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简介 cN! uV-e X u"R^
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。 >}~#>Ru 0Q"u#V Sp 模型 2c<&eX8" eLwTaW !C 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。
N-lGa@ j ?6Cz[5\ Table 1. AZ眼睛模型的定义 ~5ZvOX6L2 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. -3Avs9`5 "O+5R(XT 光源 d-bqL:/ #5sD{:f` 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。 E< 4l#Z< f0+2t.tj {P8[X@Lu 图1. 光源和提示信息使用 [MX;,%;; 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。 0YH+B 2Zuq?1= 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。 j^`X~gE !DjvsG1x 图2. 字母F光源的设定方法光 6
y"-I!& r#WT`pav 图3. 字母F在视网膜上位置点列图 M_B:{%4 视网膜的散射 W-RqN!snJ8 v/uO&iQw5 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。 "wH) mQnd M|T4~Q U& T1B|w"In 图4. 视网膜朗伯散射设定 e"-X U@`k1 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。 +y[@T6_ O9v_y+M+M *VSel4;\t 图5. 视网膜重点采样规格设定 )g|
BMmB 脚本 >-T`0wI lJykyyCY+ 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: {s,+^7 ocwG7J\W 图6. 用户对话框的创建与编辑 !=Y;h[J.p 图7. 用户对话框编辑器 RnVtZ#SCh 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。 y#ON|c
/ 余下的脚本计算与屈光度有关的所有参数。 3HG;!D~m; B UUf;Vv 分析 ,Y_{L|:w fi PIAT} 屈光度为4,光瞳直径为4mm,字母F点在视网膜上所成的像。 W!$zXwY}( k0?ZYeHC 图7. 字母F在视网膜上颜色分析 [}nK"4T"Ri 脚本代码 hRaf# ,lYaA5&I Option Explicit 'Remove this to enable non-dimensioned variables to be used. qOCJT Og7 |YJCWFbs8 Dim entity As T_ENTITY 4}v@C|.p Dim op As T_OPERATION bTmL5}n Dim mat As T_MODELMATERIAL @b&84Gn2
r Dim A As Double !}TMiCK Dim pupilDiam As Double ~ <0Z>qr Dim eID As Long oR+-+-??$ Dim parID As Long {B$2"q/~ Dim count As Integer $KV&\Q3\0 Dim taq As Double, Rant As Double, CCant As Double, Rpost As Double, CCpost As Double n[xkSF^) Dim tlens As Double, nlens As Double xIbMs4'iEx Dim curv As Double, conic As Double X[C3&NX#_ Dim ok As Long 6@;ha=[+ F
SMj Sub Main ZU'!iU|8 UyYfpL"$A" '用户输入对话框 l'4AF|
p Begin Dialog UserDialog 320,126,"Input parameters" ' %GRID:10,7,1,1 yT /EHmJ TextBox 220,21,40,21,.TextBox1 'default: 0 A Ayv Text 20,21,190,21,"Accommodation (in Diopters):",.Text1,1 noVa=aU^ OKButton 40,91,90,21 suJ_nb CancelButton 190,91,90,21 Y,z??bm~J Text 20,49,190,14,"Pupil diameter (4 mm default):",.Text2,1 Lrz3 TextBox 220,49,40,21,.TextBox2 'default: 4 H(u+#PIIw End Dialog Hy;Hs# Dim dlg As UserDialog /4S;QEv 'E;W ok = Dialog (dlg) ;Kxbg>U i`U:gw If ok=0 Then 'cancel button was pressed c|p,/L09L Print "Execution cancelled." S*W;%J5 End jrJR1npB End If sPYX~G&T 4z4v\IpB 'Assign accommodation and pupil diameter & use defaults if field left empty M.%shrJ/ If dlg.TextBox1 = "" Then PB'0?b}fab A = 0 'Default accommodation _"f :` Else <dR,' A = CDbl(dlg.TextBox1) y%B X]~ End If g#^|oYuH6 6k0^ x Q If dlg.TextBox2 = "" Then r((Tavn pupilDiam = 4 'Default pupil diameter 0A$SYF$O+[ Else B+VuUt{S pupilDiam = CDbl(dlg.TextBox2) z MdC End If 60B-ay0e$b mMw;0/n Print " " 97~K!'/^+y Print "Accommodation = " & A & " Diopters" :xeLt; Print "Pupil Diameter = " & pupilDiam & " mm" <bmLy_": T{MC-j _T9 ' Calculate new parameters with accommodation Ueyw;Y taq = 0.55 + 2.97 - 0.04*A 'Aqueous thickness =V $j6 <+E%E4 Rant = 12.0 - 0.4*A 'Radius of anterior lens )q^ Bj$ CCant = -7.518749 + 1.285720*A 'Conic constant of anterior lens ~uaP$*B[ cy3ww}) Rpost = -5.224557 + 0.2*A 'Radius of posterior lens D&{
