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2020-12-09 09:18 |
Arizona眼睛模型
简介 U\*J9 |8tilOqI 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。 _zi| wDe& 1(T^ 模型 ;hN!s`vq v
z '&%( 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。 [K0(RDV)% '16b2n+F@#
Table 1. AZ眼睛模型的定义 @t_=Yl2; 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. HCC#j9UN6 VS8Rx.? 光源 &FN.:_E @i IRmQ 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。 Qn)a/w- 'AS|ZRr/ y/ef>ZZ
图1. 光源和提示信息使用 O[JL+g4
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。 I(BQ34q 4u})+2W 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。 {[?(9u7R n]o<S+z
图2. 字母F光源的设定方法光 L>4"( VQ9/Gxdeo
图3. 字母F在视网膜上位置点列图 lp%pbx43s 视网膜的散射 m`^q <sj H%Q7D- 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。 t=W}SH D7Q$R:6| g&Vx:fOC
图4. 视网膜朗伯散射设定 UhQj
Qaa~ 注意在视网膜的表面有散射重点采样规格定义,在“Scatter”标签的底部可获取该信息。“toward pupil”指定散射光朝向光瞳,半角度10度。 aE$[52 @O^6&\s> >V8-i`
图5. 视网膜重点采样规格设定 K} X&AJ5A 脚本 \\B(r 7}5JDG 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: Sw,+p dn$!&
图6. 用户对话框的创建与编辑 Gm^U;u}=f
图7. 用户对话框编辑器 N)\. [v 如果“OK”按钮按下,将会核对对话框下面的代码行,如果点击取消则脚本终止。然后输入的参数赋予变量,如果此处是保留为空白,则使用默认值。因此,如果没有值输入并点击“OK”按钮,则脚本是以屈光度为0,光瞳直径为4mm来运行的。 6)
[H?Q 余下的脚本计算与屈光度有关的所有参数。 ]Wlco y(yHt=r 分析 eiaFaYe\ . ~~T\rmI 屈光度为4,光瞳直径为4mm,字母F点在视网膜上所成的像。 a fW@T2 ['tY4$L(
图7. 字母F在视网膜上颜色分析 e)?
.r9pA; 脚本代码 6HWE~`ok6 nB SYsp{ Option Explicit 'Remove this to enable non-dimensioned variables to be used. xHLlMn4M ShP^A"Do Dim entity As T_ENTITY ~H<6gN<j(. Dim op As T_OPERATION oDA XiY$u Dim mat As T_MODELMATERIAL FxWS V| Z Dim A As Double 9x9 T<cx Dim pupilDiam As Double T<Z &kYU:R Dim eID As Long paE[rS\ Dim parID As Long Ee%%d Dim count As Integer \aUC(K~o\; Dim taq As Double, Rant As Double, CCant As Double, Rpost As Double, CCpost As Double `*N[jm" Dim tlens As Double, nlens As Double |a`Sc% Dim curv As Double, conic As Double ?(F6#"/E Dim ok As Long j[G 17"uf.G Sub Main 2,b(,3{`4: Zbt.t]N '用户输入对话框 S3*`jF>q Begin Dialog UserDialog 320,126,"Input parameters" ' %GRID:10,7,1,1 XZ]uUP TextBox 220,21,40,21,.TextBox1 'default: 0 bP$dU,@p~ Text 20,21,190,21,"Accommodation (in Diopters):",.Text1,1 .K2qXw"S# OKButton 40,91,90,21 }t=!(GOb} CancelButton 190,91,90,21 b;W3j Text 20,49,190,14,"Pupil diameter (4 mm default):",.Text2,1 &P}_bx TextBox 220,49,40,21,.TextBox2 'default: 4 BWv^zi End Dialog t[;LD_ Dim dlg As UserDialog JWhdMU o!Ieb ok = Dialog (dlg) 6"5A%{J gpvYb7Of0 If ok=0 Then 'cancel button was pressed :vqgGKml$ Print "Execution cancelled." Ls$D$/:q? End U}e!Wjrc End If mCsMqDH (pCrmyB 'Assign accommodation and pupil diameter & use defaults if field left empty RYQR(v If dlg.TextBox1 = "" Then M2>Vj/ A = 0 'Default accommodation tGh~!|P Else fo#fg8zX% A = CDbl(dlg.TextBox1) Ky!Y" End If i$:*Pb3mV p{Yv3dNl If dlg.TextBox2 = "" Then FaQe_; pupilDiam = 4 'Default pupil diameter 2W96Zju\ Else G )trG9 .a pupilDiam = CDbl(dlg.TextBox2) Hz1%x End If +\c5]` F|o:W75 Print " " ;4^Rx Print "Accommodation = " & A & " Diopters" +>Qq(Y Print "Pupil Diameter = " & pupilDiam & " mm" jrlVvzZ rb2S7k0{ ' Calculate new parameters with accommodation QQ*hCyw! taq = 0.55 + 2.97 - 0.04*A 'Aqueous thickness a}BYov Vod\a5c Rant = 12.0 - 0.4*A 'Radius of anterior lens \FbvHr, CCant = -7.518749 + 1.285720*A 'Conic constant of anterior lens .9 on@S uk<4+x,2) Rpost = -5.224557 + 0.2*A 'Radius of posterior lens "3)C'WlEy/ CCpost = -1.353971 - 0.431762*A 'Conic constant of posterior lens 1EO7H{E= 8>2.UrC tlens = 3.767 + 0.04*A 'Lens thickness b8`)y< | |