Arizona眼睛模型
简介 >s*ZT%TF XXwe/>J 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。 p h5rS< o=%pR| 模型 DAvF ND$= <Sn;k[M}d 模型的定义如表1种所示,由半径、圆锥常数、折射率、阿贝数、到下一面的距离等一系列表面组成。一些参数由屈光度(A)来决定。 Dej_(Dz_S Table 1. AZ眼睛模型的定义 [attachment=111140] J/T$.*X C~o\Q#*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. 6$.I>8n ; fOkR+ 光源 VyF|d?b 1ha
8)L 多个光源定义来分析该模型的不同特性。图1显示了所以的光源和提示信息告诉您他们可以用来做什么。 p]lZ4#3 2*[Gm e [attachment=111141] 图1. 光源和提示信息使用 y'{*B( \x(ILk|'c 除了“Letter F”之外的所有光源的光线位置设定在了孔径光阑位置处,并增加了pre-propagation distance= -8。尽管光线在光瞳处创建,规定的传输方向相对于光线位置在pre-propagation distance之后。这意味着光束沿着Z轴在眼睛的前面以平行光入射,而不是在光瞳处入射。 8?
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o +- 在往下看是内置的脚本用来修改屈光度,使其为4(250mm),光源“Letter F”在视网膜处生成一个字母为F的图像。绿色的光线聚焦的非常好而红色和蓝色光线有一点的模糊。使用Positions Spot Diagram分析工具来观察最为合适。 |L }1@0i [attachment=111142] 图2. 字母F光源的设定方法光 wr`+xYuuC= A
,$CYLj+ [attachment=111143] 图3. 字母F在视网膜上位置点列图 gS
VWv9+ *i`t4N
A 视网膜的散射 ,JU3w :U{$G(
< 在散射文件中,有一个名为“Retina surface”的72%的反射型朗伯散射,它为视网膜的散射提供了一个粗略的近似。为了模拟来自视网膜的散射,改变自定义元件“Eye ball” 下的视网膜的表面从“halt all” 到”Allow All”。并使几何中“plane”可追迹。 AP:(/@K| /
%9DO [attachment=111144] 图4. 视网膜朗伯散射设定 s+fjQo4 &[Zg;r 注意在视网膜的表面有散射重点采样规格定义,在“Scatter”标签的底部可获取该信息。“toward pupil”指定散射光朝向光瞳,半角度10度。 VnU/_#n O_S%PX [attachment=111145] 图5. 视网膜重点采样规格设定 cOa){&u &%=]lP] 脚本 3_ P<0% 7A=*3 内置脚本使用对话框显示屈光度和光瞳直径的数值设置。使用FRED Basic脚本创建和使用对话框非常容易。图6显示了如何获取用户自定义对话框,如下图所示: [t}@>@W| [attachment=111146] 图6. 用户对话框的创建与编辑 !yQ%^g` [attachment=111147] 图7. 用户对话框编辑器 ~'.SmXZs <Na .6P 如果“OK”按钮按下,将会核对对话框下面的代码行,如果点击取消则脚本终止。然后输入的参数赋予变量,如果此处是保留为空白,则使用默认值。因此,如果没有值输入并点击“OK”按钮,则脚本是以屈光度为0,光瞳直径为4mm来运行的。 UgP 余下的脚本计算与屈光度有关的所有参数。 6o
cTQ}= SJai<>k h 分析 #`5>XfbmQ( 3!*qB-d 屈光度为4,光瞳直径为4mm,字母F点在视网膜上所成的像。 iTu~Y<'m [attachment=111148] 图7. 字母F在视网膜上颜色分析 Q&?^eOI( 4))5l9kc. 脚本代码 YLU.]UC 6Qx[W>I
- Option Explicit 'Remove this to enable non-dimensioned variables to be used. ]IM/R@
/hv2=A Dim entity As T_ENTITY =3H*% Dim op As T_OPERATION G)8H9EV Dim mat As T_MODELMATERIAL 0Z&ua Dim A As Double 8bf~uHAr Dim pupilDiam As Double 7 ~9Lj Dim eID As Long b+tm[@|,v Dim parID As Long o+%($p Dim count As Integer 8iwH^+h~ Dim taq As Double, Rant As Double, CCant As Double, Rpost As Double, CCpost As Double xWuvT, ^ Dim tlens As Double, nlens As Double F5s`AjU Dim curv As Double, conic As Double d&owS+B{48 Dim ok As Long }9*N EU)o xO0}A1t
Wd Sub Main !M(3[(Ni d cG)ql4d '用户输入对话框 JF6=0 Begin Dialog UserDialog 320,126,"Input parameters" ' %GRID:10,7,1,1
m.b}A'GT TextBox 220,21,40,21,.TextBox1 'default: 0 ? \p,s-CR: Text 20,21,190,21,"Accommodation (in Diopters):",.Text1,1 {;^GKb+ OKButton 40,91,90,21 hx$bY CancelButton 190,91,90,21 k8S`44vj Text 20,49,190,14,"Pupil diameter (4 mm default):",.Text2,1 m+ =L}[ TextBox 220,49,40,21,.TextBox2 'default: 4 ^$x1~}D End Dialog |Ca
