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简介 ;8ugI 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。 C`DTPoXN iptzVr#b[ 模型 `i<U;?=0' 9 /0<Z_b2 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。 b2 ZKhS8 cm-!6'` Table 1. AZ眼睛模型的定义 o8Tt|Lxb$8 在FRED中使用0屈光度来创建的,光瞳加在了透镜的前面。材料是创建一个新的材料并选择类型“Model Material”,输入的参数是nd和vd. RU@`+6j+ -[G+*3Y{7 光源 /9i2@#J}W1 2r\f!m' 多个光源定义来分析该模型的不同特性。图1显示了所以的光源和提示信息告诉您他们可以用来做什么。 4D0"Y#&G 2'N%KKmJL aLG6y Vtu 图1. 光源和提示信息使用 {Z$Aw4a"d 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。 g
}5lGz4 rBT#Cyl 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。 f BukrPsV Z}WMpp^r 图2. 字母F光源的设定方法光 6=iz@C7r *Z<`TB)<X 图3. 字母F在视网膜上位置点列图 %[5hTf 视网膜的散射 3g)pLW Hh,q)(Wo 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。 EW|bs#l H71LJfH {}~7Gi! 图4. 视网膜朗伯散射设定 N<9CV!_ 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。 YG$Y4h"
@" }H\wed]F/ l7n c8K 图5. 视网膜重点采样规格设定 '4ftclzL 脚本 yd'>Mw G-~+F nUC 内置脚本使用对话框显示屈光度和光瞳直径的数值设置。使用FRED Basic脚本创建和使用对话框非常容易。图6显示了如何获取用户自定义对话框,如下图所示: R8sj>.I9j g>cp;co9g 图6. 用户对话框的创建与编辑 X`ee}C.D_ 图7. 用户对话框编辑器 ;&oS=6$ 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。 :!n_a*.{ 余下的脚本计算与屈光度有关的所有参数。 xhWWl(r`5 [}|x@
v9 分析 V+(1U|@~
wa5wkuS)ld 屈光度为4,光瞳直径为4mm,字母F点在视网膜上所成的像。 pxDkf|* 59 R;n.Q 图7. 字母F在视网膜上颜色分析 f,9 /Yg_ 脚本代码 ]MKW5Kq $qV, z Option Explicit 'Remove this to enable non-dimensioned variables to be used. iz.J._& ]QlgVw, Dim entity As T_ENTITY ]ri5mnB Dim op As T_OPERATION !:]CKbG Dim mat As T_MODELMATERIAL !{>'jvH Dim A As Double Y23- Im Dim pupilDiam As Double *eK\W00 Dim eID As Long 0}$Zr*|;Y Dim parID As Long H`d595<=i; Dim count As Integer ^ ~'&K e Dim taq As Double, Rant As Double, CCant As Double, Rpost As Double, CCpost As Double P{-j^'y Dim tlens As Double, nlens As Double
Tr* 3:J } Dim curv As Double, conic As Double C-u'Me)H Dim ok As Long 6V-u<FJ mSdByT+dG Sub Main %Ya%R@b} l|RBO+} '用户输入对话框 nvY%{Zf$} Begin Dialog UserDialog 320,126,"Input parameters" ' %GRID:10,7,1,1 ;UUpkOQO( TextBox 220,21,40,21,.TextBox1 'default: 0 lY
-2e> Text 20,21,190,21,"Accommodation (in Diopters):",.Text1,1 3CcCcZ9I OKButton 40,91,90,21 Gj!9#on$7R CancelButton 190,91,90,21 VokIc&!Uz Text 20,49,190,14,"Pupil diameter (4 mm default):",.Text2,1 >>bsr#aJ TextBox 220,49,40,21,.TextBox2 'default: 4 =S+*=j A End Dialog oN({X/P2j Dim dlg As UserDialog v]{F.N VW&EdrR,S ok = Dialog (dlg) 6Ft?9
B(F: }$%j} F{ If ok=0 Then 'cancel button was pressed M$YU_RPl+ Print "Execution cancelled." lDsT?yHS`Z End C-)mP- |8 End If ad)jw:n v'RpsCov 'Assign accommodation and pupil diameter & use defaults if field left empty #K#BNpG| If dlg.TextBox1 = "" Then 2i0 .x A = 0 'Default accommodation C fs2tN Else x%_VzqR` A = CDbl(dlg.TextBox1) 0{Uc/ End If u1 Z;n p>oC.[:4a If dlg.TextBox2 = "" Then pmwVVUEQ pupilDiam = 4 'Default pupil diameter f |%II,!3 Else R`5g# pupilDiam = CDbl(dlg.TextBox2) amTeTo]Tg End If j)nL!":O tq$L* ++O Print " " 4t
5i9+h Print "Accommodation = " & A & " Diopters" Jn7T5$pJ Print "Pupil Diameter = " & pupilDiam & " mm" [x%[N)U3 h*>%ou ' Calculate new parameters with accommodation )2sE9G, taq = 0.55 + 2.97 - 0.04*A 'Aqueous thickness ~%chF/H yE&WGpT Rant = 12.0 - 0.4*A 'Radius of anterior lens %8O1sF CCant = -7.518749 + 1.285720*A 'Conic constant of anterior lens 3#A4A0 Iip%er%b Rpost = -5.224557 + 0.2*A 'Radius of posterior lens ]SC|%B_* CCpost = -1.353971 - 0.431762*A 'Conic constant of posterior lens cslZ; &2,3R}B/ tlens = 3.767 + 0.04*A 'Lens thickness O*7vmPy ='vD4}"j nlens = 1.42 + 0.00256*A - 0.00022*A^2 'Lens index of refraction %1oB!+tv {=%,NwPs 'Adjust parameters to account for accommodation Kpg?'
!I 6o0}7T%6 '************************************************************************* !F:ANoaS 'Aqueous thickness (Position of Lens) +0ALO%G;G" '************************************************************************* `5Bv2wlIV eID = FindFullName( "Geometry.Arizona Eye.Lens" ) >^6|^rc GetCustomElement eID, entity ;~-ZN?8
a,|Hn parID = FindFullName( "Geometry.Arizona Eye" ) 5rb<u>e{ I A%ZCdA; ' Delete any shift(s) in z %*zV&H count = 0 ?6Wv["% While GetOperationCount(eID)>count v<@3&bot GetOperation eID, count, op 3+l8VX&u! If op.Type="ShiftZ" Then %9
3R/bx DeleteOperation eID,count o:'@|(& |