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2020-12-09 09:18 |
Arizona眼睛模型
简介 j@s* hZ^J+ MS`XhFPS. 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。 <%N*IE"q ^jE8
"G* 模型 2 -pv
& 'mTQ=1 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。 HJ_8 `( ' :!/ (N
Table 1. AZ眼睛模型的定义 ix_&os]L_ 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. A=+1PgL66 8bdx$,$k 光源 qH4+iSTnV `4-N@h
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。 gE9x+g jct'B}@X( AD~_n^
图1. 光源和提示信息使用 j;J`PH 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。 K]&i9`>N 1 T}jK^" 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。 wlFK#iK _H"_&m$aDm
图2. 字母F光源的设定方法光 pv,z$3Q TDX~?>P
图3. 字母F在视网膜上位置点列图 zm mkmTp 视网膜的散射 /5X_gjOL, ~t<uX "K 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。 VA@ E(_lm&,4+ aA]wFZ
图4. 视网膜朗伯散射设定
s&iu+> 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。 Md&K#)9,( Ln8r~[tVE< tB`IBuy9!"
图5. 视网膜重点采样规格设定 `SA1V),~ 脚本 p_i',5H( $ I
J^ 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: 40O@a:q* 7-
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图6. 用户对话框的创建与编辑 -^JPY)\R
图7. 用户对话框编辑器 9&zQ5L> 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。 LK<ZF=z]Z 余下的脚本计算与屈光度有关的所有参数。 p}e| E! ,n`S
, 分析 x *a_43` M5P3; 屈光度为4,光瞳直径为4mm,字母F点在视网膜上所成的像。 }L
@~!=q* 6,!$S2(zT
图7. 字母F在视网膜上颜色分析 Js(MzL 脚本代码 U ]7;K>.T Z=
=c3~ Option Explicit 'Remove this to enable non-dimensioned variables to be used. iO"ZtkeNr Lb?0< Dim entity As T_ENTITY b#*"eZj Dim op As T_OPERATION (
j:eky Dim mat As T_MODELMATERIAL OVE?;x>n/1 Dim A As Double 2t?Vl%< Dim pupilDiam As Double lQv(5hIm Dim eID As Long ,hZ?]P& Dim parID As Long B%5"B} nG Dim count As Integer o*3\xg Dim taq As Double, Rant As Double, CCant As Double, Rpost As Double, CCpost As Double yH9&HFDp Dim tlens As Double, nlens As Double $wbIe"| Dim curv As Double, conic As Double 5lyHg{iqD Dim ok As Long FH{p1_kZ= >vXS6`; Sub Main Wiyiq )^ Z*IW*f&0>1 '用户输入对话框 1k`gr&S Begin Dialog UserDialog 320,126,"Input parameters" ' %GRID:10,7,1,1 1@9M[_<n5 TextBox 220,21,40,21,.TextBox1 'default: 0 6n;? :./ Text 20,21,190,21,"Accommodation (in Diopters):",.Text1,1 ZiRCiQ/? OKButton 40,91,90,21 x`I"%pG CancelButton 190,91,90,21 ND/oKM+? Text 20,49,190,14,"Pupil diameter (4 mm default):",.Text2,1 -j@IDd7 TextBox 220,49,40,21,.TextBox2 'default: 4 ]]y4$[|L End Dialog {Es1bO Dim dlg As UserDialog 7X>*B~(R _:FD#5BZ1 ok = Dialog (dlg) U;*O7K=P 6R*eJICN If ok=0 Then 'cancel button was pressed P.jy7:dB, Print "Execution cancelled." Wz#ZkNO End Ec^2tx"= End If 5=Y(.}6 "rVM23@
tq 'Assign accommodation and pupil diameter & use defaults if field left empty I:0dz:T7* If dlg.TextBox1 = "" Then k5*Z@a A = 0 'Default accommodation 2`> (LH Else F"QJ)F A = CDbl(dlg.TextBox1) VV sE]7P ] End If 7PwH&rI BqM[{Kv If dlg.TextBox2 = "" Then W@i|=xS? pupilDiam = 4 'Default pupil diameter 'v=BAY=Ef Else vu&ny&=` pupilDiam = CDbl(dlg.TextBox2) J%
ZM
