文/王英麗

淺析眼視光器械必備之目視式焦度計

文/王英麗

1 焦度計簡介

在眼鏡片加工過程中，焦度計是必備器械之一，也稱作屈光度計、查片機、鏡片測度儀等。它主要用于測量眼鏡片（包括角膜接觸鏡片）的球面度數(shù)、柱面（散光）度數(shù)、散光軸位、棱鏡度，確定鏡片的光學中心，檢查鏡片是否正確安裝在鏡架中等。

焦度計按顯示方式可分為連續(xù)顯示式與數(shù)字舍入式兩類。連續(xù)顯示式焦度計是一種連續(xù)刻度的焦度計，數(shù)字舍入式焦度計是將測量值經四舍五入后成為最接近的增量值。按設計原理可分為目視式焦度計、投影式焦度計和自動式三大類（見圖1）。本文重點介紹目視式焦度計，討論關于目視式焦度計的結構、原理以及使用、保養(yǎng)等問題。

圖1 焦度計分類框圖

2 焦度計的結構及原理

2.1 焦度計的結構

焦度計的外部結構及其名稱如圖2，其核心光學系統(tǒng)由帶標記分劃板的準直系統(tǒng)和望遠系統(tǒng)組成，外部結構主要由目鏡補償手輪、軸位調整手輪、頂焦度調整手輪、鎖緊鈕、打點器、夾頭、水平擋板、支撐座、軸位調整手輪、支撐座以及主電源開關等幾個部分構成。

圖2 焦度計基本結構圖

表1列出了焦度計的主要基本結構并對其作用進行了簡單的介紹。

結構名稱 作用目鏡補償手輪 補償檢查者的屈光不正軸位調整手輪 調整待測鏡片測量其軸位頂焦度調整手輪 調整待測鏡片測量其頂焦度鎖緊鈕 鎖緊機身打點器 在待測鏡片上打3個點做為光心夾頭 夾緊鏡片水平擋板 使鏡片保持水平支撐座 放置鏡片機座 支撐焦度計的機身主電源開關 打開/關閉電源表1 焦度計主要部件基本作用介紹表焦度計

眼視光器械一般由接收（或觀察）系統(tǒng)和照明系統(tǒng)兩大部分組成。焦度計的基本光學結構包括一個由帶標記分劃板的準直系統(tǒng)，為核心照明光學系統(tǒng)；和一個由帶有反光面三棱鏡（轉向棱鏡）的望遠系統(tǒng)，為基本接收系統(tǒng)，其基本光學結構如圖3所示。

圖3 目視式焦度計的光學結構

2.2 焦度計的基本工作原理

目視式焦度計的核心光學系統(tǒng)是由帶標記分劃板的

圖4 目視式焦度計光學原理圖

在焦度計上未放被測鏡片3 時，標記分劃板T位于準直光管物鏡1 的焦平面上，可在讀數(shù)望遠鏡2中獲得標記T 的清晰像。若在焦度計上放入被測鏡片3 后，則需沿光軸移動標記分劃板T 才能再次在讀數(shù)望遠鏡2 中獲得的標記分劃板T 的清晰像。設標記分劃板T 沿軸向移動量為z1，移動后T位于A 點處，被測鏡片的頂焦度為D。對于準直光管物鏡1，位置A 的像點為A′，準直光管物鏡1 的焦距為f′1。

根據(jù)牛頓公式：

當讀數(shù)望遠鏡能清晰看見分劃板T 的像時, A′點應位于被測鏡片后焦點上，從被測鏡片后頂點到其后焦點的距離為后頂焦距l(xiāng)′f ，鏡片后頂點到焦度計鏡片支座之間的距離為x。

即被測鏡片的頂焦度與標記分劃板T 的軸向移動量成正比。根據(jù)測得的z1即可獲得被測鏡片的頂焦度。這類儀器國內外均有產品出售, 且已普遍用于眼鏡行業(yè)。如Topcon 公司的LM 型和LM-3 型、Nikon 公司的OL-5S/5A 型以及Zeiss 公司的頂點屈光度計等，國產型號有D6Y-1 型、BJC-1 型、CCQ-1型和便攜型等。

