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简介 s-Gd{=%/q 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。 <`SA>P 6)YckxN^ 模型 OCdX'HN5Y U~yPQ8jD 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。 igTs[q=Ak Gq1C"s$4' Table 1. AZ眼睛模型的定义 ^^ix4[1$Z 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. .{t5_,P .R`_"7 光源 nnRb [^a7l$fmi 多个光源定义来分析该模型的不同特性。图1显示了所以的光源和提示信息告诉您他们可以用来做什么。 }KUK|p5 j-J/yhWO& )UU`uzU;u 图1. 光源和提示信息使用 8SroA$^n 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。 X=?9-z]
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}ff O 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。 *N
~'0"# Xbx=h^S 图2. 字母F光源的设定方法光 s~(`~Y4 w$&;s<0 图3. 字母F在视网膜上位置点列图 5,4" CF$ 视网膜的散射 S3HyB
b +}udIi3:l 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<NDI&b NoF|j57?u' 3dZj<(. 图4. 视网膜朗伯散射设定 8H};pu2 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。 I+Yq",{% _Ad63.Uq)) VPO~veQ 图5. 视网膜重点采样规格设定 45-x$o 脚本 \kI{# ODRy 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: $rQ7"w J TEer>gD:v 图6. 用户对话框的创建与编辑 Zr6.Nw 图7. 用户对话框编辑器 fbdpDVmpU 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。 \L?A4Qx)_ 余下的脚本计算与屈光度有关的所有参数。 )j}#6r $P8AU81 分析 EUrIh2 .Z 1\lZ&KX$i 屈光度为4,光瞳直径为4mm,字母F点在视网膜上所成的像。 iSOyp\E| 2Gj)fMK38 图7. 字母F在视网膜上颜色分析 <h+UC# .x 脚本代码 _I,GH{lh I 7N OF^/nU Option Explicit 'Remove this to enable non-dimensioned variables to be used. TntTR"6aD M;AvOk|& Dim entity As T_ENTITY 9RSviIi$ Dim op As T_OPERATION >ZgV8X: Dim mat As T_MODELMATERIAL eq"Xwq* Dim A As Double T#Bj5H Dim pupilDiam As Double gCRPaF6 Dim eID As Long iM1E**WCtv Dim parID As Long 805oV(- Dim count As Integer &>Z;>6J, Dim taq As Double, Rant As Double, CCant As Double, Rpost As Double, CCpost As Double hZo f Dim tlens As Double, nlens As Double e `JWY9% Dim curv As Double, conic As Double ~-sG&u> Dim ok As Long p,(W?.ZDN? HHgv,bC! Sub Main 5K&A2zC| ;1_3E2E$ '用户输入对话框 [T[]U Begin Dialog UserDialog 320,126,"Input parameters" ' %GRID:10,7,1,1 fX\y/C TextBox 220,21,40,21,.TextBox1 'default: 0 Dequ' Text 20,21,190,21,"Accommodation (in Diopters):",.Text1,1 eQ[}ALIq OKButton 40,91,90,21 2zv:j7 CancelButton 190,91,90,21 tblduiN Text 20,49,190,14,"Pupil diameter (4 mm default):",.Text2,1 V4n;N TextBox 220,49,40,21,.TextBox2 'default: 4 n8\88d End Dialog )@tHS-Jf Dim dlg As UserDialog Ui1s]R d|W=_7z ok = Dialog (dlg) r1=j$G y
GmFi If ok=0 Then 'cancel button was pressed j]- _kjt Print "Execution cancelled." pnL[FMc End '<e$ c End If !N][W#: u2fp~.'P 'Assign accommodation and pupil diameter & use defaults if field left empty S|6i]/ If dlg.TextBox1 = "" Then R7h3O0@! A = 0 'Default accommodation z/WGL Else u35"oLV6}# A = CDbl(dlg.TextBox1) H _| re End If &U([Wd?E2 =E(ed,gH8 If dlg.TextBox2 = "" Then /m^G 99N pupilDiam = 4 'Default pupil diameter >b:5&s\9 Else c7[Ba\Cr4h pupilDiam = CDbl(dlg.TextBox2) *<"{(sAvk End If eZhF<<Y Qs#;sy
