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简介 H[hJUR+# 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。 D=^&?@k< F{jxs/~ 模型 i975)_X( HVus\s\&y% 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。 4 *}H3-` ?L0;,
\-t Table 1. AZ眼睛模型的定义 zd5=W"Y;] 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. _fS\p|W(E B}TY+@ 光源 I-^sJ@V; :j`f%Vg~x 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。 XnP?hw% T!]rdN! =J1V?x=l@ 图1. 光源和提示信息使用 %JBLp xnq 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。 BX$<5S@ ^>E>\uz0v 在往下看是内置的脚本用来修改屈光度,使其为4(250mm),光源“Letter F”在视网膜处生成一个字母为F的图像。绿色的光线聚焦的非常好而红色和蓝色光线有一点的模糊。使用Positions Spot Diagram分析工具来观察最为合适。 ~T;:Tg* 8?82 p 图2. 字母F光源的设定方法光 }169]!R fYPu%MN7 图3. 字母F在视网膜上位置点列图
x(HHy, 视网膜的散射 68P'<|u?
nT> v 在散射文件中,有一个名为“Retina surface”的72%的反射型朗伯散射,它为视网膜的散射提供了一个粗略的近似。为了模拟来自视网膜的散射,改变自定义元件“Eye ball” 下的视网膜的表面从“halt all” 到”Allow All”。并使几何中“plane”可追迹。 l1T`[2 P-B5-Nz L'Cd`.yVO 图4. 视网膜朗伯散射设定 DU6j0lz 注意在视网膜的表面有散射重点采样规格定义,在“Scatter”标签的底部可获取该信息。“toward pupil”指定散射光朝向光瞳,半角度10度。 {v0r'+` 5,,'hAq_ zI[<uvxzW` 图5. 视网膜重点采样规格设定 J\@g3oGw 脚本 bXJ(QXHd% JL4E` 内置脚本使用对话框显示屈光度和光瞳直径的数值设置。使用FRED Basic脚本创建和使用对话框非常容易。图6显示了如何获取用户自定义对话框,如下图所示: 'a0M.*f}G U3_ O}X+ 图6. 用户对话框的创建与编辑 8TpYt)]S 图7. 用户对话框编辑器 GcN}I=4| 如果“OK”按钮按下,将会核对对话框下面的代码行,如果点击取消则脚本终止。然后输入的参数赋予变量,如果此处是保留为空白,则使用默认值。因此,如果没有值输入并点击“OK”按钮,则脚本是以屈光度为0,光瞳直径为4mm来运行的。 iA{q$>{8 余下的脚本计算与屈光度有关的所有参数。 t#(=$ \bT0\
(Js\ 分析 JYWoQ[ZO#> )w4U]inJ$" 屈光度为4,光瞳直径为4mm,字母F点在视网膜上所成的像。 a0)w/A& P Ptmh. }e 图7. 字母F在视网膜上颜色分析 l|
uiC%T 脚本代码 &S
xF"pYV "y~*1kBu Option Explicit 'Remove this to enable non-dimensioned variables to be used. X~&8^? gw"SKp!] Dim entity As T_ENTITY Fy\q>(v. Dim op As T_OPERATION q`PA~C]; Dim mat As T_MODELMATERIAL jR}EBaI} Dim A As Double pNd`fV#jX Dim pupilDiam As Double W#!AZ ! Dim eID As Long )U|V |yem' Dim parID As Long H0&wn#);6R Dim count As Integer GXm#\) Dim taq As Double, Rant As Double, CCant As Double, Rpost As Double, CCpost As Double
;@k=9o]A Dim tlens As Double, nlens As Double
kntY2FM Dim curv As Double, conic As Double 5 ph CEKt; Dim ok As Long {HY3E}YJL ]h1.1@ >xc Sub Main t0fgG/f' Q\s+w){f% '用户输入对话框 c`x4."m Begin Dialog UserDialog 320,126,"Input parameters" ' %GRID:10,7,1,1 ?ch?q~e) TextBox 220,21,40,21,.TextBox1 'default: 0 oUsfO-dET^ Text 20,21,190,21,"Accommodation (in Diopters):",.Text1,1 MR,I`9P e OKButton 40,91,90,21 L/Kb\\f CancelButton 190,91,90,21 cQ<|Of Text 20,49,190,14,"Pupil diameter (4 mm default):",.Text2,1 |BM#r fQ TextBox 220,49,40,21,.TextBox2 'default: 4 SrNc End Dialog UH0l8ixc Dim dlg As UserDialog @{RhO|UR tvf.K+ ok = Dialog (dlg) -q9m@!L JtY$AP$ If ok=0 Then 'cancel button was pressed sg-^ oy*^ Print "Execution cancelled." T^]]z}k End 4jDi3MMU9 End If ~Y
f8,m $k)K}U 'Assign accommodation and pupil diameter & use defaults if field left empty W=EcbH9/.) If dlg.TextBox1 = "" Then Tv'1IE A = 0 'Default accommodation 3pML+Y|ij Else ;;i419 A = CDbl(dlg.TextBox1) c
nv%J}wq End If clyp0`,7 E>
pr})^w If dlg.TextBox2 = "" Then v+x rnz pupilDiam = 4 'Default pupil diameter *
G*VY#L Else >{(c\oMD pupilDiam = CDbl(dlg.TextBox2) du}HTrsC End If CR.d3!&28 yuC$S&Y>! Print " " 6oQ7u90z* Print "Accommodation = " & A & " Diopters" /L2ZI1v Print "Pupil Diameter = " & pupilDiam & " mm" }@6yROy.
!Z>,dN ' Calculate new parameters with accommodation -*[)CR-{ taq = 0.55 + 2.97 - 0.04*A 'Aqueous thickness >pZ_ QqF*SaO> Rant = 12.0 - 0.4*A 'Radius of anterior lens yqK_|7I+ CCant = -7.518749 + 1.285720*A 'Conic constant of anterior lens &S |