*AH%Q CCpost = -1.353971 - 0.431762*A 'Conic constant of posterior lens tB6k|cPC %]4-{%v tlens = 3.767 + 0.04*A 'Lens thickness 3{J.xWB@: ai ftlY nlens = 1.42 + 0.00256*A - 0.00022*A^2 'Lens index of refraction /A(NuB<Pq uDG+SdyN@ 'Adjust parameters to account for accommodation 2"/yEg*= *3Nn +T
'************************************************************************* rY70^<z 'Aqueous thickness (Position of Lens) 2R@%Y/ '************************************************************************* H^(L90 eID = FindFullName( "Geometry.Arizona Eye.Lens" ) F>Jg~ FD* GetCustomElement eID, entity 1kFjas`g YdOUv|tZC parID = FindFullName( "Geometry.Arizona Eye" ) MV936 jXIEp01 ' Delete any shift(s) in z =HE
m) count = 0 ,b'4CF While GetOperationCount(eID)>count l]5% GetOperation eID, count, op :c4kBl%gJ If op.Type="ShiftZ" Then 'U)8rR DeleteOperation eID,count K5flit4- count=count-1 9YC&&0 C@ End If Yo2Trh count=count+1 olty4kGD$V Wend @-6?i) 'j79GC0 'Set new shift in a-PGW2G op.Type = "ShiftZ" YFx=b!/s op.val1 = taq njMLyT($ op.parent = parID 5u,sx664 AddOperation eID, op YvTA+yL Print "Set aqueous humor thickness = " & taq-0.55 xH$%5@~ S}gD,7@ '************************************************************************* <o@ )SD~K 'Radius and conic constant of anterior lens X<xqT '************************************************************************* *Mi6 eID = FindFullName( "Geometry.Arizona Eye.Lens.Anterior" ) |R~;&x: GetConic eID, entity, curv, conic 37>MJ i QqbzOY SetConic eID, entity, 1/Rant, CCant $FCw$ +w Print "Set anterior lens radius = " & Rant & " and conic constant = " & CCant N1?
iiv bj.]o*u- '************************************************************************* kPJ~X0Fr{t 'Radius and conic constant of posterior lens b\L)m ( '************************************************************************* hEcYpng~ eID = FindFullName( "Geometry.Arizona Eye.Lens.Posterior" ) % +8 GetConic eID, entity, curv, conic # U`&jBU 4TJ!jDkox SetConic eID, entity, 1/Rpost, CCpost eCL?mh K Print "Set posterior lens radius = " & Rpost & " and conic constant = " & CCpost @Z2/9K%1' vs*I7< '************************************************************************* <4NQL*|> 'Lens thickness (Position of posterior lens surface) b-b;7a\N '************************************************************************* w:R]!e_6\9 nDn{zea7 parID = FindFullName( "Geometry.Arizona Eye.Lens" ) !:J<pWN" ,CW%JIM ' Delete any z-shift(s) *]9XDc]{j1 count = 0 p;ZDpR While GetOperationCount(eID)>count 2V< # Y GetOperation eID, count, op 2o}8W7y If op.Type="ShiftZ" Then )fR1n}# DeleteOperation eID,count bVOO) count=count-1 nK:`e9ES End If EQ~I'#m7 count=count+1 d.1Q~&` Wend bgXc_>T6_y _Fvsi3d/ 'Set new z-shift Sl~C0eO op.Type = "ShiftZ" bl9E&B/ op.val1 = tlens =z%s8D2 op.parent = parID mZ &] AddOperation eID, op /K& |