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2022-02-25 09:52 |
Arizona眼睛模型
简介 ]re'LC!d (B`sQw@tu 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。 ]7qiUdxt: q^bO*bv 模型 'dt\db5p S]2 {ZDP 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。 ,-rB=|w Table 1. AZ眼睛模型的定义 [attachment=111140] &/ouW'oP NW.XA! =E) 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. uMFV%+I >#N[GrJAE 光源 ,{<p xFsmf< Vm 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。 jM__{z Q~
0Dfow? [attachment=111141] 图1. 光源和提示信息使用 %<}=xJf>1 [BXyi
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。 dbO# Jyu`-=It 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。
^Omfe [attachment=111142] 图2. 字母F光源的设定方法光 H=.K +Z+ExS<#z [attachment=111143] 图3. 字母F在视网膜上位置点列图 Y%IJ8P^Y #/WAzYt{ 视网膜的散射 %2yAvGa1 `fW{yb 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。 9e5gy c#\-%h [attachment=111144] 图4. 视网膜朗伯散射设定 |%ZpatZA5 .[f;(WR 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。 4r*Pa(;y u7muaSy [attachment=111145] 图5. 视网膜重点采样规格设定 `$-lL" H`D f 脚本 _pSIJ3O @}eNV~ROu 内置脚本使用对话框显示屈光度和光瞳直径的数值设置。使用FRED Basic脚本创建和使用对话框非常容易。图6显示了如何获取用户自定义对话框,如下图所示: G?[-cNdk [attachment=111146] 图6. 用户对话框的创建与编辑 ]_2yiKv& [attachment=111147] 图7. 用户对话框编辑器 z~.9@[LG] ;c)! @GoA 如果“OK”按钮按下,将会核对对话框下面的代码行,如果点击取消则脚本终止。然后输入的参数赋予变量,如果此处是保留为空白,则使用默认值。因此,如果没有值输入并点击“OK”按钮,则脚本是以屈光度为0,光瞳直径为4mm来运行的。 o>!JrH 余下的脚本计算与屈光度有关的所有参数。 *g$agyOfh eycV@|6u* 分析 ylkqhs& /c^e&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。 W uf/LKj [attachment=111148] 图7. 字母F在视网膜上颜色分析 #{w5)|S#JD ;o >WXw 脚本代码 (rMZ 0pNo`Bm
- Option Explicit 'Remove this to enable non-dimensioned variables to be used. ~'[jBn)
]BfR.,, Dim entity As T_ENTITY qvTKfIl{ Dim op As T_OPERATION )l{A{f6O Dim mat As T_MODELMATERIAL F '#^`G9 Dim A As Double ,cS0 Dim pupilDiam As Double ._ih$= Dim eID As Long =phiD&= Dim parID As Long l4Y1( Dim count As Integer "GLYyC Dim taq As Double, Rant As Double, CCant As Double, Rpost As Double, CCpost As Double }s6G!v^2"" Dim tlens As Double, nlens As Double H%~Q?4 Dim curv As Double, conic As Double >D3zV.R Dim ok As Long @tQ2E}psP, *2#FRA#q Sub Main '^B3pR: :}y| 4*z '用户输入对话框 2MT_#r_ Begin Dialog UserDialog 320,126,"Input parameters" ' %GRID:10,7,1,1 {]@Qu" M TextBox 220,21,40,21,.TextBox1 'default: 0 kc|>Q7~{ Text 20,21,190,21,"Accommodation (in Diopters):",.Text1,1 _r7=&oL.Q OKButton 40,91,90,21 IrUi
Eq CancelButton 190,91,90,21 b.,$# D{p Text 20,49,190,14,"Pupil diameter (4 mm default):",.Text2,1 Vs|sw TextBox 220,49,40,21,.TextBox2 'default: 4 `rq<jtf+ End Dialog 7p
!zp 9| Dim dlg As UserDialog /evaTQPz Es~DHX ok = Dialog (dlg) 2|
$k`I, {NY]L==H If ok=0 Then 'cancel button was pressed _&K\D
p&@ Print "Execution cancelled." "&Ff[O* End G ;jF9i End If 5{HtJ?sKc5 -P*xyI 'Assign accommodation and pupil diameter & use defaults if field left empty p/4S$
