Arizona眼睛模型
简介 \v6M:KR5/
@HBEt^! 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。 /%4_-C pm pG^}Xf2a 模型 cECi') DFO7uw1 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。 `.#@@5e qzFQEepso
Table 1. AZ眼睛模型的定义 "+?Cz!i 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. hh~n#7w~IR ;WT{|z 光源 OzT#1T1'c =e><z9hY 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。 s cdtWA T\VNqs@ ?3Ij*}_O2
图1. 光源和提示信息使用 0W`LVue 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。 yMLOUUWa8x mL~z~w*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。 19(Dj&x
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图2. 字母F光源的设定方法光 :)jJge&^p j<pw\k{i
图3. 字母F在视网膜上位置点列图 JK#vkCkyM 视网膜的散射 Sd IX-k. 6zIgQ4Bp24 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。 JNWg|Qt A>NsKWf{ NYABmI/0c
图4. 视网膜朗伯散射设定 gM>=%/. 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。 5&CDHc7Oj _SZ5P>GIU ]WJfgN4
图5. 视网膜重点采样规格设定 (1pEEq84 脚本 %Y4e9T". W[NEe,.> 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: +TeFt5[)h ZX
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图6. 用户对话框的创建与编辑 R*1kR|*_)
图7. 用户对话框编辑器 w W$(r- 如果“OK”按钮按下,将会核对对话框下面的代码行,如果点击取消则脚本终止。然后输入的参数赋予变量,如果此处是保留为空白,则使用默认值。因此,如果没有值输入并点击“OK”按钮,则脚本是以屈光度为0,光瞳直径为4mm来运行的。 ,`td@Y 余下的脚本计算与屈光度有关的所有参数。 =He.fEy ~9D~7UR 分析 |!d"*.Q@F YEYY}/YX 屈光度为4,光瞳直径为4mm,字母F点在视网膜上所成的像。 __p_8P ZF#Rej?
图7. 字母F在视网膜上颜色分析 Snf"z8sw 脚本代码 tn/T6C^) ,7|;k2 Option Explicit 'Remove this to enable non-dimensioned variables to be used. `PI(%N MM{_Ur7Q Dim entity As T_ENTITY % U`xu. Dim op As T_OPERATION =Pe><k Dim mat As T_MODELMATERIAL h`MdKX$ Dim A As Double RE46k`44 Dim pupilDiam As Double @?B6aD|jE Dim eID As Long OIaYHA Dim parID As Long ul5|.C Dim count As Integer m.%`4L^`T Dim taq As Double, Rant As Double, CCant As Double, Rpost As Double, CCpost As Double 8{&["? Dim tlens As Double, nlens As Double !UV5zmS Dim curv As Double, conic As Double $*~Iu%Az Dim ok As Long Mxz,wfaH> `T!#@&+ Sub Main {LE&ylE xc'vS>& '用户输入对话框 ;Fl<v@9 Begin Dialog UserDialog 320,126,"Input parameters" ' %GRID:10,7,1,1 X=p"5hhfn TextBox 220,21,40,21,.TextBox1 'default: 0 B(HT.%r^A Text 20,21,190,21,"Accommodation (in Diopters):",.Text1,1 |qjZ38;6 OKButton 40,91,90,21 0=U70nKr CancelButton 190,91,90,21 aSaAC7sFk Text 20,49,190,14,"Pupil diameter (4 mm default):",.Text2,1 ;q#]-^ TextBox 220,49,40,21,.TextBox2 'default: 4 T|'&K:[TJ End Dialog b^V'BC3 Dim dlg As UserDialog "-i#BjZl/ Ya4?{2h@+ ok = Dialog (dlg) :.IN?X R"6;NPeo If ok=0 Then 'cancel button was pressed 8<PKKDgbfd Print "Execution cancelled." QocQowz End X:q_c =X End If ['Z{@9 gT1P*N;v 'Assign accommodation and pupil diameter & use defaults if field left empty -wr(vE, If dlg.TextBox1 = "" Then :\}U9QfCw A = 0 'Default accommodation L`K;IV%; Else M'jXve(=yF A = CDbl(dlg.TextBox1) ]rX9MA6 End If H7IW"UkBR o'UHStk If dlg.TextBox2 = "" Then `bP?o pupilDiam = 4 'Default pupil diameter T)\NkM& Else INNAYQ pupilDiam = CDbl(dlg.TextBox2) VuWib+fT End If >BiRk%x wly>H]i' Print " " q.oLmX Print "Accommodation = " & A & " Diopters" n9}RW;N+u Print "Pupil Diameter = " & pupilDiam & " mm" h`?k.{})M T_ ^C#> ' Calculate new parameters with accommodation v}`1)BUeF taq = 0.55 + 2.97 - 0.04*A 'Aqueous thickness 6v47 QW|' ePA;:8)_j Rant = 12.0 - 0.4*A 'Radius of anterior lens _X%Dw CCant = -7.518749 + 1.285720*A 'Conic constant of anterior lens P/aDd@j /t{=8v~ Rpost = -5.224557 + 0.2*A 'Radius of posterior lens k,_i#9X CCpost = -1.353971 - 0.431762*A 'Conic constant of posterior lens
