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简介 wS F!Xx0 c"f-$^< 人眼光学模型可用来设计眼科用设备,光学系统注定了要与人眼一起使用。本文演示了这样一个模型:Arizona眼睛模型,在Jim Schwiegerling教授的书中有详细描述:《Field Guide to Visual and Ophthalmic Optics》。AZ眼睛模型达到了基于平均临床数据所决定的轴上和轴外像差等级。FRED文件包含了此眼睛模型及几个用来分析它的光源,并包括一个基于想要的屈光度来调整模型的内嵌脚本。 b.mjQ FT3,k&i 模型 MYDf`0{$_a 3&a*] 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。 &;NNUT>Q c"%_]7 Table 1. AZ眼睛模型的定义 +h gaBJy 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. 26('V `N X_0{*!v8 光源 #cp$ltY k"DQbUy0L 多个光源定义来分析该模型的不同特性。图1显示了所以的光源和提示信息告诉您他们可以用来做什么。 (_%JF[W NSiYUAug i)`zKbK 图1. 光源和提示信息使用 5JU(@}Db 除了“Letter F”之外的所有光源的光线位置设定在了孔径光阑位置处,并增加了pre-propagation distance= -8。尽管光线在光瞳处创建,规定的传输方向相对于光线位置在pre-propagation distance之后。这意味着光束沿着Z轴在眼睛的前面以平行光入射,而不是在光瞳处入射。 "b1R5(Ar X."h Tha5 在往下看是内置的脚本用来修改屈光度,使其为4(250mm),光源“Letter F”在视网膜处生成一个字母为F的图像。绿色的光线聚焦的非常好而红色和蓝色光线有一点的模糊。使用Positions Spot Diagram分析工具来观察最为合适。 }'w^<:RSy ]mO+<{{4X 图2. 字母F光源的设定方法光 mISuo eLt Cxe 图3. 字母F在视网膜上位置点列图 ^Lg{2hjj 视网膜的散射 S{"6PXzb ~qLhZR\g^ 在散射文件中,有一个名为“Retina surface”的72%的反射型朗伯散射,它为视网膜的散射提供了一个粗略的近似。为了模拟来自视网膜的散射,改变自定义元件“Eye ball” 下的视网膜的表面从“halt all” 到”Allow All”。并使几何中“plane”可追迹。 .U(SkZ`6 |$|n V^y ]uj.uWD 图4. 视网膜朗伯散射设定 p-(ADQS 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。 d,Dg"Z BorfEv} SN %BYlbEx 图5. 视网膜重点采样规格设定 iqv\ag 脚本 1Sc~Vb|> We+FP9d % 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: -I$txa/"| n`I
jG 图6. 用户对话框的创建与编辑 #V9hG9%8 图7. 用户对话框编辑器 9jzLXym 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。 nu<!2xs, 余下的脚本计算与屈光度有关的所有参数。 B43#9CK`o /jL{JF>I 分析 ks` T I7Ty+s 屈光度为4,光瞳直径为4mm,字母F点在视网膜上所成的像。 _~#C $-T :~A1Ud4c 图7. 字母F在视网膜上颜色分析 1oW]O@R 脚本代码 L!8?2 \5 )
ImIPSL Option Explicit 'Remove this to enable non-dimensioned variables to be used. 8/kO9'.P u(G;57ms Dim entity As T_ENTITY hG3$ ]i9 Dim op As T_OPERATION 8Carg~T@ Dim mat As T_MODELMATERIAL d=OO(sf Dim A As Double P :h4 Dim pupilDiam As Double _j<M} Dim eID As Long GDQg:MgX Dim parID As Long 3LnyQ Dim count As Integer Q+js2?7^ Dim taq As Double, Rant As Double, CCant As Double, Rpost As Double, CCpost As Double V'h z1roe Dim tlens As Double, nlens As Double )PNH| h Dim curv As Double, conic As Double oW1olmpp= Dim ok As Long :;u]Y7 /@}# KP= Sub Main QS?9&+JM | K>JU/( '用户输入对话框 jN{xpd Begin Dialog UserDialog 320,126,"Input parameters" ' %GRID:10,7,1,1 ['`'&+x&! TextBox 220,21,40,21,.TextBox1 'default: 0 \D k^\- Text 20,21,190,21,"Accommodation (in Diopters):",.Text1,1 mNB ]e5;N OKButton 40,91,90,21 8$tpPOhzb CancelButton 190,91,90,21 DQXx}%Px Text 20,49,190,14,"Pupil diameter (4 mm default):",.Text2,1 TK?N^ly TextBox 220,49,40,21,.TextBox2 'default: 4 uXa}<=O End Dialog %ycT}Lu Dim dlg As UserDialog |}Z"|-Z AQGE(%X ok = Dialog (dlg) ?bi^h/f 3nGK674;z If ok=0 Then 'cancel button was pressed ?Og ;W9i Print "Execution cancelled." EB<tX`Wp End "Z?":|%7 End If Z'M@DY/fdK Rzj!~`&N 'Assign accommodation and pupil diameter & use defaults if field left empty +a@SdWf If dlg.TextBox1 = "" Then JH,bSb A = 0 'Default accommodation 01w/,r Else 2xm?,p` A = CDbl(dlg.TextBox1) A|nU
_* End If f}d@G/L g
0=t9J If dlg.TextBox2 = "" Then c67!OHu mP pupilDiam = 4 'Default pupil diameter </Lqk3S-! Else M"
\y2