%dg9$@ Dim dlg As UserDialog 2SRmh!hr CYn56eRK ok = Dialog (dlg) K4vOy_wT r=cm(AHF If ok=0 Then 'cancel button was pressed l<8+>W`_ Print "Execution cancelled." |FP@NUX\ End d]I3zSIC End If &S9O:>=* Dk#4^`qp1 'Assign accommodation and pupil diameter & use defaults if field left empty &j!q9F If dlg.TextBox1 = "" Then i0g/'ZP A = 0 'Default accommodation O3En+m~3n) Else o!Y61S( A = CDbl(dlg.TextBox1) i@o'Fc End If )>r sX) f|NWn`#bY If dlg.TextBox2 = "" Then ,UATT]> pupilDiam = 4 'Default pupil diameter X 3(CY`HH[ Else Rxl/)H[Lc" pupilDiam = CDbl(dlg.TextBox2) qE@H~& End If :P?zy| aBi 3hPp1wZd Print " " )F3> Print "Accommodation = " & A & " Diopters" W;^6=(&xn Print "Pupil Diameter = " & pupilDiam & " mm" |gwGCa+ xv9G% ' Calculate new parameters with accommodation 8!|LJI taq = 0.55 + 2.97 - 0.04*A 'Aqueous thickness z:W|GDD1 +BgUnu26 Rant = 12.0 - 0.4*A 'Radius of anterior lens ' )~G2Ys CCant = -7.518749 + 1.285720*A 'Conic constant of anterior lens yGE)EBH uXm}THI Rpost = -5.224557 + 0.2*A 'Radius of posterior lens 0RGqpJxk CCpost = -1.353971 - 0.431762*A 'Conic constant of posterior lens L',7@W @M=\u-jJ. tlens = 3.767 + 0.04*A 'Lens thickness ~zcB@; : $LHF=tYS nlens = 1.42 + 0.00256*A - 0.00022*A^2 'Lens index of refraction KF}_|~~T &]jCoBj+_ 'Adjust parameters to account for accommodation K'zBDrkW-x #|^yWw^ '************************************************************************* _[{oK G^u 'Aqueous thickness (Position of Lens) GN=-dLN '************************************************************************* \(`,z}Ht _ eID = FindFullName( "Geometry.Arizona Eye.Lens" ) 5O]eD84B GetCustomElement eID, entity sHm:G_ m=qyPY parID = FindFullName( "Geometry.Arizona Eye" ) tvR|!N } )Kg_E6 ' Delete any shift(s) in z f,:2\b?. count = 0 2|D<0d#W While GetOperationCount(eID)>count sZ%wQqy~k GetOperation eID, count, op 2^ kK2D$o If op.Type="ShiftZ" Then G&@vTcF DeleteOperation eID,count M6:$ 0(r count=count-1 }ZkGH}K_} End If @i>o+>V count=count+1 m:5x"o7)ln Wend m?]=
=9 n~'cKy)m 'Set new shift in R/ 3#(5 op.Type = "ShiftZ" mExJ--} op.val1 = taq pL`)^BJ op.parent = parID gM_MK8py AddOperation eID, op 0*50uK=5 Print "Set aqueous humor thickness = " & taq-0.55 yPT\9"/ 3Nk
) '************************************************************************* WS2@;
8.N 'Radius and conic constant of anterior lens YnW,6U['{g '************************************************************************* (&xIBF_6 eID = FindFullName( "Geometry.Arizona Eye.Lens.Anterior" ) s,]z6L0 GetConic eID, entity, curv, conic eGi|S'L' 'aJm4W&j SetConic eID, entity, 1/Rant, CCant g7O,
< Print "Set anterior lens radius = " & Rant & " and conic constant = " & CCant FcmL4^s.` "J*LR '************************************************************************* 2/RW( U 'Radius and conic constant of posterior lens AN4(]_] '************************************************************************* b*dEX%H8sf eID = FindFullName( "Geometry.Arizona Eye.Lens.Posterior" ) 3TF'[(K= GetConic eID, entity, curv, conic
3y]rhB ?oulQR6: SetConic eID, entity, 1/Rpost, CCpost P/ 7aj:h~P Print "Set posterior lens radius = " & Rpost & " and conic constant = " & CCpost 2br~Vn0N % QI6`@Y" '************************************************************************* d1hXzJs 'Lens thickness (Position of posterior lens surface) 'jjJ[16"d '************************************************************************* Vo(V<2lw} z:p9&mi
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