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简介 U#x`u|L&6 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。 :IO"' b },=ORIB B: 模型 z57q| n5 <B* 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。 e= XC$Jv e6>[Z C Table 1. AZ眼睛模型的定义 HHerL%/ 在FRED中使用0屈光度来创建的,光瞳加在了透镜的前面。材料是创建一个新的材料并选择类型“Model Material”,输入的参数是nd和vd. (&=3Y8 +y_V$q$G 光源 ?e%u[ Q0 :*vSC: q 多个光源定义来分析该模型的不同特性。图1显示了所以的光源和提示信息告诉您他们可以用来做什么。 Rzyaicj^c SBaTbY0 x6Tpt^N} 图1. 光源和提示信息使用 E#A}2|7,g 除了“Letter F”之外的所有光源的光线位置设定在了孔径光阑位置处,并增加了pre-propagation distance= -8。尽管光线在光瞳处创建,规定的传输方向相对于光线位置在pre-propagation distance之后。这意味着光束沿着Z轴在眼睛的前面以平行光入射,而不是在光瞳处入射。 S\ K[l/ B~E>=85z 在往下看是内置的脚本用来修改屈光度,使其为4(250mm),光源“Letter F”在视网膜处生成一个字母为F的图像。绿色的光线聚焦的非常好而红色和蓝色光线有一点的模糊。使用Positions Spot Diagram分析工具来观察最为合适。
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{}S<^?] P_P~c~o 图2. 字母F光源的设定方法光 sC ?e%B &k`/jl;u 图3. 字母F在视网膜上位置点列图 q&&uX-ez5W 视网膜的散射 v+i==vxg 6o^O%:0g 在散射文件中,有一个名为“Retina surface”的72%的反射型朗伯散射,它为视网膜的散射提供了一个粗略的近似。为了模拟来自视网膜的散射,改变自定义元件“Eye ball” 下的视网膜的表面从“halt all” 到”Allow All”。并使几何中“plane”可追迹。 #<@_mbQ@|K lmIphOUoIw NA YwuE-` 图4. 视网膜朗伯散射设定 J[UTn'M8] 注意在视网膜的表面有散射重点采样规格定义,在“Scatter”标签的底部可获取该信息。“toward pupil”指定散射光朝向光瞳,半角度10度。 S#0C^ 3*F|`js" (SCZ.G(> 图5. 视网膜重点采样规格设定 ~(L&*/c 脚本 ZftucD|ZY/ t Kjk< 内置脚本使用对话框显示屈光度和光瞳直径的数值设置。使用FRED Basic脚本创建和使用对话框非常容易。图6显示了如何获取用户自定义对话框,如下图所示: DG=_E\"# ,!^g8zO 图6. 用户对话框的创建与编辑 8SBa w'a 图7. 用户对话框编辑器 ;T<'GP'/r 如果“OK”按钮按下,将会核对对话框下面的代码行,如果点击取消则脚本终止。然后输入的参数赋予变量,如果此处是保留为空白,则使用默认值。因此,如果没有值输入并点击“OK”按钮,则脚本是以屈光度为0,光瞳直径为4mm来运行的。 "Z"`X3,-z 余下的脚本计算与屈光度有关的所有参数。 Of
nN sDwE,f0h 分析 ;`Sn66& V.!z9AQ 屈光度为4,光瞳直径为4mm,字母F点在视网膜上所成的像。 h2aO-y>K }cIj1: 图7. 字母F在视网膜上颜色分析 C?rb}(m 脚本代码 (#Xgfb"S3 RRtOBrIedI Option Explicit 'Remove this to enable non-dimensioned variables to be used. #b1/2=PA b:&=W>r Dim entity As T_ENTITY 'l1cuAP!+ Dim op As T_OPERATION <2\QY Dim mat As T_MODELMATERIAL I^O`#SA ( Dim A As Double j[w5#]&% Dim pupilDiam As Double ^56#{~%^? Dim eID As Long )IuwI #pm Dim parID As Long +H_ / Dim count As Integer %G jjl*`E Dim taq As Double, Rant As Double, CCant As Double, Rpost As Double, CCpost As Double I -XkxDw Dim tlens As Double, nlens As Double } d7o- Dim curv As Double, conic As Double ~gEd( Dim ok As Long XE|"n ]Wc 2$ Sub Main P1ynCe "'c
=(P '用户输入对话框 rzKn5Z Begin Dialog UserDialog 320,126,"Input parameters" ' %GRID:10,7,1,1 B 3eNvUFZg TextBox 220,21,40,21,.TextBox1 'default: 0 jAD{?/RB} Text 20,21,190,21,"Accommodation (in Diopters):",.Text1,1 M-5zsN OKButton 40,91,90,21 Lw{'mtm CancelButton 190,91,90,21 <-|g> Text 20,49,190,14,"Pupil diameter (4 mm default):",.Text2,1 L;'v,s TextBox 220,49,40,21,.TextBox2 'default: 4 gjy:o5{vA* End Dialog Y;8.(0r/ Dim dlg As UserDialog 1<f,>BQ+ jhE3@c@pT ok = Dialog (dlg) ACH!Gw~ -KCQ!0\F If ok=0 Then 'cancel button was pressed ptpu
