Arizona眼睛模型
简介 F=~LVaF/_ IyGW>g6_. 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。 bDM;7fFp$ =FXq=x%9+ 模型 ' |
bHu PgwNE wG 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。 OiMr, a3[lZPQe
Table 1. AZ眼睛模型的定义 wVtBH_> 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. \-R\xL ~MLBO 光源 E sx`UG| 3B[u2o> 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。 ,ko0XQBl .vhEm6wJUM 3C(V<R?
图1. 光源和提示信息使用 eAbp5}B 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。 -)Y[t Z^*`
=U+_;;F= 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。 Ebytvs,w uw9w{3]0f
图2. 字母F光源的设定方法光 R#Hz%/:|A O*+,KKPt
图3. 字母F在视网膜上位置点列图 vON1\$bu` 视网膜的散射 ^<QF*! .V?>Jhok 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。 f&L8<ASFo 7DCu#Y[ 53)*i\9&
图4. 视网膜朗伯散射设定 : tcqb2p 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。 3[}w#n1 6eHw\$/ d}(b!q9
图5. 视网膜重点采样规格设定 A!fRpN 脚本 <+)B8I^ R:t 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: H"J>wIuGX 'v'=t<wgl
图6. 用户对话框的创建与编辑 -<M'h
图7. 用户对话框编辑器 :dj=kuUTbu 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。 Qvhz$W[P> 余下的脚本计算与屈光度有关的所有参数。 N2e]S8- Wc!.{2 分析 >`u/#mrd &Y|AX2KUC 屈光度为4,光瞳直径为4mm,字母F点在视网膜上所成的像。 8I,/ysT: 6V6,m4e
图7. 字母F在视网膜上颜色分析 Jw)-6WJ!uO 脚本代码 <CY<-H s.9_/cFWB Option Explicit 'Remove this to enable non-dimensioned variables to be used. ?emYLw AN
'L-
E Dim entity As T_ENTITY co [ Dim op As T_OPERATION cy!;;bB Dim mat As T_MODELMATERIAL &)#bdt[ Dim A As Double Trt1M Dim pupilDiam As Double |;MW98 A Dim eID As Long RqRyZ*n Dim parID As Long e{7"7wn= Dim count As Integer 4&+lc* Dim taq As Double, Rant As Double, CCant As Double, Rpost As Double, CCpost As Double T@\%h8@~] Dim tlens As Double, nlens As Double L#9g ~>~ Dim curv As Double, conic As Double { K* Dim ok As Long X6k-a; l
F*x\AT Sub Main hT?|:!ED.F .[8g6:> '用户输入对话框 P*.0kR1n Begin Dialog UserDialog 320,126,"Input parameters" ' %GRID:10,7,1,1 w^wh|'u^_@ TextBox 220,21,40,21,.TextBox1 'default: 0 Q_M:v Text 20,21,190,21,"Accommodation (in Diopters):",.Text1,1 LQ3J$N OKButton 40,91,90,21 ;P!x/Ct CancelButton 190,91,90,21 <n{-&;> Text 20,49,190,14,"Pupil diameter (4 mm default):",.Text2,1 Rg6/6/ IN TextBox 220,49,40,21,.TextBox2 'default: 4 )G=hgqy End Dialog ~Op~~
m Dim dlg As UserDialog /w2jlu}yt zaMKwv}BR ok = Dialog (dlg) gtlyQ
_V GBo'= If ok=0 Then 'cancel button was pressed Z]x)d|3; Print "Execution cancelled." bA8RoC End }Z3+z@L End If @'fWS^ ;& rugR>&mea 'Assign accommodation and pupil diameter & use defaults if field left empty N@G~+GCxL If dlg.TextBox1 = "" Then wwVg'V; A = 0 'Default accommodation q$BS@
Else wC~LZSTt A = CDbl(dlg.TextBox1) m(eR Wx&pZ End If D|R aj\R 4NxI:d$&* If dlg.TextBox2 = "" Then XVWVY} pupilDiam = 4 'Default pupil diameter bo04y)Iz Else \YrvH pupilDiam = CDbl(dlg.TextBox2) mdy+ >e< End If _5&LV2 3?:?dy(3z Print " " :]+p#l Print "Accommodation = " & A & " Diopters" OXIy0].b Print "Pupil Diameter = " & pupilDiam & " mm" MMS#Ci=Lj Egr'IbB ' Calculate new parameters with accommodation yi@mf$A| taq = 0.55 + 2.97 - 0.04*A 'Aqueous thickness TU}./b@F 1./iF>*A Rant = 12.0 - 0.4*A 'Radius of anterior lens Q3|I.I e CCant = -7.518749 + 1.285720*A 'Conic constant of anterior lens _l||69|. Z|IFT1K Rpost = -5.224557 + 0.2*A 'Radius of posterior lens =VOl
* CCpost = -1.353971 - 0.431762*A 'Conic constant of posterior lens sad[(| jO6yZt tlens = 3.767 + 0.04*A 'Lens thickness ZKco ->Bx>Y nlens = 1.42 + 0.00256*A - 0.00022*A^2 'Lens index of refraction ruK,Z,3Q $3D#U^7i 'Adjust parameters to account for accommodation 3E]IEf RuuXDuu:VL '************************************************************************* k*Vf2O3${ 'Aqueous thickness (Position of Lens) {u_2L_ '************************************************************************* |?Bb{Es eID = FindFullName( "Geometry.Arizona Eye.Lens" ) pSh$#]mZ` GetCustomElement eID, entity l5fF.A7TT a-Ef$(i_ parID = FindFullName( "Geometry.Arizona Eye" ) n 9N'}z #7yy7Y5 ' Delete any shift(s) in z JwMFu5 @ count = 0 U7@)RJ While GetOperationCount(eID)>count 5X=ik7m^ GetOperation eID, count, op ? =a, If op.Type="ShiftZ" Then PP_fTacX DeleteOperation eID,count 9a;8^?Ld%S count=count-1 dpI9DzA; End If *&sXC@^@^ count=count+1 )o>1=Y`[z Wend ?)V}_%fVv sksop4gu5 'Set new shift in _E< |