電腦驗光儀的使用

文 王英麗

1 電腦驗光儀簡介

1.1 概念

電腦驗光儀是綜合現代光學、計算機技術研制而成，用于客觀檢測眼睛屈光狀態的一種自動化儀器。它是根據眼球本身的聚焦原理及人眼的視覺特性進行屈光不正測定的。電腦驗光儀自動化程度高，所測眼球信號經計算機快速分析，以數字顯示或打印的方式輸出人眼屈光不正的數值。由于測定時不需配鏡者主訴，因此它是一種他覺驗光法，也叫客觀驗光法。

1.2 基本結構

1.2.1 外部結構

電腦驗光儀是由電子控制的自動屈光儀，其自動化程度較高，主體結構分為測試箱、控制分析部件和支架部件（如圖1所示）。

圖1 電腦驗光儀結構圖

1.2.1.1 測試部件

儀器上部為一具孔暗箱，內設紅外線發射裝置和接收元件，以及起到固定視線和霧視作用的可見光視標。對著被測者方向有一測試圓孔，供被測眼接收測試光信號，并注視霧視視標。

1.2.1.2 控制分析部件

顯示器：為一液晶顯示屏，用于監控測試過程，并確認控制鍵的菜單設置。

控制鍵盤：用于對儀器的測試功能進行設置。

調焦手輪：參考監視屏幕的提示對測試光的焦距進行調試，用于保證每次測試的可重復性。調焦手柄的頂端設有測試按鈕，供手動測試時使用。

底盤鎖緊鈕：用于鎖定機身。

1.2.1.3 支架部件

包括頜托、頜托手輪和額托等。

1.2.2 內部結構

電腦驗光儀主要內部結構，如圖2（a）、圖2（b）、圖2（c）所示，具體結構名稱見圖注：

圖2（a）

圖2（b）

圖2（c）

1.3 系統總成

電腦驗光儀的指令由中央控制PCB板進行收發，內置E2PROM芯片，電源模塊為系統供電，不同類型的LED提供不同光路的照明，LED由中央PCB板控制，包括測量光源、對中LED、固視標LED、眼前節照明LED、平行透射點LED、Kerato LED。不同類型的傳感器完成各種非電量的測量，將處理完成的電信號轉換成數字信號，并傳遞給中央控制PCB板（包括Y檢測傳感器、RL檢測傳感器、零位傳感器、瞳距傳感器、升降傳感器、R/L 檢測傳感器、CCD單元等）。不同類型的馬達完成相應光路中的動作，并由PCB板進行控制（包括TF馬達、旋轉棱鏡馬達、Y馬達）。LCD顯示屏則顯示當前測量的屈光度等相關數值，由打印裝置輸出。

圖3 電腦驗光儀系統總成結構框圖

2 電腦驗光儀的原理

電腦驗光屬于客觀驗光法，其原理與視網膜檢影法基本相同，即采用紅外線光源及自動霧視裝置達到放松眼球調節的目的，同時采用光電技術及自動控制技術檢查屈光度。

電腦驗光儀的光路（如圖4所示）主要由三條光路組成：分別是對準光路、固視光路、以及測量光路，現介紹如下：

圖4（a） 電腦驗光儀光路結構圖

2.1 對準光路

為圖4中藍色實線，箭頭的方向代表光路的傳播方向，對準光路從左至右分別由被測眼、眼前節照明燈、環形LED、平行投影LED、物鏡、半透半反反射鏡1、半透半反反射鏡3、對準中繼透鏡A、對準中繼透鏡B、半透半反反射鏡5、電視鏡頭、CCD相機等光學元器件構成。具體光路結構如圖4（a），其中，固視光源SPOT LED將光源投照到被檢眼上，檢查者通過移動電腦驗光儀的機身，使光源反射點恰好被移進儀器屏幕上的小方框內，如圖4（b）所示，實現測量前的對焦工作。

圖4（b） 對焦狀態圖

2.2 固視光路

為圖4（a）中綠色實線，箭頭的方向代表光路的傳播方向，固視光路從左至右分別由被測眼、眼前節照明燈、環形LED、平行投影LED、物鏡、半透半反反射鏡1、半透半反反射鏡2、反射鏡3、固定物鏡A、固定物鏡B、固定視標、聚光透鏡、顏色補償濾波器等光學元器件構成，具體光路結構如圖3（a）所示，電腦驗光儀驗光是根據定基點變焦距的方法進行屈光度測量的，如圖5所示：

圖5 電腦驗光儀屈光度測量圖

在由移動凹透鏡、固定凸透鏡和凹透鏡組成三個焦距絕對值相等的透鏡組成的變焦距系統中，保證系統第二主點對眼睛位置不動，只要移動系統中的第一透鏡系統的光焦度隨之改變，改變量△f與第一透鏡的位移x成線性關系，即此時的焦距f與x也成線性關系：

