infotek |
2020-12-09 09:18 |
Arizona眼睛模型
简介 CcDi65s <E&[sQ|3 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。 &IZthJqV 8i?Hh?Mf} 模型 2A,iY}R #0F6{&;
M 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。 s\Zp/-Q 0QakFt
Table 1. AZ眼睛模型的定义 vwc)d{ND 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. _7k6hVQ q%rfKHMA50 光源 [Y%H8} })Pq!u:3 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。 >^U$2P S1`;2mAf* c^%vyBMY
图1. 光源和提示信息使用 @An "ClDa 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。 l7p*::(9 Q^Lk^PP7 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。 ~8htg8CZ` |IgH0
zZ
图2. 字母F光源的设定方法光 E+tV7xa~ ~A X@o-WU
图3. 字母F在视网膜上位置点列图 Z(gW(O9h.V 视网膜的散射 .&Q'aOg k`u:Cz#aB 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。 piy_9nk D{Rk9MKkE |Nfi y
图4. 视网膜朗伯散射设定 H:x{qS4Si 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。 uPvE;E_ o`EL)K{ A=+
|&+? t
图5. 视网膜重点采样规格设定 GQR|t?:t 脚本 EAE\'9T&g HK/T`p# 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: B0&W wa: |+|q`SwJ
图6. 用户对话框的创建与编辑 XoO#{7a
图7. 用户对话框编辑器 Hyj<Fqr!. 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。 =Ll:Ba Q 余下的脚本计算与屈光度有关的所有参数。 /^XGIQ/W YR\pt8(z? 分析 P_:~!+W, O:hCUr 屈光度为4,光瞳直径为4mm,字母F点在视网膜上所成的像。 $vQ#ah/k {)c2#h
图7. 字母F在视网膜上颜色分析 iFi6,V*PRt 脚本代码 %~$P.Zh 6(9S'~*'R Option Explicit 'Remove this to enable non-dimensioned variables to be used. o;#9$j7QP! ux
7^PTgcO Dim entity As T_ENTITY i`F8kg`_K Dim op As T_OPERATION :K#z~#n Dim mat As T_MODELMATERIAL @ 7WWoy Dim A As Double UmC_C[/n? Dim pupilDiam As Double <Y9 L3O`[ Dim eID As Long %xH2jf Dim parID As Long <691pkX Dim count As Integer 7"iUyZ( Dim taq As Double, Rant As Double, CCant As Double, Rpost As Double, CCpost As Double )uJu.foE Dim tlens As Double, nlens As Double , (Bo .(] Dim curv As Double, conic As Double eOdB<He36 Dim ok As Long Jh)x_&R&Q #"6O3.P Sub Main [
BpZ{Ql p}r1@L s '用户输入对话框 aJmSagr69C Begin Dialog UserDialog 320,126,"Input parameters" ' %GRID:10,7,1,1 $XOs(>~"r TextBox 220,21,40,21,.TextBox1 'default: 0 !i`HjV0wS Text 20,21,190,21,"Accommodation (in Diopters):",.Text1,1 \*(A1Vk OKButton 40,91,90,21 VPAi[<FzOG CancelButton 190,91,90,21 $}* bZ~ Text 20,49,190,14,"Pupil diameter (4 mm default):",.Text2,1 ;B,6v P# TextBox 220,49,40,21,.TextBox2 'default: 4 )nI}K QJ< End Dialog 42{\u 08Z Dim dlg As UserDialog h:J0d~u n&4 4Acs[ ok = Dialog (dlg) )fRZ}7k: {&bjjM If ok=0 Then 'cancel button was pressed v*&WxP^Gm Print "Execution cancelled." t04_~e End ev$\Ns^g$3 End If ?$>#FKrt ?c$z?QTMJ 'Assign accommodation and pupil diameter & use defaults if field left empty 3kc.U If dlg.TextBox1 = "" Then q3CcXYY A = 0 'Default accommodation 6BnP"R. Else PqhR^re0. A = CDbl(dlg.TextBox1) |v'_Co0ki End If )$.::[pNA 6w )mo)<X If dlg.TextBox2 = "" Then ^E)*i#."4 pupilDiam = 4 'Default pupil diameter - s} Else ^ |xSU_wa pupilDiam = CDbl(dlg.TextBox2) 19r4J(pV
End If 5\?\|* WT ~g6`Cp` Print " " &"h 9Awn2 Print "Accommodation = " & A & " Diopters" O>h,u[0 Print "Pupil Diameter = " & pupilDiam & " mm" X*Qtbm, ^iHwv*ss ' Calculate new parameters with accommodation 4IT`8n~ taq = 0.55 + 2.97 - 0.04*A 'Aqueous thickness 4=Wtv/
3 ]I+"";oQGB Rant = 12.0 - 0.4*A 'Radius of anterior lens y,.X5#rnX* CCant = -7.518749 + 1.285720*A 'Conic constant of anterior lens s.zfiJ 6ojEEM Rpost = -5.224557 + 0.2*A 'Radius of posterior lens hhqSfafUX CCpost = -1.353971 - 0.431762*A 'Conic constant of posterior lens EGY'a*]cU TN+iv8sT tlens = 3.767 + 0.04*A 'Lens thickness E/OJ}3Rf Y%i=u:}fm nlens = 1.42 + 0.00256*A - 0.00022*A^2 'Lens index of refraction vq.~8c1 Ub(8ko:8$ 'Adjust parameters to account for accommodation
C,;hNg[ >R9_; '************************************************************************* t=K;/1 'Aqueous thickness (Position of Lens) >\/H2j '************************************************************************* X:un4B}O eID = FindFullName( "Geometry.Arizona Eye.Lens" ) <#[_S$54 GetCustomElement eID, entity n0nvp@?7bJ :nt 7jm, parID = FindFullName( "Geometry.Arizona Eye" ) _>6xUt {Xc^-A[~ ' Delete any shift(s) in z z)Yk&;XC count = 0 Zgw;AY.R> While GetOperationCount(eID)>count wU9H=w^ GetOperation eID, count, op a/nKKhXaM If op.Type="ShiftZ" Then sW53g$`v DeleteOperation eID,count 5yh:P3 / count=count-1 hJkSk;^ End If R.Plfm06Ue count=count+1 ;T9u$4< Wend =u*\P!$ aZk/\&=6 'Set new shift in ]d}h`!: op.Type = "ShiftZ" WT-BHB1 op.val1 = taq 7lC ); op.parent = parID /uh?F AddOperation eID, op L7gZ4Hu=` Print "Set aqueous humor thickness = " & taq-0.55 C9,|G7~*q ,t2yw '************************************************************************* M_:_(y>l 'Radius and conic constant of anterior lens Ve]ufn6 '************************************************************************* GH6 HdZ eID = FindFullName( "Geometry.Arizona Eye.Lens.Anterior" ) 4/z
K3%J GetConic eID, entity, curv, conic (P+TOu-y\ _7)>/YK?}4 SetConic eID, entity, 1/Rant, CCant aB=&X | |