| infotek |
2020-12-09 09:18 |
Arizona眼睛模型
简介 :>=\. \ 71\xCSI1w& 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。 ,N0#!<}4 KGg3 !jY 模型 ? YG)I;( Jkek-m 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。 =AuR:Tx h2D>;k
Table 1. AZ眼睛模型的定义 ?Ec7" hK 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. rOVVL%@QqJ Bi{$@n&?f 光源 ,I,\ml
@mfEKU! 多个光源定义来分析该模型的不同特性。图1显示了所以的光源和提示信息告诉您他们可以用来做什么。 ^U!0-y O<V4HUW R47\Y
图1. 光源和提示信息使用 L+q/){Dd( 除了“Letter F”之外的所有光源的光线位置设定在了孔径光阑位置处,并增加了pre-propagation distance= -8。尽管光线在光瞳处创建,规定的传输方向相对于光线位置在pre-propagation distance之后。这意味着光束沿着Z轴在眼睛的前面以平行光入射,而不是在光瞳处入射。 yNbjoFM.i qo|WXwP2 在往下看是内置的脚本用来修改屈光度,使其为4(250mm),光源“Letter F”在视网膜处生成一个字母为F的图像。绿色的光线聚焦的非常好而红色和蓝色光线有一点的模糊。使用Positions Spot Diagram分析工具来观察最为合适。 ~Rr~1I&mR, q7E~+p(>(
图2. 字母F光源的设定方法光 tdu$pC6 z5YWt*nm
图3. 字母F在视网膜上位置点列图 HZ:6zH 视网膜的散射 %ALwz[~] RVQh2'w 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。 r!
MWbFw|X r%+V8o .*)2SNH
图4. 视网膜朗伯散射设定 PAM}*' 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。 \:UIc*S VF ys.= $A-J,_:T<
图5. 视网膜重点采样规格设定 %B.yW`,X 脚本 .~7FyLl$ )'+8}T]xQ 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: @nCd v
p/yG
图6. 用户对话框的创建与编辑 {Sj9%2'M)
图7. 用户对话框编辑器 h[@tZ(jrY 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。 |mw.qI| 余下的脚本计算与屈光度有关的所有参数。 4v{o @P?~KW6<| 分析 e-EUf ~o~!+`@q 屈光度为4,光瞳直径为4mm,字母F点在视网膜上所成的像。 #*UN >X P`cq H(
图7. 字母F在视网膜上颜色分析 JVSA&c%3 脚本代码 SR|`! Vo'T!e- B Option Explicit 'Remove this to enable non-dimensioned variables to be used. LF& z yL-YzF2 Dim entity As T_ENTITY ~
r438& Dim op As T_OPERATION .0`m\~ L Dim mat As T_MODELMATERIAL 7V!*NBsl Dim A As Double S;286[oq@ Dim pupilDiam As Double /^#;d
UB Dim eID As Long YOmM=X+'H Dim parID As Long \6 Zr Dim count As Integer 2OVRf0.R~ Dim taq As Double, Rant As Double, CCant As Double, Rpost As Double, CCpost As Double !`Hd-&}bYz Dim tlens As Double, nlens As Double GE%Z9#E Dim curv As Double, conic As Double S(*sw
0O@+ Dim ok As Long =V-|#j ]Hefm?9*^ Sub Main M:[ %[+6 Ku}Z '用户输入对话框 A#J`;5!Sc Begin Dialog UserDialog 320,126,"Input parameters" ' %GRID:10,7,1,1 @a0DT=>dT TextBox 220,21,40,21,.TextBox1 'default: 0 q%"VYt4 Text 20,21,190,21,"Accommodation (in Diopters):",.Text1,1 dQA'($ OKButton 40,91,90,21 biU^[g(" CancelButton 190,91,90,21 l:,'j@% Text 20,49,190,14,"Pupil diameter (4 mm default):",.Text2,1 6"J?
