洪寶玉 李 飛 朱建平

(中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院，北京 100013)

0 引言

驗(yàn)光儀，有的也稱(chēng)驗(yàn)光機(jī)(以下除1995版和2005版檢定規(guī)程名稱(chēng)采用驗(yàn)光機(jī)外，其他稱(chēng)驗(yàn)光儀)，是眼科光學(xué)領(lǐng)域內(nèi)應(yīng)用最為廣泛的儀器之一，幾乎每一家眼鏡店和醫(yī)院的驗(yàn)光部門(mén)都配備了該類(lèi)儀器。驗(yàn)光儀是用于檢查人眼屈光狀態(tài)的儀器，其質(zhì)量和計(jì)量性能與人眼視力健康密切相關(guān)，因此驗(yàn)光儀被列為強(qiáng)制檢定工作計(jì)量器具，對(duì)其進(jìn)行計(jì)量檢定也顯得至關(guān)重要。

按測(cè)量原理劃分，驗(yàn)光儀可分為主觀式驗(yàn)光儀和客觀式驗(yàn)光儀，其主要區(qū)別是：主觀式驗(yàn)光儀依賴(lài)被檢查者對(duì)目標(biāo)成像清晰與否的主觀判斷，來(lái)確定被檢查者的屈光狀態(tài)；而客觀式驗(yàn)光儀利用其光電系統(tǒng)對(duì)被檢查者視網(wǎng)膜上反射回來(lái)的光斑進(jìn)行測(cè)量，客觀確定被檢查者的屈光狀態(tài)，無(wú)需被檢查者的主觀判斷。目前國(guó)內(nèi)外廣泛使用的是客觀式驗(yàn)光儀。

針對(duì)客觀式驗(yàn)光儀， ISO/TC172/SC7“國(guó)際眼科光學(xué)和儀器”標(biāo)準(zhǔn)化分技術(shù)委員會(huì)制定了ISO10342“Eye Refractometers”國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)[1]，對(duì)其球鏡度、柱鏡度和柱鏡軸位等技術(shù)指標(biāo)均提出了相關(guān)的技術(shù)要求。

國(guó)內(nèi)方面，1995年第一版《驗(yàn)光機(jī)》檢定規(guī)程頒布實(shí)施，在各省市計(jì)量技術(shù)機(jī)構(gòu)、質(zhì)檢部門(mén)以及生產(chǎn)企業(yè)幾年的共同努力下，驗(yàn)光儀的產(chǎn)品質(zhì)量不斷提高。但隨著技術(shù)的進(jìn)步以及計(jì)量檢定水平的提升，原有規(guī)程已經(jīng)不能滿足要求，因此在2005年完成了對(duì)《驗(yàn)光機(jī)》檢定規(guī)程的修訂。在修訂稿中，新增加了客觀式驗(yàn)光儀柱鏡軸位等相關(guān)技術(shù)要求。新版規(guī)程計(jì)劃于2006年3月實(shí)施，但是由于受到新增標(biāo)準(zhǔn)器研制進(jìn)度影響，經(jīng)國(guó)家質(zhì)檢總局批準(zhǔn)，暫停執(zhí)行，仍按1995版規(guī)程執(zhí)行。經(jīng)過(guò)計(jì)量院一年多的努力，新增標(biāo)準(zhǔn)器成功研制，并順利通過(guò)國(guó)家質(zhì)檢總局主持的成果鑒定，而且申報(bào)了中國(guó)和美國(guó)發(fā)明專(zhuān)利(目前已正式取得授權(quán))。在此基礎(chǔ)上，計(jì)量院向國(guó)家質(zhì)檢總局申請(qǐng)恢復(fù)執(zhí)行2005版規(guī)程，經(jīng)批復(fù)，2005版規(guī)程于2008年3月正式實(shí)施。

新增標(biāo)準(zhǔn)器已經(jīng)推廣到各省市級(jí)計(jì)量技術(shù)機(jī)構(gòu)、企業(yè)以及其他一些相關(guān)單位，經(jīng)過(guò)幾年實(shí)際使用，證實(shí)了新研制標(biāo)準(zhǔn)器具有很好的可行性。另外考慮到JJG 922—2008《驗(yàn)光儀頂焦度標(biāo)準(zhǔn)器》[2]和JJG 1011—2006《角膜曲率計(jì)》[3]檢定規(guī)程均已正式頒布實(shí)施，因此為了對(duì)驗(yàn)光儀的檢定工作提供更加完善的技術(shù)手段和法規(guī)依據(jù)，確保驗(yàn)光儀量值的統(tǒng)一，我們對(duì)JJG 892—2005《驗(yàn)光機(jī)》規(guī)程進(jìn)行修訂。

