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简介 |aS.a&vwR 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。 &PHTpkaam ksUcx4;a@F 模型 k]|~>9eY] J!(<y(l 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。 7xlkZF xLajso1g69 Table 1. AZ眼睛模型的定义 U< fGGCw 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. ec;o\erPG J]'zIOQ 光源 f'RX6$}\1X ^[`%&uj!g 多个光源定义来分析该模型的不同特性。图1显示了所以的光源和提示信息告诉您他们可以用来做什么。 %aCqi(.7 _;y9$"A {}przrU^c 图1. 光源和提示信息使用 Q3~H{)[Kq 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。 i&fuSk EP 9W5lSX#^; 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。 \V63qg[ T?0eVvM 图2. 字母F光源的设定方法光 |wMN}bq|T %wy.TN 图3. 字母F在视网膜上位置点列图 9$w.9`Py 视网膜的散射 5C]x!>kX ;[DU%f 在散射文件中,有一个名为“Retina surface”的72%的反射型朗伯散射,它为视网膜的散射提供了一个粗略的近似。为了模拟来自视网膜的散射,改变自定义元件“Eye ball” 下的视网膜的表面从“halt all” 到”Allow All”。并使几何中“plane”可追迹。 !f[_+CD "&u@d~`-n ]%H`_8<gc 图4. 视网膜朗伯散射设定 hn@08t G 注意在视网膜的表面有散射重点采样规格定义,在“Scatter”标签的底部可获取该信息。“toward pupil”指定散射光朝向光瞳,半角度10度。 "(O>=F& /,yd+wcW# Dz/ "M= 图5. 视网膜重点采样规格设定 !Ai@$tl[S 脚本 2%m BK LEdh!</'24 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: b8UO,fY q <%eG:n,# 图6. 用户对话框的创建与编辑 4+8@`f>s 图7. 用户对话框编辑器 bI1N@= 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。 tyFzSrfc 余下的脚本计算与屈光度有关的所有参数。 XpHrt XD #;yZ 分析 n_A3#d<9 gwMNYMI 屈光度为4,光瞳直径为4mm,字母F点在视网膜上所成的像。 6H$FhJF S,UDezxg 图7. 字母F在视网膜上颜色分析 ?:q*(EC< 脚本代码 q0vQa V 5mTP' Option Explicit 'Remove this to enable non-dimensioned variables to be used. _Fl9>C"u ^09,"<@k Dim entity As T_ENTITY Y$_B1_ Dim op As T_OPERATION PJH& Dim mat As T_MODELMATERIAL g2_"zDiw2 Dim A As Double #*Ctwl,T Dim pupilDiam As Double VTE .^EK! Dim eID As Long Fx.=#bVX7 Dim parID As Long 57c8xk[.2 Dim count As Integer 4tBYR9| Dim taq As Double, Rant As Double, CCant As Double, Rpost As Double, CCpost As Double :vbW Dim tlens As Double, nlens As Double e\L8oOk#r Dim curv As Double, conic As Double ^1.By^
$ Dim ok As Long .ioEIs g F )eelPZ+, Sub Main 4kx
N<]
;i+jJ4 '用户输入对话框 &^jXEz; Begin Dialog UserDialog 320,126,"Input parameters" ' %GRID:10,7,1,1 L!xi TextBox 220,21,40,21,.TextBox1 'default: 0 tWcHb # Text 20,21,190,21,"Accommodation (in Diopters):",.Text1,1 bk[!8-b/a OKButton 40,91,90,21 #ABZ&Z CancelButton 190,91,90,21 @q)d Text 20,49,190,14,"Pupil diameter (4 mm default):",.Text2,1 YT,{E,U; TextBox 220,49,40,21,.TextBox2 'default: 4 3Y$GsN4ln End Dialog cvL;3jRo Dim dlg As UserDialog J|7 3.&B M_DwUS1? ok = Dialog (dlg) +ZP7{% "w<#^d_6 If ok=0 Then 'cancel button was pressed K[YyBEid Print "Execution cancelled." BI@[\aRLQ End |FRg\#kf% End If p!%pP}I FS.L\MjV]U 'Assign accommodation and pupil diameter & use defaults if field left empty xAm6BB
c If dlg.TextBox1 = "" Then Q3?F(ER@ A = 0 'Default accommodation Nh+ H 9 Else #RLt^$!H A = CDbl(dlg.TextBox1) X:{!n({r= End If F#E3q|Q"BS _+MJ%'>S If dlg.TextBox2 = "" Then vl)l' pupilDiam = 4 'Default pupil diameter 8&dF Else hDGF7 pupilDiam = CDbl(dlg.TextBox2) )4 ;`^]F End If $*m-R*kt wMN]~|z> Print " " 1$ {SRU7l Print "Accommodation = " & A & " Diopters" rytyw77t( Print "Pupil Diameter = " & pupilDiam & " mm" "0TZTa1e BMf@M ' Calculate new parameters with accommodation K*d Cc}:` taq = 0.55 + 2.97 - 0.04*A 'Aqueous thickness BY*8ri^u klhtKp_p Rant = 12.0 - 0.4*A 'Radius of anterior lens Y_P!B^z3 CCant = -7.518749 + 1.285720*A 'Conic constant of anterior lens `Q,H|hp;k; j] [,J49L Rpost = -5.224557 + 0.2*A 'Radius of posterior lens dAj$1Ke CCpost = -1.353971 - 0.431762*A 'Conic constant of posterior lens }Y4qS ?aMOZn? tlens = 3.767 + 0.04*A 'Lens thickness lu/
(4ED &%Tj/ Qx nlens = 1.42 + 0.00256*A - 0.00022*A^2 'Lens index of refraction }<:}XlwT% w4Z'K& |