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2016-02-24 12:53 |
FRED运用:Arizona眼睛模型
简介 jt}Re, 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。 ]ogifnwv WX4sTxJK 模型 k'iiRRM #}#m\=0 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。 &>qUT]w ins(RWO
Table 1. AZ眼睛模型的定义 [attachment=67931] 3l=q@72 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. htB7 j( )|*Qs${tF 光源 CA#g(SiZ R%.`h 多个光源定义来分析该模型的不同特性。图1显示了所以的光源和提示信息告诉您他们可以用来做什么。 {L;sF=d D|OGlP Lip#uuuXXN
[attachment=67932] 图1. 光源和提示信息使用 Q# hRnM 除了“Letter F”之外的所有光源的光线位置设定在了孔径光阑位置处,并增加了pre-propagation distance= -8。尽管光线在光瞳处创建,规定的传输方向相对于光线位置在pre-propagation distance之后。这意味着光束沿着Z轴在眼睛的前面以平行光入射,而不是在光瞳处入射。 _&l8^MD /[TOy2/;%b 在往下看是内置的脚本用来修改屈光度,使其为4(250mm),光源“Letter F”在视网膜处生成一个字母为F的图像。绿色的光线聚焦的非常好而红色和蓝色光线有一点的模糊。使用Positions Spot Diagram分析工具来观察最为合适。 K e4oLF2 ^ = C>
[attachment=67933] 图2. 字母F光源的设定方法光 0$|VkMq( :lai0>
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[attachment=67934] 图3. 字母F在视网膜上位置点列图 |*?N#0s5h 视网膜的散射 SNqSp.>-U" Ubu&$4a 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。 [R4#bl C@Wzg >n,_Aj
c
[attachment=67935] 图4. 视网膜朗伯散射设定 PzPNvV/o 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。 br=e+]C Y) i6paNHi* dSwfea_
[attachment=67936] 图5. 视网膜重点采样规格设定 k*A(7qQA`4 脚本 o'lG9ePM| 1 fcV&qHR 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: zh) &6'S\ 7=fM}sk
[attachment=67937] 图6. 用户对话框的创建与编辑 ]L~z9)
[attachment=67938] 图7. 用户对话框编辑器 6Y2,fW8i, 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。 | +;ZC y 余下的脚本计算与屈光度有关的所有参数。 21OfTV-+3 =\]gL%N-| 分析 -=lm`X<: W
$D 34( 屈光度为4,光瞳直径为4mm,字母F点在视网膜上所成的像。 9SeGkwec?$ \];|$FQg
[attachment=67939] 图7. 字母F在视网膜上颜色分析 Qb@j8Xa4[ 脚本代码 ),{3LIr W,~*pyLdO Option Explicit 'Remove this to enable non-dimensioned variables to be used. I0Do% L~ax`i1:" Dim entity As T_ENTITY "dCIg{j Dim op As T_OPERATION 4AhFE@ Dim mat As T_MODELMATERIAL rv[BL.qV Dim A As Double <vl(a*4a Dim pupilDiam As Double ^:?z7m Dim eID As Long AkW,Fp1e Dim parID As Long *4~7p4[ Dim count As Integer 9y\nO)\Tv Dim taq As Double, Rant As Double, CCant As Double, Rpost As Double, CCpost As Double 05ZYOs } Dim tlens As Double, nlens As Double c+{XP&g8_J Dim curv As Double, conic As Double `_vPElQXZ# Dim ok As Long _3
[E$Lg ;s3@(OnjZ Sub Main 7eq.UyUxs 9>+>s ?IgK '用户输入对话框 =x w:@(]{ Begin Dialog UserDialog 320,126,"Input parameters" ' %GRID:10,7,1,1 g{DOQA TextBox 220,21,40,21,.TextBox1 'default: 0 07^.Z[(pCt Text 20,21,190,21,"Accommodation (in Diopters):",.Text1,1 T\wOGaCW OKButton 40,91,90,21 4oF,;o+v\4 CancelButton 190,91,90,21 `*CoVx~fk Text 20,49,190,14,"Pupil diameter (4 mm default):",.Text2,1 a?Om;-i2`S TextBox 220,49,40,21,.TextBox2 'default: 4 QPVr:+\B{ End Dialog blz#M # Dim dlg As UserDialog e77s?WxbK |\B\IPs{%' ok = Dialog (dlg) yzpa\[^ \yymp70w If ok=0 Then 'cancel button was pressed VII`qbxT Print "Execution cancelled." Q3lVx5G>4 End ~=wBF End If XF{2'x_R DvEII'-h 'Assign accommodation and pupil diameter & use defaults if field left empty a
w~a/T: If dlg.TextBox1 = "" Then ,,XHw;{ A = 0 'Default accommodation <\:*cET3 Else dFeGibI{ A = CDbl(dlg.TextBox1) 0T3r#zQ End If ^R\5'9K! /x-tl)(s= If dlg.TextBox2 = "" Then \i~5H]?d pupilDiam = 4 'Default pupil diameter *=z.H
* Else Rpcnpo pupilDiam = CDbl(dlg.TextBox2) $o\Uq End If 6O5E4= ~$a%& ]\ Print " " [\HAJA, Print "Accommodation = " & A & " Diopters" C~iFFh6: Print "Pupil Diameter = " & pupilDiam & " mm" bVRxGn @l /9y'UKl7[ ' Calculate new parameters with accommodation a(o[ bH.|; taq = 0.55 + 2.97 - 0.04*A 'Aqueous thickness /7*qa G 1?+)T%" Rant = 12.0 - 0.4*A 'Radius of anterior lens RmN\;G?} CCant = -7.518749 + 1.285720*A 'Conic constant of anterior lens Q6Zh%\+h( '\m\$
{ Rpost = -5.224557 + 0.2*A 'Radius of posterior lens Us9$,(3 CCpost = -1.353971 - 0.431762*A 'Conic constant of posterior lens =7P; /EV Qe/=(P< tlens = 3.767 + 0.04*A 'Lens thickness 9]8M {L Iq":
U nlens = 1.42 + 0.00256*A - 0.00022*A^2 'Lens index of refraction ;rta#pRn
qf]OSd 'Adjust parameters to account for accommodation #iGz&S3iN$ EVmE{XlD; '************************************************************************* ^?[^o\/@R 'Aqueous thickness (Position of Lens) X 'bp?m '************************************************************************* ]*;+ U6/? eID = FindFullName( "Geometry.Arizona Eye.Lens" ) : [vp.vw}/ GetCustomElement eID, entity PZA;10z DPtyCgH parID = FindFullName( "Geometry.Arizona Eye" ) .J\U|r f4T-=` SO ' Delete any shift(s) in z ?t.?f`(| count = 0 cfe[6N While GetOperationCount(eID)>count FkECY GetOperation eID, count, op >|I3h5\M If op.Type="ShiftZ" Then Y=rW.yK8 DeleteOperation eID,count CM's6qhQnn count=count-1 J&: | |