檢影鏡的共軛點(diǎn)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(wǎng)膜上的像，形成共軛點(diǎn)的另外一個(gè)點(diǎn)（圖1為檢影鏡工作圖）。傳統(tǒng)理論所述檢影鏡共軛點(diǎn)原理為：被檢眼視網(wǎng)膜上的像（光影）與檢查眼視網(wǎng)膜的像形成共軛點(diǎn)。在現(xiàn)實(shí)操作中，筆者認(rèn)為這對(duì)共軛點(diǎn)關(guān)系并非是絕對(duì)的，而是另有其他共軛關(guān)系。

什么是檢影的共軛點(diǎn)？檢影的原理是，被檢眼內(nèi)視網(wǎng)膜上的像與眼屈光系統(tǒng)外的一點(diǎn)成共軛點(diǎn)關(guān)系。共軛點(diǎn)的定義是當(dāng)一個(gè)物體放在某個(gè)位置上能得到一個(gè)實(shí)像時(shí)，可以把物體移到像的位置，在物體原來(lái)所在的位置就會(huì)得到一個(gè)像，這個(gè)可以互換的位置叫做面鏡或透鏡的共軛點(diǎn)。由此定義可以得知，被檢眼視網(wǎng)膜上像（光斑）與檢查眼視網(wǎng)膜的像成共軛點(diǎn)，這個(gè)結(jié)論是對(duì)的。但這是否是檢影所要找的關(guān)鍵共軛點(diǎn)？答案是否定的。因?yàn)槿搜塾^察外界目標(biāo)時(shí)，都會(huì)在視網(wǎng)膜上形成一個(gè)像。雖然目標(biāo)可以形成清晰的像或是模糊的像，但不會(huì)影響物與像自然形成的共軛點(diǎn)關(guān)系。檢影時(shí)必須清楚，檢影鏡形成的共軛點(diǎn)是哪兩個(gè)點(diǎn)。大家都認(rèn)同被檢者視網(wǎng)膜上的像是共軛關(guān)系中的其中一個(gè)點(diǎn)，但對(duì)被檢眼屈光系統(tǒng)外的另外一點(diǎn)的爭(zhēng)議就比較大了。一種觀點(diǎn)認(rèn)為被檢眼視網(wǎng)膜上像（光影）與檢查眼視網(wǎng)膜的像成共軛點(diǎn)。另一種觀點(diǎn)認(rèn)為被檢眼視網(wǎng)膜上像（光影）與檢查眼視網(wǎng)膜的像不成共軛點(diǎn)，而是另有其他點(diǎn)：檢影鏡光源。第一種觀點(diǎn)認(rèn)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(huì)出現(xiàn)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(wǎng)膜上的像（光影），對(duì)檢影結(jié)果也沒有直接影響，就可以否認(rèn)第一種觀點(diǎn)。

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(diǎn)，認(rèn)為被檢眼視網(wǎng)膜上的像與檢查眼視網(wǎng)膜上像成共軛點(diǎn)的示意圖。檢影鏡發(fā)出的光線投射到被檢眼視網(wǎng)膜上形成一個(gè)像，如光影中和不動(dòng)時(shí)，此時(shí)被檢眼屈光不正已經(jīng)完全矯正成正視眼狀態(tài)，此時(shí)被檢眼視網(wǎng)膜上的像與檢查眼視網(wǎng)膜的像是成共軛點(diǎn)。這個(gè)共軛點(diǎn)包括被檢眼屈光系統(tǒng)、前置補(bǔ)償鏡片、檢查眼屈光系統(tǒng)（含屈光不正矯正度數(shù)）。如果檢查眼存在屈光不正未矯正，檢影結(jié)果就會(huì)出現(xiàn)誤差。

圖2

圖3

第二種觀點(diǎn)認(rèn)為共軛點(diǎn)應(yīng)該是被檢眼視網(wǎng)膜上像點(diǎn)與檢影鏡光源（光源），如圖3。共軛點(diǎn)之間包括：被檢眼屈光系統(tǒng)（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(qiáng)及讓光線成近平行線發(fā)射，經(jīng)過(guò)45度反射鏡把向上發(fā)射的光源改變成水平方向傳播并投射到被檢眼視網(wǎng)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(shí)就不會(huì)偏離光源發(fā)出光線的中心線。

