FRED运用:Arizona眼睛模型
简介 ,f,+) C$ 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。 $qZ6i KOXG=P0 模型 .:Wp9M `H*mQERb 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。 @RuMo"js "o u{bKe
Table 1. AZ眼睛模型的定义 [attachment=67931] ]=xX_ 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. hDUU_.q)D eA?|X| 光源 -:45Q{u/ 3&M0@/ 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。 $w-@Oa*h9U v<l]K$5J& J
n2QvUAZ&
[attachment=67932] 图1. 光源和提示信息使用 MuzQz.C 除了“Letter F”之外的所有光源的光线位置设定在了孔径光阑位置处,并增加了pre-propagation distance= -8。尽管光线在光瞳处创建,规定的传输方向相对于光线位置在pre-propagation distance之后。这意味着光束沿着Z轴在眼睛的前面以平行光入射,而不是在光瞳处入射。 S-Vxlku] gCkR$.-E 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。 ~Cyn w( ,g"JgX
[attachment=67933] 图2. 字母F光源的设定方法光 V7gL*,3>= awQGu,<N
[attachment=67934] 图3. 字母F在视网膜上位置点列图 !-%%94 Q 视网膜的散射 bi@'m?XwJ ObreDv^, 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。 yn(bW\ +`B^D 0xCe6{86
[attachment=67935] 图4. 视网膜朗伯散射设定 x=x%F; 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。 +tg${3ti_ 3tUn?;9B <)sL8G9Y
[attachment=67936] 图5. 视网膜重点采样规格设定 ^vxNS[C`; 脚本 e(b$LUV ]EDCs?, 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: 8o
$` ' r[7*1'.p
[attachment=67937] 图6. 用户对话框的创建与编辑 THK^u+~LM
[attachment=67938] 图7. 用户对话框编辑器 D97 vfC 如果“OK”按钮按下,将会核对对话框下面的代码行,如果点击取消则脚本终止。然后输入的参数赋予变量,如果此处是保留为空白,则使用默认值。因此,如果没有值输入并点击“OK”按钮,则脚本是以屈光度为0,光瞳直径为4mm来运行的。 itiSZL, 余下的脚本计算与屈光度有关的所有参数。 8+Gwv
SDU fN<Y3^i" 分析 [4dX[ e?O$`lf 屈光度为4,光瞳直径为4mm,字母F点在视网膜上所成的像。 Q:y'G9b ]EQ*!
[attachment=67939] 图7. 字母F在视网膜上颜色分析 >/%XP_q%`e 脚本代码 l4iklg3 U^)`_\/;? Option Explicit 'Remove this to enable non-dimensioned variables to be used. :+
1Wmg [[';Hi^ Dim entity As T_ENTITY 2!b##`UjA7 Dim op As T_OPERATION C,LosAd Dim mat As T_MODELMATERIAL eC6wrpZO Dim A As Double H<?s[MH[ Dim pupilDiam As Double +/ M%%:>mY Dim eID As Long #@1( Dim parID As Long ,i;#e Dim count As Integer $2}%3{<j Dim taq As Double, Rant As Double, CCant As Double, Rpost As Double, CCpost As Double #!#s7^%K& Dim tlens As Double, nlens As Double "*MF=VB1 Dim curv As Double, conic As Double &Ll&A@yU Dim ok As Long # Oq.}x?i qFq$a9w|@ Sub Main H ="I=} I-Ut7W '用户输入对话框 6'<[QoW]; Begin Dialog UserDialog 320,126,"Input parameters" ' %GRID:10,7,1,1 d 79 2#Dc TextBox 220,21,40,21,.TextBox1 'default: 0 )_4()#3 Text 20,21,190,21,"Accommodation (in Diopters):",.Text1,1 &rX#A@= OKButton 40,91,90,21 8`]yp7ueS CancelButton 190,91,90,21 vr2PCG[~ Text 20,49,190,14,"Pupil diameter (4 mm default):",.Text2,1 %p&y/^=0I TextBox 220,49,40,21,.TextBox2 'default: 4 )DlKeiK End Dialog :IfwhI) Dim dlg As UserDialog P46Q3EE
K"X"2c1o ok = Dialog (dlg) tp&|*M3 ja&m-CFK If ok=0 Then 'cancel button was pressed |z:4T%ES Print "Execution cancelled." L*vKIP<EMM End _ F|}=^Z` End If `c-omNu n"Bc2}{ 'Assign accommodation and pupil diameter & use defaults if field left empty 0!$y]Gr If dlg.TextBox1 = "" Then Q[|*P ] w A = 0 'Default accommodation (vchZn# Else hv\Dz*XTs0 A = CDbl(dlg.TextBox1) fz2}M:u End If #5'&
|< /m 7~-~$V If dlg.TextBox2 = "" Then 8~TKiR5 pupilDiam = 4 'Default pupil diameter
@';.$ Else gxAy{
t pupilDiam = CDbl(dlg.TextBox2) X:g#&e_ End If G|8>Q3D y=EVpd Print " " ~<s^HP2U{ Print "Accommodation = " & A & " Diopters" v7`{6Pf_$ Print "Pupil Diameter = " & pupilDiam & " mm"
j|!t3}(( kOq8zYU| ' Calculate new parameters with accommodation 8?YeaMIBB taq = 0.55 + 2.97 - 0.04*A 'Aqueous thickness BfVh\lkH :g^
mg-8 Rant = 12.0 - 0.4*A 'Radius of anterior lens BHZhdm@), CCant = -7.518749 + 1.285720*A 'Conic constant of anterior lens +"=ydF.9 S9r+Nsn Rpost = -5.224557 + 0.2*A 'Radius of posterior lens w&Gc#-B CCpost = -1.353971 - 0.431762*A 'Conic constant of posterior lens u*,>$(-u $&KkZ tlens = 3.767 + 0.04*A 'Lens thickness /!MKijI g-"G Zi nlens = 1.42 + 0.00256*A - 0.00022*A^2 'Lens index of refraction G43r85LO yBIX<P)vE' 'Adjust parameters to account for accommodation 1<_/Qu>V +{I" e,Nk '************************************************************************* K:~tZ 'Aqueous thickness (Position of Lens) BOq9\g`5s '************************************************************************* (j?? eID = FindFullName( "Geometry.Arizona Eye.Lens" ) rPGj+wL5- GetCustomElement eID, entity a_?b< `.3@Ki~$# parID = FindFullName( "Geometry.Arizona Eye" ) SPt/$uYJ PJe_qP ' Delete any shift(s) in z e3~{l~Rb count = 0 gt02Csdt While GetOperationCount(eID)>count i.`n^R;N GetOperation eID, count, op 83gWA>Odh If op.Type="ShiftZ" Then 3JBXGT0gJ DeleteOperation eID,count ar}-~~h 5 count=count-1 =y)K er End If N)R5#JX count=count+1 n_9Ex&?e Wend QKlsBq [0]A-#J 'Set new shift in `& |