u=3" Print "Execution cancelled." oz?6$oE(bt End 5?MKx!% End If ,:3Di ( g8;JpP w 'Assign accommodation and pupil diameter & use defaults if field left empty o
n?8l?iQ If dlg.TextBox1 = "" Then 8KS9!*.iZ A = 0 'Default accommodation qo0]7m7| Else ?;Ge/~QU5 A = CDbl(dlg.TextBox1) Ks^EGy+O:- End If Z65]| Fy]j33E If dlg.TextBox2 = "" Then 51x)fZQ pupilDiam = 4 'Default pupil diameter ,9ZN k@q Else rKW kT" pupilDiam = CDbl(dlg.TextBox2) ,xIWyI. End If 31}kNc}n }5Pzen Print " " Qtn%h:i
S~ Print "Accommodation = " & A & " Diopters" J9/}ZD^ Print "Pupil Diameter = " & pupilDiam & " mm" W RVm^ "npLl]XM ' Calculate new parameters with accommodation $v+t~b taq = 0.55 + 2.97 - 0.04*A 'Aqueous thickness i9k/X&V 38eeRo Rant = 12.0 - 0.4*A 'Radius of anterior lens k
M' :.QT CCant = -7.518749 + 1.285720*A 'Conic constant of anterior lens D.R 7#^. V$fvf#T Rpost = -5.224557 + 0.2*A 'Radius of posterior lens 8_F 5c@7 CCpost = -1.353971 - 0.431762*A 'Conic constant of posterior lens 3.s.&^ uvf}7 tlens = 3.767 + 0.04*A 'Lens thickness 7q[a8rUdh yPza nlens = 1.42 + 0.00256*A - 0.00022*A^2 'Lens index of refraction eo&nAr weky
5(: 'Adjust parameters to account for accommodation o Kfm=TbY `V[{,!l;X '************************************************************************* m`Ver:{ 'Aqueous thickness (Position of Lens) cfd7)(6 '************************************************************************* $,~D-~- eID = FindFullName( "Geometry.Arizona Eye.Lens" ) W{(q7>g GetCustomElement eID, entity .0>2j( +1%7*2q, parID = FindFullName( "Geometry.Arizona Eye" ) -(]s!, 8/dx)*JCq ' Delete any shift(s) in z 3ud_d> count = 0 lUd;u*A While GetOperationCount(eID)>count nuip GetOperation eID, count, op P6ztP$M( If op.Type="ShiftZ" Then t\$P*_ DeleteOperation eID,count .`3O4]N[ count=count-1 mew,S)dq! End If TZk.?@s5 count=count+1 ]l
WEdf+ Wend sox0:9Oqnf 54%@q[- 'Set new shift in JXIxk"m op.Type = "ShiftZ" lef,-{X- op.val1 = taq _3YuPMaN op.parent = parID S3iXG
@ AddOperation eID, op j%m9y_rg} Print "Set aqueous humor thickness = " & taq-0.55 :q0TS>l
z"n7du}v '************************************************************************* K*_5M 'Radius and conic constant of anterior lens eiV[y^? '************************************************************************* F5|6* K eID = FindFullName( "Geometry.Arizona Eye.Lens.Anterior" ) Is $I;` GetConic eID, entity, curv, conic 8i=c|k,GL. YnzhvE SetConic eID, entity, 1/Rant, CCant %&RF;qa2xu Print "Set anterior lens radius = " & Rant & " and conic constant = " & CCant (HW!!xM c05kHB$O '************************************************************************* N:]71+ 'Radius and conic constant of posterior lens dp3>G2Yq '************************************************************************* < |