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简介 OE(Z)|LF ]R8}cbtU 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。 $ 4\,a^ 'mz
_JM 模型 VQ/<MY C YH(
54R 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。 T=|oZ fD#VI Table 1. AZ眼睛模型的定义 e5_:15%R\ 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. Htseu`>_$ ,nJYYM
光源 }kaU0 P \Ze"Hv 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。 ON{&- er Cl@sq Br2ZloJ@+ 图1. 光源和提示信息使用 y5L%_
{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。 <6=kwV6 smLXNO 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^eRnpR X0Q};, 图2. 字母F光源的设定方法光 :?VM1!~ga t0*JinKI 图3. 字母F在视网膜上位置点列图 R&13P&:g 视网膜的散射 Nb2]}; O }|
BnG"8 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。 Tz H*?bpP ho#]i$b}f2 5Uc!;Gd?b 图4. 视网膜朗伯散射设定 _u$X.5Q; 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。 2 w2JFdm Yl[GO}M 20G..>zW 图5. 视网膜重点采样规格设定 gw0b>E8gZ& 脚本 D}1Z TX_ s7?Q[vN 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: Suixk'- >}`q4U6$ 图6. 用户对话框的创建与编辑 zmH 8# 图7. 用户对话框编辑器 H@$\SUc{ 如果“OK”按钮按下,将会核对对话框下面的代码行,如果点击取消则脚本终止。然后输入的参数赋予变量,如果此处是保留为空白,则使用默认值。因此,如果没有值输入并点击“OK”按钮,则脚本是以屈光度为0,光瞳直径为4mm来运行的。 SG1fu<Q6J 余下的脚本计算与屈光度有关的所有参数。 wV- kB4^4 VY)!bjW. 分析 _Y'+E
SqL8MKN) 屈光度为4,光瞳直径为4mm,字母F点在视网膜上所成的像。 zfDxc3e
-,NiSh}A 图7. 字母F在视网膜上颜色分析 <4,n6$E 脚本代码 LOf0_g/ Z `FqC Option Explicit 'Remove this to enable non-dimensioned variables to be used. _{ z.Tu irSdqa/ Dim entity As T_ENTITY [,s{ /OM Dim op As T_OPERATION qkpnXQ Dim mat As T_MODELMATERIAL VU7x w Dim A As Double +@),Fk_ Dim pupilDiam As Double *Z"9Q X Dim eID As Long P+!j[X^ Dim parID As Long (,~gY=E+ Dim count As Integer H"8fnN=xB Dim taq As Double, Rant As Double, CCant As Double, Rpost As Double, CCpost As Double LJK<Xen Dim tlens As Double, nlens As Double KlbL<9P> Dim curv As Double, conic As Double uc@f# (- Dim ok As Long u(B0X=B E5.3wOE Sub Main 8YJ8_$Z UTw f! '用户输入对话框 $Yh7N5XH, Begin Dialog UserDialog 320,126,"Input parameters" ' %GRID:10,7,1,1 ,6Ulj+l TextBox 220,21,40,21,.TextBox1 'default: 0 PDaD:}9 Text 20,21,190,21,"Accommodation (in Diopters):",.Text1,1 Wu]Dpe OKButton 40,91,90,21 /PbN!r<1 CancelButton 190,91,90,21 Zf~Em'g"3 Text 20,49,190,14,"Pupil diameter (4 mm default):",.Text2,1 "'
g*_ TextBox 220,49,40,21,.TextBox2 'default: 4 ydOJ^Yty End Dialog ]YcM45xg Dim dlg As UserDialog 6;g_}Zx SXn\k;F< ok = Dialog (dlg) F;l*@y Tq 8KKI.i8` If ok=0 Then 'cancel button was pressed 5/-{.g Print "Execution cancelled." :4]^PB@dl End HMT^gmF) End If 3*9<JHu Pl4$`Qw#y 'Assign accommodation and pupil diameter & use defaults if field left empty {f;] If dlg.TextBox1 = "" Then i;!#:JX A = 0 'Default accommodation k^-HY[Q9 Else ~Aul 7[IH A = CDbl(dlg.TextBox1) y'ULhDgq^B End If I_s4Pf[l AZ~=]1 If dlg.TextBox2 = "" Then g+Z~"O]$M pupilDiam = 4 'Default pupil diameter d6ZJh xJ Else :e1BQj`R pupilDiam = CDbl(dlg.TextBox2) Z)B5g> End If g7G=ga !"{+|heU9p Print " " NLZTIZCK Print "Accommodation = " & A & " Diopters" bgs2~50 Print "Pupil Diameter = " & pupilDiam & " mm" CCp&P5[67 J0@
^h ' Calculate new parameters with accommodation _&s37A&\ taq = 0.55 + 2.97 - 0.04*A 'Aqueous thickness aKdi '(M8D5?N- Rant = 12.0 - 0.4*A 'Radius of anterior lens ~D1.opj3 CCant = -7.518749 + 1.285720*A 'Conic constant of anterior lens cX'&J_T+ z.itVQs$I Rpost = -5.224557 + 0.2*A 'Radius of posterior lens YGb&mD CCpost = -1.353971 - 0.431762*A 'Conic constant of posterior lens n DLr17 3(|8gWQ tlens = 3.767 + 0.04*A 'Lens thickness `* !t<?$i alM
^
X nlens = 1.42 + 0.00256*A - 0.00022*A^2 'Lens index of refraction %j9'HtjEa k[3J5 4`g1 'Adjust parameters to account for accommodation VY }?Nb<& "Xq.b"N{* '************************************************************************* HS!O;7s' 'Aqueous thickness (Position of Lens) I6}ineps '************************************************************************* ooa>~!91P eID = FindFullName( "Geometry.Arizona Eye.Lens" ) Q)oO*CnM!- GetCustomElement eID, entity FbRq h| ;<qv-$P
parID = FindFullName( "Geometry.Arizona Eye" ) T@c{5a Z6G>j ' Delete any shift(s) in z p]z
* count = 0 afEhC0j While GetOperationCount(eID)>count {MK.jw9/ GetOperation eID, count, op
)L}6to If op.Type="ShiftZ" Then &_cMbFLBP DeleteOperation eID,count Ys |n9pW count=count-1 a!ao{8# End If E>xd*23+\ count=count+1 Ik_u34U Wend P~Cx#`#(V pUV3n
1{2 'Set new shift in &HdzbKO= op.Type = "ShiftZ" 0zR4Kj7EE op.val1 = taq I@x^`^+l op.parent = parID cTW3\S= AddOperation eID, op 6J3:[7k=& Print "Set aqueous humor thickness = " & taq-0.55 Na8%TT> =m{]Xep '************************************************************************* 8P8@i+[]W 'Radius and conic constant of anterior lens +z/_'DE '************************************************************************* RLkP)+t eID = FindFullName( "Geometry.Arizona Eye.Lens.Anterior" ) "p<B| GetConic eID, entity, curv, conic "P O>@tY : ]&O |