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2021-10-22 09:55 |
Arizona眼睛模型
简介 "7`<~>9t. 9!tW.pK5 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。 92-I~
!d wNX]7wMX 模型 ^C%<l(b
2TuU2 f. 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。 I2DpRMy DL.!G
Table 1. AZ眼睛模型的定义 ~{gqsuCCL 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. L=h'Qgk% ET >](l9 光源 BORA(, z$Qbj 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。 YoE3<[KD( /L#?zSt CH/rp4NeSy
图1. 光源和提示信息使用 rQ9'bCSr% 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。 6zn5UW#q F&Hrk|a 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。 tI{_y bjS{(
图2. 字母F光源的设定方法光 LIdF 0 3ANQaUC
图3. 字母F在视网膜上位置点列图 ,2)6s\]/b 视网膜的散射 9C i-v/M] c"xK`%e 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。 q,6DEz D3A/l Cls%M5MH
图4. 视网膜朗伯散射设定 %K
QQ,{ 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。 iyog`s c Xx(T">]vJ .[ mRM
图5. 视网膜重点采样规格设定 V1JIht>Opo 脚本 ]s748+ .x1NWGDn 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: hpJ-r :j`sr
图6. 用户对话框的创建与编辑 D,ln)["xm
图7. 用户对话框编辑器 W}1
;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。 fxIf|9Qi` 余下的脚本计算与屈光度有关的所有参数。 w`=\5Oa .G 2Hv+W-6v 分析 yCX?!E;La 8sCv]|cn 屈光度为4,光瞳直径为4mm,字母F点在视网膜上所成的像。 qjc4.,/ o8vug$=Z
图7. 字母F在视网膜上颜色分析 +'w3 =2Bo 脚本代码 YgoBHE0# rXU\ Option Explicit 'Remove this to enable non-dimensioned variables to be used. T,tdL
N- k;L6R!V Dim entity As T_ENTITY C'X!\}f.b/ Dim op As T_OPERATION BF <ikilR Dim mat As T_MODELMATERIAL MqUH',\3 Dim A As Double &!
?eL Dim pupilDiam As Double `~`k_7t. Dim eID As Long ofv)SCjd Dim parID As Long = 9]~yt Dim count As Integer J)C/u{o Dim taq As Double, Rant As Double, CCant As Double, Rpost As Double, CCpost As Double
#C3.Jef Dim tlens As Double, nlens As Double + ?!(G}5 Dim curv As Double, conic As Double ?I@W:#>o Dim ok As Long r0gJpttDl ?3xzd P Sub Main _ORvo{[: }Z,x~G '用户输入对话框 !GGkdg*-*9 Begin Dialog UserDialog 320,126,"Input parameters" ' %GRID:10,7,1,1 &JI8]JmU) TextBox 220,21,40,21,.TextBox1 'default: 0 .VzT:4-<Q" Text 20,21,190,21,"Accommodation (in Diopters):",.Text1,1 :4%k9BGAj" OKButton 40,91,90,21 Ez=Olbk CancelButton 190,91,90,21 8*T=Xei8 Text 20,49,190,14,"Pupil diameter (4 mm default):",.Text2,1 ^ovR7+V TextBox 220,49,40,21,.TextBox2 'default: 4 aAA U{EWW End Dialog
(ICd} Dim dlg As UserDialog 'X2POay1 w*JGUk ok = Dialog (dlg) }!C)}.L< {jX2} If ok=0 Then 'cancel button was pressed J6aef^> Print "Execution cancelled." N'`A?&2ru End ;BIY^6,7e End If Hg$lXtn] sp*v?5lW 'Assign accommodation and pupil diameter & use defaults if field left empty 5N&?KA- If dlg.TextBox1 = "" Then ~La>?:g <+ A = 0 'Default accommodation "!%l/_p? Else fx>4 A = CDbl(dlg.TextBox1) 'y3!fN=h End If X(-4<B ';=O 0)u If dlg.TextBox2 = "" Then <<R*2b pupilDiam = 4 'Default pupil diameter 7{I0s;R Else KNIn:K^/ pupilDiam = CDbl(dlg.TextBox2) QW(Mz Hg End If }d}Ke_Q0 BKjS ,2C Print " " eM?I$eP TN Print "Accommodation = " & A & " Diopters" d,n 'n Print "Pupil Diameter = " & pupilDiam & " mm" wT8DSq g~A`N=r;h ' Calculate new parameters with accommodation DX