根據屈光度的定義：焦距的倒數為透鏡焦度或屈光度，與調節遠點成線性關系，即：

將（1）代入（2）得

因此，只要測得第一透鏡的位移x，即可知道人眼的屈光度值。

固視光路的作用是當通過對準光路實現對焦以后，按下測量按鈕，移動透鏡產生位移x，從而讓被檢者在視野范圍內獲得清晰的視標，將此位移信號轉變為電壓信號，經過電子計算機系統，將測得的各數據用數字顯示出來，并可將數據經熱敏打印器打印后輸出。固視視標與屈光度對應如圖6所示。

圖6 固視視標與屈光度對應圖

2.3 測量光路

為圖4（b）中紅色實線，箭頭的方向代表光路的傳播方向，測量光路從左至右分別由被測眼、眼前節照明燈、環形LED、平行投影LED、物鏡、半透半反反射鏡1、半透半反反射鏡2、旋轉棱鏡、針孔棱鏡、環虹膜、測量繼電器的鏡頭A、測量目標、聚光透鏡、測量用LED、反射鏡1、測量繼電器的鏡頭B、移動透鏡、反射鏡2光學元器件構成，具體光路結構如圖6所示，測量光路的作用為紅外線發射器發出紅外線，通過光學系統反射到被測眼視網膜上，反射回來的光線經過光學系統投射到CCD探測器上，被其接收。

圖7 測量光路實物圖

由于不同被檢眼的屈光成份不同，反射回來的光線也不盡相同，如圖8所示：

圖8 測量光路實物圖

根據圓形的大小以及變形情況可以判斷被檢者的屈光以及散光情況，如圖9所示：

圖9 模擬眼環形圖像

3 電腦驗光儀的安裝

電腦驗光儀的安裝可見圖10（a）、圖10（b）、圖10（c）、圖10（d）所示：

（1）a、b圖為外殼拆裝示意圖：a圖部件1、4分別由2、3、5三個固定件固定；b圖部件1、5、8分別由2、3、4、6、7、9、10、11幾個固定件固定。

圖10 電腦驗光儀拆裝示意圖

（2）c圖為顯示屏拆裝示意圖：部件1由固定件2固定。

（3）d圖為熱敏打印機拆裝示意圖：部件1由固定件2、3、4固定。

4 電腦驗光儀常見故障與維修方案

4.1 顯示屏閃爍，不能正常讀數

原因1：驗光儀的某些元器件老化、腐蝕、受損。

解決方案：請專業維修人員進行清潔或更換元件，確保電腦驗光儀的操作環境滿足溫度在（20±10）℃、相對濕度工小于80%的條件，無陽光直射，少灰塵。

原因2：驗光儀附近有強電磁干擾或者有振動影響。

解決方案：排除強電磁干擾，消除振動。

原因3：驗光儀的穩定旋鈕沒有調整好。

解決方案：輕輕調節驗光儀的穩定旋鈕，直至屏幕無閃爍。如果顯示屏幕不清楚，可適當地調節驗光儀亮度旋鈕也可解決。

4.2 主機與底座之間不能自由移動

原因1：限制主機移動的螺釘未完全松開。

解決方案：完全松開限制螺釘。

原因2：主機與底座未對正，移動受阻。

解決方案：調整主機與底座，使其對正。

原因3：主機與底座接觸部分太臟。

解決方案：清除主機與底座間的臟污。

4.3 讀數發散性大或測量結果顯示“error”字樣。

原因1：被檢者可能患有白內障等眼病。

原因2：被檢者驗光姿勢不正確。

原因3：操作人員的調焦誤差太大。

原因4：可能有太陽光或者強光直射驗光儀的觀測視窗。

原因5：驗光儀的一些元件或者部件老化，可更換零件。

4.4 自動測量功能不起作用

原因1：由于長時間頻繁使用，進行自動檢測的兩個LED發射的光量自然衰減。

解決方案：請專業維修人員進行光量補正即可。

原因2：驗光儀的觀測視窗不干凈，使得進行自動測量的兩個LED光量衰減。

解決方案：可先用鼓氣球除去灰塵，再用柔軟的鏡頭布蘸上無水乙醇輕輕擦拭觀測視窗，切記不可用水或其他化學藥水。

5 電腦驗光儀的驗光問題

電腦驗光儀能快速測出屈光不正的大致情況，對了解消費者屈光程度可提供有益的參考。但電腦驗光儀的準確性受很多因素的影響，將電腦測定的屈光度數作為配鏡的唯一根據是不妥的。電腦驗光儀不能代替檢影師驗光及鏡片矯正的技術，它存在以下問題:

1.由于被試者已知視標位于近處，總是產生調節。

2.視標從最初的清晰位置再移近也會誘導被試者產生調節。

3.由于焦深的存在，使測量結果不精確。

4.屈光度標尺的刻度非線性。

5.視標產生的網膜像大小隨著透鏡位置的變化而變化。

6.不能測量散光。

6 電腦驗光儀的保養

電腦驗光儀在使用時應注意以下事項：

1.保持光學零件的清潔，如鏡片有灰塵、污垢，可用吹耳球吹拂，再用脫脂紗布蘸無水酒精或用擦鏡紙輕輕擦拭。

2.遠離高溫和強電磁場。

3.如長期不用，應拔去電源插頭。

4.如發生故障，應請專業人員維修，不要自行拆卸，以免造成不必要的損壞。