以用来做什么。 l!IKUzt)7 {b!7
.Cd= 84&XW 图1. 光源和提示信息使用 *9gD*AnM, 除了“Letter F”之外的所有光源的光线位置设定在了孔径光阑位置处,并增加了pre-propagation distance= -8。尽管光线在光瞳处创建,规定的传输方向相对于光线位置在pre-propagation distance之后。这意味着光束沿着Z轴在眼睛的前面以平行光入射,而不是在光瞳处入射。 7uI#L}y rU#li0
> 在往下看是内置的脚本用来修改屈光度,使其为4(250mm),光源“Letter F”在视网膜处生成一个字母为F的图像。绿色的光线聚焦的非常好而红色和蓝色光线有一点的模糊。使用Positions Spot Diagram分析工具来观察最为合适。 PQj<[rY CV.+P- 图2. 字母F光源的设定方法光 .gYt0raSY msk/p>{O 图3. 字母F在视网膜上位置点列图 Lu>H`B7Q" 视网膜的散射 0-2"FdeQU </E>tMW 在散射文件中,有一个名为“Retina surface”的72%的反射型朗伯散射,它为视网膜的散射提供了一个粗略的近似。为了模拟来自视网膜的散射,改变自定义元件“Eye ball” 下的视网膜的表面从“halt all” 到”Allow All”。并使几何中“plane”可追迹。 -)w]a{F =K$,E4* E,*&BDW 图4. 视网膜朗伯散射设定 \3PE+$ 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。 ]HvZ$ PJ 9%/Nrh !0fI"3P@r 图5. 视网膜重点采样规格设定 Q;26V4 脚本 C}CKnkMMD u.6P-yh 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: R,Ml&4pZ} 3q &k 图6. 用户对话框的创建与编辑 H+cNX\, 图7. 用户对话框编辑器 8sw,k 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。 )mkS5j`5\ 余下的脚本计算与屈光度有关的所有参数。 7U:=~7GH W(&6 分析 zLek&s&- =,Ttw> 屈光度为4,光瞳直径为4mm,字母F点在视网膜上所成的像。 8B@JFpg^ ')nnWlK 图7. 字母F在视网膜上颜色分析
kfj% 脚本代码 &=-PRza%j !A[S6-18%- Option Explicit 'Remove this to enable non-dimensioned variables to be used. If.n(t[M9 :t2B^})\ Dim entity As T_ENTITY xv0M Dim op As T_OPERATION $pFk"]= Dim mat As T_MODELMATERIAL 'TX M{RGw Dim A As Double YsAF{ Dim pupilDiam As Double %3,xaVN Dim eID As Long K+mU_+KRp Dim parID As Long @}eNV~ROu Dim count As Integer G?[-cNdk Dim taq As Double, Rant As Double, CCant As Double, Rpost As Double, CCpost As Double ]_2yiKv& Dim tlens As Double, nlens As Double 2X_ >vIlEm Dim curv As Double, conic As Double K^ 6+Ily Dim ok As Long od,tfLw4 WEVl9]b'e+ Sub Main X')S;KW jYdV?B '用户输入对话框 2nx9#B*/T Begin Dialog UserDialog 320,126,"Input parameters" ' %GRID:10,7,1,1 46dc.Yi TextBox 220,21,40,21,.TextBox1 'default: 0 l;5`0N?QO Text 20,21,190,21,"Accommodation (in Diopters):",.Text1,1 Mdky^;qq3; OKButton 40,91,90,21 *8206[y CancelButton 190,91,90,21 MF|*AB|E Text 20,49,190,14,"Pupil diameter (4 mm default):",.Text2,1 KnFQ)sX^ TextBox 220,49,40,21,.TextBox2 'default: 4 A`C-sD> End Dialog X2P``YFV{ Dim dlg As UserDialog kJeu40oN ;KS`,<^- ok = Dialog (dlg) Bbs5f@E YZ*{^' If ok=0 Then 'cancel button was pressed cUC17z2D Print "Execution cancelled." `]hCUaV End X X&K=<,Ja End If acP
;(t "GLYyC 'Assign accommodation and pupil diameter & use defaults if field left empty }s6G!v^2"" If dlg.TextBox1 = "" Then u#VweXyU A = 0 'Default accommodation r./z,4A` Else Q;@X2JSp A = CDbl(dlg.TextBox1) ?.j,Bq5At End If lrn+d$!@ J=VyyUB If dlg.TextBox2 = "" Then Fd}<Uote3 pupilDiam = 4 'Default pupil diameter X?kPi&ru Else :o<N!*pT pupilDiam = CDbl(dlg.TextBox2) 1:YAn End If [>wzl"cHW s+N^PX3 Print " " &*ZC0V3 Print "Accommodation = " & A & " Diopters" RSFJu\0}N Print "Pupil Diameter = " & pupilDiam & " mm" s79q5 2|
$k`I, ' Calculate new parameters with accommodation {NY]L==H taq = 0.55 + 2.97 - 0.04*A 'Aqueous thickness 8k%H[Smn: "&Ff[O* Rant = 12.0 - 0.4*A 'Radius of anterior lens Lv^a+' CCant = -7.518749 + 1.285720*A 'Conic constant of anterior lens 9Yd-m R;.d/U|av Rpost = -5.224557 + 0.2*A 'Radius of posterior lens 6_Fpca3L CCpost = -1.353971 - 0.431762*A 'Conic constant of posterior lens +&?'KZ+Z_v Kj=;>u tlens = 3.767 + 0.04*A 'Lens thickness 5(KG=EHj_ 6l<1A$BQ nlens = 1.42 + 0.00256*A - 0.00022*A^2 'Lens index of refraction SUo^c1)G =s6E/K 'Adjust parameters to account for accommodation y
