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2021-10-22 09:55 |
Arizona眼睛模型
简介 En{`@JsM R:X0'zeRr 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。 Dre2J<QL i4JqT \q 模型 eI45PMP _{<seA 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。 PHOP%hI$ ^XbU~3(
Table 1. AZ眼睛模型的定义 =X\^J 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. %yBB?cp+_ U_x )#,4 光源 #Cpd9| (T`E!A0I\? 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。 Q></`QWpoB '3zc|eJt& {9UEq0
图1. 光源和提示信息使用 8NyJc"T<. 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。 1`ayc|9BR PB;eHy 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。 Po%LE]v, /1Ue?)g
图2. 字母F光源的设定方法光 k0Ol*L!p [!!Q,S"
图3. 字母F在视网膜上位置点列图 O
T.*pk+<) 视网膜的散射 T5a*z}L5 '>r7V 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。 wgCa58H76 hjZKUMG(k th;{V%:LW
图4. 视网膜朗伯散射设定 ^#-nE7 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。 %CK^Si%+ ZK>WW +v=C@2T
图5. 视网膜重点采样规格设定 ,^uEYT}j 脚本 &mb{.= 4$P0 : 内置脚本使用对话框显示屈光度和光瞳直径的数值设置。使用FRED Basic脚本创建和使用对话框非常容易。图6显示了如何获取用户自定义对话框,如下图所示: tQS5hwm* )c `7( nY
图6. 用户对话框的创建与编辑 <J^MCqp!v
图7. 用户对话框编辑器 ?Y@N`S 如果“OK”按钮按下,将会核对对话框下面的代码行,如果点击取消则脚本终止。然后输入的参数赋予变量,如果此处是保留为空白,则使用默认值。因此,如果没有值输入并点击“OK”按钮,则脚本是以屈光度为0,光瞳直径为4mm来运行的。 q
FAT]{{ 余下的脚本计算与屈光度有关的所有参数。 ~]QHk?[wc Hv2De0W 分析 EOCN&_Z; v%q0OX>9X" 屈光度为4,光瞳直径为4mm,字母F点在视网膜上所成的像。 ?#fu.YE\ p6;OL@\~
图7. 字母F在视网膜上颜色分析 9jw\s P@ 脚本代码 ZzSz%z_sE g*_cPU0~m Option Explicit 'Remove this to enable non-dimensioned variables to be used. u
fw ]=h) ; #&yn=^ Dim entity As T_ENTITY >Wv;R2| Dim op As T_OPERATION k7T`bYv Dim mat As T_MODELMATERIAL >U[j]V] Dim A As Double @0/+_2MH- Dim pupilDiam As Double t+!$[K0/ Dim eID As Long c9&xe"v Dim parID As Long |>dI/_' Dim count As Integer TA4!$7b$ Dim taq As Double, Rant As Double, CCant As Double, Rpost As Double, CCpost As Double lE4HM$p
Dim tlens As Double, nlens As Double =,6z4" ) Dim curv As Double, conic As Double NU5.o$
Dim ok As Long
Pu" P9 }f6HYU Sub Main ZZzMO6US0 !WQ-=0cm '用户输入对话框 8~@c)Z; Begin Dialog UserDialog 320,126,"Input parameters" ' %GRID:10,7,1,1 Yp^rR }N TextBox 220,21,40,21,.TextBox1 'default: 0 @emK1iwm Text 20,21,190,21,"Accommodation (in Diopters):",.Text1,1 D$I5z.a OKButton 40,91,90,21 t*1fLumXR CancelButton 190,91,90,21 j~[z2tV Text 20,49,190,14,"Pupil diameter (4 mm default):",.Text2,1 !ug8SAOaz/ TextBox 220,49,40,21,.TextBox2 'default: 4 ~d|A!S` End Dialog ] Zy5%gI Dim dlg As UserDialog *V8<:OG|e e#$]Y?, ok = Dialog (dlg) ;;6uw\6
O VJ]JjB
j If ok=0 Then 'cancel button was pressed '!!CeDy Print "Execution cancelled." __G?0*3 G End Qp_isU End If b*c*r dTx 128EPK 'Assign accommodation and pupil diameter & use defaults if field left empty -g*4(w If dlg.TextBox1 = "" Then W{6|tx) A = 0 'Default accommodation "K6&dk jY Else 4;yKOQD| A = CDbl(dlg.TextBox1) MOQ*]fV: End If R;uvkg[o R;&AijS8 If dlg.TextBox2 = "" Then 'vbsv T pupilDiam = 4 'Default pupil diameter W$hx,VEy` Else ib#KpEk pupilDiam = CDbl(dlg.TextBox2) R3gdLa. End If r!_-"~`7E p6>Svcc Print " " D#cyOrzy Print "Accommodation = " & A & " Diopters" "O3tq=Q Print "Pupil Diameter = " & pupilDiam & " mm" cQCSe,$ W [9evz}X ' Calculate new parameters with accommodation @E7DyU| taq = 0.55 + 2.97 - 0.04*A 'Aqueous thickness qkDI](4 y" RF;KW> Rant = 12.0 - 0.4*A 'Radius of anterior lens snE8 K}4 CCant = -7.518749 + 1.285720*A 'Conic constant of anterior lens .sha& pjKWtY@=X Rpost = -5.224557 + 0.2*A 'Radius of posterior lens gc_:%ki CCpost = -1.353971 - 0.431762*A 'Conic constant of posterior lens Rr&h!YMb xHvZV<# tlens = 3.767 + 0.04*A 'Lens thickness #A1%gIw<v2 sJL&:!}V> nlens = 1.42 + 0.00256*A - 0.00022*A^2 'Lens index of refraction tqE6>"jD t3 8m'J :> 'Adjust parameters to account for accommodation nv*FT Gw/Pk4R '************************************************************************* dk[!V1x4\ 'Aqueous thickness (Position of Lens) 8]M ;T>n[ '************************************************************************* ]sf7{lVT eID = FindFullName( "Geometry.Arizona Eye.Lens" ) a!6{:8Zi0 GetCustomElement eID, entity e2 4WW^S aL+
o / parID = FindFullName( "Geometry.Arizona Eye" ) =upeRY@u5 ]
{RDV A=] ' Delete any shift(s) in z T"{>t count = 0 0fb2;&pUa While GetOperationCount(eID)>count U6glp@s GetOperation eID, count, op 132{#tG] If op.Type="ShiftZ" Then g1/:Q%R,
DeleteOperation eID,count hO\<%0F count=count-1 k^3>Y%^1 End If [_R~%Yh+'E count=count+1 \(?rQg@U Wend 'nzg6^I7g 8g@<d^8@ 'Set new shift in yr)G]K[/ op.Type = "ShiftZ" u@Ih GME op.val1 = taq 1{)5<!9! l op.parent = parID ~^NtO AddOperation eID, op =Gpylj7?~ Print "Set aqueous humor thickness = " & taq-0.55 MK%9:wZ "0"nw2g? '************************************************************************* ],@rS9K 'Radius and conic constant of anterior lens 'F+C4QAq '************************************************************************* epA:v|S eID = FindFullName( "Geometry.Arizona Eye.Lens.Anterior" ) Z;ht GetConic eID, entity, curv, conic |kyX3~ v [wb~uw\ SetConic eID, entity, 1/Rant, CCant U$O\f18 Print "Set anterior lens radius = " & Rant & " and conic constant = " & CCant )tC5Hijq, pj\u9
L_ '************************************************************************* \\iQEy<i 'Radius and conic constant of posterior lens ]FJjgu< | |