Arizona眼睛模型
简介 N9`y,Cos0 x&QNP 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。 (qNco8QKu3 xWd9%,mDNR 模型 .@4Q kG/ #Y/97_2 xa 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。 bMSD/L Table 1. AZ眼睛模型的定义 [attachment=111140] 9vB9k@9 7yo|ie@S 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. l
:f9Ih hVQ7'@ 光源 rd|@*^k hdo+Qezu: 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。 pA*D/P- 71K\.[ =- [attachment=111141] 图1. 光源和提示信息使用 jXc5fXO
N ]$* $0 除了“Letter F”之外的所有光源的光线位置设定在了孔径光阑位置处,并增加了pre-propagation distance= -8。尽管光线在光瞳处创建,规定的传输方向相对于光线位置在pre-propagation distance之后。这意味着光束沿着Z轴在眼睛的前面以平行光入射,而不是在光瞳处入射。 .q
AQPL V`WI"HO+ 在往下看是内置的脚本用来修改屈光度,使其为4(250mm),光源“Letter F”在视网膜处生成一个字母为F的图像。绿色的光线聚焦的非常好而红色和蓝色光线有一点的模糊。使用Positions Spot Diagram分析工具来观察最为合适。 pP?<[ql[w [attachment=111142] 图2. 字母F光源的设定方法光 I@8+k&nXS :7HVBH [attachment=111143] 图3. 字母F在视网膜上位置点列图 dL1~]Z
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wJ;9),fL 视网膜的散射 D<+ bzC DR.3
J`?K 在散射文件中,有一个名为“Retina surface”的72%的反射型朗伯散射,它为视网膜的散射提供了一个粗略的近似。为了模拟来自视网膜的散射,改变自定义元件“Eye ball” 下的视网膜的表面从“halt all” 到”Allow All”。并使几何中“plane”可追迹。 g_3rEvf"4 Ws2prh^e( [attachment=111144] 图4. 视网膜朗伯散射设定 BZ]&uD|f
},?-$eyX 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。 WyKUvVi |NphG| [attachment=111145] 图5. 视网膜重点采样规格设定 9+WY@du+ 8cYuzt].. 脚本 gJWlWVeq$ *!-}lc^4 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: BDv|~NHs [attachment=111146] 图6. 用户对话框的创建与编辑 8eg2o$k_,# [attachment=111147] 图7. 用户对话框编辑器 E9~&f^f $i1>?pb3 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。 X m_Ub>N5 余下的脚本计算与屈光度有关的所有参数。 <8F->k1"3 _*OaiEL+: 分析 |THkS@Br E
6>1Fm8%V 屈光度为4,光瞳直径为4mm,字母F点在视网膜上所成的像。 Jgi{7J [attachment=111148] 图7. 字母F在视网膜上颜色分析 E-*>f"<h `Z;B^Y0 脚本代码 $G^H7|PzdC i]hR7g<
- Option Explicit 'Remove this to enable non-dimensioned variables to be used. MSxU>FX0
rm7*l<v6 Dim entity As T_ENTITY LN,$P Dim op As T_OPERATION ;DT"S{"7 Dim mat As T_MODELMATERIAL ThT.iD[ Dim A As Double RPScP Dim pupilDiam As Double |r<.R> Dim eID As Long ;I0yQlx|U Dim parID As Long 3!ajvSOI9j Dim count As Integer Px^<2Q%Fs Dim taq As Double, Rant As Double, CCant As Double, Rpost As Double, CCpost As Double A ydy=sj Dim tlens As Double, nlens As Double .PA?N{z Dim curv As Double, conic As Double
2_ZHJ,r Dim ok As Long s525`Q; Vt$ $ceu Sub Main DI"dY
ug# `siy!R '用户输入对话框 37za^n?SG Begin Dialog UserDialog 320,126,"Input parameters" ' %GRID:10,7,1,1 $D2Ain1 TextBox 220,21,40,21,.TextBox1 'default: 0 ,rvZW}= Text 20,21,190,21,"Accommodation (in Diopters):",.Text1,1 m8j#{[NE OKButton 40,91,90,21 QVA!z## CancelButton 190,91,90,21 m-pIFL<^N Text 20,49,190,14,"Pupil diameter (4 mm default):",.Text2,1 g'l7Jr3 TextBox 220,49,40,21,.TextBox2 'default: 4 E!(`275s End Dialog '
m#Ymp Dim dlg As UserDialog )Sh;UW @?($j)9} ok = Dialog (dlg) S+E3;' H k%bTs+]* If ok=0 Then 'cancel button was pressed iR4,$Nn> Print "Execution cancelled." a}+_Yo(Q End 9BgQoK@ End If -^SD6l$ 8)Bn?6. 'Assign accommodation and pupil diameter & use defaults if field left empty
