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简介 LuvY<~u 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。 sN01rtB(UT *mvlb
(' & 模型 ={@6{-tl V{3x!+q 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。 ok\vQs(a z/@slT Table 1. AZ眼睛模型的定义 ,M
^<CJ 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. PP33i@G R|87%&6'] 光源 jkF^-Up. SbrecZ 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。 68C%B9.b' Ig0VW)@ = x)-u8P 图1. 光源和提示信息使用 q ,]L$ 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。 <FkFs{(t mLLDE;7|} 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。 8\A#CQ5b sLT3Y}IO 图2. 字母F光源的设定方法光 @>2i+)=E5 !Pfr,a 图3. 字母F在视网膜上位置点列图 L2i_X@/ 视网膜的散射 4*cEag a![{M<Y~ 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。 B7E:{9l~s{ #r~# I}U (m(JK^ 图4. 视网膜朗伯散射设定 0)e\`Bv 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。 Zaf:fsj> .2Elr(&*h hT&Y#fh
图5. 视网膜重点采样规格设定 =ToyZm\ 脚本 9ZsVy Q1I6$8:7 内置脚本使用对话框显示屈光度和光瞳直径的数值设置。使用FRED Basic脚本创建和使用对话框非常容易。图6显示了如何获取用户自定义对话框,如下图所示: ! Y~FLA_ U}rU~3N 图6. 用户对话框的创建与编辑 qvKG-|j 图7. 用户对话框编辑器 `*N[jm" 如果“OK”按钮按下,将会核对对话框下面的代码行,如果点击取消则脚本终止。然后输入的参数赋予变量,如果此处是保留为空白,则使用默认值。因此,如果没有值输入并点击“OK”按钮,则脚本是以屈光度为0,光瞳直径为4mm来运行的。 |a`Sc% 余下的脚本计算与屈光度有关的所有参数。 ?(F6#"/E MKD1V8i 分析 )e=D(qd u5b|#&-mX 屈光度为4,光瞳直径为4mm,字母F点在视网膜上所成的像。 Q%f^)HZGR Kaqc74Mv 图7. 字母F在视网膜上颜色分析 pG^ 脚本代码 _P 3G
PQSP& Option Explicit 'Remove this to enable non-dimensioned variables to be used. n&qg;TT }"P|`"WW Dim entity As T_ENTITY M@H;pJ+B Dim op As T_OPERATION UapC"XYJ Dim mat As T_MODELMATERIAL S8wLmd> Dim A As Double L;NvcUFn Dim pupilDiam As Double 7<#U(,YEA Dim eID As Long c&?m>2^6 Dim parID As Long g._]8{K Dim count As Integer qHplJ " Dim taq As Double, Rant As Double, CCant As Double, Rpost As Double, CCpost As Double H.|#c^I Dim tlens As Double, nlens As Double f<fXsSv( Dim curv As Double, conic As Double D4lG[qb Dim ok As Long .* ?wF
Rn(ec Sub Main t?-n*9,#S Ml{Z
'用户输入对话框 aFb==73aLw Begin Dialog UserDialog 320,126,"Input parameters" ' %GRID:10,7,1,1 ~"&|W'he[ TextBox 220,21,40,21,.TextBox1 'default: 0 {JO Text 20,21,190,21,"Accommodation (in Diopters):",.Text1,1 ~Z?TFg
OKButton 40,91,90,21 L:pYn_ CancelButton 190,91,90,21 r?lf($D* Text 20,49,190,14,"Pupil diameter (4 mm default):",.Text2,1 ~hnQUS`A TextBox 220,49,40,21,.TextBox2 'default: 4 JPc+rfF End Dialog 0y" $MC v Dim dlg As UserDialog FxtQXu-g r6MMCJ|G ok = Dialog (dlg) G%AbC" Yz/md1T$ If ok=0 Then 'cancel button was pressed NMa} {*sQ Print "Execution cancelled." g1/[eoZzk End `iAF3: End If 6xe*E[#k\ u~M
q* 'Assign accommodation and pupil diameter & use defaults if field left empty Ustv{:7v If dlg.TextBox1 = "" Then ,.83m%i A = 0 'Default accommodation iwZPpl"; Else <EB+1GFuI A = CDbl(dlg.TextBox1) @uqd.Q End If ?Wr+Q (
iBl If dlg.TextBox2 = "" Then 1MP~dRZ$ pupilDiam = 4 'Default pupil diameter 1#V_Z^OL Else \:# L) pupilDiam = CDbl(dlg.TextBox2) szZr4y<8|1 End If ]Yn D =)H.cuc Print " " hLd^ agX Print "Accommodation = " & A & " Diopters" 7 S#J>* Print "Pupil Diameter = " & pupilDiam & " mm" *v
jmy/3 55nlg>j ' Calculate new parameters with accommodation JgKO|VO taq = 0.55 + 2.97 - 0.04*A 'Aqueous thickness -LoZs
ru RE7?KR> Rant = 12.0 - 0.4*A 'Radius of anterior lens uB]7G0g: CCant = -7.518749 + 1.285720*A 'Conic constant of anterior lens ~:rl=o } Z58X5" Rpost = -5.224557 + 0.2*A 'Radius of posterior lens {3>$[bT CCpost = -1.353971 - 0.431762*A 'Conic constant of posterior lens Yh@JXJ> k2omJ$?v tlens = 3.767 + 0.04*A 'Lens thickness VuhGx:Xl ?K$(817 nlens = 1.42 + 0.00256*A - 0.00022*A^2 'Lens index of refraction =V,mtT U2tV4_ e 'Adjust parameters to account for accommodation _UMg[Um }WC[$Y_@ '************************************************************************* }>pknc? 'Aqueous thickness (Position of Lens) '%s.^kn '************************************************************************* sQUM~HD\a eID = FindFullName( "Geometry.Arizona Eye.Lens" ) P%V'4p c GetCustomElement eID, entity zsEc( E<{R.r parID = FindFullName( "Geometry.Arizona Eye" ) X:f UI4 q~b& ' Delete any shift(s) in z Go`vfm"S count = 0 j78i#}e While GetOperationCount(eID)>count VZp5)-!\ GetOperation eID, count, op ,uSMQS-O'4 If op.Type="ShiftZ" Then tVYF{3BhA DeleteOperation eID,count [`#CXq' count=count-1 KB3Htw%W[+ End If 6y-@iJ*ld; count=count+1 ^]>O;iB? Wend {g'(~ qv WrnrFz 'Set new shift in YquI $PV _ op.Type = "ShiftZ" [SjqOTon{ op.val1 = taq ttaM. op.parent = parID i^/T AddOperation eID, op MD}w Y><C Print "Set aqueous humor thickness = " & taq-0.55 !j8FIY'[ @+&LYy72 '************************************************************************* .Yamc#A- 'Radius and conic constant of anterior lens bWjc'P6rx '************************************************************************* QGMV}y eID = FindFullName( "Geometry.Arizona Eye.Lens.Anterior" ) pQyK={7?` GetConic eID, entity, curv, conic bbDZ#DK" fF!Yp iI" SetConic eID, entity, 1/Rant, CCant ]{;gw<T Print "Set anterior lens radius = " & Rant & " and conic constant = " & CCant Q4#.X=.d HDz5& |