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2022-02-25 09:52 |
Arizona眼睛模型
简介 w>$2 kkE1CHY 人眼光学模型可用来设计眼科用设备,光学系统注定了要与人眼一起使用。本文演示了这样一个模型:Arizona眼睛模型,在Jim Schwiegerling教授的书中有详细描述:《Field Guide to Visual and Ophthalmic Optics》。AZ眼睛模型达到了基于平均临床数据所决定的轴上和轴外像差等级。FRED文件包含了此眼睛模型及几个用来分析它的光源,并包括一个基于想要的屈光度来调整模型的内嵌脚本。 a).bk!G EBPm7{&0| 模型 QC*>
qo 6@@J>S> 模型的定义如表1种所示,由半径、圆锥常数、折射率、阿贝数、到下一面的距离等一系列表面组成。一些参数由屈光度(A)来决定。 5//.q;z Table 1. AZ眼睛模型的定义 [attachment=111140] !FVXNl F82_#|kpS 在FRED中使用0屈光度来创建的,光瞳加在了透镜的前面。材料是创建一个新的材料并选择类型“Model Material”,输入的参数是nd和vd. []rg'9B2b F2$Z4%x# 光源 Ad:)5R o
tMWsgK.B 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。 Q+UqLass hE"a ( i [attachment=111141] 图1. 光源和提示信息使用 2qD80W<1 o {bwWk7v6 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。 U`fxe`nVa .oFkx*Ln 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。 &\, ZtaB [attachment=111142] 图2. 字母F光源的设定方法光 RvT>{G~ *@2?_b}A
^ [attachment=111143] 图3. 字母F在视网膜上位置点列图 v&GBu EJrn4QOs 视网膜的散射 ,!?&LdPt> 3+/{}rv 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。 ]"<
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Sm [attachment=111144] 图4. 视网膜朗伯散射设定 [9E<z2H <ZV !fn 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。 P]4C/UDS-~ {b^JH2,
[attachment=111145] 图5. 视网膜重点采样规格设定 nRmZu\(Ow| gUoTOA, 脚本 KXP^F6@l Jn_; cN 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: 4EiEE{9V [attachment=111146] 图6. 用户对话框的创建与编辑 "&ElKy
7j [attachment=111147] 图7. 用户对话框编辑器 a0oM KGW: u^T{sQ"_ 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。 9?M><bBX 余下的脚本计算与屈光度有关的所有参数。 K 5SHt'P m%- 分析 jMvWS71 b=!G3wVw< 屈光度为4,光瞳直径为4mm,字母F点在视网膜上所成的像。 _T 5ZL [attachment=111148] 图7. 字母F在视网膜上颜色分析 {VPF2JFB[ 0#
D4;v 脚本代码 BiQ7r=Dd. R30{/KK
- Option Explicit 'Remove this to enable non-dimensioned variables to be used. V3'QA1$
#
4AyA$t Dim entity As T_ENTITY Xx~XW^lsh Dim op As T_OPERATION fCL5Et Dim mat As T_MODELMATERIAL 0?]*-wvp Dim A As Double |.x |BJ Dim pupilDiam As Double z
(,%<oX Dim eID As Long 'G!w0yF Dim parID As Long _
FcfNF Dim count As Integer G9.+N~GZ. Dim taq As Double, Rant As Double, CCant As Double, Rpost As Double, CCpost As Double 0i2ZgOJ Dim tlens As Double, nlens As Double !biq7f%6# Dim curv As Double, conic As Double 6_a42# Dim ok As Long E }aTH oW*e6"<R7 Sub Main ]:B|_|H M~Yho". '用户输入对话框 |@]`" k Begin Dialog UserDialog 320,126,"Input parameters" ' %GRID:10,7,1,1 1'dL8Y TextBox 220,21,40,21,.TextBox1 'default: 0 z}vgp\cuT Text 20,21,190,21,"Accommodation (in Diopters):",.Text1,1 ]~:9b[G2 OKButton 40,91,90,21 3_JxpQg CancelButton 190,91,90,21 ;Zb+WGyj Text 20,49,190,14,"Pupil diameter (4 mm default):",.Text2,1 ]g
