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2020-12-09 09:18 |
Arizona眼睛模型
简介 7Z<
2`&c7 <4:%M 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。
myOdf'= e_+SBN1`P& 模型 exxH0^ o`M.v[O 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。 -uei nd] *&BS[0;
Table 1. AZ眼睛模型的定义 [:M Fx6 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. *J3Z.fq%:i 7-Mm+4O9 光源 c[+uwO~ ms6dl-_t 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。 24I\smO GK&R,q5} ~m3Tq.sYrY
图1. 光源和提示信息使用 63SmQsv 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。 m\f}?t Rm[{^V.Z$ 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。 4Z0Y8y8) x31Jl{x8\?
图2. 字母F光源的设定方法光 ,zOv-pH ]D<3yIGS
图3. 字母F在视网膜上位置点列图 m't8\fo^w 视网膜的散射 c7@[RG ! HX#$ ^@Q( 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。 7|DPevrk bL2b^UB~% -5y=K40
图4. 视网膜朗伯散射设定 (9KiIRN 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。 ldWrv7.P Qe;R3D=T; 8X#\T/U
图5. 视网膜重点采样规格设定 ~=t K17i 脚本 ebiOR1)sN M)G|K a 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: F.iJz4ya_ &%;K_asV;
图6. 用户对话框的创建与编辑 '8c-V aa
图7. 用户对话框编辑器 _ q^JjR 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。 Q tl!f 余下的脚本计算与屈光度有关的所有参数。 q|QkJr< -'uz%2 { 分析 lNx:_g:SrZ IzlmcP3 屈光度为4,光瞳直径为4mm,字母F点在视网膜上所成的像。 m`xzvg j[|mC;y.
图7. 字母F在视网膜上颜色分析 zRFvWOxC\ 脚本代码 z4r g.ai /3o@I5 Option Explicit 'Remove this to enable non-dimensioned variables to be used. Gg3<
}( vt(cC)) Dim entity As T_ENTITY g_e_L39 Dim op As T_OPERATION kqZ+e/o>O9 Dim mat As T_MODELMATERIAL (3N;- Dim A As Double :xZ^Jq91 Dim pupilDiam As Double bj_oA
i Dim eID As Long cm`x;[e6l Dim parID As Long 7 ;SI= Dim count As Integer 'Omj-o'tn9 Dim taq As Double, Rant As Double, CCant As Double, Rpost As Double, CCpost As Double W$`p ,$ .n Dim tlens As Double, nlens As Double -op(26:W< Dim curv As Double, conic As Double lx&;?QQ Dim ok As Long [Mp8" )<vuv9=k\% Sub Main hIFfvUl VH6J
@m '用户输入对话框 L)3JTNiB Begin Dialog UserDialog 320,126,"Input parameters" ' %GRID:10,7,1,1 WoWmmZ TextBox 220,21,40,21,.TextBox1 'default: 0 ,rWej;CzN Text 20,21,190,21,"Accommodation (in Diopters):",.Text1,1 .NT9dX OKButton 40,91,90,21 #_'|
TT>p# CancelButton 190,91,90,21 W*9*^ Text 20,49,190,14,"Pupil diameter (4 mm default):",.Text2,1 kGW4kuh)/q TextBox 220,49,40,21,.TextBox2 'default: 4 W6jdS;3 End Dialog |`Iispn Dim dlg As UserDialog ,L$,d u9D#5NvGs ok = Dialog (dlg) /7uAf{ fl o9iifZ If ok=0 Then 'cancel button was pressed oETl?Vt Print "Execution cancelled." +K7oyZg End 0 ![ End If ~JG\b?s 5'S~PQka* 'Assign accommodation and pupil diameter & use defaults if field left empty ,g:\8*Y>' If dlg.TextBox1 = "" Then xH>2$ ;f A = 0 'Default accommodation j S<."a/n Else -gVsOX0 A = CDbl(dlg.TextBox1) ]OLe&VRix End If um*!+Q E{xcu9 If dlg.TextBox2 = "" Then ,O`~ D~$ pupilDiam = 4 'Default pupil diameter v6KRE3:V Else [xH Hm5$ pupilDiam = CDbl(dlg.TextBox2) Mh8s @g End If v&Oc,W Yqb3g(0 Print " " y-lBaTE9 Print "Accommodation = " & A & " Diopters" t>JPK_b0 Print "Pupil Diameter = " & pupilDiam & " mm" >wf.C% Sq[LwJ ' Calculate new parameters with accommodation Lb} $)AcC taq = 0.55 + 2.97 - 0.04*A 'Aqueous thickness oP_}C[ XxLauJP
