電腦驗(yàn)光儀的使用

文 王英麗

1 電腦驗(yàn)光儀簡介

1.1 概念

電腦驗(yàn)光儀是綜合現(xiàn)代光學(xué)、計(jì)算機(jī)技術(shù)研制而成，用于客觀檢測眼睛屈光狀態(tài)的一種自動(dòng)化儀器。它是根據(jù)眼球本身的聚焦原理及人眼的視覺特性進(jìn)行屈光不正測定的。電腦驗(yàn)光儀自動(dòng)化程度高，所測眼球信號經(jīng)計(jì)算機(jī)快速分析，以數(shù)字顯示或打印的方式輸出人眼屈光不正的數(shù)值。由于測定時(shí)不需配鏡者主訴，因此它是一種他覺驗(yàn)光法，也叫客觀驗(yàn)光法。

1.2 基本結(jié)構(gòu)

1.2.1 外部結(jié)構(gòu)

電腦驗(yàn)光儀是由電子控制的自動(dòng)屈光儀，其自動(dòng)化程度較高，主體結(jié)構(gòu)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(yàn)光儀結(jié)構(gòu)圖

1.2.1.1 測試部件

儀器上部為一具孔暗箱，內(nèi)設(shè)紅外線發(fā)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(biāo)。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(biāo)。

1.2.1.2 控制分析部件

顯示器：為一液晶顯示屏，用于監(jiān)控測試過程，并確認(rèn)控制鍵的菜單設(shè)置。

控制鍵盤：用于對儀器的測試功能進(jìn)行設(shè)置。

調(diào)焦手輪：參考監(jiān)視屏幕的提示對測試光的焦距進(jìn)行調(diào)試，用于保證每次測試的可重復(fù)性。調(diào)焦手柄的頂端設(shè)有測試按鈕，供手動(dòng)測試時(shí)使用。

底盤鎖緊鈕：用于鎖定機(jī)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(nèi)部結(jié)構(gòu)

電腦驗(yàn)光儀主要內(nèi)部結(jié)構(gòu)，如圖2（a）、圖2（b）、圖2（c）所示，具體結(jié)構(gòu)名稱見圖注：

圖2（a）

圖2（b）

圖2（c）

1.3 系統(tǒng)總成

電腦驗(yàn)光儀的指令由中央控制PCB板進(jìn)行收發(fā)，內(nèi)置E2PROM芯片，電源模塊為系統(tǒng)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(biāo)LED、眼前節(jié)照明LED、平行透射點(diǎn)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(zhuǎn)換成數(shù)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(dá)完成相應(yīng)光路中的動(dòng)作，并由PCB板進(jìn)行控制（包括TF馬達(dá)、旋轉(zhuǎn)棱鏡馬達(dá)、Y馬達(dá)）。LCD顯示屏則顯示當(dāng)前測量的屈光度等相關(guān)數(shù)值，由打印裝置輸出。

圖3 電腦驗(yàn)光儀系統(tǒng)總成結(jié)構(gòu)框圖

2 電腦驗(yàn)光儀的原理

電腦驗(yàn)光屬于客觀驗(yàn)光法，其原理與視網(wǎng)膜檢影法基本相同，即采用紅外線光源及自動(dòng)霧視裝置達(dá)到放松眼球調(diào)節(jié)的目的，同時(shí)采用光電技術(shù)及自動(dòng)控制技術(shù)檢查屈光度。

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

圖4（a） 電腦驗(yàn)光儀光路結(jié)構(gòu)圖

2.1 對準(zhǔn)光路

為圖4中藍(lán)色實(shí)線，箭頭的方向代表光路的傳播方向，對準(zhǔn)光路從左至右分別由被測眼、眼前節(jié)照明燈、環(huán)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(zhǔn)中繼透鏡A、對準(zhǔn)中繼透鏡B、半透半反反射鏡5、電視鏡頭、CCD相機(jī)等光學(xué)元器件構(gòu)成。具體光路結(jié)構(gòu)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(dòng)電腦驗(yàn)光儀的機(jī)身，使光源反射點(diǎn)恰好被移進(jìn)儀器屏幕上的小方框內(nèi)，如圖4（b）所示，實(shí)現(xiàn)測量前的對焦工作。

圖4（b） 對焦?fàn)顟B(tài)圖

2.2 固視光路

為圖4（a）中綠色實(shí)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(jié)照明燈、環(huán)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(biāo)、聚光透鏡、顏色補(bǔ)償濾波器等光學(xué)元器件構(gòu)成，具體光路結(jié)構(gòu)如圖3（a）所示，電腦驗(yàn)光儀驗(yàn)光是根據(jù)定基點(diǎn)變焦距的方法進(jìn)行屈光度測量的，如圖5所示：

圖5 電腦驗(yàn)光儀屈光度測量圖

在由移動(dòng)凹透鏡、固定凸透鏡和凹透鏡組成三個(gè)焦距絕對值相等的透鏡組成的變焦距系統(tǒng)中，保證系統(tǒng)第二主點(diǎn)對眼睛位置不動(dòng)，只要移動(dòng)系統(tǒng)中的第一透鏡系統(tǒng)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(guān)系，即此時(shí)的焦距f與x也成線性關(guān)系：

