FRED运用:Arizona眼睛模型
简介
<a=OiY 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。 CP2wg . u8>aO>(bVg 模型 M6Xzyt| zY*~2|q,s 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。 =X5w=(& J%r:"Jm[y1
Table 1. AZ眼睛模型的定义 [attachment=67931] fB7Jx6 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. #T>?g5I ;P ju O 光源 3J
5,V DMDtry?1: 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。 :tnW ivrwR xq,ql@7 6E1~dK0t
[attachment=67932] 图1. 光源和提示信息使用 y5aPs 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。 T!9AEG l/nBin&YGv 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。 rX5"p!z l"`VvW[
[attachment=67933] 图2. 字母F光源的设定方法光 73'A Q")UJ =ca[*0^Z7
[attachment=67934] 图3. 字母F在视网膜上位置点列图 t@MUNW`Q 视网膜的散射 I2RXw a]5y
CBm 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。 W(Sni[c{ jz=V*p}6 i
g7|kl
[attachment=67935] 图4. 视网膜朗伯散射设定 RkF^V( 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。 CC3i@ .nVY" C& t$t'{*t(
T
[attachment=67936] 图5. 视网膜重点采样规格设定 2TB'HNTFx 脚本 DQ/rx`BG owA8hGF 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: $vO<v<I'Gb }m^^6h
[attachment=67937] 图6. 用户对话框的创建与编辑 VrfEa d
[attachment=67938] 图7. 用户对话框编辑器 EJ<L,QH3 如果“OK”按钮按下,将会核对对话框下面的代码行,如果点击取消则脚本终止。然后输入的参数赋予变量,如果此处是保留为空白,则使用默认值。因此,如果没有值输入并点击“OK”按钮,则脚本是以屈光度为0,光瞳直径为4mm来运行的。 gk?H@b* 余下的脚本计算与屈光度有关的所有参数。 _](y<O^9yO 45[,LJaMd 分析 UeZ(@6_: AsuugcN* 屈光度为4,光瞳直径为4mm,字母F点在视网膜上所成的像。 tg 'g R -!5l4
[attachment=67939] 图7. 字母F在视网膜上颜色分析 r|u R!=*|? 脚本代码 [9 :9<#?o^ %rrD+ Option Explicit 'Remove this to enable non-dimensioned variables to be used. ^pew'pHQ ,/V~T<FI Dim entity As T_ENTITY Z{l`X#': Dim op As T_OPERATION . bUmT ! Dim mat As T_MODELMATERIAL
IaRwPDj6 Dim A As Double 'CJ_&HR Dim pupilDiam As Double dZ*&3.#D5 Dim eID As Long ALO/{:l( Dim parID As Long
ac@\\2srV Dim count As Integer EFI!b60mc Dim taq As Double, Rant As Double, CCant As Double, Rpost As Double, CCpost As Double xfX|AC Dim tlens As Double, nlens As Double d
{ P$}b Dim curv As Double, conic As Double NW;_4g4qE Dim ok As Long 0i8\Lu6 7 u Q +]d Sub Main jg%mWiKwK7 ABp8PD '用户输入对话框 VE/m|3%t Begin Dialog UserDialog 320,126,"Input parameters" ' %GRID:10,7,1,1 |cuKC \ TextBox 220,21,40,21,.TextBox1 'default: 0 jJvd!,=) Text 20,21,190,21,"Accommodation (in Diopters):",.Text1,1 @sZ' --Y OKButton 40,91,90,21 %cDTq&Q CancelButton 190,91,90,21 p(4B"[ !S Text 20,49,190,14,"Pupil diameter (4 mm default):",.Text2,1 IS[q'Cv* TextBox 220,49,40,21,.TextBox2 'default: 4 G#NbLj`h End Dialog ';.y`{/
Dim dlg As UserDialog lF46W qJl DQc- ok = Dialog (dlg) w&es N$2 x+%> 2qgj" If ok=0 Then 'cancel button was pressed A4d3hF~ l` Print "Execution cancelled." Dh#5-Kf% End $JBb]
v8_ End If ?=_w5D.3J g~9rt_OV 'Assign accommodation and pupil diameter & use defaults if field left empty DW7Jk"\GH If dlg.TextBox1 = "" Then &F[N$6:v A = 0 'Default accommodation 9X#]Lg?b Else h;#^?v!+ A = CDbl(dlg.TextBox1) 2p 7;v7)y End If 7rGp^ yF|28KJ If dlg.TextBox2 = "" Then r~,3 pupilDiam = 4 'Default pupil diameter 6Qz=g
t%I= Else *h5L1Eq pupilDiam = CDbl(dlg.TextBox2) ZtGkMd$ End If ,|zwY~lt5 UF89gG4 Print " "
}LEasj Print "Accommodation = " & A & " Diopters" \>j@!W Print "Pupil Diameter = " & pupilDiam & " mm" ,*x/L?.Z! B'vIL ' ' Calculate new parameters with accommodation td$RDtW[3 taq = 0.55 + 2.97 - 0.04*A 'Aqueous thickness r@'~cF]m D6yE/QeK4 Rant = 12.0 - 0.4*A 'Radius of anterior lens $kR%G{j 4 CCant = -7.518749 + 1.285720*A 'Conic constant of anterior lens T| (w-)mv D=5%lL Rpost = -5.224557 + 0.2*A 'Radius of posterior lens ?e+y7K}"] CCpost = -1.353971 - 0.431762*A 'Conic constant of posterior lens m*7RC4"J g86^Z%c(k tlens = 3.767 + 0.04*A 'Lens thickness I>-1kFma; Pum& |