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2021-10-22 09:55 |
Arizona眼睛模型
简介 Wl}d6ZTm M&xfQNE 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。 7\eN8+ <$_B J2Z 模型 wS#.Wzp.w (@~d9PvB> 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。 EG2NE,,r nJlrBf_Kj
Table 1. AZ眼睛模型的定义 J6Cw1Pi 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. $#1i@dI h0L*8P`t 光源 V`=#j[gX)= d0eMDIm3R\ 多个光源定义来分析该模型的不同特性。图1显示了所以的光源和提示信息告诉您他们可以用来做什么。 ?u"MsnCXYn 0 @~[SXR u-=%gx"Di
图1. 光源和提示信息使用 x)h5W+$ 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。 pS;jrq
I# r1]shb%J? 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。 =EgiV<6vcH tUH#%
图2. 字母F光源的设定方法光 Oe5=2~4O a=T_I1
图3. 字母F在视网膜上位置点列图 ](vOH#E 视网膜的散射 wz<YflF s`U.h^V 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。 }mzM'9JH g`k_o<'JC 7g[T#B'/x,
图4. 视网膜朗伯散射设定 |W<wPmW_{+ 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。 ^W{+?q' q;1]M[& qQv?J]l
图5. 视网膜重点采样规格设定 TU&gj1 脚本 T}jryN;J5 ppP7jiGo 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: <p;cR` %uE `9SuDuw;s
图6. 用户对话框的创建与编辑 -L}crQl.'c
图7. 用户对话框编辑器 Y1vl,Yi 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(S~V+<@Z 余下的脚本计算与屈光度有关的所有参数。 ~m2tWi@ 0.Pd,L( 分析 X!KjRP\\ ;9MsV.n 屈光度为4,光瞳直径为4mm,字母F点在视网膜上所成的像。 s~W:N.}* `}Ssc-A
图7. 字母F在视网膜上颜色分析 fH-V!QYGF 脚本代码 ep* ( n$i}r\
so Option Explicit 'Remove this to enable non-dimensioned variables to be used. J39,x=8LL * _ {w0U) Dim entity As T_ENTITY VC,wQb1J/ Dim op As T_OPERATION C(qqGK{ Dim mat As T_MODELMATERIAL ~_OtbNj# Dim A As Double ;"l>HL:^ Dim pupilDiam As Double Nz %{T Dim eID As Long W7r1!/ccj Dim parID As Long q^ lx03 Dim count As Integer z'GYU= Dim taq As Double, Rant As Double, CCant As Double, Rpost As Double, CCpost As Double )>abB?RZ Dim tlens As Double, nlens As Double AX!YB'm- Dim curv As Double, conic As Double ]U.1z Dim ok As Long h)2W}p{a4= R`sU5 :n Sub Main
*(5y;1KU |7KW'=O '用户输入对话框 \WKly Begin Dialog UserDialog 320,126,"Input parameters" ' %GRID:10,7,1,1 7m3|2Qv TextBox 220,21,40,21,.TextBox1 'default: 0
?UuJk Text 20,21,190,21,"Accommodation (in Diopters):",.Text1,1 2YI#J.6]H OKButton 40,91,90,21 P0WI QG+ CancelButton 190,91,90,21 :d\ne Text 20,49,190,14,"Pupil diameter (4 mm default):",.Text2,1 sJu^deX
TextBox 220,49,40,21,.TextBox2 'default: 4 o\6A]T=R End Dialog ^o^[p % Dim dlg As UserDialog R%B"Gtl) No#1Ik w ok = Dialog (dlg) OW!cydA- %v
0 I;t If ok=0 Then 'cancel button was pressed r6k0=6i Print "Execution cancelled." O&h3=?O&B End z=C'qF` End If wn2+4> |~p Ct2m l 'Assign accommodation and pupil diameter & use defaults if field left empty r:Uqtqxh If dlg.TextBox1 = "" Then [gI;;GW A = 0 'Default accommodation m:U.ao6 Else KZ_d..l*W A = CDbl(dlg.TextBox1) r#ES| End If 9ReH@5_bGM CGmObN8~'F If dlg.TextBox2 = "" Then y\Su!?4! pupilDiam = 4 'Default pupil diameter yM}b Else w;@DcX$] pupilDiam = CDbl(dlg.TextBox2) (3PkTQlE End If "f/91gIzm' 6~g`B<(? Print " " P>q"P1&{ Print "Accommodation = " & A & " Diopters" "A\.`*6 Print "Pupil Diameter = " & pupilDiam & " mm" @n<y[WA Z+%Uwj ' Calculate new parameters with accommodation fNjxdG{a taq = 0.55 + 2.97 - 0.04*A 'Aqueous thickness a|aRUxa0" R1$O )A}k Rant = 12.0 - 0.4*A 'Radius of anterior lens F-K=Otj CCant = -7.518749 + 1.285720*A 'Conic constant of anterior lens :6R0=oz 2p'ujAK Rpost = -5.224557 + 0.2*A 'Radius of posterior lens Bc1[^{`bq^ CCpost = -1.353971 - 0.431762*A 'Conic constant of posterior lens #m 2Ss i"|="O0v5 tlens = 3.767 + 0.04*A 'Lens thickness |KSd@ zdY+?s)p nlens = 1.42 + 0.00256*A - 0.00022*A^2 'Lens index of refraction 4?Mb>\n%<^ 9v[cy` \ 'Adjust parameters to account for accommodation :5 XNV6^| H(f~B<7q '************************************************************************* FCO5SX#-g 'Aqueous thickness (Position of Lens) %{GYTc \'X '************************************************************************* nT
UKA eID = FindFullName( "Geometry.Arizona Eye.Lens" ) [Y@?l]& | |