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简介
}U^9( 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。 `Z@wWs Ix *KL=MG 模型 >_F&oA# aD&10b9` 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。 P@5^`b| ;<&s_C3 Table 1. AZ眼睛模型的定义 U;jk+i 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. } KMdfA p19Zxh 光源 uq 6T|Zm e.HN%LrhS 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。 4h~Oj
y16& /FYa{.Vlr S[u<vHy 图1. 光源和提示信息使用 J,~)9Kh$ 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。
6&u,. 5cfzpOqr0 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。 r?[mn^Bo 5 Gg;#U` 图2. 字母F光源的设定方法光 9J%>2AA be764do 图3. 字母F在视网膜上位置点列图 A?7%q^;E 视网膜的散射 NA3yd^sr ?%LD1 <ya 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。 gai?LXM
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Sa ,A 图4. 视网膜朗伯散射设定 3>jz3>v@ 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。 6Nl$&jL 2
G"p:iPp L,D!T&B 图5. 视网膜重点采样规格设定 h)<42Y 脚本 .i. |wY +}Q4 g]M8 内置脚本使用对话框显示屈光度和光瞳直径的数值设置。使用FRED Basic脚本创建和使用对话框非常容易。图6显示了如何获取用户自定义对话框,如下图所示: =~arj 2;&13%@! 图6. 用户对话框的创建与编辑 4kz8U 图7. 用户对话框编辑器 |Ji?p>\~ 如果“OK”按钮按下,将会核对对话框下面的代码行,如果点击取消则脚本终止。然后输入的参数赋予变量,如果此处是保留为空白,则使用默认值。因此,如果没有值输入并点击“OK”按钮,则脚本是以屈光度为0,光瞳直径为4mm来运行的。 T.|0;Eb 余下的脚本计算与屈光度有关的所有参数。 H?~u%b@ nRo`O 分析 ~/#?OLj(T z`Q5J9_<cV 屈光度为4,光瞳直径为4mm,字母F点在视网膜上所成的像。 JA)gM wM yPR_ 图7. 字母F在视网膜上颜色分析 EjF}yuq[ 脚本代码 *K98z ? KXM-GIRUG Option Explicit 'Remove this to enable non-dimensioned variables to be used. FQ87[|
S /9yiMmr5W Dim entity As T_ENTITY ~XxD[T5 Dim op As T_OPERATION 6d.m@T6~ Dim mat As T_MODELMATERIAL /Z% ?; Dim A As Double :E^B~ OuL Dim pupilDiam As Double .ClCP?HG Dim eID As Long (Q4_3<G+ Dim parID As Long p/5!a~1'xN Dim count As Integer B>]5/!_4 Dim taq As Double, Rant As Double, CCant As Double, Rpost As Double, CCpost As Double QbNv+Eu5 Dim tlens As Double, nlens As Double e7?W VV, Dim curv As Double, conic As Double jK=*~I Dim ok As Long =ddx/zN "''<:K| Sub Main %1<p1u'r?# f|G7L5- '用户输入对话框 87Uv+((H Begin Dialog UserDialog 320,126,"Input parameters" ' %GRID:10,7,1,1 .;F+ QP0 TextBox 220,21,40,21,.TextBox1 'default: 0 \I'Zc] Text 20,21,190,21,"Accommodation (in Diopters):",.Text1,1 X @Bpjg OKButton 40,91,90,21 7E5Dz7 CancelButton 190,91,90,21 ~pA;j7* Text 20,49,190,14,"Pupil diameter (4 mm default):",.Text2,1 %<"11;0tp TextBox 220,49,40,21,.TextBox2 'default: 4 6^aYW#O<Ua End Dialog {x4[Bx1 Dim dlg As UserDialog ^VIUXa qN0#=X
ok = Dialog (dlg) P3yiJ|vP u7C{> If ok=0 Then 'cancel button was pressed ygW@[^g Print "Execution cancelled." PHK#b.B>a8 End .apX72's, End If _Ry.Wth uy9B8&Sr 'Assign accommodation and pupil diameter & use defaults if field left empty KVcZ@0[S If dlg.TextBox1 = "" Then 0V#t ;`Q3 A = 0 'Default accommodation h]MVFn{ Else YKg[k:F A = CDbl(dlg.TextBox1) ?|7+cz$g End If :I'Ezxv| ,1[??Y If dlg.TextBox2 = "" Then XH *tChf< pupilDiam = 4 'Default pupil diameter Yq?I> Else by
