Arizona眼睛模型
简介 :m`D d 0B`5#4 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。 $9?:P}$v ueJ^Q,-t 模型 :h(RS ; vu)EB!%[ 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。 w4P;Z-Cd pyV`O[
Table 1. AZ眼睛模型的定义 A5j?Yts 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. <n,QSy# &?y@`',a0{ 光源 B:X%k/{ 6/ 5c| 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。 [z"E"_r~%Y %l8!p'a 07Yak<+~
图1. 光源和提示信息使用 pfZ[YC- 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。 VHPqEaR SZXSVz0j 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。 %T$>E7]! b_`h2dUq
图2. 字母F光源的设定方法光 Gx$m"Jeq\ Qw5-/p=t
图3. 字母F在视网膜上位置点列图 j*>Df2z 视网膜的散射 OCu_v%G0 7HVENj_b+M 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。 ~D@ YLW1z( &Z>??|f
2OpA1$n6
图4. 视网膜朗伯散射设定 o@N[O^Q
V 注意在视网膜的表面有散射重点采样规格定义,在“Scatter”标签的底部可获取该信息。“toward pupil”指定散射光朝向光瞳,半角度10度。 DTH}=r- a&0g0n6 Sed8Q-m
图5. 视网膜重点采样规格设定 AmC9qk8Q 脚本 `Kg!aN ~S<aIk0l 内置脚本使用对话框显示屈光度和光瞳直径的数值设置。使用FRED Basic脚本创建和使用对话框非常容易。图6显示了如何获取用户自定义对话框,如下图所示: ?,x\46]>_K :[+8(~| za
图6. 用户对话框的创建与编辑 -BP10-V
图7. 用户对话框编辑器 Y2tVq})! 如果“OK”按钮按下,将会核对对话框下面的代码行,如果点击取消则脚本终止。然后输入的参数赋予变量,如果此处是保留为空白,则使用默认值。因此,如果没有值输入并点击“OK”按钮,则脚本是以屈光度为0,光瞳直径为4mm来运行的。 ]&H"EHC<$ 余下的脚本计算与屈光度有关的所有参数。 Z$INmo6 #w%-IhP 分析 KDb j
C'3 hBRi5&% 屈光度为4,光瞳直径为4mm,字母F点在视网膜上所成的像。 E`.hM}h tl /i
图7. 字母F在视网膜上颜色分析 HI{q# 脚本代码 Uhr2"Nuuy [K,P)V>K Option Explicit 'Remove this to enable non-dimensioned variables to be used. @5wc 3y kJl^,q Dim entity As T_ENTITY ?\8 Dim op As T_OPERATION DzMg^Kp Dim mat As T_MODELMATERIAL i`e[Vwe2x@ Dim A As Double ]e),#_M Dim pupilDiam As Double bK!h{Rr Dim eID As Long } r(b:}DN Dim parID As Long 5qH*"i+|s Dim count As Integer c_ncx|dUs Dim taq As Double, Rant As Double, CCant As Double, Rpost As Double, CCpost As Double ip<VRC5`5 Dim tlens As Double, nlens As Double SF-E>s!XL Dim curv As Double, conic As Double yYGs]+ Dim ok As Long lCUYE"o LDEc}XXb Sub Main Bk3\NPa y akRKiz\ '用户输入对话框 0ZwXuq Begin Dialog UserDialog 320,126,"Input parameters" ' %GRID:10,7,1,1 `B"sy8}x TextBox 220,21,40,21,.TextBox1 'default: 0 a(6h`GHo Text 20,21,190,21,"Accommodation (in Diopters):",.Text1,1 {e|.AD OKButton 40,91,90,21 >U`G3(#7S CancelButton 190,91,90,21 C{m%]jKH Text 20,49,190,14,"Pupil diameter (4 mm default):",.Text2,1 <A=1]'1\r TextBox 220,49,40,21,.TextBox2 'default: 4 zMA;1Na End Dialog 2?
yo Dim dlg As UserDialog ^CLQs;zXE hsrf 2Xw[ ok = Dialog (dlg) "P#1= >w<w*pC If ok=0 Then 'cancel button was pressed .B<Bqr@?8 Print "Execution cancelled." Dq~;h \=' End NjZ~b/ End If ,DE>:ARZ 6 /YJA* 'Assign accommodation and pupil diameter & use defaults if field left empty kd !?N If dlg.TextBox1 = "" Then W9w*=W
)Z A = 0 'Default accommodation 'm~=sC_uL Else hZHM5J~ A = CDbl(dlg.TextBox1) bKmwXDv' End If N8pL2y:R[P siI%6Gn; If dlg.TextBox2 = "" Then -O\i^?lD; pupilDiam = 4 'Default pupil diameter Kw`CN Else F^bY]\-5 pupilDiam = CDbl(dlg.TextBox2) tgG*k$8z End If $O*@Jg= u*Xp%vNe Print " " $4xSI"+M% Print "Accommodation = " & A & " Diopters" -ymDRoi Print "Pupil Diameter = " & pupilDiam & " mm" vb]kh_ tjFX(;^[ ' Calculate new parameters with accommodation e1-tpD:J taq = 0.55 + 2.97 - 0.04*A 'Aqueous thickness y8s!sO <7Pp98si,u Rant = 12.0 - 0.4*A 'Radius of anterior lens L>~Tc CCant = -7.518749 + 1.285720*A 'Conic constant of anterior lens _Z[0:4 ?Q-Tyf$3 Rpost = -5.224557 + 0.2*A 'Radius of posterior lens GKo&?Tj) CCpost = -1.353971 - 0.431762*A 'Conic constant of posterior lens KL=<s#
]7Vg9&1` tlens = 3.767 + 0.04*A 'Lens thickness *p
$0(bz 7C7.}U nlens = 1.42 + 0.00256*A - 0.00022*A^2 'Lens index of refraction ]S&ki}i& P!|Z%H 'Adjust parameters to account for accommodation ??p%_{QY~b 4l
ZK@3 '************************************************************************* oV:oc, 'Aqueous thickness (Position of Lens) [o#% Eg; '************************************************************************* ia'z9 eID = FindFullName( "Geometry.Arizona Eye.Lens" ) eo9/ GetCustomElement eID, entity %nY\" vO1; ; parID = FindFullName( "Geometry.Arizona Eye" ) &kIeW;X :/|"db&` ' Delete any shift(s) in z 4c<
s"2F count = 0 QnVr)4" While GetOperationCount(eID)>count ).5X GetOperation eID, count, op 3>1^$0iq If op.Type="ShiftZ" Then W\kli';jyC DeleteOperation eID,count Y'|,vG count=count-1 xW`y7Q }p End If mcez3gH count=count+1 e7U\gtZ. Wend %)r ~GCd Zigv;}# 'Set new shift in RHC ZP op.Type = "ShiftZ" kCTf>sJe op.val1 = taq EhHxB
fAQ op.parent = parID !CYC7HeF AddOperation eID, op 3
39q%j$ Print "Set aqueous humor thickness = " & taq-0.55 ]X>yZec G7CeWfS '************************************************************************* XH!#_jy 'Radius and conic constant of anterior lens < |