# TextBox 220,49,40,21,.TextBox2 'default: 4 @v)p<r^M"> End Dialog !C3MFm{B Dim dlg As UserDialog wc}5m
Hs Ki$MpA3j ok = Dialog (dlg) TE7nJ gm #Oc]
@ If ok=0 Then 'cancel button was pressed 'mFqEn Print "Execution cancelled." -~v2BN/ End
e]$}-i@# End If Tz8PS k1[ 5A3xVN= 'Assign accommodation and pupil diameter & use defaults if field left empty qzKdQ&vO If dlg.TextBox1 = "" Then xqG[~)~ A = 0 'Default accommodation [ 0KlC1= Else Gi?/C&1T A = CDbl(dlg.TextBox1) K<SyC54 End If ,*&:2o_r AQ,'
6F9 If dlg.TextBox2 = "" Then |@
s,XS pupilDiam = 4 'Default pupil diameter p93r'&Q Else 6z#acE1)M pupilDiam = CDbl(dlg.TextBox2) 8QLj[" End If Cz\ew B t\~P:" Print " "
!sQY&* Print "Accommodation = " & A & " Diopters" |Mup8(gCk Print "Pupil Diameter = " & pupilDiam & " mm" =hC,@R>; Vt %bI0# ' Calculate new parameters with accommodation bYpntV taq = 0.55 + 2.97 - 0.04*A 'Aqueous thickness ao1(]64X" Dwr)0nk Rant = 12.0 - 0.4*A 'Radius of anterior lens cdl&9-} CCant = -7.518749 + 1.285720*A 'Conic constant of anterior lens k;AD`7(= ?(Dq ?-. Rpost = -5.224557 + 0.2*A 'Radius of posterior lens
-:Da&V CCpost = -1.353971 - 0.431762*A 'Conic constant of posterior lens aeFe!`F eg\v0Y!rI tlens = 3.767 + 0.04*A 'Lens thickness LsqA**= AN8`7F1 nlens = 1.42 + 0.00256*A - 0.00022*A^2 'Lens index of refraction DS.RURzd{r q<[P6}. 'Adjust parameters to account for accommodation LrM=*Rh,O lYVz3p '************************************************************************* "7'J&^| 'Aqueous thickness (Position of Lens) |[<_GQl '************************************************************************* o{* e'4 eID = FindFullName( "Geometry.Arizona Eye.Lens" ) BP'36?=Zo GetCustomElement eID, entity %p^wZtm W=^#v parID = FindFullName( "Geometry.Arizona Eye" ) 42_`+Vt]d7 v5!d$Vctu ' Delete any shift(s) in z tZ:_ag)o count = 0 u]<,, While GetOperationCount(eID)>count w28o}$b` GetOperation eID, count, op z1PBMSG If op.Type="ShiftZ" Then "CSsCA$/ DeleteOperation eID,count ddJQC|xR} count=count-1 !;&p"E|b# End If Zd^rNHhA count=count+1 H[s(e56z Wend ck ]Do!h ~
-4{B 'Set new shift in YSr9VpqWV op.Type = "ShiftZ" [;4g op.val1 = taq .0S~872 op.parent = parID }iXDa?6% AddOperation eID, op iV5yJF{ZH Print "Set aqueous humor thickness = " & taq-0.55 b3&zjjQ q+H%)kF '************************************************************************* ;(f)&Yom 'Radius and conic constant of anterior lens ,X[ktz '************************************************************************* wa<MRt W= eID = FindFullName( "Geometry.Arizona Eye.Lens.Anterior" ) 9_# >aOqL GetConic eID, entity, curv, conic rHC>z7+z. 63q^ $I SetConic eID, entity, 1/Rant, CCant R0P
iv: Print "Set anterior lens radius = " & Rant & " and conic constant = " & CCant ~bM4[*Q7 CY
4gSe? '************************************************************************* MW! srTQ_ 'Radius and conic constant of posterior lens nHnK)9\ N '************************************************************************* NO7J!k? eID = FindFullName( "Geometry.Arizona Eye.Lens.Posterior" ) ]{)a,c NG GetConic eID, entity, curv, conic 35Ij
..z0 Sz%tJD.. SetConic eID, entity, 1/Rpost, CCpost A_XY'z 1 Print "Set posterior lens radius = " & Rpost & " and conic constant = " & CCpost 2KB\1& | |