|
简介 6FB0g8 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。 qezWfR` A({czHLhN5 模型 A0{xt*g zj`c%9N+ 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。 n8,%<!F^ EG{+Sz Table 1. AZ眼睛模型的定义 7<j!qWm0 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. lx`?n<-X K"!rj.Da 光源 aq?bI:>8 tiK M+
;C 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。 7P{= Pv+ 5 {! fa )PN8HJAArh 图1. 光源和提示信息使用 3qWrSziD 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。 j7P49{ uX7L1~s- 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。 Oc)n,D)0 a
,mgM&yD 图2. 字母F光源的设定方法光 7?fgcb3 ktU:Uq 图3. 字母F在视网膜上位置点列图 +Y?Tr i 视网膜的散射 ?'V78N sA fG 2)r 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。 @fd< Z!v,;MW BValU 图4. 视网膜朗伯散射设定 Hca(2 ]T- 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。 <$nPGz)} Q
8]X :V9Q<B^ 图5. 视网膜重点采样规格设定 i@/% E~ W 脚本 Q4mtfpiDx ]yOM 内置脚本使用对话框显示屈光度和光瞳直径的数值设置。使用FRED Basic脚本创建和使用对话框非常容易。图6显示了如何获取用户自定义对话框,如下图所示: KDN#CU \KV.lG! 图6. 用户对话框的创建与编辑 o#FctM'Z 图7. 用户对话框编辑器 ,88B@a 如果“OK”按钮按下,将会核对对话框下面的代码行,如果点击取消则脚本终止。然后输入的参数赋予变量,如果此处是保留为空白,则使用默认值。因此,如果没有值输入并点击“OK”按钮,则脚本是以屈光度为0,光瞳直径为4mm来运行的。 ~D5
-G?%$" 余下的脚本计算与屈光度有关的所有参数。 Gb^63.} dOD(< 分析 as:=QMV {tVA(&\< 屈光度为4,光瞳直径为4mm,字母F点在视网膜上所成的像。 X0*+]tRg 2Wcu. 图7. 字母F在视网膜上颜色分析 {JWixbA 脚本代码 i?_Q@uA~<: l<_v3/3 Option Explicit 'Remove this to enable non-dimensioned variables to be used. 8mr fs%_ i7H([b<_m Dim entity As T_ENTITY +HE,Q6-A Dim op As T_OPERATION CX#d Dim mat As T_MODELMATERIAL puOMtCI Dim A As Double MKtI3vi? Dim pupilDiam As Double 8z93ETv7` Dim eID As Long oX6Cd:c- Dim parID As Long pll5m7[ Dim count As Integer lR?1,yLp Dim taq As Double, Rant As Double, CCant As Double, Rpost As Double, CCpost As Double @.e4~qz\ Dim tlens As Double, nlens As Double o]0E Dim curv As Double, conic As Double <_/etw86Z Dim ok As Long GUQ3XF\ _~Lu% Sub Main ,$]m1|t@z ;$eY#ypx '用户输入对话框 T#E{d Begin Dialog UserDialog 320,126,"Input parameters" ' %GRID:10,7,1,1 [<+T@"y TextBox 220,21,40,21,.TextBox1 'default: 0 ~U<j_j)z4. Text 20,21,190,21,"Accommodation (in Diopters):",.Text1,1 Fmn_fW6 OKButton 40,91,90,21 UHJro9 CancelButton 190,91,90,21 2Jo|P A`9 Text 20,49,190,14,"Pupil diameter (4 mm default):",.Text2,1 Ez
<YD TextBox 220,49,40,21,.TextBox2 'default: 4 ''2:ZX X End Dialog i% 0qN Dim dlg As UserDialog #~Kno@ 5P*jGOg . ok = Dialog (dlg) YloE4PAY7 aeMj4|{\ If ok=0 Then 'cancel button was pressed P'}EZ' Print "Execution cancelled." ZrYRLg End uToi4]w"y End If *h?*RUQ g9GPyU 'Assign accommodation and pupil diameter & use defaults if field left empty ddYb=L+_b If dlg.TextBox1 = "" Then 1%@i4 A = 0 'Default accommodation :t;\`gQoS Else Y}vV.q A = CDbl(dlg.TextBox1) =)#XZ[#F End If k H06Cb j;Z
hI y If dlg.TextBox2 = "" Then %PVu>^ pupilDiam = 4 'Default pupil diameter 1\TkI=N3 Else HELTL$j,b pupilDiam = CDbl(dlg.TextBox2) @$b7
eu End If {s@&3i?ZiC $jC+oYXj Print " " dn5t7D^x Print "Accommodation = " & A & " Diopters" hzV%QDUpe Print "Pupil Diameter = " & pupilDiam & " mm" sI)jqHZG &Ai+t2 ' Calculate new parameters with accommodation @
/e{-Q taq = 0.55 + 2.97 - 0.04*A 'Aqueous thickness .j!:Hp(z} _=w=!U&W Rant = 12.0 - 0.4*A 'Radius of anterior lens Dmtsu2o CCant = -7.518749 + 1.285720*A 'Conic constant of anterior lens RZvRV?<bR V g7+G( , Rpost = -5.224557 + 0.2*A 'Radius of posterior lens S{cK~sZj CCpost = -1.353971 - 0.431762*A 'Conic constant of posterior lens qE^u{S4Z@ <SRSJJR|( tlens = 3.767 + 0.04*A 'Lens thickness wh]v{Fi' <t *3w nlens = 1.42 + 0.00256*A - 0.00022*A^2 'Lens index of refraction s4 Uk5< T.!.3B$@] 'Adjust parameters to account for accommodation c*8k _o, )q7!CG'oY '************************************************************************* %F*h}i 'Aqueous thickness (Position of Lens) B3u:D"t '************************************************************************* n%dh|j2u eID = FindFullName( "Geometry.Arizona Eye.Lens" ) e<{Ani0 GetCustomElement eID, entity LZPLz@=&] g*U[?I"sC parID = FindFullName( "Geometry.Arizona Eye" ) EU7mP
MxJ ~:A=o?V2 ' Delete any shift(s) in z XQ k,xQ count = 0 F-?s8RD While GetOperationCount(eID)>count CJLfpvV GetOperation eID, count, op _'r&'s;<z If op.Type="ShiftZ" Then Daf;;
w DeleteOperation eID,count CwzDkr&QC_ count=count-1 5DeAH; End If "CQ:<$|$ count=count+1 _nW#Cl~ Wend ID=^497
gDsb~>rb| 'Set new shift in cr{f*U6` op.Type = "ShiftZ" BG20R=p op.val1 = taq 9<!Ie^o? op.parent = parID i\P)P! AddOperation eID, op 4q^'MZm1 Print "Set aqueous humor thickness = " & taq-0.55 /`B:F5r LT '2446 '************************************************************************* ,
rc
%#eF 'Radius and conic constant of anterior lens ON3~!Q) '************************************************************************* G
C3G=DTt eID = FindFullName( "Geometry.Arizona Eye.Lens.Anterior" ) .{#J2}+[_} GetConic eID, entity, curv, conic &qFy$`" Oc?]L&a |