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2020-12-09 09:18 |
Arizona眼睛模型
简介 hA1hE?c` Dt'e<d Is 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。 #_L& #2'&=?J1r 模型 c1!/jTX$ E6-(q!"A 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。 1Kf
t?g @.@#WHde
Table 1. AZ眼睛模型的定义 7MJ)p$& 在FRED中使用0屈光度来创建的,光瞳加在了透镜的前面。材料是创建一个新的材料并选择类型“Model Material”,输入的参数是nd和vd. e6xjlaKb )w?$~q 光源 Ywk[VD+. AS"|r 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。 QAnfxt6 <=2*UD | "8dnFrE
图1. 光源和提示信息使用 G:ngio]G0 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。 >@e%,z 92_H!m/ 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。 ssbyvzQ MCpK^7]k
图2. 字母F光源的设定方法光 I[IQFka} R*G>)YH
图3. 字母F在视网膜上位置点列图 Tka="eyIj3 视网膜的散射 >:nJTr 4n)Mx*{ 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。 Y6;9j=[ ZGvNEjff 0=zS&xM
图4. 视网膜朗伯散射设定 zvC,([ 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。 SFNd,(kB*z 0nnq/u^ JN-8\L
图5. 视网膜重点采样规格设定 b:I5poI3 脚本 Yaepy3F ?S:_J!vX{ 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: iL'
]du<wk ZP/=R<<
图6. 用户对话框的创建与编辑 dg8\(G
图7. 用户对话框编辑器 &c ~)z\$ 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。 bdhgHjz 余下的脚本计算与屈光度有关的所有参数。 %4K#<b"W T=Q{K|JE 分析 Gw,kC{:C L<]PK4 屈光度为4,光瞳直径为4mm,字母F点在视网膜上所成的像。 {moNtzE; gq &85([
图7. 字母F在视网膜上颜色分析 (2)9TpE; 脚本代码 !Shh$iz hIr^"kVK Option Explicit 'Remove this to enable non-dimensioned variables to be used. YWF<2l. BEx^IQ2 Dim entity As T_ENTITY 5LH ]B Dim op As T_OPERATION eA^|B zU Dim mat As T_MODELMATERIAL Bn:sN_N Dim A As Double kO"aE~ Dim pupilDiam As Double P*sCrGO% Dim eID As Long >(a_9l;q Dim parID As Long GdY^}TJrh Dim count As Integer KphEw[4/ Dim taq As Double, Rant As Double, CCant As Double, Rpost As Double, CCpost As Double SJ@_eir\o Dim tlens As Double, nlens As Double Xxw.{2Ji!q Dim curv As Double, conic As Double LK~0ck7 Dim ok As Long "ET"dMxU [} 3Y1t{G Sub Main o 4wKu NebZGD2K '用户输入对话框 3W0:0I Begin Dialog UserDialog 320,126,"Input parameters" ' %GRID:10,7,1,1 -3Hq 1 TextBox 220,21,40,21,.TextBox1 'default: 0 `rQl{$9IC Text 20,21,190,21,"Accommodation (in Diopters):",.Text1,1 /% 1lJD OKButton 40,91,90,21 !1R CancelButton 190,91,90,21 Ne_>%P|I_ Text 20,49,190,14,"Pupil diameter (4 mm default):",.Text2,1 h 42?^mV4? TextBox 220,49,40,21,.TextBox2 'default: 4 (#k#0T kE End Dialog OD|&qsbL Dim dlg As UserDialog P*]g*&*Y + K.Z{4x=0 ok = Dialog (dlg) U5=J;[w}N a}\JA`5;)Z If ok=0 Then 'cancel button was pressed =h{2!Ah7
X Print "Execution cancelled." Q5JeL6t End b
L~<~gA End If } q(0uzaG _Qas+8NW 'Assign accommodation and pupil diameter & use defaults if field left empty MvFXVCT# If dlg.TextBox1 = "" Then ^bGi_YC A = 0 'Default accommodation =c'LG Else Fjb[Ev A = CDbl(dlg.TextBox1) ?9A[;j|a0 End If )
|a5Qxz +/tD$ If dlg.TextBox2 = "" Then ok'1 pupilDiam = 4 'Default pupil diameter =|/b[Gd( Else lhU# /}Z pupilDiam = CDbl(dlg.TextBox2) MiRB*eA End If #S)*MT4ke OMU#Sx!6 Print " " 3-D!Z S& Print "Accommodation = " & A & " Diopters" arJ[.f9s Print "Pupil Diameter = " & pupilDiam & " mm" 8:bNFgJD P.0-( ' Calculate new parameters with accommodation 0a5P@;"a taq = 0.55 + 2.97 - 0.04*A 'Aqueous thickness XA68H!I I
uDk9<[b: Rant = 12.0 - 0.4*A 'Radius of anterior lens =k
z;CS+ CCant = -7.518749 + 1.285720*A 'Conic constant of anterior lens |%} ?*|- Z[VKB3Pb8 Rpost = -5.224557 + 0.2*A 'Radius of posterior lens "yumc5kt CCpost = -1.353971 - 0.431762*A 'Conic constant of posterior lens &k nnWm" 2_Qzc&"[
4 tlens = 3.767 + 0.04*A 'Lens thickness 03PVbDq- %M`&}'6' nlens = 1.42 + 0.00256*A - 0.00022*A^2 'Lens index of refraction EMo6$( -uZ^UG!K 'Adjust parameters to account for accommodation U&NOf;h$ %j,Ny}a '************************************************************************* V4>P8cE 'Aqueous thickness (Position of Lens) *HRRv.iQ '************************************************************************* [Zf<r1m eID = FindFullName( "Geometry.Arizona Eye.Lens" ) v|xlI4 GetCustomElement eID, entity $W2AiE[Wm g6farLBF parID = FindFullName( "Geometry.Arizona Eye" ) @fwU%S[v -:QyWw/d ' Delete any shift(s) in z
1Sy#* count = 0 vR,'': While GetOperationCount(eID)>count y.Py>GJJ1S GetOperation eID, count, op ~gf$ L9 If op.Type="ShiftZ" Then R[(,wY_1 DeleteOperation eID,count {:Q2Itsy count=count-1 VXa]L4jJ9 End If 1\2 m'o count=count+1 km^AX:r1 Wend I.>LG jy?^an}#h 'Set new shift in x[X.// : op.Type = "ShiftZ" $#!~K2$ op.val1 = taq iw{n|&Y#` op.parent = parID Um~jp:6p AddOperation eID, op s-*XAnot Print "Set aqueous humor thickness = " & taq-0.55 gSC@uf 8|l
Yf%n>j '************************************************************************* L81"W`? 'Radius and conic constant of anterior lens (7IF5g\ '************************************************************************* mH?hzxa+ eID = FindFullName( "Geometry.Arizona Eye.Lens.Anterior" ) GHkSU;}) GetConic eID, entity, curv, conic rk~/^(! H\^^p!^) SetConic eID, entity, 1/Rant, CCant .cb mCFXL Print "Set anterior lens radius = " & Rant & " and conic constant = " & CCant yD KX, #yqcUbJY0R '************************************************************************* WM#!X!Vo 'Radius and conic constant of posterior lens Zwcb5\Q '************************************************************************* z7CYYU? eID = FindFullName( "Geometry.Arizona Eye.Lens.Posterior" ) &.}zZ/ GetConic eID, entity, curv, conic OhTO*C8 [kXe)dMX8 SetConic eID, entity, 1/Rpost, CCpost ldxUq,p Print "Set posterior lens radius = " & Rpost & " and conic constant = " & CCpost V*?,r< | |