FRED运用:Arizona眼睛模型
简介 8HyK;+ZkVd 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。 [=Yfdh
M8S f`jRLo*L 模型 X>#!s Lt P:")Qb2 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。 f}'E|:Z 7k 04wmN
Table 1. AZ眼睛模型的定义 [attachment=67931] F_$ K+6 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. uz1t uX_ o|nj2 . 光源 WlnI`!)d v?\bvg\E 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。 )up!W4h6o ;,y9 24Y~x`W
[attachment=67932] 图1. 光源和提示信息使用 av1*i3 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。 ba 3_55] l#,WMu& 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。 ,!f*OWnZ B=/*8,u
[attachment=67933] 图2. 字母F光源的设定方法光 7ST[XLwt%} PT|W{RlNl
[attachment=67934] 图3. 字母F在视网膜上位置点列图 PF1m :Iz`d 视网膜的散射 ) tGC&l+?/ i>S
/W!F 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。 XY5I5H_U L44-: 3 iaq0\d.[7
[attachment=67935] 图4. 视网膜朗伯散射设定 :CN,I!: 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。 DiAPs_@ )ll`F7B-
@>J4K#"
[attachment=67936] 图5. 视网膜重点采样规格设定 :Q\b$=,: 脚本 w $7*za2 IN!m 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: bgd1j,PWbW d;ElqRC&
[attachment=67937] 图6. 用户对话框的创建与编辑 !V.'~xj
[attachment=67938] 图7. 用户对话框编辑器 #nc{MR#R 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。 DY6wp@A 余下的脚本计算与屈光度有关的所有参数。 S5'BXE, }`yIO"{8n 分析 nVoPTr Z-b^{uP 屈光度为4,光瞳直径为4mm,字母F点在视网膜上所成的像。 +"a .,-f! 16 o3ER
[attachment=67939] 图7. 字母F在视网膜上颜色分析 @7%nMTZ@&v 脚本代码 ocy fU=}X kzGD* Option Explicit 'Remove this to enable non-dimensioned variables to be used. VuFH
>8n i7})VDsZ Dim entity As T_ENTITY (?&X<=|" Dim op As T_OPERATION a[)in ,3 Dim mat As T_MODELMATERIAL j3 ~: \H Dim A As Double B5!$5Qc Dim pupilDiam As Double @Q3aJ98)2 Dim eID As Long X#(?V[F] Dim parID As Long $CO^dFf Dim count As Integer KLs%{'[7: Dim taq As Double, Rant As Double, CCant As Double, Rpost As Double, CCpost As Double ?T70C9 Dim tlens As Double, nlens As Double w/N.#s^ Dim curv As Double, conic As Double Fp-d69Npo Dim ok As Long )oa6;=go (eN\s98)/ Sub Main vI#\Qe Y,B0=} '用户输入对话框 7[:9vY Begin Dialog UserDialog 320,126,"Input parameters" ' %GRID:10,7,1,1 ~d7!)c`z TextBox 220,21,40,21,.TextBox1 'default: 0 DVRE ;+Jt Text 20,21,190,21,"Accommodation (in Diopters):",.Text1,1 H(!)]dO OKButton 40,91,90,21 )=;0 CancelButton 190,91,90,21 W=o90TwbN Text 20,49,190,14,"Pupil diameter (4 mm default):",.Text2,1 NZ'S~Lr TextBox 220,49,40,21,.TextBox2 'default: 4 9rtcI[&?0 End Dialog :Cw|BX@??U Dim dlg As UserDialog R\MM2_I ju(&v*KA ok = Dialog (dlg) |~CN]N 9~<HTH If ok=0 Then 'cancel button was pressed z![RC59S Print "Execution cancelled." veAGUE
%3 End ~DVAk|fc End If qp^O\>c 7Cx%G/( 'Assign accommodation and pupil diameter & use defaults if field left empty w:Tz&$&Y$ If dlg.TextBox1 = "" Then _UYt A = 0 'Default accommodation FlRbGg^ Else W j/.rG&tE A = CDbl(dlg.TextBox1) 4\Y2{Z>P? End If rcPP-+XW ]0zXpMNI If dlg.TextBox2 = "" Then .#6Dad=S* pupilDiam = 4 'Default pupil diameter &n6mXFF#>P Else %:N6#;l M pupilDiam = CDbl(dlg.TextBox2) d
/jO~+jP End If *n N;!*J I7nt<l! Print " " UBrYN'QRNt Print "Accommodation = " & A & " Diopters" pRD8/7@(B{ Print "Pupil Diameter = " & pupilDiam & " mm" }?^5\ot u C6ZM#}I$l ' Calculate new parameters with accommodation { o=4(RC taq = 0.55 + 2.97 - 0.04*A 'Aqueous thickness l];,)ddD9 j Aw&5, Rant = 12.0 - 0.4*A 'Radius of anterior lens @U_w:Q<9u CCant = -7.518749 + 1.285720*A 'Conic constant of anterior lens xpKD 'O=T KO<Yc`Fs Rpost = -5.224557 + 0.2*A 'Radius of posterior lens ddmTMfH CCpost = -1.353971 - 0.431762*A 'Conic constant of posterior lens SgHLs 9Y- Sqk+ tlens = 3.767 + 0.04*A 'Lens thickness 9;k_"@A6 gdRwh nlens = 1.42 + 0.00256*A - 0.00022*A^2 'Lens index of refraction } '. l'% \Q|1I 'Adjust parameters to account for accommodation t]#y}V /-b)`%Q|Y '************************************************************************* h )"PPI 'Aqueous thickness (Position of Lens) { ,/mQ3 '************************************************************************* :seo0w] eID = FindFullName( "Geometry.Arizona Eye.Lens" ) I&U?8 GetCustomElement eID, entity '`#2'MXG Pk7Yq:avL parID = FindFullName( "Geometry.Arizona Eye" ) FRQ0tIp d,CtlWp ' Delete any shift(s) in z DKAqQ?fS count = 0 v9(->X' While GetOperationCount(eID)>count 'xm _oGWE GetOperation eID, count, op OWxYV$ If op.Type="ShiftZ" Then z/)HJo2# DeleteOperation eID,count "GEJ9_a[ count=count-1 U,yU-8z/ End If 3XYCtp8 count=count+1 +u#;k!B/> Wend ZWQrG'$?o8 k, & |