JJG 892—2011《驗(yàn)光儀》[4]檢定規(guī)程已于2012年2月4日正式執(zhí)行，本文的撰寫(xiě)主要是對(duì)規(guī)程中修訂的內(nèi)容加以提煉總結(jié)，并對(duì)規(guī)程名稱(chēng)修改原因進(jìn)行了說(shuō)明，然后分析和討論了其中幾項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)，以便更好地指導(dǎo)實(shí)際檢定工作。

1 檢定規(guī)程名稱(chēng)修改說(shuō)明

將檢定規(guī)程名稱(chēng)修改為《驗(yàn)光儀》的主要原因如下：

規(guī)程修訂小組先前在起草《驗(yàn)光儀》國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的過(guò)程中(計(jì)劃項(xiàng)目編號(hào)20081582-Q-604)，專(zhuān)家認(rèn)為：在行業(yè)內(nèi)，用于檢查測(cè)量的設(shè)備習(xí)慣稱(chēng)為“××儀”，如角膜地形圖儀、眼后節(jié)光學(xué)相干斷層掃描儀等；用于加工的設(shè)備習(xí)慣稱(chēng)為“××機(jī)”，如磨邊機(jī)等，因此建議將標(biāo)準(zhǔn)名稱(chēng)由原來(lái)的《驗(yàn)光機(jī)》修改為《驗(yàn)光儀》，以更符合行業(yè)習(xí)慣。

另外考慮與已經(jīng)正式頒布實(shí)施的JJG 922—2008《驗(yàn)光儀頂焦度標(biāo)準(zhǔn)器》檢定規(guī)程的名稱(chēng)相一致，因此在JJG 892—2005《驗(yàn)光機(jī)》檢定規(guī)程修訂過(guò)程中，我們也向?qū)＜艺髑笠?guī)程名稱(chēng)修改的意見(jiàn)。根據(jù)專(zhuān)家回復(fù)的意見(jiàn)以及審定會(huì)的意見(jiàn)，均建議將規(guī)程名稱(chēng)修改為《驗(yàn)光儀》。規(guī)程報(bào)批后，也獲得了批準(zhǔn)。

2 修訂的主要內(nèi)容

除了檢定規(guī)程名稱(chēng)做了修改之外，2011版驗(yàn)光儀規(guī)程在內(nèi)容上也做了不少改動(dòng)。主要修改和增減的內(nèi)容概括如下：

1)刪除了第一部分范圍中第二段內(nèi)容，因?yàn)槟壳耙哑鸩輰?zhuān)門(mén)的型式評(píng)價(jià)大綱；

2)增加了引用文獻(xiàn)：JJG 922—2008《驗(yàn)光儀頂焦度標(biāo)準(zhǔn)器》和JJG 1011—2006《角膜曲率計(jì)》；

3)對(duì)相關(guān)術(shù)語(yǔ)進(jìn)行了增減，與JJG 922—2008《驗(yàn)光儀頂焦度標(biāo)準(zhǔn)器》和JJG 1011—2006《角膜曲率計(jì)》檢定規(guī)程基本一致；

4)根據(jù)JJF 1002—1998對(duì)概述部分進(jìn)行了修改，主要概述了驗(yàn)光儀的用途，主/客觀式驗(yàn)光儀的基本測(cè)量原理；

5)計(jì)量性能要求中主要將客觀式驗(yàn)光儀的“柱鏡度示值誤差”和“瞳距示值誤差”兩個(gè)選擇性項(xiàng)目修改為必檢項(xiàng)目，并將客觀式驗(yàn)光儀球鏡度測(cè)量重復(fù)性的要求由“不得超過(guò)0.12m-1”修改為“應(yīng)不大于0.13m-1”，另外對(duì)部分計(jì)量性能要求的表述方式進(jìn)行了修改；