j#Tn If dlg.TextBox1 = "" Then &EGY+p|2Y A = 0 'Default accommodation |9x%gUm Else pNBa.4z: A = CDbl(dlg.TextBox1) Q{8qm<0g End If !HvGlj@(| OAY8,C=M If dlg.TextBox2 = "" Then 8 `o{b"l+ pupilDiam = 4 'Default pupil diameter z6Fun Else G u6[{u pupilDiam = CDbl(dlg.TextBox2) |o|gP8 End If G1p43 E+:.IuXW$ Print " " 2h5tBEOX.s Print "Accommodation = " & A & " Diopters" )< l\jfx e Print "Pupil Diameter = " & pupilDiam & " mm" ~DK F%}E [Yn;G7cK ' Calculate new parameters with accommodation jjYM3LQcdP taq = 0.55 + 2.97 - 0.04*A 'Aqueous thickness G^ K*+ >QA/Mi~R Rant = 12.0 - 0.4*A 'Radius of anterior lens p[_Yi0U CCant = -7.518749 + 1.285720*A 'Conic constant of anterior lens 9N<*S'Z 6xyY+ Rpost = -5.224557 + 0.2*A 'Radius of posterior lens *ZX!EjICk CCpost = -1.353971 - 0.431762*A 'Conic constant of posterior lens R9bhC9NP }FHw"
{my tlens = 3.767 + 0.04*A 'Lens thickness ^P]?3U\nj R&]c"cO L8 nlens = 1.42 + 0.00256*A - 0.00022*A^2 'Lens index of refraction $+0=GN Jk%'mEGE 'Adjust parameters to account for accommodation (y%%6#bd G]1(X38[si '************************************************************************* Ri9Kr 'Aqueous thickness (Position of Lens) yi sF5`+ '************************************************************************* fm[_@L%
x eID = FindFullName( "Geometry.Arizona Eye.Lens" ) VjC*(6<Gj GetCustomElement eID, entity ?rky6 Nvi Fq parID = FindFullName( "Geometry.Arizona Eye" ) :
x>I-
3G Ng?apaIi@~ ' Delete any shift(s) in z Sb'N]; count = 0 =DGn,i9 While GetOperationCount(eID)>count q;CayN'I GetOperation eID, count, op ]d[Rf$>vu0 If op.Type="ShiftZ" Then :U!'U;uQ DeleteOperation eID,count xi;/^)r count=count-1 Y>xi|TWN End If =fL6uFmxI@ count=count+1 M' a& Wend X!HDj< YCir Oge 'Set new shift in &G0l&8pa op.Type = "ShiftZ" 14mXx}O op.val1 = taq }Q47_]5 op.parent = parID )GB3=@ AddOperation eID, op fui4@ Print "Set aqueous humor thickness = " & taq-0.55 <WZ1- Oqd"0Qt- '************************************************************************* x{=[w` 'Radius and conic constant of anterior lens ^2C0oX '************************************************************************* R;0W+!fE eID = FindFullName( "Geometry.Arizona Eye.Lens.Anterior" ) !w @1!Xpn1 GetConic eID, entity, curv, conic z\xiACIc `Ev A\f SetConic eID, entity, 1/Rant, CCant jl;kcGE Print "Set anterior lens radius = " & Rant & " and conic constant = " & CCant Cf.pTYSl JZs|~@ '************************************************************************* fR+Ov8PCq 'Radius and conic constant of posterior lens l,imT$u '************************************************************************* I;`Ko_i eID = FindFullName( "Geometry.Arizona Eye.Lens.Posterior" ) Q3Ny5 G> GetConic eID, entity, curv, conic _#/!s]$d#
ipx@pNW;" SetConic eID, entity, 1/Rpost, CCpost 8O"x;3I9 Print "Set posterior lens radius = " & Rpost & " and conic constant = " & CCpost f28gE7Y\a %E4$ZPSW '************************************************************************* nQ:ml 'Lens thickness (Position of posterior lens surface) `E./p '************************************************************************* Sf+(1_^`t }}kS~
w-# parID = FindFullName( "Geometry.Arizona Eye.Lens" ) E9L!O.Q R=][>\7]} ' Delete any z-shift(s) gi1}5DR count = 0 *%ed;>6:Q While GetOperationCount(eID)>count ^2&O3s GetOperation eID, count, op &
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