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简介 ie)1 h 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。 y[@j0xlO L+ETMk0 模型 w4MMo J!fc)h 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。 ; 7v7V rIWN!@.J Table 1. AZ眼睛模型的定义 *DI:MBJY 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. =jv$ 1 *(q8?x0> 光源 4C9"Q,o%& t?H;iBrpxd 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。 bvu<IXX=2 b=
ec?n #7 rKs WS~U 图1. 光源和提示信息使用 : )"jh` 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。 !#4HGjPI 5<BV\' 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。 ,,#rv-* lGHu@(n< 图2. 字母F光源的设定方法光 GKx,6E#JM y~ 4nF 图3. 字母F在视网膜上位置点列图 {*Wwu
f. 视网膜的散射 D&6Qk&> I;.E}k 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。 6V6g{6W,/ ,~?A.
5 YGpp:8pen 图4. 视网膜朗伯散射设定 qkG;YGio 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。 #`)-$vUv^f X%1.mTU~K 7{6. 图5. 视网膜重点采样规格设定 / z?7ic0
脚本 KPe.AK,8 BRzWZq%r3 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: qg:I+"u p6l@O3 图6. 用户对话框的创建与编辑 s=Q*| 图7. 用户对话框编辑器 '2J6%Gg 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。 Vyq<T(5 余下的脚本计算与屈光度有关的所有参数。 *k]S{]Y XoiYtx53 分析 $AhX@|?z 7^TXlWn^G 屈光度为4,光瞳直径为4mm,字母F点在视网膜上所成的像。 3[i!2iL. 3udIe$.Q 图7. 字母F在视网膜上颜色分析 Ty:Ir 脚本代码 ~dr1Qi#j? y-q?pqt Option Explicit 'Remove this to enable non-dimensioned variables to be used. SFgIY] L[r0UXYLV Dim entity As T_ENTITY U7%pOpO! Dim op As T_OPERATION ~teW1lMu( Dim mat As T_MODELMATERIAL Vg~
kpgB Dim A As Double (E(:F[.S Dim pupilDiam As Double !;!~5"0~" Dim eID As Long J9c3d~YW Dim parID As Long tskODM0Zf Dim count As Integer EAXU{dRV Dim taq As Double, Rant As Double, CCant As Double, Rpost As Double, CCpost As Double C|@k+^S Dim tlens As Double, nlens As Double ftuQ"Ds Dim curv As Double, conic As Double +F&]BZ Dim ok As Long %FFm[[nxI <n#V Sub Main ;C3?Ic JwVC?m). '用户输入对话框 SWd[iD Begin Dialog UserDialog 320,126,"Input parameters" ' %GRID:10,7,1,1 ^J~4~! TextBox 220,21,40,21,.TextBox1 'default: 0
QLU;.& Text 20,21,190,21,"Accommodation (in Diopters):",.Text1,1 NG!Q< !Y OKButton 40,91,90,21 J15T!_AW< CancelButton 190,91,90,21 6="&K_Q7 Text 20,49,190,14,"Pupil diameter (4 mm default):",.Text2,1 +p<R'/ TextBox 220,49,40,21,.TextBox2 'default: 4 HMd )64( End Dialog q=i<vcw
Dim dlg As UserDialog !TZ/PqcE 0$ac1;7 ok = Dialog (dlg) oxXW`C< ^Es)?>eah If ok=0 Then 'cancel button was pressed x i,wL0{ Print "Execution cancelled." z9O/MHT[w End A0u:Fm{E End If Z=8CbS). 0)a?W,+O 'Assign accommodation and pupil diameter & use defaults if field left empty :FpBz~!a If dlg.TextBox1 = "" Then u3brb'Y+ A = 0 'Default accommodation 7]zZha4X Else >F_Ne)}qTQ A = CDbl(dlg.TextBox1) DC7}Xly( End If K -1~K Ao0PFY If dlg.TextBox2 = "" Then &YKzK)@ pupilDiam = 4 'Default pupil diameter Q9zpX{JT Else zNJyF;3 pupilDiam = CDbl(dlg.TextBox2) vqZM89xY End If tah%jRfT& eW,Pn' Print " " "*\3.`Kd Print "Accommodation = " & A & " Diopters" j&GKp t Print "Pupil Diameter = " & pupilDiam & " mm" Dy@NgHe A|Gqjy^;@ ' Calculate new parameters with accommodation &bu`\|V taq = 0.55 + 2.97 - 0.04*A 'Aqueous thickness )pa|uH+N Utp\}0GZY Rant = 12.0 - 0.4*A 'Radius of anterior lens /loNOutw CCant = -7.518749 + 1.285720*A 'Conic constant of anterior lens Vs"Q-? wVtBeZa Rpost = -5.224557 + 0.2*A 'Radius of posterior lens 0EU4irMa CCpost = -1.353971 - 0.431762*A 'Conic constant of posterior lens +@7R,8 7gaC)j& tlens = 3.767 + 0.04*A 'Lens thickness KL~sEli
(9|K}IM: nlens = 1.42 + 0.00256*A - 0.00022*A^2 'Lens index of refraction s>I}-=.(Q qrYeh`Mv 'Adjust parameters to account for accommodation ?=rh= # TY?io@ '************************************************************************* L-dKZ8Q 'Aqueous thickness (Position of Lens) 2Jv4l$$;* '************************************************************************* S-|$sV^cG eID = FindFullName( "Geometry.Arizona Eye.Lens" ) 4q8%!\A+ GetCustomElement eID, entity bYH_U4b K\Q
1/}) parID = FindFullName( "Geometry.Arizona Eye" ) \vQ ( x#j_}L!V; ' Delete any shift(s) in z ')RK(I count = 0 5UyK1e)) While GetOperationCount(eID)>count pl&GFf
o GetOperation eID, count, op +?tNly` If op.Type="ShiftZ" Then gk%ye&:f DeleteOperation eID,count =&GV\ju count=count-1 ABGL9;.8 End If O0RQ}~$'m count=count+1 xw
Qkk Wend v8N1fuP} v}@6"\ 'Set new shift in &LYZQ?| op.Type = "ShiftZ" 8/v_ uEG op.val1 = taq PeaD] op.parent = parID tWIhbt AddOperation eID, op kfV}w, Print "Set aqueous humor thickness = " & taq-0.55
t-/^ O 6m&I_icM '************************************************************************* G>"[nXmcu 'Radius and conic constant of anterior lens _`58G#z '************************************************************************* ?'r[P03 eID = FindFullName( "Geometry.Arizona Eye.Lens.Anterior" ) '/?&Go |