Arizona眼睛模型
简介 Z uP3/d BAT.> 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。 .cmhi3o4 yWr&G@>G 模型 {e0aH `me pF}E`U=Z 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。 %0 U@k!lP Table 1. AZ眼睛模型的定义 [attachment=111140] %Rk0sfLvn l
SuNZYaO 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. twa H20 xr!A>q+@i 光源 ww'B!Ml>F i=fhK~Jd 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。 VjZb\
d4 L%pAEoSG [attachment=111141] 图1. 光源和提示信息使用 QPvWdjf#mM Z1(!syg 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。 1WY$Vs 8%MF< 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。 p-7?S^!l [attachment=111142] 图2. 字母F光源的设定方法光 {WeRFiQ?- u(ETc*D] [attachment=111143] 图3. 字母F在视网膜上位置点列图 9R&.$5[W(s M,Lq4 bz 视网膜的散射 qa6HwlC1 FE1En 在散射文件中,有一个名为“Retina surface”的72%的反射型朗伯散射,它为视网膜的散射提供了一个粗略的近似。为了模拟来自视网膜的散射,改变自定义元件“Eye ball” 下的视网膜的表面从“halt all” 到”Allow All”。并使几何中“plane”可追迹。 ;B:\e8 7CX5pRNL [attachment=111144] 图4. 视网膜朗伯散射设定 =~dsIG X-j<fX_ 注意在视网膜的表面有散射重点采样规格定义,在“Scatter”标签的底部可获取该信息。“toward pupil”指定散射光朝向光瞳,半角度10度。 7&V3f=aj6 @Qqf4h [attachment=111145] 图5. 视网膜重点采样规格设定 Lr`Gyl62 C"k]U[%{ 脚本 S@4bpnhK bF +d_t 内置脚本使用对话框显示屈光度和光瞳直径的数值设置。使用FRED Basic脚本创建和使用对话框非常容易。图6显示了如何获取用户自定义对话框,如下图所示: KT<N
;[; [attachment=111146] 图6. 用户对话框的创建与编辑 i}))6 [attachment=111147] 图7. 用户对话框编辑器 ^vOEG;TR<- 160BgFM 如果“OK”按钮按下,将会核对对话框下面的代码行,如果点击取消则脚本终止。然后输入的参数赋予变量,如果此处是保留为空白,则使用默认值。因此,如果没有值输入并点击“OK”按钮,则脚本是以屈光度为0,光瞳直径为4mm来运行的。 =v{ R(IX% 余下的脚本计算与屈光度有关的所有参数。 X{h[ V:g XP1P 分析 `_J>R M IU B] 屈光度为4,光瞳直径为4mm,字母F点在视网膜上所成的像。 |Y( [attachment=111148] 图7. 字母F在视网膜上颜色分析 #vPk
XcP 1}CJ& 脚本代码 !~-@sq @DAaCF8
- Option Explicit 'Remove this to enable non-dimensioned variables to be used. 8,B#W#*{
\@_?mL@= Dim entity As T_ENTITY F@ZB6~T~. Dim op As T_OPERATION @,pn/[ Dim mat As T_MODELMATERIAL OoZv\"}!_ Dim A As Double ]:4\rBR3 Dim pupilDiam As Double m`@~ZIa?>B Dim eID As Long xQqZi b5I Dim parID As Long }7qboUG e Dim count As Integer t & 5s. Dim taq As Double, Rant As Double, CCant As Double, Rpost As Double, CCpost As Double miY=xwK& Dim tlens As Double, nlens As Double tA
K=W$r Dim curv As Double, conic As Double mDA1$fj" Dim ok As Long 01+TVWKX q6P5:@ Sub Main TZObjSm_v c>#3{}X|x% '用户输入对话框 z_Pq5 Begin Dialog UserDialog 320,126,"Input parameters" ' %GRID:10,7,1,1 h<BTu7a`r TextBox 220,21,40,21,.TextBox1 'default: 0 mxCqN1:# Text 20,21,190,21,"Accommodation (in Diopters):",.Text1,1 d ?,wEfwp OKButton 40,91,90,21 1(Lq9hs` CancelButton 190,91,90,21 XBTjb Text 20,49,190,14,"Pupil diameter (4 mm default):",.Text2,1 Ga;Lm?6- TextBox 220,49,40,21,.TextBox2 'default: 4 1]7v3m End Dialog b.xG' Dim dlg As UserDialog {XLRrU!* k,r}X:<6jz ok = Dialog (dlg) 2:6lr4{uY e~$aJO@B.R If ok=0 Then 'cancel button was pressed
NF_[q(k' Print "Execution cancelled." ^O3p:X4u End #23($CSE End If +3-f$/po ~fz9PoC 'Assign accommodation and pupil diameter & use defaults if field left empty <T$rvS If dlg.TextBox1 = "" Then <\?dPRw2> A = 0 'Default accommodation ov'C0e+o Else twql)lbx A = CDbl(dlg.TextBox1) XJ?zP=UK End If 12 bztlv ],f%:
