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简介 R3$K[Lv, 人眼光学模型可用来设计眼科用设备,光学系统注定了要与人眼一起使用。本文演示了这样一个模型:Arizona眼睛模型,在Jim Schwiegerling教授的书中有详细描述:《Field Guide to Visual and Ophthalmic Optics》。AZ眼睛模型达到了基于平均临床数据所决定的轴上和轴外像差等级。FRED文件包含了此眼睛模型及几个用来分析它的光源,并包括一个基于想要的屈光度来调整模型的内嵌脚本。 F*_mHYa; E30VKh | 模型 [yF4_UoF ;?9u#FRtw 模型的定义如表1种所示,由半径、圆锥常数、折射率、阿贝数、到下一面的距离等一系列表面组成。一些参数由屈光度(A)来决定。 r$*p WBA0!
g98 Table 1. AZ眼睛模型的定义 ;ml;{<jI 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. 9*%Uoy: 7
C5m#e3 光源 ;TK:D=p4 0FHX 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。 =B(zW.Gf b7/1] yp=2nU"o 图1. 光源和提示信息使用 * SG0-_S 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。 #GYCU! }cll? 2 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。 ]~z2s;J{/ wL2d.$?TEg 图2. 字母F光源的设定方法光 X}yEMe{T ?.:C+*+ 图3. 字母F在视网膜上位置点列图 Mp~E$f 视网膜的散射 Nd&u*&S .!
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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。 FxC@KZG pbivddi2 h{]l?6` 图4. 视网膜朗伯散射设定 ?<Dinq 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。 Xv'M\T}6C+ `n7z+ ,2)LH'Xx 图5. 视网膜重点采样规格设定 B_[^<2_ 脚本 m?_S&/+* Gt[!q\^? 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: f4zd(J & h9ji[ 图6. 用户对话框的创建与编辑 J%3%l5/ 图7. 用户对话框编辑器 S*:b\{[f> 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。 Rtn.cSd 余下的脚本计算与屈光度有关的所有参数。 MOyQ4<_
_tN"<9v. 分析 K ^1bR(a <!&&Qd-d6H 屈光度为4,光瞳直径为4mm,字母F点在视网膜上所成的像。 H~@E&qd vcAs!ls+ 图7. 字母F在视网膜上颜色分析 ~l-Q0wg 脚本代码 RaAi9b[/S Fk>/ Option Explicit 'Remove this to enable non-dimensioned variables to be used. jd=k[Yqr R{3f5**0 Dim entity As T_ENTITY |-I[{"6q$@ Dim op As T_OPERATION LZyUlz Dim mat As T_MODELMATERIAL '1=t{Rw Dim A As Double bzmT.! Dim pupilDiam As Double AFl]w'= Dim eID As Long 9S.Uo[YY Dim parID As Long TC3xrE:U<m Dim count As Integer j%b/1@I Dim taq As Double, Rant As Double, CCant As Double, Rpost As Double, CCpost As Double @q2Yka Dim tlens As Double, nlens As Double ZYrXav< Dim curv As Double, conic As Double rU5gQq; Dim ok As Long ow
~(k5k: F`U%xn, Sub Main ^l
~i >:V .-[UHO05^8 '用户输入对话框 dV8mI,h Begin Dialog UserDialog 320,126,"Input parameters" ' %GRID:10,7,1,1 1Af~6jz TextBox 220,21,40,21,.TextBox1 'default: 0 j"/i+r{"E Text 20,21,190,21,"Accommodation (in Diopters):",.Text1,1 sW#6B+5_k OKButton 40,91,90,21 '>Y"s| CancelButton 190,91,90,21 ^!1mChf Text 20,49,190,14,"Pupil diameter (4 mm default):",.Text2,1 AU$W=Z* TextBox 220,49,40,21,.TextBox2 'default: 4 I1
j-Q8 End Dialog #Z}\;a{vZ Dim dlg As UserDialog %K
/=7 J(h=@cw ok = Dialog (dlg) :sFP{rFx~ O(h4;'/E If ok=0 Then 'cancel button was pressed ;p/RS# Print "Execution cancelled." #~q{6()e: End uE-~7Q(@ End If 7Cx%G/( 1/3Go97/qV 'Assign accommodation and pupil diameter & use defaults if field left empty _UYt If dlg.TextBox1 = "" Then FlRbGg^ A = 0 'Default accommodation \Zqgr/.w/ Else ;_,= A = CDbl(dlg.TextBox1) U/m6% )Yx( End If 2md1GWyP !9k)hP If dlg.TextBox2 = "" Then jhUab], pupilDiam = 4 'Default pupil diameter X26gl 'U Else 'u{m37ZJ pupilDiam = CDbl(dlg.TextBox2) v1QE|@ End If Gb<)U[Hfd "44VvpQC Print " " ~a4htj Print "Accommodation = " & A & " Diopters" x,STt{I= Print "Pupil Diameter = " & pupilDiam & " mm" @/ wJW``; ?7'uo$ ' Calculate new parameters with accommodation #]oVVf_ taq = 0.55 + 2.97 - 0.04*A 'Aqueous thickness A/,7%bB1 Ti!j Rant = 12.0 - 0.4*A 'Radius of anterior lens ^*
^te+N CCant = -7.518749 + 1.285720*A 'Conic constant of anterior lens ]ZelB,7q dOqn0Z Rpost = -5.224557 + 0.2*A 'Radius of posterior lens i))S%!/r~ CCpost = -1.353971 - 0.431762*A 'Conic constant of posterior lens bPAp0}{Fu tEf_XBjKV tlens = 3.767 + 0.04*A 'Lens thickness ync2X{9D =K =FzV'_~ nlens = 1.42 + 0.00256*A - 0.00022*A^2 'Lens index of refraction
mrX3/e GNA:|x 'Adjust parameters to account for accommodation d Ayof= 5u
MP31 '************************************************************************* wLPL9 'Aqueous thickness (Position of Lens) 7KnZ '************************************************************************* -]~&Pi |