Arizona眼睛模型
简介 q}&+{dN\1 *m6*sIR 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。 A<[w'" c[?&;# feV 模型 hLyV'*} k{\a_e` 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。 2bpFQ8q Table 1. AZ眼睛模型的定义 [attachment=111140] y8|}bd<Sr sgB|2cj;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. 8KzH
- bWB&8&p 光源 ZB,UQ~!Yr G?+]BIiL 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。 EmV ZqW w6l56CB` [attachment=111141] 图1. 光源和提示信息使用 \=@4F^U7` u z:@ 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。 t3.I ` Z S|BS;VY 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。 NV3oJ0f&2 [attachment=111142] 图2. 字母F光源的设定方法光 :-b-)*TC; 9kas]zQ%=P [attachment=111143] 图3. 字母F在视网膜上位置点列图 2-wgbC5 bB.Yq3KI 视网膜的散射 ~rbJtz sO&eV68
[ 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。 Mwd.S p/jAr+XM [attachment=111144] 图4. 视网膜朗伯散射设定 RSF@ Oo{ o@|kq1m8 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。 *18J$ EJTa~ [attachment=111145] 图5. 视网膜重点采样规格设定 fH_Xm :% 7+J<N@.d 脚本 .@f)#2 J2$=H1- 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: 3;EBKGg| [attachment=111146] 图6. 用户对话框的创建与编辑 3WY:Fn+# [attachment=111147] 图7. 用户对话框编辑器 ; 5!8LmZ0# S2
YxA 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。 h&IF?h 余下的脚本计算与屈光度有关的所有参数。 D+Z,;XZ nZkMyRk 分析 $b"Ex> 2}#VB;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。 /C[XC7^4' [attachment=111148] 图7. 字母F在视网膜上颜色分析 Qkg([q4 a~`,zQ -@ 脚本代码 (7}Zh|@W 5ZHO+@HiFH
- Option Explicit 'Remove this to enable non-dimensioned variables to be used. 8)&J oPN
a(+u"Kr
z Dim entity As T_ENTITY ?}U l( Dim op As T_OPERATION 2v1dSdX,W Dim mat As T_MODELMATERIAL \1#!%I=. Dim A As Double VI^~I;M^ Dim pupilDiam As Double N'0fB`:kz Dim eID As Long =D?{d{JT Dim parID As Long V?z-Dt C Dim count As Integer HAMps[D[ Dim taq As Double, Rant As Double, CCant As Double, Rpost As Double, CCpost As Double H?dEgubg7] Dim tlens As Double, nlens As Double ^p #bxN") Dim curv As Double, conic As Double vjXCArS Dim ok As Long `k'Dm:*`u4 8HH\wu$$e Sub Main 6T A2 b]5S9^=LI '用户输入对话框 R2nDK7j Begin Dialog UserDialog 320,126,"Input parameters" ' %GRID:10,7,1,1 0:k
MnHn\ TextBox 220,21,40,21,.TextBox1 'default: 0 <e' l"3+9( Text 20,21,190,21,"Accommodation (in Diopters):",.Text1,1 L~L]MC& OKButton 40,91,90,21 K/XUF#^B] CancelButton 190,91,90,21 !EO
2 Text 20,49,190,14,"Pupil diameter (4 mm default):",.Text2,1 {]:B80I;2 TextBox 220,49,40,21,.TextBox2 'default: 4 VufG7%S{ End Dialog ? 1b*9G%i Dim dlg As UserDialog \b|Q `)TK -*&C "%e ok = Dialog (dlg) ` oXL 3 p9LVa If ok=0 Then 'cancel button was pressed i]n ?zWo_h Print "Execution cancelled." 7)v`l1 End +jz%:D End If "0l7%@z*)q 55|.MXzq 'Assign accommodation and pupil diameter & use defaults if field left empty {Ng HH]]O If dlg.TextBox1 = "" Then 9mH+Ol#( A = 0 'Default accommodation Rk52K*Dc Else s$;IR
c5!6 A = CDbl(dlg.TextBox1) t%>x}b"2T End If DYvg ^b 3q0^7)m0 If dlg.TextBox2 = "" Then vE+OL8 V pupilDiam = 4 'Default pupil diameter vH9Gf Else q5(Z
pupilDiam = CDbl(dlg.TextBox2) f@= lK?Pfh End If 0_5j( $8,/[V
A Print " " ]gGCy '*) Print "Accommodation = " & A & " Diopters" w*s#=]6 Print "Pupil Diameter = " & pupilDiam & " mm" Ty>g:#bogI Zr@G ' Calculate new parameters with accommodation }]?U.
