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简介 =gB{( 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。 lo>:S1 %cMayCaI!@ 模型 A kqGk5e
^ tkix@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。 qSVg.<+ JnH5v(/ Table 1. AZ眼睛模型的定义 K*MI8') 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. 6Qm .k$[ A5dH*< } 光源 5g4c1K (b1rd 多个光源定义来分析该模型的不同特性。图1显示了所以的光源和提示信息告诉您他们可以用来做什么。 ,!^w :Z5kiEwYM ~H gN'#Y? 图1. 光源和提示信息使用 OoAZ t 除了“Letter F”之外的所有光源的光线位置设定在了孔径光阑位置处,并增加了pre-propagation distance= -8。尽管光线在光瞳处创建,规定的传输方向相对于光线位置在pre-propagation distance之后。这意味着光束沿着Z轴在眼睛的前面以平行光入射,而不是在光瞳处入射。 VzFzVeJ xm<sH!,j 在往下看是内置的脚本用来修改屈光度,使其为4(250mm),光源“Letter F”在视网膜处生成一个字母为F的图像。绿色的光线聚焦的非常好而红色和蓝色光线有一点的模糊。使用Positions Spot Diagram分析工具来观察最为合适。 inx0W3d"T -IS?8\Q< 图2. 字母F光源的设定方法光 &sPu3.p QjUojHz%Z 图3. 字母F在视网膜上位置点列图 ]GHx<5Q:\ 视网膜的散射 {S5D~A*a+ }4I;<%L3` 在散射文件中,有一个名为“Retina surface”的72%的反射型朗伯散射,它为视网膜的散射提供了一个粗略的近似。为了模拟来自视网膜的散射,改变自定义元件“Eye ball” 下的视网膜的表面从“halt all” 到”Allow All”。并使几何中“plane”可追迹。 P,Rqv)}X 9\NP)Vm$^ t+SLU6j, 图4. 视网膜朗伯散射设定 <Xj
,>2m; 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。 y/A<eHLy O Bp/:] X7"hTD 图5. 视网膜重点采样规格设定 N6-bUM6%I 脚本 _:;j)J0 p/uOCQ|1l 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: ?"qS%EH 9]/ju 图6. 用户对话框的创建与编辑 ,k3aeM~`%w 图7. 用户对话框编辑器 S{ !m})1? 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。 Hz<)a(r!J 余下的脚本计算与屈光度有关的所有参数。 nnO@$T Tn3f5ka' 分析 I*)eP|| Z})n%l8J]p 屈光度为4,光瞳直径为4mm,字母F点在视网膜上所成的像。 4&LoE~ F1o"H/:n 图7. 字母F在视网膜上颜色分析 ^l/$ 13= 脚本代码 ud.Bzg:/ oWc
+i U( Option Explicit 'Remove this to enable non-dimensioned variables to be used. #3u471bp pNzGpCk Dim entity As T_ENTITY U_,K_6vj Dim op As T_OPERATION MtO p][i Dim mat As T_MODELMATERIAL '}wYSG- Dim A As Double ?|9$o/Q} Dim pupilDiam As Double D+
**o Dim eID As Long {VE$i2nC8 Dim parID As Long KBFAV& Dim count As Integer %z0@4Gq Dim taq As Double, Rant As Double, CCant As Double, Rpost As Double, CCpost As Double 5Gsj; Dim tlens As Double, nlens As Double {*CLWs4 Dim curv As Double, conic As Double 9qQFIw~S Dim ok As Long s2ys>2k H{T)?J~ Sub Main HCifO *ha9Vq@X '用户输入对话框 D r $N{d Begin Dialog UserDialog 320,126,"Input parameters" ' %GRID:10,7,1,1 pf`li]j'V TextBox 220,21,40,21,.TextBox1 'default: 0 |KC3^ Text 20,21,190,21,"Accommodation (in Diopters):",.Text1,1 G1'w50Yu OKButton 40,91,90,21
r4qFEFV3% CancelButton 190,91,90,21 5+O#5"v_ Text 20,49,190,14,"Pupil diameter (4 mm default):",.Text2,1 <!|2Ru TextBox 220,49,40,21,.TextBox2 'default: 4 v+=_ End Dialog O_PC/=m1@ Dim dlg As UserDialog n1W}h@>8 vu.f B4 ok = Dialog (dlg) ~+$l9~`{ U-s6h;^O If ok=0 Then 'cancel button was pressed n%<.,(.(S Print "Execution cancelled." 7_/.a9$G End (Qq$ql27 End If #UJ@P Dwil 3-8Vw$u 'Assign accommodation and pupil diameter & use defaults if field left empty BWX&5"" If dlg.TextBox1 = "" Then 4p~:(U[q A = 0 'Default accommodation %GS)9{T& Else MU&5&)m A = CDbl(dlg.TextBox1) Ck.GN<#-^P End If Ec6{?\ 1|cmmUM-'v If dlg.TextBox2 = "" Then Gf'V68,l$ pupilDiam = 4 'Default pupil diameter I|O~F e. Else tY:-13F pupilDiam = CDbl(dlg.TextBox2) O!]wJ End If +V8yv-/{ .