K?Cv71z taq = 0.55 + 2.97 - 0.04*A 'Aqueous thickness ByNn DG:Z=LuJr Rant = 12.0 - 0.4*A 'Radius of anterior lens &AbNWtCV+G CCant = -7.518749 + 1.285720*A 'Conic constant of anterior lens hp-<2i^"! =mp;.k95 Rpost = -5.224557 + 0.2*A 'Radius of posterior lens wyO4Y CCpost = -1.353971 - 0.431762*A 'Conic constant of posterior lens |Uh aH/
k Ua tlens = 3.767 + 0.04*A 'Lens thickness o]M5b;1 Ks`J([(W& nlens = 1.42 + 0.00256*A - 0.00022*A^2 'Lens index of refraction [;),\\u,d f5VLw`m}.8 'Adjust parameters to account for accommodation XG{zlOD+ 54R#W:t '************************************************************************* \$T(t/$9 'Aqueous thickness (Position of Lens) lBvR+9Qw '************************************************************************* V7fq4O^: eID = FindFullName( "Geometry.Arizona Eye.Lens" ) Cl8Cg~2 GetCustomElement eID, entity A1>OY^p3% %%gc2s parID = FindFullName( "Geometry.Arizona Eye" ) !0L Wa" G[I"8iS, ' Delete any shift(s) in z =Qj{T count = 0 %oa-WmWm While GetOperationCount(eID)>count 62o:,IcoG GetOperation eID, count, op hVAn>_( If op.Type="ShiftZ" Then SdxDa DeleteOperation eID,count W^LY'ypT count=count-1 ,,Q O^j]4~ End If BdblLUGK# count=count+1 V/
uP%'cd Wend RF4vtQC= CiLg]va 'Set new shift in xvl#w op.Type = "ShiftZ" l=)xo@6 op.val1 = taq -g Sa_8R
op.parent = parID }1i`6`y1 AddOperation eID, op e+BQww Print "Set aqueous humor thickness = " & taq-0.55 {|_M
#w~&
?2{Gn-{ '************************************************************************* V0.vQ/ 'Radius and conic constant of anterior lens `WFw3TI '************************************************************************* Pz |>"' eID = FindFullName( "Geometry.Arizona Eye.Lens.Anterior" ) s6v; GetConic eID, entity, curv, conic QIvVcfM^ O{G?;H$ SetConic eID, entity, 1/Rant, CCant )SRefW.v Print "Set anterior lens radius = " & Rant & " and conic constant = " & CCant bj0G5dc= m6&~HfwN '************************************************************************* Eog0TQ+* 'Radius and conic constant of posterior lens yyRiP|hJ '************************************************************************* uHvp;]/0\ eID = FindFullName( "Geometry.Arizona Eye.Lens.Posterior" ) >j(_[z|v3 GetConic eID, entity, curv, conic e~[/i\ " H&W}N SetConic eID, entity, 1/Rpost, CCpost q#ClnG* Print "Set posterior lens radius = " & Rpost & " and conic constant = " & CCpost x_6[P2"PP lVR~Bh '************************************************************************* xPk8$1meZM 'Lens thickness (Position of posterior lens surface) wb5baY9 '************************************************************************* q`H_M{26!y G"U9E5O parID = FindFullName( "Geometry.Arizona Eye.Lens" ) w/S%YW3* A8fOQ ' Delete any z-shift(s) eH3JyzzP, count = 0 H*&f: | |