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2016-02-24 12:53 |
FRED运用:Arizona眼睛模型
简介 4?;1cXXA 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。 [/6IEt3}B Sky!ZN'I 模型 S'lZ'H / B]#0]-ua 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。 0Kq\ oMn 8nW#Q<s
Table 1. AZ眼睛模型的定义 [attachment=67931] +!CG'qyN> 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. %
?@PlQ [{L4~(uU8 光源 UJ2Tj+ ',v
-&1R 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。 y.HE3tH $s5LzJn RKx"
}<#+
[attachment=67932] 图1. 光源和提示信息使用 8W9kd"=U 除了“Letter F”之外的所有光源的光线位置设定在了孔径光阑位置处,并增加了pre-propagation distance= -8。尽管光线在光瞳处创建,规定的传输方向相对于光线位置在pre-propagation distance之后。这意味着光束沿着Z轴在眼睛的前面以平行光入射,而不是在光瞳处入射。 ^F/N-!}q 0PjWfM8% 在往下看是内置的脚本用来修改屈光度,使其为4(250mm),光源“Letter F”在视网膜处生成一个字母为F的图像。绿色的光线聚焦的非常好而红色和蓝色光线有一点的模糊。使用Positions Spot Diagram分析工具来观察最为合适。 = ;4cDmZh MZv In ZS
[attachment=67933] 图2. 字母F光源的设定方法光 9m/v^ +' QX`
[attachment=67934] 图3. 字母F在视网膜上位置点列图 aTxss:7] 视网膜的散射 TkM8GK-3 'D;v>r 在散射文件中,有一个名为“Retina surface”的72%的反射型朗伯散射,它为视网膜的散射提供了一个粗略的近似。为了模拟来自视网膜的散射,改变自定义元件“Eye ball” 下的视网膜的表面从“halt all” 到”Allow All”。并使几何中“plane”可追迹。 jA?A)YNQb 4 bw8^ @Xts}(L
[attachment=67935] 图4. 视网膜朗伯散射设定 nRzD[3I 注意在视网膜的表面有散射重点采样规格定义,在“Scatter”标签的底部可获取该信息。“toward pupil”指定散射光朝向光瞳,半角度10度。 oYG9i=lZ @2na r< 1kEXTs=,
[attachment=67936] 图5. 视网膜重点采样规格设定 4$oNh)+/h 脚本 +mIO*UQi |@`F!bnLr 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: bH% k) j'R{llZW
[attachment=67937] 图6. 用户对话框的创建与编辑 8M<q-sn4B
[attachment=67938] 图7. 用户对话框编辑器 omevF>b; 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。 N =FX3Z 余下的脚本计算与屈光度有关的所有参数。 P-o/ax [+\=x[q 分析 >4b:`L |qnAqzK| 屈光度为4,光瞳直径为4mm,字母F点在视网膜上所成的像。 x1VBO.t=* pnl7a$z
[attachment=67939] 图7. 字母F在视网膜上颜色分析 WhQK3hnm 脚本代码 hd0d
gc Xn@\p5< Option Explicit 'Remove this to enable non-dimensioned variables to be used. SaceIV%( {]BPSj{B Dim entity As T_ENTITY c5C 2xE}T Dim op As T_OPERATION jM]B\cvN Dim mat As T_MODELMATERIAL TwJiYXHw? Dim A As Double W5z<+8R Dim pupilDiam As Double <#/r.}.x Dim eID As Long \]uD"Jqv# Dim parID As Long K9O%SfshF Dim count As Integer .$&mWytw= Dim taq As Double, Rant As Double, CCant As Double, Rpost As Double, CCpost As Double jGy%O3/ Dim tlens As Double, nlens As Double Mm7;'Zbg Dim curv As Double, conic As Double :59fb"^$ Dim ok As Long jeLRS8]; ,\8F27 Sub Main G%5bQ|O J< Ljg<t+ '用户输入对话框 9j<qi\SSI Begin Dialog UserDialog 320,126,"Input parameters" ' %GRID:10,7,1,1 qw?#~"Ca. TextBox 220,21,40,21,.TextBox1 'default: 0 #@%DY*w]v Text 20,21,190,21,"Accommodation (in Diopters):",.Text1,1 ^F\RM4|, OKButton 40,91,90,21 OD{()E?1B CancelButton 190,91,90,21 T6mbGE*IeE Text 20,49,190,14,"Pupil diameter (4 mm default):",.Text2,1 r'*x><m' TextBox 220,49,40,21,.TextBox2 'default: 4 E/+H~YzO End Dialog @ByD= Dim dlg As UserDialog VS`
tj }\
kLh( ok = Dialog (dlg) 0APh=Alq ["O/%6b9+ If ok=0 Then 'cancel button was pressed n1!hfu7@s Print "Execution cancelled." .kwz$b+h End }OZut!_ End If m{#?fR=9 [Ey[A|g 'Assign accommodation and pupil diameter & use defaults if field left empty =f~8"j If dlg.TextBox1 = "" Then ]cQYSN7!SY A = 0 'Default accommodation AUk-[i Else A$ 2 AYQ A = CDbl(dlg.TextBox1) xD.Uh}:J End If =#=<%HPT &BOq%*+ If dlg.TextBox2 = "" Then X%X`o%AqC pupilDiam = 4 'Default pupil diameter 1F|e/h%^ Else v;6O# ta' pupilDiam = CDbl(dlg.TextBox2) Q'
b@5o End If FT'2J fI<|]c}P&J Print " " xgp 6lO [ Print "Accommodation = " & A & " Diopters" vD-m FC) Print "Pupil Diameter = " & pupilDiam & " mm" ccR#<Pb6q OkNBP0e} ' Calculate new parameters with accommodation Th.Mn}1%L taq = 0.55 + 2.97 - 0.04*A 'Aqueous thickness 3bsuE^,.@ s2f6;Yc Rant = 12.0 - 0.4*A 'Radius of anterior lens ;15j\{r CCant = -7.518749 + 1.285720*A 'Conic constant of anterior lens pZxuV(QP` 'v^Zterr Rpost = -5.224557 + 0.2*A 'Radius of posterior lens ,vcg%~- CCpost = -1.353971 - 0.431762*A 'Conic constant of posterior lens |7CFm ]&b>P ;j: tlens = 3.767 + 0.04*A 'Lens thickness 0%(.$c>:f h4,g pV>t nlens = 1.42 + 0.00256*A - 0.00022*A^2 'Lens index of refraction {D{'
\]+ *DDqa?gQb 'Adjust parameters to account for accommodation x&
a<u@[wa e'l@M$^ '************************************************************************* HuI?kLfj\ 'Aqueous thickness (Position of Lens) 1Zo"Xb '************************************************************************* eo [eN. eID = FindFullName( "Geometry.Arizona Eye.Lens" ) Dve+ #H6N GetCustomElement eID, entity '}5Yc, Hd_W5R parID = FindFullName( "Geometry.Arizona Eye" ) [,a2A TC* 78;r ' Delete any shift(s) in z H13kNhV9 count = 0 b#
| While GetOperationCount(eID)>count sx^0*h-Qq GetOperation eID, count, op {t%Jc~p{ If op.Type="ShiftZ" Then K@<%Vc>L( DeleteOperation eID,count CT0 ~ count=count-1 "3;b,<0 End If 9aoGptgN count=count+1 1@Gmzh
Wend o%SD\zk 7[I%UP 'Set new shift in UFl+|wf op.Type = "ShiftZ" & | |