infotek |
2020-12-09 09:18 |
Arizona眼睛模型
简介 %3 VToj@`> ;>h:VnV(>( 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。 {xJ<)^fD8 n3JSEu;J 模型 H(F9&6} qq[Enf|/y 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。 QVPJ$~x [,|;rt\o>
Table 1. AZ眼睛模型的定义 Cw]bhaG
g 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. 9:]|TIPi 3pI) 光源 .[>UkM0 Bu,VLIba 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。 @rt}z+JF Lo^gg#o 3[}w#n1
图1. 光源和提示信息使用 L<H6AzR+ 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。 *4RL Q[UYNQ0w 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。 y`p(}X`> %~^:[@xa*
图2. 字母F光源的设定方法光 $JZ}=\n7 "IKbb7x
图3. 字母F在视网膜上位置点列图 MFO1v%m 视网膜的散射 NM&R\GI OZi4S3k 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。 ]8ob`F`m, fW8whN XI58Cy*!
图4. 视网膜朗伯散射设定 Xe> 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。 pm k;5 d `beU2N $>!tpJw
图5. 视网膜重点采样规格设定 1i:Q
%E
F 脚本 s.9_/cFWB ?emYLw 内置脚本使用对话框显示屈光度和光瞳直径的数值设置。使用FRED Basic脚本创建和使用对话框非常容易。图6显示了如何获取用户自定义对话框,如下图所示: AN
'L-
E co [
图6. 用户对话框的创建与编辑 cy!;;bB
图7. 用户对话框编辑器 &)#bdt[ 如果“OK”按钮按下,将会核对对话框下面的代码行,如果点击取消则脚本终止。然后输入的参数赋予变量,如果此处是保留为空白,则使用默认值。因此,如果没有值输入并点击“OK”按钮,则脚本是以屈光度为0,光瞳直径为4mm来运行的。 E.+BqWZ! 余下的脚本计算与屈光度有关的所有参数。 '?dT<w=Y& zTS#o#`!\ 分析 Xhm)K3RA*T 4'BZ +A,p 屈光度为4,光瞳直径为4mm,字母F点在视网膜上所成的像。 n>i}O!agg GMQKR,6VM
图7. 字母F在视网膜上颜色分析 &1$|KbmV4 脚本代码 tA]Y=U+Q `CF.-Vl3J# Option Explicit 'Remove this to enable non-dimensioned variables to be used. ?N(opggiD W+ D{4: Dim entity As T_ENTITY ?_+8K`B Dim op As T_OPERATION a5@XD_b Dim mat As T_MODELMATERIAL +W[NgUrGJ Dim A As Double `}|$eF& Dim pupilDiam As Double 5;Q9Z1
` Dim eID As Long NB?y/v Dim parID As Long }N%uQP#I Dim count As Integer Rg6/6/ IN Dim taq As Double, Rant As Double, CCant As Double, Rpost As Double, CCpost As Double ~e#QAaXD#5 Dim tlens As Double, nlens As Double ~Op~~
m Dim curv As Double, conic As Double (YKkJ Dim ok As Long zaMKwv}BR hz*H,E!> Sub Main GBo'= R"V^%z;8o '用户输入对话框 w~l%xiC Begin Dialog UserDialog 320,126,"Input parameters" ' %GRID:10,7,1,1 ]iE)8X TextBox 220,21,40,21,.TextBox1 'default: 0 p~NFiZ, Text 20,21,190,21,"Accommodation (in Diopters):",.Text1,1 c&;Xjy OKButton 40,91,90,21 ^b@&O-&s CancelButton 190,91,90,21 8KyF0r? Text 20,49,190,14,"Pupil diameter (4 mm default):",.Text2,1 ;/=6~% TextBox 220,49,40,21,.TextBox2 'default: 4 Os"T,`F2s End Dialog E
(bx/f Dim dlg As UserDialog ?fmW'vs r"\g6<RP ok = Dialog (dlg) .}x:yKyi@ YMD&U
If ok=0 Then 'cancel button was pressed uPQrDr5 Print "Execution cancelled." kb2M3%6V End =%ZR0cWPoI End If UcxMA%Pw7$ 5BsfbLKC 'Assign accommodation and pupil diameter & use defaults if field left empty F
uJ=]T If dlg.TextBox1 = "" Then Y4)v>&H A = 0 'Default accommodation cLyed3uU Else A&/VO$Y9wp A = CDbl(dlg.TextBox1) bc(b1u? End If /Vy,6:$H3 c!HmZ]/ If dlg.TextBox2 = "" Then 2X!!RS>qg pupilDiam = 4 'Default pupil diameter y~/i{a;1y Else zPt0IB_j' pupilDiam = CDbl(dlg.TextBox2) fOkB|E] End If e=Teq~K TSHH=`cx Print " " Jl|^ Print "Accommodation = " & A & " Diopters"
