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简介 7KEGTKfW 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。 KIS.4nt#d" nYe}d! 模型 7%<jZ= f8j^a?d| 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。 0TNzVsu7 E,X,RM~
+D Table 1. AZ眼睛模型的定义 &a:aW;^A7 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. gV7o
eZ5 :Y'nye3: 光源 D9Z5g3s7R xq{4i|d) 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。 f]lDJ?+
M u>E+HxUJ cnsGP*w 图1. 光源和提示信息使用 @Q^;qMy 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。 >!2'|y^ Z`%;bP: 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。 B^qB6:\t Pv'x|p* 图2. 字母F光源的设定方法光 ^>"?!lv }lY-_y 图3. 字母F在视网膜上位置点列图 $@xkKe" 视网膜的散射 pxF!<nN1, yx-"YV}5 在散射文件中,有一个名为“Retina surface”的72%的反射型朗伯散射,它为视网膜的散射提供了一个粗略的近似。为了模拟来自视网膜的散射,改变自定义元件“Eye ball” 下的视网膜的表面从“halt all” 到”Allow All”。并使几何中“plane”可追迹。 {\e}43^9N G pd:k !d^`YEfE 图4. 视网膜朗伯散射设定 @|@43}M]C- 注意在视网膜的表面有散射重点采样规格定义,在“Scatter”标签的底部可获取该信息。“toward pupil”指定散射光朝向光瞳,半角度10度。 ieI-_]|[ K?>&Mr b-Hn=e _ 图5. 视网膜重点采样规格设定 2V]2jxOQ 脚本
pGFocw a$GKrc,z 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: oMPQkj; E=E<l?ob 图6. 用户对话框的创建与编辑 -FI1$ 图7. 用户对话框编辑器 u"%fz8v 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。 pIXQ/(h31 余下的脚本计算与屈光度有关的所有参数。 "duJl- A3n"zxU 分析 9Dl \S F[ yV. P.Q 屈光度为4,光瞳直径为4mm,字母F点在视网膜上所成的像。 :-Pj )Y{I g9XtE 图7. 字母F在视网膜上颜色分析 D.!4i.)8} 脚本代码 2R!W5gs1< .>YJ95&\ Option Explicit 'Remove this to enable non-dimensioned variables to be used. 4Bn+L,}. *E]\l+]J Dim entity As T_ENTITY kD>vQ? Dim op As T_OPERATION KkY22_{ac Dim mat As T_MODELMATERIAL pr"flRQr# Dim A As Double 1<83MO; Dim pupilDiam As Double a|NU)mgEI Dim eID As Long Go|65Z\`7M Dim parID As Long &u8c!;y$b Dim count As Integer ,zFN3NLtA Dim taq As Double, Rant As Double, CCant As Double, Rpost As Double, CCpost As Double lg1D>=(mY Dim tlens As Double, nlens As Double | QA8"&r Dim curv As Double, conic As Double if'4MDl Dim ok As Long b<n)`; *C BCQp[$ Sub Main 8'_Y=7b0Nw
T!PX? '用户输入对话框 0"`skYJ@ Begin Dialog UserDialog 320,126,"Input parameters" ' %GRID:10,7,1,1 NS q=_8 TextBox 220,21,40,21,.TextBox1 'default: 0 @jHio\/_ Text 20,21,190,21,"Accommodation (in Diopters):",.Text1,1 wLbngO=VG OKButton 40,91,90,21 St`m52V(5X CancelButton 190,91,90,21 B^9 #X5! Text 20,49,190,14,"Pupil diameter (4 mm default):",.Text2,1 7 SZR#L TextBox 220,49,40,21,.TextBox2 'default: 4 ;j=1 oW End Dialog BpT&vbY Dim dlg As UserDialog 9x!y.gx keOW{:^i ok = Dialog (dlg) gL`SZr9 ;"Y6&YP< If ok=0 Then 'cancel button was pressed ,)1e+EnV& Print "Execution cancelled." %a `dOEO End w3>|mDA}I End If AHGcWS\,X iE(grI3 'Assign accommodation and pupil diameter & use defaults if field left empty ([~`{,sv If dlg.TextBox1 = "" Then t^hkGYj!2 A = 0 'Default accommodation &u-Bu;G.e Else "=.|QKC1` A = CDbl(dlg.TextBox1) Oe`t!&v End If G.8b\E~ $P3nP=mf If dlg.TextBox2 = "" Then [2V/v pupilDiam = 4 'Default pupil diameter ]||=<!