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2021-10-22 09:55 |
Arizona眼睛模型
简介 C7&4, ], ^JF6L`Tp 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。 [3++Q-rR= //VgPl 模型 ,u|vpN ^B2>lx\n 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。 5nIm7vlQm 0_Tr>hz
Table 1. AZ眼睛模型的定义 h^ ex? 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. ^w4FqdGM xg)cA C\= 光源 xtL_,ug ?4wS/_C/ 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。 ;X6FhQ;{*0 xd\k;nq djV^A
图1. 光源和提示信息使用 Kx?3 ] 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。 Oqeoh<y!\ [Y.3miE 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。 $x]'6 [*w^|b?
图2. 字母F光源的设定方法光 YC4S,fY` ZLe@O~f;%
图3. 字母F在视网膜上位置点列图 po+>83/!oq 视网膜的散射 TI: -Y@8 #(-V^T 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。 zghUwW |K b Mi,z3z hZ!N8nWwNR
图4. 视网膜朗伯散射设定 wI\v5&X-B 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。 6rMGlzuRo /g2( < 49&p~g
图5. 视网膜重点采样规格设定 Iq.*2aff+ 脚本 W!4(EdT*Cq qsn6i%VH 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: )~;= 0O |X a5C% OI<
图6. 用户对话框的创建与编辑 m/ 3b7c@r
图7. 用户对话框编辑器 Ee;&;Q,O.z 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。 @U'I_`LL 余下的脚本计算与屈光度有关的所有参数。 D
Cx3_ L=ZKY 分析 (1gfb*L IZBU<1M 屈光度为4,光瞳直径为4mm,字母F点在视网膜上所成的像。 !VU[=~ #>C.61Fx
图7. 字母F在视网膜上颜色分析 K5No6dsD 脚本代码 "P`V|g 'S\YNLqQ
Option Explicit 'Remove this to enable non-dimensioned variables to be used. Se+sgw_" '}4LHB;: Dim entity As T_ENTITY &yN@(P) Dim op As T_OPERATION %YLdie6c Dim mat As T_MODELMATERIAL
bz'V50 Dim A As Double 6
?FF!x Dim pupilDiam As Double |k3ZdM Dim eID As Long ),y{.n:wm Dim parID As Long ((F[]<? Dim count As Integer -Wc'k 2oU Dim taq As Double, Rant As Double, CCant As Double, Rpost As Double, CCpost As Double )?RR1P-ID Dim tlens As Double, nlens As Double yg\bCvL& Dim curv As Double, conic As Double 8xzEbRNJ) Dim ok As Long #FKo:id`K &PWz4hZ Sub Main Dz;^' DZKVZ_q '用户输入对话框 &(3kwdI Begin Dialog UserDialog 320,126,"Input parameters" ' %GRID:10,7,1,1 ,\zp&P"p TextBox 220,21,40,21,.TextBox1 'default: 0 @1ZLr Text 20,21,190,21,"Accommodation (in Diopters):",.Text1,1 ORk8^0\ OKButton 40,91,90,21 #aUe7~ CancelButton 190,91,90,21 "mr;!"LA Text 20,49,190,14,"Pupil diameter (4 mm default):",.Text2,1 n_vopDMm TextBox 220,49,40,21,.TextBox2 'default: 4 :J` *@cDn End Dialog 3OTq Dim dlg As UserDialog $ KQ7S>T Cp(,+dD ok = Dialog (dlg) :[P>e
ox Rda o If ok=0 Then 'cancel button was pressed '^"6EF.R
Print "Execution cancelled." &g;4;)p*8 End +ew 2+2 End If (%]&Pe] 4L\bT;dQ|. 'Assign accommodation and pupil diameter & use defaults if field left empty zbn0)JO If dlg.TextBox1 = "" Then tgEXX- { A = 0 'Default accommodation ;=.VKW%U Else $[txZN A = CDbl(dlg.TextBox1) sr,8zKM) End If SOQm>\U'i _D7MJT If dlg.TextBox2 = "" Then r!+-"hS! pupilDiam = 4 'Default pupil diameter aY7kl Else ~t\Hb8o pupilDiam = CDbl(dlg.TextBox2) (r,tU( End If c-8Pc]+g TMZg GUn Print " " Qag@#!&n Print "Accommodation = " & A & " Diopters" +*-u_L\' Print "Pupil Diameter = " & pupilDiam & " mm" >v^Bn|_/ g(m3