fgE Mn; Print "Pupil Diameter = " & pupilDiam & " mm" Bn?MlG;aA 5B,HJax ' Calculate new parameters with accommodation >J>|+W taq = 0.55 + 2.97 - 0.04*A 'Aqueous thickness w;(B4^? JTI 'W Rant = 12.0 - 0.4*A 'Radius of anterior lens ]n$&|@ CCant = -7.518749 + 1.285720*A 'Conic constant of anterior lens #uillSV 5_~QS Rpost = -5.224557 + 0.2*A 'Radius of posterior lens ! tPHT CCpost = -1.353971 - 0.431762*A 'Conic constant of posterior lens tFKR~?Gc QB|D_?] tlens = 3.767 + 0.04*A 'Lens thickness -e(,>9Q 8j<+ '
R nlens = 1.42 + 0.00256*A - 0.00022*A^2 'Lens index of refraction k:k!4 6kM'f}t[C 'Adjust parameters to account for accommodation !|`vW{v 2i_X{!0} '************************************************************************* ?2$0aq 'Aqueous thickness (Position of Lens) ]`GDZw` '************************************************************************* k}r)I.Lp eID = FindFullName( "Geometry.Arizona Eye.Lens" ) U)y~{E~c34 GetCustomElement eID, entity #RWH k z(d X< parID = FindFullName( "Geometry.Arizona Eye" ) I!uGI P|{Et=R`1 ' Delete any shift(s) in z [*|QA9 count = 0 xFy%&SKHg While GetOperationCount(eID)>count 5|Or,8r(C GetOperation eID, count, op D|rcSa.M If op.Type="ShiftZ" Then UZ}>@0 DeleteOperation eID,count h<ULp&g count=count-1 |nTZ/MXbw End If D"RxI)"HP count=count+1 'I *&P5| Wend KQ\d$fX sM8 AORd 'Set new shift in {P>%l\? op.Type = "ShiftZ" Yt%
E,U~g op.val1 = taq "=r"c$xou op.parent = parID 6ISDY>p AddOperation eID, op </B5^} Print "Set aqueous humor thickness = " & taq-0.55 ;UB$Uqs6 ?=X_a{}/ '************************************************************************* &$
/}HND 'Radius and conic constant of anterior lens 2E
X Rq '************************************************************************* G
oJ\6&" eID = FindFullName( "Geometry.Arizona Eye.Lens.Anterior" ) t4E= GetConic eID, entity, curv, conic LUjev\Re qmJ^@dxs SetConic eID, entity, 1/Rant, CCant b 7%O[ Print "Set anterior lens radius = " & Rant & " and conic constant = " & CCant 3x{2Dh i b!ea(D!: '************************************************************************* P Zc{wbjp& 'Radius and conic constant of posterior lens 2AZ)|dM'` '************************************************************************* Q4JvFy0' eID = FindFullName( "Geometry.Arizona Eye.Lens.Posterior" ) %:
.{?FB_ GetConic eID, entity, curv, conic s*0PJ\E2 Cw_XLMY%V1 SetConic eID, entity, 1/Rpost, CCpost >IzUn: 0F Print "Set posterior lens radius = " & Rpost & " and conic constant = " & CCpost vHz]-Q-|9 w
9mi2= '************************************************************************* -n `igC 'Lens thickness (Position of posterior lens surface) 1TvR-.e '************************************************************************* SdTJ?P+m /\_wDi+# parID = FindFullName( "Geometry.Arizona Eye.Lens" ) @Ja8~5 : AqzPwO^ ' Delete any z-shift(s) `=h`:` count = 0 iS"( While GetOperationCount(eID)>count &
M wvj GetOperation eID, count, op 1L=6Z2*fB4 If op.Type="ShiftZ" Then u0(PWCi2 DeleteOperation eID,count :uD*Q/ count=count-1 0`
{6~p End If ?5< | |