GXeAe}T vfbe$4mH tlens = 3.767 + 0.04*A 'Lens thickness j+>Q# &h9 .Ty,_3+{#p nlens = 1.42 + 0.00256*A - 0.00022*A^2 'Lens index of refraction h3 @s2 fK zh?4K*>.k 'Adjust parameters to account for accommodation j.&
;c'V$. n6cq\@~A '************************************************************************* +qE']yzm! 'Aqueous thickness (Position of Lens) &z ksRX '************************************************************************* |cu`f{E2] eID = FindFullName( "Geometry.Arizona Eye.Lens" ) (Jpm
K O GetCustomElement eID, entity ~07RFR Yw^ Gti'< parID = FindFullName( "Geometry.Arizona Eye" ) j`9Nwa ,>S+-L8 ' Delete any shift(s) in z Xiju"Cup" count = 0
SsRVd^=;x While GetOperationCount(eID)>count
q)oN2- GetOperation eID, count, op eBvW#Hzp If op.Type="ShiftZ" Then vf_OQ4'G, DeleteOperation eID,count k`@w(HhS count=count-1 4WG=m}X
End If {G.jB/ count=count+1 u:5IjOb2^ Wend sY^lQN >)sqh ~P 'Set new shift in uQ1jwYK`7 op.Type = "ShiftZ" 8r^j P.V op.val1 = taq f!!P op.parent = parID K P6PQgc AddOperation eID, op <?4cWp|i Print "Set aqueous humor thickness = " & taq-0.55 #NMJZ ^Fvr
f`A' '************************************************************************* oT!/J 'Radius and conic constant of anterior lens ` U#Po_hq '************************************************************************* %O_t`wz eID = FindFullName( "Geometry.Arizona Eye.Lens.Anterior" ) vnVZJ}]w\ GetConic eID, entity, curv, conic oVEAlBm^v -$m@*L SetConic eID, entity, 1/Rant, CCant ex0oAt^ Print "Set anterior lens radius = " & Rant & " and conic constant = " & CCant D+hB[*7Fs *+W6 P.K '************************************************************************* @ AggznA8 'Radius and conic constant of posterior lens bN!u}DnN '************************************************************************* "B?R|
Xg eID = FindFullName( "Geometry.Arizona Eye.Lens.Posterior" ) &/DOO ^ GetConic eID, entity, curv, conic )O -cw7 > sSy$(% SetConic eID, entity, 1/Rpost, CCpost g~|y$T Print "Set posterior lens radius = " & Rpost & " and conic constant = " & CCpost
,| <jjq) 'tut4SwC '************************************************************************* <L2GUX36# 'Lens thickness (Position of posterior lens surface) 5Abz5-^KH '************************************************************************* b_ZNI0Hp@ XK3!V|y` parID = FindFullName( "Geometry.Arizona Eye.Lens" ) ]'6'<S ;9vIa7L& ' Delete any z-shift(s) Vp\80D& count = 0 MyqiBGTb While GetOperationCount(eID)>count iA&oLu[y3 GetOperation eID, count, op *F|i&2 If op.Type="ShiftZ" Then C|9[Al DeleteOperation eID,count u(8~4P0w count=count-1 v10mDr End If gINwvzW{ count=count+1 _~:j3=1& |