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简介 4x.1J 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。 IYeX\)Gv& jNKu5"HB 模型 C%hMh/Li; [1pWg^ 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。 tO0MYEx" 1C,=1bY Table 1. AZ眼睛模型的定义 s&T"/4 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. yV;_ ]_EO IM""s] 光源 *G'R+_tdE ={HYwP; 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。 ZbmBwW_ 7 >ZAb9=/M)F CC?L~/gPN 图1. 光源和提示信息使用 "
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A 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。 0)@7$Xhf P0R8
f 在往下看是内置的脚本用来修改屈光度,使其为4(250mm),光源“Letter F”在视网膜处生成一个字母为F的图像。绿色的光线聚焦的非常好而红色和蓝色光线有一点的模糊。使用Positions Spot Diagram分析工具来观察最为合适。 PtfxF]%H m tPmVze 图2. 字母F光源的设定方法光 p6UPP|-S %}T' 3 图3. 字母F在视网膜上位置点列图 --t"X<.z 视网膜的散射 0?x9.] XTzz/.T;Z 在散射文件中,有一个名为“Retina surface”的72%的反射型朗伯散射,它为视网膜的散射提供了一个粗略的近似。为了模拟来自视网膜的散射,改变自定义元件“Eye ball” 下的视网膜的表面从“halt all” 到”Allow All”。并使几何中“plane”可追迹。 tw<mZd2H eouxNw}F1 = JE4C9$, 图4. 视网膜朗伯散射设定 hFLD2< 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。 hUL5V1-j E=G"_
^hCE Bo)N<S_=^ 图5. 视网膜重点采样规格设定 S6Er#)k 脚本 ,{tz%\,% E5>y?N 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: qFqK.u puv/+!q 图6. 用户对话框的创建与编辑
vvWje:H 图7. 用户对话框编辑器 <B+xE?v4 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。 aPR0DZ@ 余下的脚本计算与屈光度有关的所有参数。 {*#}"/:8K 4&)4hF 分析 UW!*=?h S"}G/lBx. 屈光度为4,光瞳直径为4mm,字母F点在视网膜上所成的像。 l_?r#Qc7 .ty^ k@J|] 图7. 字母F在视网膜上颜色分析 \{g;|Z1 脚本代码 !YM;5vte+ dfU z{ Option Explicit 'Remove this to enable non-dimensioned variables to be used. (x+C=1, {pzu1* Dim entity As T_ENTITY h'QEwW Dim op As T_OPERATION APne! Dim mat As T_MODELMATERIAL 1Tb'f^M$ Dim A As Double ap
5D6y+ Dim pupilDiam As Double A2C|YmHk Dim eID As Long cx+li4v Dim parID As Long aDDs"DXx Dim count As Integer F9N/_H*+ Dim taq As Double, Rant As Double, CCant As Double, Rpost As Double, CCpost As Double QTy xx Dim tlens As Double, nlens As Double W*S!}ZT` Dim curv As Double, conic As Double .aA8'/ Dim ok As Long ?PpGBm2f*
!623; Sub Main E#5$O2b# F:3*i^ L '用户输入对话框 ".@}]z8 Begin Dialog UserDialog 320,126,"Input parameters" ' %GRID:10,7,1,1 "s?!1v(v TextBox 220,21,40,21,.TextBox1 'default: 0 L`iC?<} Text 20,21,190,21,"Accommodation (in Diopters):",.Text1,1 QqF&lMH OKButton 40,91,90,21 nVSuvq|S CancelButton 190,91,90,21 7KB:wsz^ Text 20,49,190,14,"Pupil diameter (4 mm default):",.Text2,1 x)^/3 TextBox 220,49,40,21,.TextBox2 'default: 4 /4Df 'd End Dialog &EZq%Sd Dim dlg As UserDialog J2vaKl iC$mb~G ok = Dialog (dlg) \!]Zq#*kH ;|.~'': If ok=0 Then 'cancel button was pressed WNE=|z#| Print "Execution cancelled." Q5!"tF p End 0EA<ip End If RD$"ft]Vc XBTtfl
& 'Assign accommodation and pupil diameter & use defaults if field left empty CyWaXp65 If dlg.TextBox1 = "" Then KRL9dD,& A = 0 'Default accommodation >3{l"SPU Else b`TA2h A = CDbl(dlg.TextBox1) _&]B End If ME9jN{ le n)~9 If dlg.TextBox2 = "" Then x|TLMu=3= pupilDiam = 4 'Default pupil diameter xn=/SIS Else Wej'AR\NX pupilDiam = CDbl(dlg.TextBox2) Em(&cra End If xM#+jI ya*KA.EGg Print " " "b#L8kN Print "Accommodation = " & A & " Diopters" XAnN< Print "Pupil Diameter = " & pupilDiam & " mm" A3;}C+K SF7p/gG ' Calculate new parameters with accommodation 52zD!( taq = 0.55 + 2.97 - 0.04*A 'Aqueous thickness t+2!"Jr R cz;|h8 Rant = 12.0 - 0.4*A 'Radius of anterior lens &~6W!w CCant = -7.518749 + 1.285720*A 'Conic constant of anterior lens $_u9Y! ZQ0R3=52r Rpost = -5.224557 + 0.2*A 'Radius of posterior lens 5Az4 < CCpost = -1.353971 - 0.431762*A 'Conic constant of posterior lens o'`:$