U\I5 pupilDiam = CDbl(dlg.TextBox2) UjDF End If 5An0DV5 NslA/"* Print " " ;
BZM~'
Print "Accommodation = " & A & " Diopters" L_|uB Print "Pupil Diameter = " & pupilDiam & " mm" Tb={g;0@ U&n>fXTHn ' Calculate new parameters with accommodation %7evPiNB taq = 0.55 + 2.97 - 0.04*A 'Aqueous thickness h*KHEg"+ yUW&Wgc=: Rant = 12.0 - 0.4*A 'Radius of anterior lens JZ%F CCant = -7.518749 + 1.285720*A 'Conic constant of anterior lens |3,V%>z W#L"5pRg Rpost = -5.224557 + 0.2*A 'Radius of posterior lens
U+"= CCpost = -1.353971 - 0.431762*A 'Conic constant of posterior lens 4LEE
/ ?66(t tlens = 3.767 + 0.04*A 'Lens thickness YU=ZZEVi
`,Nn4 nlens = 1.42 + 0.00256*A - 0.00022*A^2 'Lens index of refraction M#cr*% kNj3!u$ 'Adjust parameters to account for accommodation <gdgcvd 8>{W:?I '************************************************************************* n6-Ic',; 'Aqueous thickness (Position of Lens) '
f$L '************************************************************************* "x;k'{S eID = FindFullName( "Geometry.Arizona Eye.Lens" ) L{LU@.;1 GetCustomElement eID, entity ~J-|,ZMd /HuYduGdP parID = FindFullName( "Geometry.Arizona Eye" ) }#G"!/ZA0: &U~r}= ' Delete any shift(s) in z uT} TSwgp count = 0 T#n1@FgC While GetOperationCount(eID)>count vif8{S GetOperation eID, count, op kr(<Y| If op.Type="ShiftZ" Then OJsd[l3xR DeleteOperation eID,count PGPbpl&\t count=count-1 `f+8WPJPZ End If n<:d%&^n count=count+1 Px#QZZ Wend Yb\\
w<@g e$EF% cKH 'Set new shift in EotwUT| op.Type = "ShiftZ" @ 9 {%Kn op.val1 = taq {?/8jCVd op.parent = parID ~$4.Mf,u AddOperation eID, op akhL\-d)al Print "Set aqueous humor thickness = " & taq-0.55 zZ9<4"CIk t\pK`DM-[ '************************************************************************* So=nB} b[? 'Radius and conic constant of anterior lens lW$&fuDHF '************************************************************************* d{yIy'+0/ eID = FindFullName( "Geometry.Arizona Eye.Lens.Anterior" ) FGwnESCC GetConic eID, entity, curv, conic #<wpSs |jk-@ Z* SetConic eID, entity, 1/Rant, CCant N<06sRg# Print "Set anterior lens radius = " & Rant & " and conic constant = " & CCant '}Wu3X |[Ie.&) '************************************************************************* *NW QmC~ 'Radius and conic constant of posterior lens ^.#X<8hr '************************************************************************* @?Gw|bP eID = FindFullName( "Geometry.Arizona Eye.Lens.Posterior" ) O wA~( GetConic eID, entity, curv, conic vK6ibl0 xegQRc SetConic eID, entity, 1/Rpost, CCpost bEBBwv Print "Set posterior lens radius = " & Rpost & " and conic constant = " & CCpost *IWFeu7y QtY hg$K3 '************************************************************************* [v0ri< |