W@~ Print " " i]@k'2N Print "Accommodation = " & A & " Diopters" JnqP`kYbTE Print "Pupil Diameter = " & pupilDiam & " mm" :>H{? COBjJ3 ' Calculate new parameters with accommodation !HhF*Rlr taq = 0.55 + 2.97 - 0.04*A 'Aqueous thickness \PG_i' R *]Cyc< Rant = 12.0 - 0.4*A 'Radius of anterior lens 0;OZ|;Z CCant = -7.518749 + 1.285720*A 'Conic constant of anterior lens E]a;Ydf~ xwHE,ykE Rpost = -5.224557 + 0.2*A 'Radius of posterior lens @~5Fcfmm CCpost = -1.353971 - 0.431762*A 'Conic constant of posterior lens $S2
/* 7A$mZPKh tlens = 3.767 + 0.04*A 'Lens thickness Ul 85-p ~RBa&Y=Mb nlens = 1.42 + 0.00256*A - 0.00022*A^2 'Lens index of refraction w?M"`O( lh XD9ed 'Adjust parameters to account for accommodation @LS%uqs B
T
{cTj0W '************************************************************************* 0=40}n&` 'Aqueous thickness (Position of Lens) kK:Wr&X0H '************************************************************************* mjk<FXW eID = FindFullName( "Geometry.Arizona Eye.Lens" ) ip*^eS^ GetCustomElement eID, entity W?ghG yOP$~L#TWs parID = FindFullName( "Geometry.Arizona Eye" ) `JGW8 _ vkG%w; ' Delete any shift(s) in z ^4Se=Hr
z2 count = 0 $DnR[V}rR! While GetOperationCount(eID)>count $?[pcgv GetOperation eID, count, op nhZ/^`Y< If op.Type="ShiftZ" Then ,KPrUM} DeleteOperation eID,count _t4(H))]vG count=count-1 ;l < amB End If 7 ,uD7R_ count=count+1 CU*;>h1~u Wend ]'hel#L;l MFWkJbZV 'Set new shift in ^6Yt2Bhs op.Type = "ShiftZ" YOvhMi op.val1 = taq +<B"g{dLuX op.parent = parID R4DfqX AddOperation eID, op A\E ))b9+ Print "Set aqueous humor thickness = " & taq-0.55 ;Cty"H, t9lf=+%s '************************************************************************* ]j$(so" 'Radius and conic constant of anterior lens j*GS')Cm '************************************************************************* wCj)@3F eID = FindFullName( "Geometry.Arizona Eye.Lens.Anterior" ) A
;|P\V GetConic eID, entity, curv, conic 9gIim 'bg'^PN>z SetConic eID, entity, 1/Rant, CCant oBo |eRIt| Print "Set anterior lens radius = " & Rant & " and conic constant = " & CCant K]dR%j s8';4z '************************************************************************* T+%P+ 'Radius and conic constant of posterior lens N+pCC '************************************************************************* ]<Q& eID = FindFullName( "Geometry.Arizona Eye.Lens.Posterior" ) EEx:Xk%5hX GetConic eID, entity, curv, conic 2l:cP2fa [l<&eI&ln SetConic eID, entity, 1/Rpost, CCpost K(Tej W# Print "Set posterior lens radius = " & Rpost & " and conic constant = " & CCpost p^ OHLT 5rQu^6& '************************************************************************* qHd7C3 'Lens thickness (Position of posterior lens surface) 3RFU '************************************************************************* axN\ZXU -<" ;|v4 parID = FindFullName( "Geometry.Arizona Eye.Lens" ) P{StF`>Y Z:2%gU&W ' Delete any z-shift(s) G6JP3dOT count = 0 f9d{{u While GetOperationCount(eID)>count # |OA>[ GetOperation eID, count, op 2{oQ If op.Type="ShiftZ" Then Cyo:Da
A DeleteOperation eID,count 6/"#pe^ count=count-1 j|XL$Q End If qc';< count=count+1 .5 {< |