根據(jù)屈光度的定義：焦距的倒數(shù)為透鏡焦度或屈光度，與調(diào)節(jié)遠(yuǎn)點(diǎn)成線性關(guān)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(dāng)通過對準(zhǔn)光路實(shí)現(xiàn)對焦以后，按下測量按鈕，移動(dòng)透鏡產(chǎn)生位移x，從而讓被檢者在視野范圍內(nèi)獲得清晰的視標(biāo)，將此位移信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷盒盘枺?jīng)過電子計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，將測得的各數(shù)據(jù)用數(shù)字顯示出來，并可將數(shù)據(jù)經(jīng)熱敏打印器打印后輸出。固視視標(biāo)與屈光度對應(yīng)如圖6所示。

圖6 固視視標(biāo)與屈光度對應(yīng)圖

2.3 測量光路

為圖4（b）中紅色實(shí)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(jié)照明燈、環(huán)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(zhuǎn)棱鏡、針孔棱鏡、環(huán)虹膜、測量繼電器的鏡頭A、測量目標(biāo)、聚光透鏡、測量用LED、反射鏡1、測量繼電器的鏡頭B、移動(dòng)透鏡、反射鏡2光學(xué)元器件構(gòu)成，具體光路結(jié)構(gòu)如圖6所示，測量光路的作用為紅外線發(fā)射器發(fā)出紅外線，通過光學(xué)系統(tǒng)反射到被測眼視網(wǎng)膜上，反射回來的光線經(jīng)過光學(xué)系統(tǒng)投射到CCD探測器上，被其接收。

圖7 測量光路實(shí)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(shí)物圖

根據(jù)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(huán)形圖像

3 電腦驗(yàn)光儀的安裝

電腦驗(yàn)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(gè)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(gè)固定件固定。

圖10 電腦驗(yàn)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(jī)拆裝示意圖：部件1由固定件2、3、4固定。

4 電腦驗(yàn)光儀常見故障與維修方案

4.1 顯示屏閃爍，不能正常讀數(shù)

原因1：驗(yàn)光儀的某些元器件老化、腐蝕、受損。

解決方案：請專業(yè)維修人員進(jìn)行清潔或更換元件，確保電腦驗(yàn)光儀的操作環(huán)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(yàn)光儀附近有強(qiáng)電磁干擾或者有振動(dòng)影響。

解決方案：排除強(qiáng)電磁干擾，消除振動(dòng)。

原因3：驗(yàn)光儀的穩(wěn)定旋鈕沒有調(diào)整好。

解決方案：輕輕調(diào)節(jié)驗(yàn)光儀的穩(wěn)定旋鈕，直至屏幕無閃爍。如果顯示屏幕不清楚，可適當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)驗(yàn)光儀亮度旋鈕也可解決。

4.2 主機(jī)與底座之間不能自由移動(dòng)

原因1：限制主機(jī)移動(dòng)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(jī)與底座未對正，移動(dòng)受阻。

解決方案：調(diào)整主機(jī)與底座，使其對正。

原因3：主機(jī)與底座接觸部分太臟。

解決方案：清除主機(jī)與底座間的臟污。

4.3 讀數(shù)發(fā)散性大或測量結(jié)果顯示“error”字樣。

原因1：被檢者可能患有白內(nèi)障等眼病。

原因2：被檢者驗(yàn)光姿勢不正確。

原因3：操作人員的調(diào)焦誤差太大。

原因4：可能有太陽光或者強(qiáng)光直射驗(yàn)光儀的觀測視窗。

原因5：驗(yàn)光儀的一些元件或者部件老化，可更換零件。

4.4 自動(dòng)測量功能不起作用

原因1：由于長時(shí)間頻繁使用，進(jìn)行自動(dòng)檢測的兩個(gè)LED發(fā)射的光量自然衰減。

解決方案：請專業(yè)維修人員進(jìn)行光量補(bǔ)正即可。

原因2：驗(yàn)光儀的觀測視窗不干凈，使得進(jìn)行自動(dòng)測量的兩個(gè)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(xué)藥水。

5 電腦驗(yàn)光儀的驗(yàn)光問題

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

1.由于被試者已知視標(biāo)位于近處，總是產(chǎn)生調(diào)節(jié)。

2.視標(biāo)從最初的清晰位置再移近也會(huì)誘導(dǎo)被試者產(chǎn)生調(diào)節(jié)。

3.由于焦深的存在，使測量結(jié)果不精確。

4.屈光度標(biāo)尺的刻度非線性。

5.視標(biāo)產(chǎn)生的網(wǎng)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(yàn)光儀的保養(yǎng)

電腦驗(yàn)光儀在使用時(shí)應(yīng)注意以下事項(xiàng)：

1.保持光學(xué)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(yuǎn)離高溫和強(qiáng)電磁場。

3.如長期不用，應(yīng)拔去電源插頭。

4.如發(fā)生故障，應(yīng)請專業(yè)人員維修，不要自行拆卸，以免造成不必要的損壞。