6)通用技術(shù)要求部分，刪除了原規(guī)程中6.5的內(nèi)容，增加了測(cè)量范圍、刻度間隔、操作者目鏡(如適用)等相關(guān)要求；

7)計(jì)量器具控制部分，檢定設(shè)備根據(jù)JJG 922—2008和JJG 1011—2006檢定規(guī)程進(jìn)行了簡(jiǎn)化和增加，增加了“客觀式驗(yàn)光儀柱鏡度示值誤差”和“客觀式驗(yàn)光儀瞳距示值誤差”兩個(gè)檢定項(xiàng)目，檢定方法也進(jìn)行了編輯性修改；

8)考慮與ISO 10342國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)接軌，增加了“連續(xù)顯示式驗(yàn)光儀”的相關(guān)內(nèi)容；

9)刪除了“附錄A—客觀式驗(yàn)光儀柱鏡標(biāo)準(zhǔn)器”的內(nèi)容；

10)根據(jù)JJF 1059—1999《測(cè)量不確定度評(píng)定與表示》[5]對(duì)測(cè)量不確定度評(píng)定的內(nèi)容進(jìn)行了完善。

3 關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)的分析與探討

3.1 客觀式驗(yàn)光儀球鏡度測(cè)量重復(fù)性

客觀式驗(yàn)光儀球鏡度測(cè)量重復(fù)性的計(jì)量性能要求由原來(lái)的“不得超過(guò)0.12m-1”修改為“應(yīng)不大于0.13m-1”，并且在檢定方法中明確了是“在模擬眼和儀器機(jī)頭位置均不動(dòng)的情況下連續(xù)測(cè)量并讀數(shù)5次”，以避免歧義。

將客觀式驗(yàn)光儀球鏡度測(cè)量重復(fù)性由“不得超過(guò)0.12m-1”修改為“應(yīng)不大于0.13m-1”主要是考慮：市場(chǎng)上有不少驗(yàn)光儀，當(dāng)其頂焦度最小數(shù)顯分度值設(shè)置為0.12m-1時(shí)，其實(shí)際頂焦度值顯示間隔為0.12m-1、0.13m-1、0.12m-1、0.13m-1……，所以檢定其球鏡度測(cè)量重復(fù)性時(shí)，5次測(cè)量值的讀數(shù)可能為：19.87m-1、20.00m-1、20.00m-1、20.00m-1、19.87m-1，這5次測(cè)量值之間最大值與最小值之差為0.13m-1。

3.2 客觀式驗(yàn)光儀柱鏡度示值誤差

該檢定項(xiàng)目已修改為必檢項(xiàng)目。客觀式驗(yàn)光儀柱鏡度是驗(yàn)光儀重要的技術(shù)指標(biāo)，ISO 10342國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)對(duì)其示值允差也進(jìn)行了規(guī)定，因此柱鏡度示值誤差的檢定是驗(yàn)光儀檢定項(xiàng)目中非常重要的一項(xiàng)。由于2005版規(guī)程頒布時(shí)，柱鏡標(biāo)準(zhǔn)器還沒(méi)有完全解決，所以當(dāng)時(shí)將此項(xiàng)目定為選擇性。目前柱鏡標(biāo)準(zhǔn)器已經(jīng)研制成功并通過(guò)了鑒定。因此，在檢定客觀式驗(yàn)光儀時(shí)應(yīng)該對(duì)柱鏡度示值誤差進(jìn)行檢定。

檢定過(guò)程中需要注意，客觀式驗(yàn)光儀柱鏡度示值誤差的檢定應(yīng)該在0°(180°)和90°兩個(gè)軸位方向分別進(jìn)行，每個(gè)方向至少測(cè)量3次，取平均值作為實(shí)測(cè)結(jié)果。另外檢定過(guò)程中還應(yīng)注意調(diào)整標(biāo)準(zhǔn)器的位置，使球鏡度示值為零或最小，以減少由于柱鏡模擬眼光軸與驗(yàn)光儀光軸不重合所引入的球鏡度誤差。

