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2020-12-09 09:18 |
Arizona眼睛模型
简介 /A/k13 J 2[$` ]{U 人眼光学模型可用来设计眼科用设备,光学系统注定了要与人眼一起使用。本文演示了这样一个模型:Arizona眼睛模型,在Jim Schwiegerling教授的书中有详细描述:《Field Guide to Visual and Ophthalmic Optics》。AZ眼睛模型达到了基于平均临床数据所决定的轴上和轴外像差等级。FRED文件包含了此眼睛模型及几个用来分析它的光源,并包括一个基于想要的屈光度来调整模型的内嵌脚本。 O{`r.H1', &y=~:1&f 模型 s7TV@Y) B%d2 tsDw 模型的定义如表1种所示,由半径、圆锥常数、折射率、阿贝数、到下一面的距离等一系列表面组成。一些参数由屈光度(A)来决定。 >QM$
NIf@ 9b*1-1"
Table 1. AZ眼睛模型的定义 )x*pkE**c 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. :i ft{XR' Gr?[s'Ze 光源 ,zY!EHpx _K"X 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。 27Ve $Q8]v x9!vtrM\Zr |k^ *
图1. 光源和提示信息使用 E64d6z^7u 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。 *T'>-nm]
x=(cQmQ 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。 zWh[U'6 h .Iscr^~
图2. 字母F光源的设定方法光 p KF>_\
2!35Tj"RFE
图3. 字母F在视网膜上位置点列图 s) vHLf4 T 视网膜的散射 )} H46 -v(.]`Wo&; 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。 $}/ !mXI5 OxraaN` ?X.MKNbp
图4. 视网膜朗伯散射设定 |[VtYV _{ 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。 )c#m<_^
kMHupROj xED`8PCfu
图5. 视网膜重点采样规格设定 jyt#C7mj-A 脚本 {<HL}m@kQ t1)b26; 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: d4#Q<!r <z*SO
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图6. 用户对话框的创建与编辑 P/'~&*m-
图7. 用户对话框编辑器 0omg%1vt<A 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。 "3*Chc 余下的脚本计算与屈光度有关的所有参数。 wr=h=vXU[ [*j
C 分析 pH%cbBm ,|_ewye 屈光度为4,光瞳直径为4mm,字母F点在视网膜上所成的像。 &+-ZXN U&PAs
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图7. 字母F在视网膜上颜色分析 n*^g^gp 脚本代码 p;:tzH\l 2B_6un];W Option Explicit 'Remove this to enable non-dimensioned variables to be used. x\XgQQ]- #D3e\( Dim entity As T_ENTITY QeA)@x.p Dim op As T_OPERATION @5H1Ni5/o@ Dim mat As T_MODELMATERIAL Wxg,y{(` Dim A As Double 2#LcL
Dim pupilDiam As Double >\K<q>* Dim eID As Long EH"iK2n\9 Dim parID As Long VuwBnQ.2k Dim count As Integer $=$I^hV Dim taq As Double, Rant As Double, CCant As Double, Rpost As Double, CCpost As Double l!\C"f1o, Dim tlens As Double, nlens As Double 0k>NuIIP Dim curv As Double, conic As Double _Kx
/z Dim ok As Long
)1O *~% ;h_"5/# Sub Main 1 ,o C:N )_b#c+ '用户输入对话框 MQ2gzKw> Begin Dialog UserDialog 320,126,"Input parameters" ' %GRID:10,7,1,1 gh}FZs5P TextBox 220,21,40,21,.TextBox1 'default: 0 R! ?8F4G Text 20,21,190,21,"Accommodation (in Diopters):",.Text1,1 "uCx.Q9ef OKButton 40,91,90,21 \~Zj](# CancelButton 190,91,90,21 E$/`7p8) Text 20,49,190,14,"Pupil diameter (4 mm default):",.Text2,1 71cc6T TextBox 220,49,40,21,.TextBox2 'default: 4 mwCNfwb: End Dialog B4R!V!Z* Dim dlg As UserDialog
}nYm^Yh O{&5 /xBA ok = Dialog (dlg) E8=.TM]L 6}IOUWLB@ If ok=0 Then 'cancel button was pressed dW<. Print "Execution cancelled." $I-$X? End A,MRK#1u End If TclZdk]%T <(?ahO5 'Assign accommodation and pupil diameter & use defaults if field left empty 5JDqSz{ If dlg.TextBox1 = "" Then e}f!zA A = 0 'Default accommodation |A7Yv Else M9]O!{sq A = CDbl(dlg.TextBox1) 0F`@/C1y55 End If -hL8z$} Iqe4O~) If dlg.TextBox2 = "" Then 29u"\f a pupilDiam = 4 'Default pupil diameter 2j H` Else XYWGX;.= pupilDiam = CDbl(dlg.TextBox2) O?D*<rwD End If }Q`Kg8L LcE!e%3 Print " " 2#@S6zc Print "Accommodation = " & A & " Diopters"
nq8mz I Print "Pupil Diameter = " & pupilDiam & " mm" ;38DB o Lh"Je-x<< ' Calculate new parameters with accommodation f&H):. taq = 0.55 + 2.97 - 0.04*A 'Aqueous thickness >AV-i$4eQ@ ~({aj|Y Rant = 12.0 - 0.4*A 'Radius of anterior lens (E&}SI~ CCant = -7.518749 + 1.285720*A 'Conic constant of anterior lens it5].A& #It{B Rpost = -5.224557 + 0.2*A 'Radius of posterior lens -'&MT | |