3 焦度計光學系統(tǒng)及光標的分析

3.1 焦度計光路結構

目視式焦度計的光學系統(tǒng)由上下兩個光路組合而成，上光路為檢查光路，判斷對焦是否準確、測量軸位和棱鏡度，作為檢查依據(jù)；下光路為讀數(shù)光路，可以獲得移動分化板的軸向移動距離z1的值，從而可以獲得所測鏡片的頂焦度值D，是讀數(shù)依據(jù)。上下光路成像在視標屏上，視標屏參照刻度如圖5所示，視標屏是整個儀器的測定平臺，設有視場橫線和視場縱線，用于控制光標像定位，另外設有焦度刻度、棱鏡刻度和軸底向刻度，分別用于測定主子午線頂焦度、棱鏡軸位、棱鏡度和定向。下部白色框內的數(shù)據(jù)是下光路像，表示待測鏡片的頂焦度數(shù)；其余部分為上光路像，用于判斷對焦是否準確。上光路的準確與否是下光路能否獲得準確檢查結果的前提，上下光路關系如圖6。

圖5 視標屏的參照刻度

圖6 角膜曲率計上下光路作用關系框圖

3.1.1 焦度計的上光路

焦度計上光路在角膜曲率計中的位置、具體光路結構及實物如圖7所示。光源發(fā)出光經過濾色片變成綠色，經過準直物鏡變成平行光，透過被測鏡片進入準直目鏡，此時移動標記分化板使標記清晰成像在固定分化

圖7 焦度計上光路介紹

3.2.2 焦度計的下光路

焦度計的下光路組整體結構如圖8所示，其在焦度計中的位置、具體光路結構及實物對照如圖所示。其傳播路徑為——光源發(fā)出光，經過導光管照亮刻度，經過轉向棱鏡轉向，被放大鏡放大，在經過轉向棱鏡轉向最終被觀察者觀察。

圖8 焦度計下光路介紹

4 焦度計的功能

焦度計是用于測量眼鏡片（包括角膜接觸鏡片）的球面度數(shù)、柱面（散光）度數(shù)、散光軸位、棱鏡度、確定鏡片的光學中心。其臨床作用如下：

（1）測球面鏡眼鏡的左右鏡片的頂焦度、點出鏡片光心、測出鏡片的光心距。

（2）測球柱眼鏡的左右鏡片的頂焦度、散光軸向、點出鏡片光心、測出鏡片的光心距。

（3）測球面鏡片的頂焦度、點出鏡片光心，分別測出距鏡片光心同距離和不同距離處的棱鏡度及基底朝向。

（4）測球柱片的頂焦度、散光軸向、點出鏡片光心、測出距鏡片光心同距離和不同距離處的棱鏡度及基底朝向。

5 焦度計的常見故障與維護

5.1 常見故障

在焦度計的使用過程中常見故障和具體維修方案如下：

（1）接通電源，打開開關后燈泡不亮，對此——

① 檢查電源供電是否正常，接觸是否良好；

治療后隨訪3～5年。至2017年12月，共有5名患者復發(fā)，其中盆腔復發(fā)2例(7.14%)，遠處轉移3例(10.7%);3年腫瘤復發(fā)率為7.14%。

② 檢查保險絲是否完好；

③ 檢查燈泡是否損壞，如需更換，打開保護蓋，即可拆裝。

（2）焦度計測量手輪零位有偏移，對此——

① 擰松固定指標的螺釘，將指標對正零位后，再擰緊。

（3）焦度計光學系統(tǒng)成像不清晰，對此——

① 首先檢查光源是否有臟污，可用軟布擦凈；

② 檢查燈泡是否發(fā)黃發(fā)黑，必要時可更換；

③ 檢查準直光管物鏡、讀數(shù)系統(tǒng)的光學元件表面上是否沾有灰塵、油污、手印，或者發(fā)霉，前者可用脫脂棉蘸少許酒精乙醚混合液輕擦，后者用脫脂紗布沾碳酸鈣蒸餾水乳液小心擦洗；