& ' Calculate new parameters with accommodation Z[:fqvXQ taq = 0.55 + 2.97 - 0.04*A 'Aqueous thickness E`%Ewt$Z 2^N
4( Rant = 12.0 - 0.4*A 'Radius of anterior lens ~$} `R= CCant = -7.518749 + 1.285720*A 'Conic constant of anterior lens 6-C9[[g< TUzpln Rpost = -5.224557 + 0.2*A 'Radius of posterior lens fbp6lE CCpost = -1.353971 - 0.431762*A 'Conic constant of posterior lens {#YGor| "QA <5P tlens = 3.767 + 0.04*A 'Lens thickness )P>Cxzs k6-.XW nlens = 1.42 + 0.00256*A - 0.00022*A^2 'Lens index of refraction eKV^ia (m|w&oA/ 'Adjust parameters to account for accommodation $$+6=r} =\H.C@r '************************************************************************* 5at\!17TY 'Aqueous thickness (Position of Lens) (5S(CYls '************************************************************************* \v.16o bH eID = FindFullName( "Geometry.Arizona Eye.Lens" ) diN5*CF'~ GetCustomElement eID, entity .nX+!EXeS 6+HpN"?e parID = FindFullName( "Geometry.Arizona Eye" ) PK^{WF}L; Ftu~nh} ' Delete any shift(s) in z gHc0n0ZV count = 0 Bgs3sM9 While GetOperationCount(eID)>count fnV^&`BB GetOperation eID, count, op AK%2#}k. If op.Type="ShiftZ" Then !7XAc,y DeleteOperation eID,count j<w";I&Diz count=count-1 e-vL!&;2 End If X,d`-aKO\y count=count+1 `oH=O6 Wend ~ldqg2c gE8p**LT+ 'Set new shift in 9qxB/5d_ op.Type = "ShiftZ" jeM % XI op.val1 = taq \5.36Se op.parent = parID R /J@XP AddOperation eID, op T^YdAQeE Print "Set aqueous humor thickness = " & taq-0.55 0X =Yly*m@ +:@HJXwK '************************************************************************* tpp. 9 'Radius and conic constant of anterior lens td{M%D,R" '************************************************************************* P wL]v. : eID = FindFullName( "Geometry.Arizona Eye.Lens.Anterior" ) >-fOkOWXy GetConic eID, entity, curv, conic
)z# !C>}j* 4 SetConic eID, entity, 1/Rant, CCant =jZ}@L/+ Print "Set anterior lens radius = " & Rant & " and conic constant = " & CCant Z^w11} W]cJP '************************************************************************* m3zmyw} 'Radius and conic constant of posterior lens 'B&gr}@4O= '************************************************************************* Zhb)n eID = FindFullName( "Geometry.Arizona Eye.Lens.Posterior" ) `0a=A#]1o GetConic eID, entity, curv, conic L h"K"Uv R5=2EwrGP SetConic eID, entity, 1/Rpost, CCpost ^b)8l Print "Set posterior lens radius = " & Rpost & " and conic constant = " & CCpost }& ;49k YSi[s*.G '************************************************************************* Z%_"-ENT 'Lens thickness (Position of posterior lens surface) nRq@hk '************************************************************************* f4Aevh: ;`<uo$R parID = FindFullName( "Geometry.Arizona Eye.Lens" ) ]A)`I 9AQMB1D*v4 ' Delete any z-shift(s) /7Z5_q_ count = 0 !qe,& | |