3.3 客觀式驗(yàn)光儀瞳距示值誤差

該檢定項(xiàng)目也已修改為必檢項(xiàng)目。同樣由于2005新規(guī)程頒布時(shí)，瞳距標(biāo)準(zhǔn)器還沒(méi)有完全解決，因此將此項(xiàng)目定為選擇性。目前瞳距標(biāo)準(zhǔn)器已經(jīng)研制成功，并通過(guò)了成果鑒定以及幾年的實(shí)際使用，證實(shí)具有很好的可行性。因此，在檢定具有瞳距測(cè)量功能的客觀式驗(yàn)光儀時(shí)，應(yīng)該包括對(duì)該項(xiàng)目的檢定。

需要提醒的是，瞳距標(biāo)準(zhǔn)器的兩只專(zhuān)用0m-1客觀模擬眼不能用于對(duì)客觀式驗(yàn)光儀零位示值誤差的檢定。另外市場(chǎng)上有一些客觀式驗(yàn)光儀的瞳距示值并不直接顯示在顯示屏上，需要打印之后才能看到，提醒各位檢定人員在檢定過(guò)程中應(yīng)注意判斷被檢驗(yàn)光儀是否具有瞳距測(cè)量功能。

3.4 角膜曲率示值誤差

該檢定項(xiàng)目在2005版規(guī)程已有要求，但是當(dāng)時(shí)JJG 1011—2006《角膜曲率計(jì)》檢定規(guī)程尚未頒布實(shí)施，因此并未引起重視。驗(yàn)光儀屬于強(qiáng)檢計(jì)量器具，另外JJG 1011—2006《角膜曲率計(jì)》檢定規(guī)程中第5.4條規(guī)定：對(duì)于帶有人眼角膜或接觸鏡曲率測(cè)量功能的驗(yàn)光儀，其計(jì)量性能除應(yīng)滿足驗(yàn)光儀檢定規(guī)程的要求外，還應(yīng)同時(shí)滿足規(guī)程第5.1～5.3條的要求；因此帶有角膜曲率測(cè)量功能的驗(yàn)光儀必須檢定其角膜曲率示值誤差。

角膜曲率通常有兩種示值表達(dá)方式：曲率半徑(以mm為單位)和角膜屈光度(以m-1為單位)。兩者之間的換算關(guān)系為：

F=(n-1)×1000/R

式中，F(xiàn)為角膜屈光度，單位m-1；R為角膜前表面曲率半徑，單位mm；n為角膜折射率，一般取n=1.3375。

若儀器同時(shí)具有上述兩種示值表達(dá)方式，可只進(jìn)行JJG 1011—2006《角膜曲率計(jì)》檢定規(guī)程中5.1條和5.2條的檢定；若儀器僅有角膜屈光度的示值表達(dá)方式，則可只進(jìn)行JJG 1011—2006檢定規(guī)程中5.3條的檢定。也就是說(shuō)，如果一臺(tái)儀器的測(cè)量結(jié)果既可以顯示為曲率半徑(mm)，也可以顯示為角膜屈光度(m-1)，那么就只在曲率半徑示值的模式下測(cè)量，測(cè)量結(jié)果應(yīng)符合《角膜曲率計(jì)》規(guī)程5.1和5.2的要求；如果僅能顯示為角膜屈光度，那么只要進(jìn)行5.3條的檢定。

角膜曲率示值誤差的檢定采用角膜曲率計(jì)用計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)器進(jìn)行。角膜曲率計(jì)用計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)器由曲率半徑用標(biāo)準(zhǔn)器和測(cè)量支架兩部分組成。曲率半徑用標(biāo)準(zhǔn)器由光學(xué)玻璃材料制成，具有凸球面和凹球面兩種表面形狀，3種半徑規(guī)格共計(jì)6個(gè)標(biāo)準(zhǔn)器，其曲率半徑的標(biāo)稱(chēng)值分別為：6.668mm、7.943mm和9.320mm，曲率半徑的標(biāo)準(zhǔn)不確定度小于0.001mm，有效光學(xué)區(qū)域直徑為8mm。當(dāng)取人眼角膜折射率n=1.3375，對(duì)應(yīng)角膜屈光度標(biāo)稱(chēng)值分別為：50.61m-1、42.49 m-1和36.21 m-1。如果帶角膜曲率測(cè)量功能的驗(yàn)光儀只能檢測(cè)人眼角膜，則只用凸球面標(biāo)準(zhǔn)器對(duì)它進(jìn)行檢定；如果既能檢測(cè)人眼角膜，也能檢測(cè)角膜接觸鏡的曲率半徑，則需要用凸、凹球面標(biāo)準(zhǔn)器對(duì)其進(jìn)行檢定。檢定時(shí)，將儀器調(diào)整到角膜曲率測(cè)量模式下，然后按照J(rèn)JG 1011—2006《角膜曲率計(jì)》檢定規(guī)程中規(guī)定的方法和步驟進(jìn)行檢定。