?%50 If dlg.TextBox2 = "" Then ezr'"1Ba} pupilDiam = 4 'Default pupil diameter 6W N(Tw Else 257q%" pupilDiam = CDbl(dlg.TextBox2) Gq.fQ_oOb End If ^:o^g'Yab Yg]!`(db Print " " K1-y[pS]E Print "Accommodation = " & A & " Diopters" <{k8 K6 Print "Pupil Diameter = " & pupilDiam & " mm" >jm^MS= $_
k:{? ' Calculate new parameters with accommodation JE[J}-2 taq = 0.55 + 2.97 - 0.04*A 'Aqueous thickness ,<=_t{^ 3}i(i0+ Rant = 12.0 - 0.4*A 'Radius of anterior lens fZ pUnc CCant = -7.518749 + 1.285720*A 'Conic constant of anterior lens ??g
=
`yH l gTw>r Rpost = -5.224557 + 0.2*A 'Radius of posterior lens uSNlI78D CCpost = -1.353971 - 0.431762*A 'Conic constant of posterior lens /m+.5Qz9)@ S| l%JM^ tlens = 3.767 + 0.04*A 'Lens thickness I<$m% !]!J"!xg* nlens = 1.42 + 0.00256*A - 0.00022*A^2 'Lens index of refraction UAtdRVi]M }j|YX&`p 'Adjust parameters to account for accommodation p~Mw^SN' Uy{ZK*c8i '************************************************************************* (l:LG"sy\ 'Aqueous thickness (Position of Lens) R nk&:c '************************************************************************* ^ V8?6E eID = FindFullName( "Geometry.Arizona Eye.Lens" ) !FbW3p f GetCustomElement eID, entity S(hT3MAW 5OHF=wh parID = FindFullName( "Geometry.Arizona Eye" ) $R/@%U)-o :X#'ELo| ' Delete any shift(s) in z C'fQ Z,r-v count = 0 OG2&=~hOz- While GetOperationCount(eID)>count >SHW GetOperation eID, count, op 5@{~830 If op.Type="ShiftZ" Then (Z at|R.F DeleteOperation eID,count Ip;;@o&D count=count-1 O}q(2[*i End If =-n7/ count=count+1 EL1*@ Wend hrTl:\ p (x<h 'Set new shift in fZrB!\Q op.Type = "ShiftZ" U#F(%b-LC op.val1 = taq 8DZ
OPA op.parent = parID D>"!7+t|@a AddOperation eID, op MD=!a5' Print "Set aqueous humor thickness = " & taq-0.55 R ;3!?` ]j^rJ|WTH '************************************************************************* p"=8{LrO 'Radius and conic constant of anterior lens , @dhJ8/ '************************************************************************* >&uR=Yd eID = FindFullName( "Geometry.Arizona Eye.Lens.Anterior" ) 17B` GetConic eID, entity, curv, conic _:?b-44 xs$-^FnD SetConic eID, entity, 1/Rant, CCant 3Vb/Mn!k Print "Set anterior lens radius = " & Rant & " and conic constant = " & CCant Zi ;7.P qL t-$Hti7Lk '************************************************************************* )TyI~5>; 'Radius and conic constant of posterior lens .0#{?R, '************************************************************************* khfWU eID = FindFullName( "Geometry.Arizona Eye.Lens.Posterior" ) "!_,N@\t GetConic eID, entity, curv, conic WEk3
4crk \xexl1_; SetConic eID, entity, 1/Rpost, CCpost gl!F)RdH Print "Set posterior lens radius = " & Rpost & " and conic constant = " & CCpost rJ fO/WK ,(&
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