④ 檢查后座燈泡是否偏離儀器光軸引起視差，此時需調整燈泡的位置。

（4）在未放置鏡片時，對標志分劃板進行調焦，發(fā)現(xiàn)其十字線中心和目鏡分劃中心有偏移，而且標志分劃板十字線中心和邊緣不能同時清晰，對此——

① 檢查儀器是否使用不當；

② 儀器是否受過強烈振動或撞擊，導致光學元件發(fā)生位移，破壞各透鏡光軸的同軸度，產生由同軸度誤差所引起的中心不對稱畸變、中心慧差和像散?？赏ㄟ^調整準直光管物鏡，合理調整鏡片支承座背后接圈外圓上的3個中心調節(jié)螺釘，重新獲得兩分劃中心的重合。

（5）儀器的示值誤差，對此——

① 按照正確的方法檢定儀器各點的示值誤差；如果各點的示值誤差是一個定值或接近定值，而且正好與其零位誤差相等，則可以通過調整零位來調整示值誤差。調整步驟為：1.擰松固定指標的螺釘，將指標對正零位，再擰緊螺釘；2.如果指標移動已經在極限位置，無法完全校正零位，可松開屈光度測量手輪側面上的幾個固定螺釘，使軸的轉動與刻線度盤相分離，調整使其零位誤差為零，再固緊所松開的螺釘。

② 零位誤差校正后，重新檢定示值誤差。如果儀器示值誤差呈周期性或不規(guī)則的變化，這是由于機械零件之間的間隙，機械零件加工中的偏心及其他幾何誤差因素，使得測量手輪在轉動過程中，有空程和偏心等現(xiàn)象，從而導致標志（移動）分劃板在沿軸向移動時，有周期性或不規(guī)則變化誤差的產生，若此項誤差超過示值誤差的允許范圍，必須對此項誤差進行消除或減少。調整步驟為：1.首先檢查是否操作得當；2.拆下零件并對其清洗，重新上油后安裝，調整各部件的相互配合關系，重新檢定；3.若誤差仍然存在，則應對有關零件進行更換。

（6）打印鏡片光學中心標記偏移，對此——

調整步驟為：1.用標準鏡片作被測鏡，測定后將活動分劃像中心的十字中心與望遠鏡分劃的十字中心對正，用打印機構打印鏡片中心標記A；2.將標準鏡片旋轉180°再作測定后打印鏡片中心標記B；3.如若A和B不重合說明打印鏡片的光學中心偏移，就要調整打印機構，直至A和B重合為止。

（7）打印鏡片后無墨跡或標記不清，對此可取下印盒添加墨汁。5.3 保養(yǎng)與維護

焦度計是精密光學儀器，必須精心維護與保養(yǎng)，才能保持儀器精度，延長儀器的使用壽命。其保養(yǎng)方法如下：

① 使用焦度計之前，須熟悉儀器原理、結構、檢測方法等。

② 使用儀器時，不得碰撞，鏡頭零件不可隨意拆卸，轉動部位不能用力過大過猛，柔和操作。儀器使用完畢，須做好清潔工作，套上儀器套。

③ 經常保持儀器的清潔，玻璃表面如有灰塵，臟物可用松毛刷輕輕拂去，用鏡頭紙輕輕擦凈，嚴禁用手觸摸玻璃表面。如有手印污跡，須用脫脂棉蘸酒精乙醚混合液擦試干凈。

④ 儀器應放在干燥，空氣流通的房間內，防止受潮后光學零件發(fā)霉發(fā)霧，避免強烈振動或撞擊，以防光學零件損傷或松動，影響測量精度。

⑤ 焦度計應及時送計量檢測機構進行周期檢定（檢定周期為1年），以保證其測量值的準確可靠。o