]- taq = 0.55 + 2.97 - 0.04*A 'Aqueous thickness o+Kh2;$) lw"5p)aB Rant = 12.0 - 0.4*A 'Radius of anterior lens h 66X746 CCant = -7.518749 + 1.285720*A 'Conic constant of anterior lens
Sk,9<@ #5.L%F Rpost = -5.224557 + 0.2*A 'Radius of posterior lens = g)G! CCpost = -1.353971 - 0.431762*A 'Conic constant of posterior lens ZIrJ"*QO= )CC rO tlens = 3.767 + 0.04*A 'Lens thickness |K6hY-uC a0ze7F<( nlens = 1.42 + 0.00256*A - 0.00022*A^2 'Lens index of refraction A/"p PO qP0_#l& 'Adjust parameters to account for accommodation f@a@R$y 5U/1Z{ '************************************************************************* i\?P>:) 'Aqueous thickness (Position of Lens) Qvd$fY** '************************************************************************* Z"fnjH eID = FindFullName( "Geometry.Arizona Eye.Lens" ) )pXw 3Fo GetCustomElement eID, entity =
A !;`G 1y5$ parID = FindFullName( "Geometry.Arizona Eye" ) rpT{0>5 ~:%rg H ' Delete any shift(s) in z MrA&xM count = 0 7+I2"Hy While GetOperationCount(eID)>count 8HLcDS# GetOperation eID, count, op ^L<*ggw If op.Type="ShiftZ" Then q:1_D> DeleteOperation eID,count k98}Jx7J)" count=count-1 AQ 5CrYb End If 5PQs1B count=count+1 '.wyfS H@ Wend Y(]&j`% 9)qjW &` 'Set new shift in \k|ZbCWg op.Type = "ShiftZ" &,Xs=Lvmq op.val1 = taq $v6dB {%Qu op.parent = parID :>[;XT< AddOperation eID, op h,V#V1>Hu Print "Set aqueous humor thickness = " & taq-0.55 oIM] .#;;pu7W '************************************************************************* z.[ Ok 'Radius and conic constant of anterior lens a]465FY '************************************************************************* M#qZ0JT4 eID = FindFullName( "Geometry.Arizona Eye.Lens.Anterior" ) uj-q@IKe GetConic eID, entity, curv, conic <'4DMZ-G 4565U SetConic eID, entity, 1/Rant, CCant ?~aM<rcZ Print "Set anterior lens radius = " & Rant & " and conic constant = " & CCant T@]vjXd![ mdOF0b%-] '************************************************************************* +*Cg2` 'Radius and conic constant of posterior lens x=qACoq '************************************************************************* 8fdK|l w eID = FindFullName( "Geometry.Arizona Eye.Lens.Posterior" ) QH%{r4 GetConic eID, entity, curv, conic Iy](?b :!1B6Mc SetConic eID, entity, 1/Rpost, CCpost gtHk1 9 Print "Set posterior lens radius = " & Rpost & " and conic constant = " & CCpost X!n-nms [JGa3e '************************************************************************* m)q;eQs 'Lens thickness (Position of posterior lens surface) 'sm+3d '************************************************************************* d&
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