K Rant = 12.0 - 0.4*A 'Radius of anterior lens NM4b]> CCant = -7.518749 + 1.285720*A 'Conic constant of anterior lens B;c2gu
`XrF , Rpost = -5.224557 + 0.2*A 'Radius of posterior lens +\U#:gmw CCpost = -1.353971 - 0.431762*A 'Conic constant of posterior lens .dKFQH iYJ $$e"[g tlens = 3.767 + 0.04*A 'Lens thickness m*~Iu<5L %JPBD]&M nlens = 1.42 + 0.00256*A - 0.00022*A^2 'Lens index of refraction ~zhP[qA})
>8.o 'Adjust parameters to account for accommodation LGq
T$ O| "I0F"nQ '************************************************************************* #H.DnW 'Aqueous thickness (Position of Lens) Pd04 '************************************************************************* 0$=w8tP) eID = FindFullName( "Geometry.Arizona Eye.Lens" ) %![3?|8~ GetCustomElement eID, entity ,racmxnv >b2wFo/em parID = FindFullName( "Geometry.Arizona Eye" ) ^0HgE;4 *u ]aWx ' Delete any shift(s) in z <5o
oML]nP count = 0 Dy|)u1? While GetOperationCount(eID)>count DdCNCXU GetOperation eID, count, op 'q\[aKEX= If op.Type="ShiftZ" Then f f5 e]^, DeleteOperation eID,count HwZ"l31 count=count-1 _*fOn@Vwo End If JVR,Py:%G count=count+1 {'z( Wend q!AcMd\ +d=w%r) 'Set new shift in 2Z+:^5 op.Type = "ShiftZ" jJyS^*.X op.val1 = taq d8.A8<wUr op.parent = parID 0+Z?9$a1 AddOperation eID, op M`p[ Zq Print "Set aqueous humor thickness = " & taq-0.55
6)yi^v 2:G/Oj h&] '************************************************************************* 11?d,6Jl 'Radius and conic constant of anterior lens $7*@TMX '************************************************************************* J~|:Q.Rt` eID = FindFullName( "Geometry.Arizona Eye.Lens.Anterior" ) _~bG[lX ! GetConic eID, entity, curv, conic
" 2Q*- W~j>&PK,? SetConic eID, entity, 1/Rant, CCant YK>?;U+| Print "Set anterior lens radius = " & Rant & " and conic constant = " & CCant ..Bf-)w t&Jrchk '************************************************************************* RC!9@H5S# 'Radius and conic constant of posterior lens |p`}vRv
Uh '************************************************************************* N#GMvU#R eID = FindFullName( "Geometry.Arizona Eye.Lens.Posterior" ) p4vX3?&1W GetConic eID, entity, curv, conic l7#2
e ORm T
3<2ds SetConic eID, entity, 1/Rpost, CCpost b}!T!IP} Print "Set posterior lens radius = " & Rpost & " and conic constant = " & CCpost X#Hl<d2
|:pBk: '************************************************************************* I ;F\'P)e 'Lens thickness (Position of posterior lens surface) *_@$"9 '************************************************************************* h-6x! 6pm BMb0Pu8 parID = FindFullName( "Geometry.Arizona Eye.Lens" ) )u1=, D 3;F up4!4} ' Delete any z-shift(s) a xz-H`oq4 count = 0 L:7 kp<E While GetOperationCount(eID)>count WHcw5_3# GetOperation eID, count, op K"8! If op.Type="ShiftZ" Then `#?]g ! DeleteOperation eID,count o]<J&<WM count=count-1 qVE<voB8 End If m8Rt>DY count=count+1 S3^(L Wend :"gu=u! A8
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