pupilDiam = CDbl(dlg.TextBox2) Ds/zl Z End If ^jC0S[csw2 `buTP?]4. Print " " 6?~pjMV Print "Accommodation = " & A & " Diopters" 3".W Print "Pupil Diameter = " & pupilDiam & " mm" OQyOv%g5C ?os0JQVB ' Calculate new parameters with accommodation '93&? taq = 0.55 + 2.97 - 0.04*A 'Aqueous thickness Vt>E\{@[t >X,6 Rant = 12.0 - 0.4*A 'Radius of anterior lens 2/WXdo CCant = -7.518749 + 1.285720*A 'Conic constant of anterior lens 2|EoP-K7 JJa?"82FXZ Rpost = -5.224557 + 0.2*A 'Radius of posterior lens =="SW"vNi CCpost = -1.353971 - 0.431762*A 'Conic constant of posterior lens ^a
r9$$~/! \:S8mDI^s tlens = 3.767 + 0.04*A 'Lens thickness q3t@)+l>* SuSZ,> nlens = 1.42 + 0.00256*A - 0.00022*A^2 'Lens index of refraction /xnhHwJm AmFHn 'Adjust parameters to account for accommodation v4G kf .l!Z=n| '************************************************************************* fC[gu$f][ 'Aqueous thickness (Position of Lens) %8/$CR '************************************************************************* UgJHSl eID = FindFullName( "Geometry.Arizona Eye.Lens" ) :yeTzIz] GetCustomElement eID, entity *@Z'{V\ A_+WY|#M parID = FindFullName( "Geometry.Arizona Eye" ) BN67o]*]< 1zffPC8jl ' Delete any shift(s) in z pD9c%P count = 0 rXMv&]Ag While GetOperationCount(eID)>count a &j?"o GetOperation eID, count, op 6lGL.m'Ra If op.Type="ShiftZ" Then {u5@Yp DeleteOperation eID,count !E8JpE|z# count=count-1 Q]HRg4r End If 0#ph1a< count=count+1 bP[/ Wend FWj~bn :zCm$@ 'Set new shift in UTz;Sw?~hw op.Type = "ShiftZ" x+&&[>-P op.val1 = taq xFJ>s-g* op.parent = parID lZ|Ao0( AddOperation eID, op z t1Q_; Print "Set aqueous humor thickness = " & taq-0.55 la-+` qy!G& '************************************************************************* >wn&+%i& 'Radius and conic constant of anterior lens >2rFURcD '************************************************************************* 9:Y\D.M eID = FindFullName( "Geometry.Arizona Eye.Lens.Anterior" ) )gR&Ms4 GetConic eID, entity, curv, conic biJU r^n c}Qc2D3* SetConic eID, entity, 1/Rant, CCant #X)s=Y&5!T Print "Set anterior lens radius = " & Rant & " and conic constant = " & CCant j6\{j#q i|<*EXB" '************************************************************************* D@Q|QY5qic 'Radius and conic constant of posterior lens ZE :oK '************************************************************************* 2`z+_DA eID = FindFullName( "Geometry.Arizona Eye.Lens.Posterior" ) 6@d( <Z GetConic eID, entity, curv, conic []@Mk l6O2B/2j SetConic eID, entity, 1/Rpost, CCpost N9i>81tY Print "Set posterior lens radius = " & Rpost & " and conic constant = " & CCpost Pvtf_Qo^ Un<~P@T% '************************************************************************* t+&WsCN 'Lens thickness (Position of posterior lens surface) 29E^]IL? '************************************************************************* XW19hG h7*m+/ O parID = FindFullName( "Geometry.Arizona Eye.Lens" ) cgU7)`0j eVy,7go h ' Delete any z-shift(s) Fv3fad@x count = 0 dkXK0k While GetOperationCount(eID)>count k`N)-`O7 GetOperation eID, count, op 8U-}%D<a If op.Type="ShiftZ" Then :+u?A DeleteOperation eID,count l<gg5 Zea count=count-1 LOp<c<+aW End If /{Nx%PqL count=count+1 wc ^z9y Wend E*CY/F I_ c(@)V.o2 'Set new z-shift -{ZRk[>Z op.Type = "ShiftZ" & |