+B)@? Print " " 3G8uXB_`} Print "Accommodation = " & A & " Diopters" l>&)_:\ Print "Pupil Diameter = " & pupilDiam & " mm" oa1a5+A Vq'&t<K# ' Calculate new parameters with accommodation (lPNMS|V taq = 0.55 + 2.97 - 0.04*A 'Aqueous thickness y9)l,@D Ruk6+U Rant = 12.0 - 0.4*A 'Radius of anterior lens ~0 FqY&4 CCant = -7.518749 + 1.285720*A 'Conic constant of anterior lens $C)@GGY Z gU;=. Rpost = -5.224557 + 0.2*A 'Radius of posterior lens 0 q3<RX>M% CCpost = -1.353971 - 0.431762*A 'Conic constant of posterior lens {@,
L iy: ;g tlens = 3.767 + 0.04*A 'Lens thickness kxUGd)S ,.}PZL nlens = 1.42 + 0.00256*A - 0.00022*A^2 'Lens index of refraction IW BVfN->} >LU*F|F]B 'Adjust parameters to account for accommodation _Wb-&6{ Mc6Cte]3| '************************************************************************* Iwn@%?7
'Aqueous thickness (Position of Lens) 0`ib_&yI '************************************************************************* aQ~x$T| eID = FindFullName( "Geometry.Arizona Eye.Lens" ) b]g.>$[nX GetCustomElement eID, entity {G{@bUG]p $qrr]U parID = FindFullName( "Geometry.Arizona Eye" ) Io"=X!k wA~Nfn
^ ' Delete any shift(s) in z 'FUPv61() count = 0 >Ia(g0 While GetOperationCount(eID)>count ~IWi@m{ GetOperation eID, count, op d,)F #;^5 If op.Type="ShiftZ" Then g*tLqV DeleteOperation eID,count <zDe;& count=count-1 ca-n:1 End If
7:p]~eM) count=count+1 TwhK>HN Wend z
vYDE] $c y:G 'Set new shift in */+s^{W7 op.Type = "ShiftZ" e-K 8K+7 op.val1 = taq {oJa8~P op.parent = parID :<v$vER,& AddOperation eID, op \rN_CBM Print "Set aqueous humor thickness = " & taq-0.55 )
k2NF="o JX/d;N7a '************************************************************************* &4%J35~ 'Radius and conic constant of anterior lens 7lj-Z~1 '************************************************************************* GB+d0 S4 eID = FindFullName( "Geometry.Arizona Eye.Lens.Anterior" ) 6b8Klrar! GetConic eID, entity, curv, conic ^+wzm2i :cEe4a
SetConic eID, entity, 1/Rant, CCant ]`kvq0Gyb Print "Set anterior lens radius = " & Rant & " and conic constant = " & CCant 7cy~qg RQ'c~D)X '************************************************************************* <Ztda ! 'Radius and conic constant of posterior lens lKD@2 '************************************************************************* (hV"z; rI eID = FindFullName( "Geometry.Arizona Eye.Lens.Posterior" ) v}Nx*% GetConic eID, entity, curv, conic jlP7'xt1% &e)p6Egl SetConic eID, entity, 1/Rpost, CCpost 3"hR:'ts Print "Set posterior lens radius = " & Rpost & " and conic constant = " & CCpost A-u5 0X-2).nu '************************************************************************* )/AvWDKvO 'Lens thickness (Position of posterior lens surface) BT1'@qF '************************************************************************* Y_B 4s- S- \lN| parID = FindFullName( "Geometry.Arizona Eye.Lens" ) ,+BgY4OY N9PM.nbd% ' Delete any z-shift(s) T??aVe]c count = 0 7EO&:b |