'mlee Gk{W:866 '************************************************************************* yX3PUO9 'Aqueous thickness (Position of Lens) 6,a%&1_ '************************************************************************* %OuX`w= eID = FindFullName( "Geometry.Arizona Eye.Lens" ) m^5s>hUl GetCustomElement eID, entity _>;&-e 2[XltjO parID = FindFullName( "Geometry.Arizona Eye" ) ,v|CombIc. FSFFk~ ' Delete any shift(s) in z Bmmb count = 0 JUmw$u While GetOperationCount(eID)>count xa'
nJ"f; GetOperation eID, count, op H'D#s;SlR If op.Type="ShiftZ" Then `~0P[>|+ DeleteOperation eID,count p EY>A_F count=count-1 +tPx0>p; End If m\/>C|f\ count=count+1 P_v0))n{ Wend w<v1N <&KLo>B^ 'Set new shift in qjJ{+Rz2 op.Type = "ShiftZ" u0wn=Dg op.val1 = taq B<(Pd op.parent = parID OuMco+C AddOperation eID, op T4Xtuu1 Print "Set aqueous humor thickness = " & taq-0.55 Q %+} ZK%Kgk[\:~ '************************************************************************* U8EJC
.e&O 'Radius and conic constant of anterior lens -*rHB&e '************************************************************************* lt&$8jh eID = FindFullName( "Geometry.Arizona Eye.Lens.Anterior" ) /A0 [_ GetConic eID, entity, curv, conic IkiQOk <>SR 4 SetConic eID, entity, 1/Rant, CCant sg+ZQDF{x Print "Set anterior lens radius = " & Rant & " and conic constant = " & CCant #,7eQaica G`9cd\^ '************************************************************************* qPL^zM+ 'Radius and conic constant of posterior lens #Tup]czO '************************************************************************* 1 ,#{X3 eID = FindFullName( "Geometry.Arizona Eye.Lens.Posterior" ) E]e,cd GetConic eID, entity, curv, conic GU:r vS! )!'Fa_$ e SetConic eID, entity, 1/Rpost, CCpost @47[vhE Print "Set posterior lens radius = " & Rpost & " and conic constant = " & CCpost ;r g H}r A*G
)CG
'************************************************************************* oNiToFbQu 'Lens thickness (Position of posterior lens surface) av'd%LZP '************************************************************************* zJz82jMm A4~D#V parID = FindFullName( "Geometry.Arizona Eye.Lens" )
pESB Il ;% /6Y~/ ' Delete any z-shift(s) IlcNT_
5a8 count = 0 oq=?i%'> While GetOperationCount(eID)>count P%.`c?olbs GetOperation eID, count, op <QYCo1_ If op.Type="ShiftZ" Then om XBnzT DeleteOperation eID,count *p" "YEN count=count-1 Y1$ #KC End If pe\Txg6 count=count+1 *i=?0M4S Wend "z^BKb5 _F}IF9{?G 'Set new z-shift L4\SBO op.Type = "ShiftZ" B
rez&3[ op.val1 = tlens l9M#]*{ op.parent = parID "[%;B0J AddOperation eID, op ${jA+L<J Print "Set lens thickness = " & tlens @ChN_gd3! ^Nd|+} '************************************************************************* 7xLo4 'Lens index of refraction se<i5JsSV '************************************************************************* l-DGy# h+z eID = FindMaterial( "Lens" ) )ZS:gD GetModelMaterial eID, mat gi1}5DR *%ed;>6:Q mat.Nd = nlens ^2&O3s SetModelMaterial eID, mat & |