Arizona眼睛模型
简介 9J/[7TzSZ SJ]6_4=y* 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。 jL-2
}XrA |OeWM 模型 )K[\j?
,sitO y}ks 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。 ==Egy:<:Q Table 1. AZ眼睛模型的定义 [attachment=111140] Y"lEMY @ T^FOTW 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. N**)8( YrnC'o` 光源 q8P&rMwy e|oMbTZ5m 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。 UOb`@# XP)^81i| [attachment=111141] 图1. 光源和提示信息使用 T +vo)9w K 4GuOl 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。 w=#'8ZuU 'LMj.#A<g 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")I)>Q6 [attachment=111142] 图2. 字母F光源的设定方法光 ,ayEZ#4.m *47/BLys< [attachment=111143] 图3. 字母F在视网膜上位置点列图 JU17]gQ Qs\a&Q=0H 视网膜的散射 <&m50pq vCP[7KhGj 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。 v,iZnANZ&P +ydd"` [attachment=111144] 图4. 视网膜朗伯散射设定 1 !_p
Z3JUYEAS 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。 lU doMm Ry>y [attachment=111145] 图5. 视网膜重点采样规格设定 ^i|R6oO_5 g
`s|]VNt 脚本 ^2-
<XD) 36Lkcda[ 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: q;,lv3I [attachment=111146] 图6. 用户对话框的创建与编辑 l WYp [attachment=111147] 图7. 用户对话框编辑器 :|n[z jK/S 'S3<' X 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。 "AUSgVE+h 余下的脚本计算与屈光度有关的所有参数。 t.8r~2(? di/QJrw
分析 S46aUkW. dGp7EB` 屈光度为4,光瞳直径为4mm,字母F点在视网膜上所成的像。 Tc(=J7*r& [attachment=111148] 图7. 字母F在视网膜上颜色分析 {_N9<i{T 9:p-F+ 脚本代码 P7F"#R0QB Hk*1Wrs*
- Option Explicit 'Remove this to enable non-dimensioned variables to be used. 2
`>a(
+51heuu[o Dim entity As T_ENTITY cTGd< Dim op As T_OPERATION {A/^;X{N^ Dim mat As T_MODELMATERIAL n725hY6}<l Dim A As Double bg Ux&3 Dim pupilDiam As Double b7>'ARdbzX Dim eID As Long ['o ueOg Dim parID As Long {R ),7U8 Dim count As Integer T[$-])iK Dim taq As Double, Rant As Double, CCant As Double, Rpost As Double, CCpost As Double Ms|c"?se Dim tlens As Double, nlens As Double \Wfw\x0. Dim curv As Double, conic As Double ,40OCd! Dim ok As Long 0o+Yjg>\~8 <kFLwF?PM' Sub Main ^OiL&p;r bVUIeX' '用户输入对话框 B,\VLX Begin Dialog UserDialog 320,126,"Input parameters" ' %GRID:10,7,1,1 0S4BV%7F TextBox 220,21,40,21,.TextBox1 'default: 0 Wa|V~PL+T Text 20,21,190,21,"Accommodation (in Diopters):",.Text1,1 ~uc7R/3ss OKButton 40,91,90,21 ~Fuq{e9` CancelButton 190,91,90,21 O?X[&t
Text 20,49,190,14,"Pupil diameter (4 mm default):",.Text2,1 ^i%S}VK TextBox 220,49,40,21,.TextBox2 'default: 4 gbuh04#~ End Dialog h&i*=&<HP6 Dim dlg As UserDialog 5(H%Ia ~bZ=]i ok = Dialog (dlg) j4owo#OB- ]zlA<w8 If ok=0 Then 'cancel button was pressed \Sd8PGl*' Print "Execution cancelled." nq{/fD(2 End 8)0]cX End If ?z1v_Jh cR3d&/_,U 'Assign accommodation and pupil diameter & use defaults if field left empty N;
}$!sNIm If dlg.TextBox1 = "" Then !uGfS' Vl A = 0 'Default accommodation W q<t+E[ Else fF)Q;~_VA A = CDbl(dlg.TextBox1) 6&x\!+]F8 End If tkctwjD 2Xl+}M.:Y If dlg.TextBox2 = "" Then V#oz~GMB pupilDiam = 4 'Default pupil diameter c;kU|_ Else ZoXz@/T pupilDiam = CDbl(dlg.TextBox2) AU\=n,K7 End If Bg]VaTm[= <;Hb7p3N Print " " 7z$Z=cs Print "Accommodation = " & A & " Diopters" R@K\ Print "Pupil Diameter = " & pupilDiam & " mm" _BP%@o SxYz)aF~ ' Calculate new parameters with accommodation M>i(p% taq = 0.55 + 2.97 - 0.04*A 'Aqueous thickness :C_/K(Rkl zufphS| Rant = 12.0 - 0.4*A 'Radius of anterior lens <2)AbI+3 CCant = -7.518749 + 1.285720*A 'Conic constant of anterior lens zgGysjV `Xos]L'w Rpost = -5.224557 + 0.2*A 'Radius of posterior lens T!H(Y4A CCpost = -1.353971 - 0.431762*A 'Conic constant of posterior lens 3wv@wqx h q7f"` tlens = 3.767 + 0.04*A 'Lens thickness */e$S[5 1)=
H2n4) nlens = 1.42 + 0.00256*A - 0.00022*A^2 'Lens index of refraction 9:{<
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