哪一點(diǎn)才是真正檢影所找的共軛點(diǎn)呢？實(shí)踐是檢驗(yàn)真理的標(biāo)準(zhǔn)。通過(guò)基礎(chǔ)光學(xué)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(shuō)明：左邊紅綠藍(lán)3實(shí)心點(diǎn)代表檢影鏡光源運(yùn)動(dòng)的3個(gè)不同位置（A），B、C、D分別代表3個(gè)相對(duì)于焦距距離平面位置，也可以代表不同屈光狀態(tài)下視網(wǎng)膜即正視（B線）、遠(yuǎn)視（C線）和近視（D線）；當(dāng)聚焦正好在B線上，此時(shí)形成紅綠藍(lán)3個(gè)實(shí)點(diǎn)（即是實(shí)像）在B位，位置是倒立的，且3個(gè)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(yùn)動(dòng)時(shí)，難以感覺到像也有運(yùn)動(dòng)。在此像位置上的光線會(huì)在左邊A位置3個(gè)點(diǎn)上聚焦成像，這個(gè)符合共軛點(diǎn)關(guān)系。C線代表在焦點(diǎn)前的平面，即平面小于焦距，此時(shí)在C位置不能成實(shí)像，而是C線后的Cˊ位置上空心紅綠藍(lán)3點(diǎn)，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(shuō)左邊的運(yùn)動(dòng)方向與像的運(yùn)動(dòng)方向一致，也可稱為順動(dòng)；D線代表在焦點(diǎn)后平面，即平面大于焦距。D線位置上紅綠藍(lán)3空心圈代表光線經(jīng)過(guò)聚焦后又繼續(xù)向前延伸在D平面上成倒立實(shí)像。左邊A的運(yùn)動(dòng)順序與像位置順序是相反的，可稱為逆動(dòng)；而在D平面上實(shí)像經(jīng)過(guò)透鏡又會(huì)在左邊位置形成新3個(gè)倒立的實(shí)像，且成像位置順序與D線上位置順序相反，通過(guò)這次相反，反而與左邊A的運(yùn)動(dòng)順序位置相同了。