3.5 通用技術(shù)要求

通用技術(shù)要求部分，刪除了原規(guī)程中6.5的內(nèi)容，增加了測(cè)量范圍、刻度間隔、操作者目鏡(如適用)等相關(guān)要求。刪除原規(guī)程中6.5的內(nèi)容主要是因?yàn)楦鱾€(gè)廠家客觀式驗(yàn)光儀的測(cè)量原理不同，成像方式難以規(guī)定，而且“……具有較高的示值靈敏度”不是定量的表述方式；增加的測(cè)量范圍、刻度間隔、操作者目鏡(如適用)等相關(guān)要求主要是考慮與ISO國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)接軌，因此修改采用了ISO 10342國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)中4.2、4.3和4.4相關(guān)條款內(nèi)容。

這里需要強(qiáng)調(diào)說(shuō)一下的是測(cè)量范圍要求，新規(guī)程中參考ISO 10342國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)對(duì)驗(yàn)光儀的球鏡度、柱鏡度、柱鏡軸位測(cè)量范圍進(jìn)行了規(guī)定，除了要求“驗(yàn)光儀球鏡度測(cè)量范圍至少應(yīng)為-15～+15m-1，柱鏡度(絕對(duì)值)測(cè)量范圍至少應(yīng)為0～6m-1，柱鏡軸位測(cè)量范圍應(yīng)為0°～180°”之外，還要求“驗(yàn)光儀實(shí)際測(cè)量范圍應(yīng)與說(shuō)明書(shū)明示的測(cè)量范圍一致”。也就是說(shuō)，如果一臺(tái)驗(yàn)光儀，說(shuō)明書(shū)中明示的球鏡度測(cè)量范圍是-20～+20m-1，但實(shí)際上-20m-1點(diǎn)測(cè)不到，盡管它滿足-15～+15m-1的最小測(cè)量范圍要求，也應(yīng)判定為不合格。

4 結(jié)束語(yǔ)

本文結(jié)合舊版規(guī)程對(duì)JJG 892—2011《驗(yàn)光儀》檢定規(guī)程修訂的主要內(nèi)容進(jìn)行了說(shuō)明，并著重分析和探討了其中幾項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)：客觀式驗(yàn)光儀球鏡度測(cè)量重復(fù)性、客觀式驗(yàn)光儀柱鏡度示值誤差、客觀式驗(yàn)光儀瞳距示值誤差、角膜曲率示值誤差以及通用技術(shù)要求中的測(cè)量范圍。希望本文能夠?qū)κ∈屑?jí)計(jì)量技術(shù)機(jī)構(gòu)以及其他相關(guān)單位的檢定人員在開(kāi)展驗(yàn)光儀檢定工作過(guò)程中有所幫助。同時(shí)作為規(guī)程的主要起草人之一，也希望同行們多跟我們溝通交流，把平時(shí)在檢定規(guī)程中遇到的各種問(wèn)題反饋給我們，為今后規(guī)程的修訂工作奠定基礎(chǔ)。

[1] ISO 10342，Ophthalmic instruments-Eye refractometers[S].2003

[2] JJG 922—2008 驗(yàn)光儀頂焦度標(biāo)準(zhǔn)器檢定規(guī)程[S]. 中國(guó)計(jì)量出版社

[3] JJG 1011—2006 角膜曲率計(jì)檢定規(guī)程[S].中國(guó)計(jì)量出版社

[4] JJG 892—2011 驗(yàn)光儀檢定規(guī)程[S].中國(guó)計(jì)量出版社

[5] JJF 1059—1999 測(cè)量不確定度評(píng)定與表示技術(shù)規(guī)范[S].中國(guó)計(jì)量出版社

[6]黃申懋,楊湘鋼.驗(yàn)光機(jī)計(jì)量檢定時(shí)的測(cè)量不確定度分析.計(jì)量技術(shù),2006(4)：57-58