Arizona眼睛模型
简介 .:_'l)- VFE@qX| 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。 Sv =YI :UwBs 模型 kUBE+a6# l5z//E}W 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。 oXo>pl vG |!d+
Table 1. AZ眼睛模型的定义 kD#T_d 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. "&L8d(ZuA =%_=!% 光源 HwU9y XJul~"
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。 #.8v[TkKq KXKT5E$ s.M39W?
图1. 光源和提示信息使用 T CT8OU| 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。 ^^q&VL @ZEBtM%.O 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。 txEN7! <ZT
C^=3
图2. 字母F光源的设定方法光 a\sK{`|X* ~[H8R|j "
图3. 字母F在视网膜上位置点列图 S5>s& 视网膜的散射 XtCIUC{r, k?=1q[RQH 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。 UfW=/T 5OM#_.p DG&'x;K"$
图4. 视网膜朗伯散射设定 he|Q(? 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。 %/dOV[/ {S0-y w_"d&eYdg0
图5. 视网膜重点采样规格设定 j"Jf|Hq $ 脚本 `%YMUBaI MlTC?Rp# 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: x'EEmjJ Na@bXcz)
图6. 用户对话框的创建与编辑 81nD:]7
图7. 用户对话框编辑器 [aSuEu?mC 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。 9]Jv
>_W* 余下的脚本计算与屈光度有关的所有参数。 e5mu- !'_7MM 分析 si&du =A!oLe$% 屈光度为4,光瞳直径为4mm,字母F点在视网膜上所成的像。 I`{3I-E Tm^kZuT{
图7. 字母F在视网膜上颜色分析 b5MBzFw 脚本代码 aOvqk ^ GVhqNy
Option Explicit 'Remove this to enable non-dimensioned variables to be used. -1Tr!I:1 B}[CU='P* Dim entity As T_ENTITY vom3C9o Dim op As T_OPERATION k"#gSCW$ Dim mat As T_MODELMATERIAL (IV\sY Dim A As Double 6uD<E Dim pupilDiam As Double !<TkX/O Dim eID As Long ]QlW{J Dim parID As Long !h1:AW_iz Dim count As Integer "U^m~N9k{ Dim taq As Double, Rant As Double, CCant As Double, Rpost As Double, CCpost As Double OROvy Dim tlens As Double, nlens As Double ZtZ3I?%U3 Dim curv As Double, conic As Double .I_atv Dim ok As Long ezw*Lo! DpggZ|J Sub Main E5i5gE"\ fTXip)n!r '用户输入对话框 ZK;/~9KU Begin Dialog UserDialog 320,126,"Input parameters" ' %GRID:10,7,1,1 WVD48}HF- TextBox 220,21,40,21,.TextBox1 'default: 0 TG;[,oa Text 20,21,190,21,"Accommodation (in Diopters):",.Text1,1 '$Z)2fn7 OKButton 40,91,90,21 XaCvBQ CancelButton 190,91,90,21 U!uPf:p2 Text 20,49,190,14,"Pupil diameter (4 mm default):",.Text2,1 gcnX^[`S TextBox 220,49,40,21,.TextBox2 'default: 4 .@): Uh End Dialog %GTFub0F Dim dlg As UserDialog ;8oe-xS\+ LEM%B??&5z ok = Dialog (dlg) 'IY?=#xr'` aX1b(h2 If ok=0 Then 'cancel button was pressed
MWme3u)D Print "Execution cancelled." WowT!0$ End "gy&eR> End If D\G.p |9= R*vQvO%)h 'Assign accommodation and pupil diameter & use defaults if field left empty @%fTdneH If dlg.TextBox1 = "" Then ^?RH<z A = 0 'Default accommodation 1UK= t Else ^mn!;nu A = CDbl(dlg.TextBox1) YyYZD{^ End If FD[*Q2fU -$"$r ~ad If dlg.TextBox2 = "" Then Nl[&rZ-& pupilDiam = 4 'Default pupil diameter Lfn$Q3}O`$ Else pl%!AY'oE> pupilDiam = CDbl(dlg.TextBox2) l<XYDb~op End If 0)SRLHTY% Ho&:Zs Print " " 6!>p<p"Ns Print "Accommodation = " & A & " Diopters" rO>'QZ% Print "Pupil Diameter = " & pupilDiam & " mm" 5IUdA? 7SS#V ' Calculate new parameters with accommodation ef^GJTv&k taq = 0.55 + 2.97 - 0.04*A 'Aqueous thickness |l8=z*v< |