檢影鏡的共軛點原理

陳有庚/文

大家都知道用檢影鏡檢查屈光不正的主要原理就是找到與被檢眼視網膜上的像，形成共軛點的另外一個點（圖1為檢影鏡工作圖）。傳統理論所述檢影鏡共軛點原理為：被檢眼視網膜上的像（光影）與檢查眼視網膜的像形成共軛點。在現實操作中，筆者認為這對共軛點關系并非是絕對的，而是另有其他共軛關系。

什么是檢影的共軛點？檢影的原理是，被檢眼內視網膜上的像與眼屈光系統外的一點成共軛點關系。共軛點的定義是當一個物體放在某個位置上能得到一個實像時，可以把物體移到像的位置，在物體原來所在的位置就會得到一個像，這個可以互換的位置叫做面鏡或透鏡的共軛點。由此定義可以得知，被檢眼視網膜上像（光斑）與檢查眼視網膜的像成共軛點，這個結論是對的。但這是否是檢影所要找的關鍵共軛點？答案是否定的。因為人眼觀察外界目標時，都會在視網膜上形成一個像。雖然目標可以形成清晰的像或是模糊的像，但不會影響物與像自然形成的共軛點關系。檢影時必須清楚，檢影鏡形成的共軛點是哪兩個點。大家都認同被檢者視網膜上的像是共軛關系中的其中一個點，但對被檢眼屈光系統外的另外一點的爭議就比較大了。一種觀點認為被檢眼視網膜上像（光影）與檢查眼視網膜的像成共軛點。另一種觀點認為被檢眼視網膜上像（光影）與檢查眼視網膜的像不成共軛點，而是另有其他點：檢影鏡光源。第一種觀點認為檢查眼必須不存在屈光不正或要矯正正常的情況下，否則會出現誤差。如果檢查眼存在輕度未矯正的屈光不正，只要能辨別被檢眼視網膜上的像（光影），對檢影結果也沒有直接影響，就可以否認第一種觀點。

圖1

筆者畫了兩種情況下的檢影光路圖。圖2是第一種觀點，認為被檢眼視網膜上的像與檢查眼視網膜上像成共軛點的示意圖。檢影鏡發出的光線投射到被檢眼視網膜上形成一個像，如光影中和不動時，此時被檢眼屈光不正已經完全矯正成正視眼狀態，此時被檢眼視網膜上的像與檢查眼視網膜的像是成共軛點。這個共軛點包括被檢眼屈光系統、前置補償鏡片、檢查眼屈光系統（含屈光不正矯正度數）。如果檢查眼存在屈光不正未矯正，檢影結果就會出現誤差。

圖2

圖3

第二種觀點認為共軛點應該是被檢眼視網膜上像點與檢影鏡光源（光源），如圖3。共軛點之間包括：被檢眼屈光系統（檢影與被檢眼距離及被檢眼前放置的鏡片）、檢影鏡上中間透明的反射鏡、光源前面的聚光用的正透鏡。光源前的正透鏡主要是把光源變強及讓光線成近平行線發射，經過45度反射鏡把向上發射的光源改變成水平方向傳播并投射到被檢眼視網膜上，反射鏡及中間的透明孔還有觀察眼與光源處于同一直線上，觀察時就不會偏離光源發出光線的中心線。

哪一點才是真正檢影所找的共軛點呢？實踐是檢驗真理的標準。通過基礎光學透鏡圖可以看出，不同焦距情況下的成像位置不同。

圖4

圖4 說明：左邊紅綠藍3實心點代表檢影鏡光源運動的3個不同位置（A），B、C、D分別代表3個相對于焦距距離平面位置，也可以代表不同屈光狀態下視網膜即正視（B線）、遠視（C線）和近視（D線）；當聚焦正好在B線上，此時形成紅綠藍3個實點（即是實像）在B位，位置是倒立的，且3個像的間隙非常微小難以分開，位置差異不易察覺。也可以理解為左邊A運動時，難以感覺到像也有運動。在此像位置上的光線會在左邊A位置3個點上聚焦成像，這個符合共軛點關系。C線代表在焦點前的平面，即平面小于焦距，此時在C位置不能成實像，而是C線后的Cˊ位置上空心紅綠藍3點，是正立放大的虛像。其3色位置與左邊A的順序是一樣的，可以說左邊的運動方向與像的運動方向一致，也可稱為順動；D線代表在焦點后平面，即平面大于焦距。D線位置上紅綠藍3空心圈代表光線經過聚焦后又繼續向前延伸在D平面上成倒立實像。左邊A的運動順序與像位置順序是相反的，可稱為逆動；而在D平面上實像經過透鏡又會在左邊位置形成新3個倒立的實像，且成像位置順序與D線上位置順序相反，通過這次相反，反而與左邊A的運動順序位置相同了。

