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简介 [UquI " 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。 FpE83}@".w Qp<?[C}'W 模型 M}}9 qt}vM*0}V 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。 epm
t 2GcQh]ohc Table 1. AZ眼睛模型的定义 r_]wa 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. bvn?wK .G1NY1\ 光源 m^h"VH,
3 S:}fPR 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。 B4R!V!Z* uJMF\G=nb Kwfrh? 图1. 光源和提示信息使用 iwCnW7: 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。 H|T:_*5 _< 69d 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。 oo3ZYA ExI?UGT 图2. 字母F光源的设定方法光 h|dVVCsN b]~X
U 图3. 字母F在视网膜上位置点列图 jt
tlzCDn 视网膜的散射 {g l-tRC3 8 +xLi4Pw 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。 RX>kOp29 Ka2U@fK" 0F`@/C1y55 图4. 视网膜朗伯散射设定 'Y6{89 y 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。 NaG1j+LN J'Yj_ TxwZA 图5. 视网膜重点采样规格设定 5wRDH1z@{ 脚本 wsP3hE' ] (SoV2[| 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:
k$}XZ,Q 1@E<5rp o 图6. 用户对话框的创建与编辑 6,uW{l8L 图7. 用户对话框编辑器 .Q?cNSWU 如果“OK”按钮按下,将会核对对话框下面的代码行,如果点击取消则脚本终止。然后输入的参数赋予变量,如果此处是保留为空白,则使用默认值。因此,如果没有值输入并点击“OK”按钮,则脚本是以屈光度为0,光瞳直径为4mm来运行的。 Mc~(S$FU$ 余下的脚本计算与屈光度有关的所有参数。 +KDB^{ Q0,]Q ]_ 分析 FM0)/6I'x ~y_TT5+3 屈光度为4,光瞳直径为4mm,字母F点在视网膜上所成的像。 xv 's52x ]0xbvJ8oK 图7. 字母F在视网膜上颜色分析 2y#4rl1Utx 脚本代码 ;Y
j_@= rYeFYPS Option Explicit 'Remove this to enable non-dimensioned variables to be used. g$?B!!qT X82sw>Y Dim entity As T_ENTITY Dq*>+1eW2 Dim op As T_OPERATION +=|Q'V Dim mat As T_MODELMATERIAL /Y:_qsO1 Dim A As Double sJ7r9O`x Dim pupilDiam As Double 9/{+,RpC
Dim eID As Long er,R}v Dim parID As Long Sq UoXNw Dim count As Integer 4cr
>sz Dim taq As Double, Rant As Double, CCant As Double, Rpost As Double, CCpost As Double {]]nQ Dim tlens As Double, nlens As Double engql; Dim curv As Double, conic As Double z++*,2F Dim ok As Long %@G<B %K;,qS'N_ Sub Main %xyt4}-)m g*b% '用户输入对话框 ToCB*GlL Begin Dialog UserDialog 320,126,"Input parameters" ' %GRID:10,7,1,1 st|$Fu TextBox 220,21,40,21,.TextBox1 'default: 0 IJs*zzR Text 20,21,190,21,"Accommodation (in Diopters):",.Text1,1 g/mVd;#o OKButton 40,91,90,21 JQ%e' CancelButton 190,91,90,21 WA8Qt\Q Text 20,49,190,14,"Pupil diameter (4 mm default):",.Text2,1 7cr+a4 T33 TextBox 220,49,40,21,.TextBox2 'default: 4 lK9us End Dialog ]b.@i&M Dim dlg As UserDialog gr4Hh/V Od>Ta_ ok = Dialog (dlg) O=MO M ]3NH[&+ If ok=0 Then 'cancel button was pressed )mB+#T<k- Print "Execution cancelled." %TPnC'2 End | 5Mhrb4. End If %QVX1\>] /.aZXC$] 'Assign accommodation and pupil diameter & use defaults if field left empty O!hg@[\B+ If dlg.TextBox1 = "" Then ?Re@`f+* A = 0 'Default accommodation 1G=1FGvP Else d\3L.5]X A = CDbl(dlg.TextBox1) Aw;~b&.U{_ End If ;B^G< dum! AO If dlg.TextBox2 = "" Then Jq l#z/z pupilDiam = 4 'Default pupil diameter s59v*
/ Else 0J7[n*~ pupilDiam = CDbl(dlg.TextBox2) 1[[`
^v End If !Jh-v pOyM/L Print " " DCPK1ql Print "Accommodation = " & A & " Diopters" bguhx3s Print "Pupil Diameter = " & pupilDiam & " mm" DFwkd/3" sI@m"A ' Calculate new parameters with accommodation ..Zuy|?w taq = 0.55 + 2.97 - 0.04*A 'Aqueous thickness \"V7O'S)& !\}Dxt Rant = 12.0 - 0.4*A 'Radius of anterior lens mSY;hJi CCant = -7.518749 + 1.285720*A 'Conic constant of anterior lens w_ kHy_) UkG|5P` Rpost = -5.224557 + 0.2*A 'Radius of posterior lens m_W\jz??k CCpost = -1.353971 - 0.431762*A 'Conic constant of posterior lens ]-bA{@tP. Zuo7MR tlens = 3.767 + 0.04*A 'Lens thickness R^1sbmwk 0F1 a nlens = 1.42 + 0.00256*A - 0.00022*A^2 'Lens index of refraction zg.' ua0`&,a3I 'Adjust parameters to account for accommodation W% YJ.%I c;xL. '************************************************************************* U8c0N<j 'Aqueous thickness (Position of Lens) 2Y(Phw2% '************************************************************************* e=o<yf9>Q eID = FindFullName( "Geometry.Arizona Eye.Lens" ) MQ$[jOAqP GetCustomElement eID, entity eZ[CqUJ& |