jhrD TextBox 220,49,40,21,.TextBox2 'default: 4 _e<3 g9bj End Dialog f)p c$~B Dim dlg As UserDialog 0s"g%gq| /`YHPeXu ok = Dialog (dlg) )]"aa_20] b$kCyOg If ok=0 Then 'cancel button was pressed Tti]H9g_ Print "Execution cancelled." B1]dub9 End Z[Gs/D End If w{J0K;L :zk69P3 'Assign accommodation and pupil diameter & use defaults if field left empty tkBp?Wl If dlg.TextBox1 = "" Then uUXvBA?l A = 0 'Default accommodation v:c_q]z#B Else H@$\SUc{ A = CDbl(dlg.TextBox1) v%|^\A"V End If eJ+V!K'H2 u%FG%
j?C If dlg.TextBox2 = "" Then FWNO/)~t pupilDiam = 4 'Default pupil diameter #F\}PCBe' Else zfDxc3e
pupilDiam = CDbl(dlg.TextBox2) -,NiSh}A End If <4,n6$E {FO>^~>l Print " " #<20vdc Print "Accommodation = " & A & " Diopters" d(RSn|[0 Print "Pupil Diameter = " & pupilDiam & " mm" 0?3Ztdlb 9/[3xhB4 ' Calculate new parameters with accommodation l$$N~F N taq = 0.55 + 2.97 - 0.04*A 'Aqueous thickness x35(i |A".Mo_5 Rant = 12.0 - 0.4*A 'Radius of anterior lens ^&iUC&8W CCant = -7.518749 + 1.285720*A 'Conic constant of anterior lens : E`N0UA <^?64 Rpost = -5.224557 + 0.2*A 'Radius of posterior lens l?:!G7ie CCpost = -1.353971 - 0.431762*A 'Conic constant of posterior lens q.6$-w W)I)QinOH tlens = 3.767 + 0.04*A 'Lens thickness uc@f# (- TY[{)aH{S nlens = 1.42 + 0.00256*A - 0.00022*A^2 'Lens index of refraction J,ZvaF 3dG[dYj 'Adjust parameters to account for accommodation \M>}-j`v tmF->~| '************************************************************************* "Gx(-NH+ 'Aqueous thickness (Position of Lens) X(F2 5 '************************************************************************* j8*fa eID = FindFullName( "Geometry.Arizona Eye.Lens" ) o*7`r ~ GetCustomElement eID, entity #Jt9U1WbF h~rSM#7m parID = FindFullName( "Geometry.Arizona Eye" ) fMaUIJ:Q9 ?9#}p ' Delete any shift(s) in z B`,4M& count = 0 #8P9}WTno. While GetOperationCount(eID)>count }ie\-V GetOperation eID, count, op #% PnZ
/ If op.Type="ShiftZ" Then GaMiu!|, DeleteOperation eID,count ]9]cef=h# count=count-1 '1]Iu@? End If fI@4 v\ count=count+1 %;+Q0
e9 Wend B>, O@og / $7E 'Set new shift in W|_^Oe< op.Type = "ShiftZ" 0` :B#ten op.val1 = taq rJ)O( op.parent = parID _MfXN$I?} AddOperation eID, op SS;[{u! Print "Set aqueous humor thickness = " & taq-0.55 Jsf-t Ar4@7 '************************************************************************* >D'Kt?L<]m 'Radius and conic constant of anterior lens NMYkEz(&R '************************************************************************* FV|/o%XqK eID = FindFullName( "Geometry.Arizona Eye.Lens.Anterior" ) Ht.0ug GetConic eID, entity, curv, conic 8w &
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