_ jM6ej< If dlg.TextBox1 = "" Then D-;43>yi< A = 0 'Default accommodation [$ Xu Else lf7H8k, - A = CDbl(dlg.TextBox1) a6K$omu End If BRQ5 Ni;{\"Gt If dlg.TextBox2 = "" Then O'?lW~CD.> pupilDiam = 4 'Default pupil diameter !un"XI0`t< Else {UjIxV(J pupilDiam = CDbl(dlg.TextBox2) NIcNL(] End If 5Qe}v DW;.R<8 Print " " D/!G]hx Print "Accommodation = " & A & " Diopters" ;kcFQed\w Print "Pupil Diameter = " & pupilDiam & " mm" ^<H#dkECG U S~JLJI ' Calculate new parameters with accommodation {gq:sj> taq = 0.55 + 2.97 - 0.04*A 'Aqueous thickness TuT= Vt 5XC~jK Rant = 12.0 - 0.4*A 'Radius of anterior lens @x\gk5 CCant = -7.518749 + 1.285720*A 'Conic constant of anterior lens ieK'<%dxF @eD2<e Rpost = -5.224557 + 0.2*A 'Radius of posterior lens l'X?S(fiV CCpost = -1.353971 - 0.431762*A 'Conic constant of posterior lens sRI=TE]s 'J<zVD}0 tlens = 3.767 + 0.04*A 'Lens thickness ,@j&q =dJEcC_J nlens = 1.42 + 0.00256*A - 0.00022*A^2 'Lens index of refraction 'Y/V9;`)s c[eGpZ] 'Adjust parameters to account for accommodation vmQ
DcCw NhaeAD
$e '************************************************************************* |x~ei_x7.p 'Aqueous thickness (Position of Lens) ;@$, "
P '************************************************************************* $2Tty 7 eID = FindFullName( "Geometry.Arizona Eye.Lens" ) doUqUak GetCustomElement eID, entity kA$;vbm LHGK!zI parID = FindFullName( "Geometry.Arizona Eye" ) (%^TTe SX94,5 _Q ' Delete any shift(s) in z T"jDq1C/,E count = 0 v6(l#,
While GetOperationCount(eID)>count ;Z0cD*Jb GetOperation eID, count, op AHg4kG If op.Type="ShiftZ" Then EwJn1Mvq DeleteOperation eID,count E~U|v'GCd count=count-1 ?J1&,'& End If c;fyUi count=count+1 m_W.r+s~C4 Wend 2H0q\zZ &S`'o%B 'Set new shift in XsCbJ[Z_?q op.Type = "ShiftZ" %1l80Z op.val1 = taq YRX2^v ^[ op.parent = parID rs)aEmvC AddOperation eID, op HGMH
g Print "Set aqueous humor thickness = " & taq-0.55 Ptxc9~k v}t:}M<; '************************************************************************* LWR&(p.% 'Radius and conic constant of anterior lens )=y6s^} '************************************************************************* 9!<3qx/ eID = FindFullName( "Geometry.Arizona Eye.Lens.Anterior" ) 9S`b7U=P GetConic eID, entity, curv, conic |0Ug~jKU Nd!=3W5? SetConic eID, entity, 1/Rant, CCant [\y>&"uk Print "Set anterior lens radius = " & Rant & " and conic constant = " & CCant <{~UKi dQoMAsxzM '************************************************************************* E<[
bgL 'Radius and conic constant of posterior lens N`:bvr '************************************************************************* <OFqUp*l eID = FindFullName( "Geometry.Arizona Eye.Lens.Posterior" ) m|?J^_ GetConic eID, entity, curv, conic "!eT JqIv&W
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