V End If 5DO}&%.xt T!Lv%i*|Y Print " " xk3)#* Print "Accommodation = " & A & " Diopters" Vt-V'`Y Print "Pupil Diameter = " & pupilDiam & " mm" @, AB2D K)}Vr8,V ' Calculate new parameters with accommodation 0DN&HMI# taq = 0.55 + 2.97 - 0.04*A 'Aqueous thickness R]RLy#j bJkFCI/ Rant = 12.0 - 0.4*A 'Radius of anterior lens 6/vMK<Fz9 CCant = -7.518749 + 1.285720*A 'Conic constant of anterior lens /iJsa&W} ~}SQLYy7Z Rpost = -5.224557 + 0.2*A 'Radius of posterior lens = )4bf"~8 CCpost = -1.353971 - 0.431762*A 'Conic constant of posterior lens qk>M~, 3>=G-AH/$K tlens = 3.767 + 0.04*A 'Lens thickness <p +7,aE_ t{ `-G*^ nlens = 1.42 + 0.00256*A - 0.00022*A^2 'Lens index of refraction e@&2q{Gi= y)TBg8Q 'Adjust parameters to account for accommodation O2fFh_\ \&U"7gSL '************************************************************************* dj}P|v/;z 'Aqueous thickness (Position of Lens) $$*0bRfd4= '************************************************************************* wRq
f' eID = FindFullName( "Geometry.Arizona Eye.Lens" ) jS5K:yx< GetCustomElement eID, entity lE*.9T r 5+ MjR parID = FindFullName( "Geometry.Arizona Eye" ) tf1Y5P$ {UF|-VaG ' Delete any shift(s) in z &4)PW\ioY count = 0 ^K
9jJS9K While GetOperationCount(eID)>count ]iZ-MG)J GetOperation eID, count, op @&9<)1F If op.Type="ShiftZ" Then xsrdHP1 DeleteOperation eID,count y+izC+ count=count-1 .Np!Qp1* End If 'b+
Tio count=count+1 I;9DG8C&v* Wend a)6?:nY$ -qLNs_
_k 'Set new shift in %WYveY op.Type = "ShiftZ" GkKoc v op.val1 = taq 1KJ[&jS ] op.parent = parID `qZ@eGZ
z AddOperation eID, op 5"+;}E|q Print "Set aqueous humor thickness = " & taq-0.55 akwS;|SZ 6^FUuj. '************************************************************************* U;gy4rj 'Radius and conic constant of anterior lens SL_JA '************************************************************************* "\M3||.! eID = FindFullName( "Geometry.Arizona Eye.Lens.Anterior" ) =S\pI GetConic eID, entity, curv, conic ~c\2' [kPl7[OL SetConic eID, entity, 1/Rant, CCant -NDB.~E^DJ Print "Set anterior lens radius = " & Rant & " and conic constant = " & CCant tcI Z
2H% 5o0H7k] '************************************************************************* u0$}VO5/a 'Radius and conic constant of posterior lens *O-m:M!eA '************************************************************************* (&/~q:a> eID = FindFullName( "Geometry.Arizona Eye.Lens.Posterior" ) |1T[P)Q GetConic eID, entity, curv, conic uFOYyrESc 4=|oOIhgb SetConic eID, entity, 1/Rpost, CCpost Tb]
h<S Print "Set posterior lens radius = " & Rpost & " and conic constant = " & CCpost <S0gIg`) ETfoL.d$( '************************************************************************* VZ2CWE)t 'Lens thickness (Position of posterior lens surface) @X_)%Y-^O '************************************************************************* !ed0 B5]nP .R parID = FindFullName( "Geometry.Arizona Eye.Lens" ) }w)wW1& "h&[6-0' ' Delete any z-shift(s) X C'| count = 0 hr
g'Z5n While GetOperationCount(eID)>count (T",6 xBSG GetOperation eID, count, op t\\<+^[% If op.Type="ShiftZ" Then D5!I{hp" DeleteOperation eID,count q]y{
4"=5 count=count-1 QVD^p;b End If U^OR\=G^ count=count+1 YRj"]=
5N Wend `L.nj6F &=lhKt 'Set new z-shift ,6wGd aMR op.Type = "ShiftZ" OL623jQX op.val1 = tlens pAcu{5#7 op.parent = parID SFRYX,0m AddOperation eID, op H8!lSRq Print "Set lens thickness = " & tlens PB@jh} ;GZ'Rb '************************************************************************* z@xkE ,j> 'Lens index of refraction ~Ecx>f4nX '************************************************************************* tj
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