下面進行試驗。

試驗的條件是：檢影鏡、+20D透鏡、一平面、檢影距離0.5m、透鏡距平面約在5cm左右處。

觀察方法：一種方法是從檢影鏡窺孔觀察，同正常檢影操作一樣；第二種方法是從透鏡外側觀察，這樣的觀察在正常檢影操作中是沒有的。這時候用檢影鏡對著透鏡的照射光線，移動平面與透鏡間的距離，可改變平面在焦距前與后的位置，也可使平面上得到不同情況的像。當得到最清晰最小的光圈時（圖上B位置），當擺動檢影鏡時，像在平面上的形成一個光斑（光帶），從檢影鏡窺孔里經過透鏡觀察到一個大的不動光斑，經過透鏡的外側面觀察是基本上不動小光點。說明聚焦點（清晰的像）在平面B上，此時應該說平面上的光斑（光影）與檢影鏡光源之間形成共軛點關系。保持檢影鏡與透鏡的距離，改變透鏡與平面的距離，當平面與透鏡距離變小時（C位置），其焦點在平面外。平面上形成的光斑位置在焦點內，則擺動檢影鏡時平面上的光斑又會出現移動，通過檢影鏡窺孔觀察平面上略感放大光斑（光影）移動與檢影鏡擺動方向一致，稱為順動，而通過透鏡側面觀察到卻是一個縮小的與檢影鏡移動方向一致的小光斑。要想讓光圈不動，則可以改變平面與透鏡距離，或增加透鏡的數值；保持檢影距離，改變透鏡與平面的距離，當距離變大的時候（D位置），也就是說其焦點在平面內，平面形成的光斑位置在焦點外，再擺動檢影鏡時平面上光斑會出現移動的現象，從透鏡外側面可觀察到平面上光斑（光影）與檢影鏡以相反方向移動，稱為逆動。要想讓光斑不動，可縮短平面到透鏡的距離，或減少正鏡度數，也可以在原透鏡前面加上適當的負鏡度數來改變焦距。這3個不同平面位置的試驗通過透鏡外側觀察光斑運動與作圖的結果是一樣的：一中和、二順動、三逆動。但當焦距在平面內時，從檢影鏡窺孔里觀察到的光斑（光影）還是與檢影移動方向一致，為順動。這3個不同平面位置的試驗，通過檢影鏡窺孔里觀察光斑運動與作圖有所不同：一中和、二順動，沒有逆動出現。為什么會出現這樣的結果？試著改變縮小透鏡可透光直徑（如圖5）。

圖5

從檢影鏡窺孔里可以觀察到逆動現象。為何縮小過光直徑就能改變平面上光斑移動的方向？分析圖后可以找到問題原因。通過透鏡側面觀察到的是平面上真實的像，通過檢影鏡窺孔觀察到的卻是平面像在透鏡左邊檢影鏡前形成的新像，也就是圖5中的E位的像，它與檢影擺動的順序一樣，所以感覺光斑還是順動。當透鏡前面加一個小孔遮擋板F時，透光量不僅減少，而且在平面上的像被在檢影鏡前再成像部分遮擋，所以只觀察到透鏡后面平面上的光斑了，也就是只觀察到光斑逆動現象，而沒有順動現象。這個遮擋板孔的大小會影響檢影結果。這一結果說明，散瞳后觀察的光斑與小瞳下檢影的光斑存在差異，瞳孔大容易看到干擾光影出現。這里可以假設透鏡為被檢眼的屈光系統，平面相當于被檢眼的視網膜，平面上的光斑（光影）相當于在視網膜上像。同理，近視眼未矯正時，其焦點在視網膜前，相當于平面在焦距外。擺動檢影鏡時，被檢眼視網膜上的光斑會逆動，而遠視未矯正時其焦點在視網膜后，相當于平面在焦距內，擺動檢影鏡時被檢眼視網膜上的光斑會順動。

通過以上試驗可得出結論：檢影鏡的光源與被檢眼視網膜上的像（光斑）是成共軛關系的。整個檢影操作是由兩個共軛關系組成的，一個是檢影鏡光源（物或像）與被檢眼視網膜上的像（像或物）；另一個就是被檢眼視網膜上的像（物或像）與檢查眼視網膜上的像（像或物），上述試驗中從檢影鏡窺孔和透鏡外側面觀察的光斑與檢查眼視網膜上像也成共軛。由此可見這二個共軛點關系在檢影操原理中，起關鍵作用的共軛點應該是第一個。這個結果推翻了傳統理論：被檢者視網膜上的像與檢查眼視網膜的像成共軛點關系，如果檢查眼存在屈光不正，必須先要矯正自己的屈光不正，否則檢影結果就會出現誤差或者不準確，而且還印證了為什么很多人存在屈光不正，但在矯正與未矯正情況下，檢影結果相差不大的原因。檢查者屈光不正未矯正時，對檢影結果的影響不是絕對因素。只要檢查者能清晰觀察到被檢眼視網膜上光斑移動，對檢影結果就沒有影響。被檢眼視網膜上的像與檢查眼視網膜上的像這對共軛點，是對第一個共軛點關系的確認。這對關系可以說明為何檢影的操作不是每個人都可以做到得心應手，而必須要有一個訓練及經驗總結的過程。