下面進(jìn)行試驗(yàn)。

試驗(yàn)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(cè)觀察，這樣的觀察在正常檢影操作中是沒有的。這時(shí)候用檢影鏡對(duì)著透鏡的照射光線，移動(dòng)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(dāng)?shù)玫阶钋逦钚〉墓馊r(shí)（圖上B位置），當(dāng)擺動(dòng)檢影鏡時(shí)，像在平面上的形成一個(gè)光斑（光帶），從檢影鏡窺孔里經(jīng)過(guò)透鏡觀察到一個(gè)大的不動(dòng)光斑，經(jīng)過(guò)透鏡的外側(cè)面觀察是基本上不動(dòng)小光點(diǎn)。說(shuō)明聚焦點(diǎn)（清晰的像）在平面B上，此時(shí)應(yīng)該說(shuō)平面上的光斑（光影）與檢影鏡光源之間形成共軛點(diǎn)關(guān)系。保持檢影鏡與透鏡的距離，改變透鏡與平面的距離，當(dāng)平面與透鏡距離變小時(shí)（C位置），其焦點(diǎn)在平面外。平面上形成的光斑位置在焦點(diǎn)內(nèi)，則擺動(dòng)檢影鏡時(shí)平面上的光斑又會(huì)出現(xiàn)移動(dòng)，通過(guò)檢影鏡窺孔觀察平面上略感放大光斑（光影）移動(dòng)與檢影鏡擺動(dòng)方向一致，稱為順動(dòng)，而通過(guò)透鏡側(cè)面觀察到卻是一個(gè)縮小的與檢影鏡移動(dòng)方向一致的小光斑。要想讓光圈不動(dòng)，則可以改變平面與透鏡距離，或增加透鏡的數(shù)值；保持檢影距離，改變透鏡與平面的距離，當(dāng)距離變大的時(shí)候（D位置），也就是說(shuō)其焦點(diǎn)在平面內(nèi)，平面形成的光斑位置在焦點(diǎn)外，再擺動(dòng)檢影鏡時(shí)平面上光斑會(huì)出現(xiàn)移動(dòng)的現(xiàn)象，從透鏡外側(cè)面可觀察到平面上光斑（光影）與檢影鏡以相反方向移動(dòng)，稱為逆動(dòng)。要想讓光斑不動(dòng)，可縮短平面到透鏡的距離，或減少正鏡度數(shù)，也可以在原透鏡前面加上適當(dāng)?shù)呢?fù)鏡度數(shù)來(lái)改變焦距。這3個(gè)不同平面位置的試驗(yàn)通過(guò)透鏡外側(cè)觀察光斑運(yùn)動(dòng)與作圖的結(jié)果是一樣的：一中和、二順動(dòng)、三逆動(dòng)。但當(dāng)焦距在平面內(nèi)時(shí)，從檢影鏡窺孔里觀察到的光斑（光影）還是與檢影移動(dòng)方向一致，為順動(dòng)。這3個(gè)不同平面位置的試驗(yàn)，通過(guò)檢影鏡窺孔里觀察光斑運(yùn)動(dòng)與作圖有所不同：一中和、二順動(dòng)，沒有逆動(dòng)出現(xiàn)。為什么會(huì)出現(xiàn)這樣的結(jié)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(dòng)現(xiàn)象。為何縮小過(guò)光直徑就能改變平面上光斑移動(dòng)的方向？分析圖后可以找到問(wèn)題原因。通過(guò)透鏡側(cè)面觀察到的是平面上真實(shí)的像，通過(guò)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(dòng)的順序一樣，所以感覺光斑還是順動(dòng)。當(dāng)透鏡前面加一個(gè)小孔遮擋板F時(shí)，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(dòng)現(xiàn)象，而沒有順動(dòng)現(xiàn)象。這個(gè)遮擋板孔的大小會(huì)影響檢影結(jié)果。這一結(jié)果說(shuō)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(xiàn)。這里可以假設(shè)透鏡為被檢眼的屈光系統(tǒng)，平面相當(dāng)于被檢眼的視網(wǎng)膜，平面上的光斑（光影）相當(dāng)于在視網(wǎng)膜上像。同理，近視眼未矯正時(shí)，其焦點(diǎn)在視網(wǎng)膜前，相當(dāng)于平面在焦距外。擺動(dòng)檢影鏡時(shí)，被檢眼視網(wǎng)膜上的光斑會(huì)逆動(dòng)，而遠(yuǎn)視未矯正時(shí)其焦點(diǎn)在視網(wǎng)膜后，相當(dāng)于平面在焦距內(nèi)，擺動(dòng)檢影鏡時(shí)被檢眼視網(wǎng)膜上的光斑會(huì)順動(dòng)。

通過(guò)以上試驗(yàn)可得出結(jié)論：檢影鏡的光源與被檢眼視網(wǎng)膜上的像（光斑）是成共軛關(guān)系的。整個(gè)檢影操作是由兩個(gè)共軛關(guān)系組成的，一個(gè)是檢影鏡光源（物或像）與被檢眼視網(wǎng)膜上的像（像或物）；另一個(gè)就是被檢眼視網(wǎng)膜上的像（物或像）與檢查眼視網(wǎng)膜上的像（像或物），上述試驗(yàn)中從檢影鏡窺孔和透鏡外側(cè)面觀察的光斑與檢查眼視網(wǎng)膜上像也成共軛。由此可見這二個(gè)共軛點(diǎn)關(guān)系在檢影操原理中，起關(guān)鍵作用的共軛點(diǎn)應(yīng)該是第一個(gè)。這個(gè)結(jié)果推翻了傳統(tǒng)理論：被檢者視網(wǎng)膜上的像與檢查眼視網(wǎng)膜的像成共軛點(diǎn)關(guān)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(jié)果就會(huì)出現(xiàn)誤差或者不準(zhǔn)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(jié)果相差不大的原因。檢查者屈光不正未矯正時(shí)，對(duì)檢影結(jié)果的影響不是絕對(duì)因素。只要檢查者能清晰觀察到被檢眼視網(wǎng)膜上光斑移動(dòng)，對(duì)檢影結(jié)果就沒有影響。被檢眼視網(wǎng)膜上的像與檢查眼視網(wǎng)膜上的像這對(duì)共軛點(diǎn)，是對(duì)第一個(gè)共軛點(diǎn)關(guān)系的確認(rèn)。這對(duì)關(guān)系可以說(shuō)明為何檢影的操作不是每個(gè)人都可以做到得心應(yīng)手，而必須要有一個(gè)訓(xùn)練及經(jīng)驗(yàn)總結(jié)的過(guò)程。