( O< \i{4}} tlens = 3.767 + 0.04*A 'Lens thickness Bq20U:f ]P5|V4FXo nlens = 1.42 + 0.00256*A - 0.00022*A^2 'Lens index of refraction [VsTyqV a \dq}nOsX* 'Adjust parameters to account for accommodation tbNIl cAWS
UE-+P '************************************************************************* Pd~{XM,yfW 'Aqueous thickness (Position of Lens) 6oQSXB@ '************************************************************************* Hp@nxtKxW eID = FindFullName( "Geometry.Arizona Eye.Lens" ) BnB]]<gO" GetCustomElement eID, entity >7fNxQ oaK&!$S] parID = FindFullName( "Geometry.Arizona Eye" ) o-m9}pV }kCaTI?@# ' Delete any shift(s) in z j3J\%7^i count = 0 @u.%z# h"1 While GetOperationCount(eID)>count y1FE +EX[ GetOperation eID, count, op -q8R'?z[ If op.Type="ShiftZ" Then JF+E.-fy$ DeleteOperation eID,count gXQ
s)Eyv count=count-1 tr<iFT}C End If :B(vk3;U! count=count+1 ISbhC!59 Wend BbV @ziL Hl3%+f 'Set new shift in Zdm7As] op.Type = "ShiftZ" ?Tr]zxtd op.val1 = taq %#zqZ|q op.parent = parID 1dl@2CVS AddOperation eID, op `F^~*FnR,B Print "Set aqueous humor thickness = " & taq-0.55 4$wn8!x2| |_Tp:][mf '************************************************************************* BSMM3jXb 'Radius and conic constant of anterior lens 5g$]ou '************************************************************************* }1sFddGVt eID = FindFullName( "Geometry.Arizona Eye.Lens.Anterior" ) Z#1'STg GetConic eID, entity, curv, conic !=Hu?F p .wb[cCUQ SetConic eID, entity, 1/Rant, CCant DC-tBbQkk Print "Set anterior lens radius = " & Rant & " and conic constant = " & CCant }C<<l5/ z {?zBc E: '************************************************************************* o-f;$]yp> 'Radius and conic constant of posterior lens 8(b
C. '************************************************************************* /ZeN\ybx eID = FindFullName( "Geometry.Arizona Eye.Lens.Posterior" ) He}uE0^ GetConic eID, entity, curv, conic MKr)6PG, 9r efv SetConic eID, entity, 1/Rpost, CCpost (9phRo)> Print "Set posterior lens radius = " & Rpost & " and conic constant = " & CCpost 2j UEL=+Y C;EC4n+s '************************************************************************* 7@6B\':
'Lens thickness (Position of posterior lens surface) hbOyrjanx '************************************************************************* .EXe3!J)! @uJ^k
>B parID = FindFullName( "Geometry.Arizona Eye.Lens" ) fGz++;b<S Wt ,t5 ' Delete any z-shift(s) 0|^/ e-^ count = 0 #3h~Z)+y While GetOperationCount(eID)>count \mIm}+!H GetOperation eID, count, op W|yFjE&dr If op.Type="ShiftZ" Then ALOS>Bi& DeleteOperation eID,count 'Wv`^{y <^ count=count-1 6
#vc"5@M End If m,"N4a@ count=count+1 W~QH"Sq Wend P#ro;3S3y z
K +C&X 'Set new z-shift l5*sCp*Z op.Type = "ShiftZ" D J:N op.val1 = tlens %!vgAH4 op.parent = parID JR_s-& |