^kn Else Hea<!zPH pupilDiam = CDbl(dlg.TextBox2) "[yiNJ"kt End If T*yveo&j Kf#!IY][ Print " " Umg81! Print "Accommodation = " & A & " Diopters" EB<q. Print "Pupil Diameter = " & pupilDiam & " mm" G,*s9P]1 R:?vY! ' Calculate new parameters with accommodation sfE8b/Z8 taq = 0.55 + 2.97 - 0.04*A 'Aqueous thickness Q%^bA,$&D JB@VP{ Rant = 12.0 - 0.4*A 'Radius of anterior lens Z"X*FzFo CCant = -7.518749 + 1.285720*A 'Conic constant of anterior lens o"[bIXf-h kB#vh Rpost = -5.224557 + 0.2*A 'Radius of posterior lens mC92J@m/L! CCpost = -1.353971 - 0.431762*A 'Conic constant of posterior lens QaR.8/xV J_|x^ tlens = 3.767 + 0.04*A 'Lens thickness 2]=I'U<E! dRm'$
G9 nlens = 1.42 + 0.00256*A - 0.00022*A^2 'Lens index of refraction ^~ $& VY@hhr1s~ 'Adjust parameters to account for accommodation X:&p9_O@ <|3v@ '************************************************************************* \[1CDz=}1 'Aqueous thickness (Position of Lens) RI3{>|* '************************************************************************* e-3pg?M eID = FindFullName( "Geometry.Arizona Eye.Lens" ) `sy &dyM GetCustomElement eID, entity OG7v'vmY 5'Jh2r parID = FindFullName( "Geometry.Arizona Eye" ) O) %kl e.|RC ' Delete any shift(s) in z '8kjTf#g<l count = 0 \Rqh|T<D While GetOperationCount(eID)>count sJK:xk.6! GetOperation eID, count, op w })Pedg If op.Type="ShiftZ" Then ugCS & DeleteOperation eID,count jI`To%^Y count=count-1 p[F=L P End If Q;ZHx.ye{ count=count+1 V,"iMo Wend k5QD5/Ej 0gD59N'C 'Set new shift in `W$0T;MPF op.Type = "ShiftZ" ]!G>8Rc op.val1 = taq G4%M$LJh op.parent = parID |z.GSI_!) AddOperation eID, op vs)I pV( Print "Set aqueous humor thickness = " & taq-0.55 NwlRPyt %iL@:'?K '************************************************************************* k.xv+^b9Q 'Radius and conic constant of anterior lens 6(^Upk=59 '************************************************************************* yX.5Y|A< eID = FindFullName( "Geometry.Arizona Eye.Lens.Anterior" ) ?Ga2K GetConic eID, entity, curv, conic Rk jKIa KR+BuL+L SetConic eID, entity, 1/Rant, CCant JRjMt-7H_ Print "Set anterior lens radius = " & Rant & " and conic constant = " & CCant 9#T%bB"J PBww '************************************************************************* Ms'TC;&PS 'Radius and conic constant of posterior lens P[I*% '************************************************************************* Z++Z@J " eID = FindFullName( "Geometry.Arizona Eye.Lens.Posterior" ) @S"pJeP/f GetConic eID, entity, curv, conic acYoOW1G pG F5aF7T SetConic eID, entity, 1/Rpost, CCpost w^rb|mKo Print "Set posterior lens radius = " & Rpost & " and conic constant = " & CCpost 5Jhbf2- R(?<97 '************************************************************************* _E1]cbIo 'Lens thickness (Position of posterior lens surface) SXo[[ao '************************************************************************* kV:FJx0xP ,KhMzE8_a parID = FindFullName( "Geometry.Arizona Eye.Lens" ) 3Da,]w< $dZ>bXUw: ' Delete any z-shift(s) 3aE[F f[ count = 0 e8ULf~I While GetOperationCount(eID)>count F;Q_*0mIQ GetOperation eID, count, op '6.>Wdd If op.Type="ShiftZ" Then vJj:9KcP>h DeleteOperation eID,count uO _,n count=count-1 ]o[X+;Tj| End If 3 $$5Mk(& |