检验客观式验光仪用柱镜标准器

摘要

一种检验客观式验光仪用柱镜标准器，其特征在于，包括：柱镜模拟眼，该柱镜模拟眼为方形柱体，该柱镜模拟眼为两段结构，其中第一段的一端面为平面，第一段的另一端的端面为凸柱面；第二段的一端为凹柱面，第二段的另一端为凸球形面，所述的第一段和第二段的凸柱面、凹柱面胶合在一起；一轴位控制器，该轴位控制器为矩形，该轴位控制器的两相对面上相隔一定距离开有方形通孔；所述的柱镜模拟眼位于轴位控制器上的通孔内。

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于检验客观式验光仪的柱镜标准器。柱镜标准器由柱镜模拟眼和轴位控制器组成，主要检验客观式验光仪的柱镜顶焦度示值和柱镜轴位示值两项指标。

背景技术

了解患者眼球的屈光状态，以决定其矫正视力所需的度数而进行的一系列检查被称为屈光检查，又称验光。验光的方法总体上可分为两大类：主观法(或主觉法)和客观法(或他觉法)。所谓主观法，就是根据被验光者对拟定观察目标的自身视觉效果，得出被验光者屈光矫正的结论；所谓客观法，则无需被验光者表述自己的视觉效果，而由仪器直接给出结论。

验光时使用的仪器叫验光仪。验光仪主要给出屈光不正患者需要配戴眼镜的球镜顶焦度示值(矫正近视或远视)、柱镜顶焦度示值(矫正散光)以及柱镜轴位示值(即散光轴位)等。根据验光方法的不同，验光仪可分为主观式验光仪和客观式验光仪。

要考查验光仪给出的数据是否准确可靠，就需要使用相应的计量标准器来对验光仪进行检验。其中：检验验光仪球镜顶焦度示值的计量标准器称为标准模拟眼；检验客观式验光仪柱镜顶焦度示值和柱镜轴位示值的计量标准器称为柱镜标准器。

1990年1月，在“建立验光仪用测试标准”科研项目计划任务书中，提出了研制标准模拟眼和柱镜标准器的任务。但是，由于受当时技术水平和加工能力的限制，最终的科研任务中没有包括柱镜标准器的研制。因此在1999年建立国家“验光仪顶焦度工作基准”的时候，只是解决了检验验光仪球镜顶焦度示值的标准模拟眼，而用于检验客观式验光仪柱镜顶焦度示值和柱镜轴位示值的柱镜标准器仍然没有得到解决。

随着验光仪在生产、经营、医疗、质检等众多领域越来越广泛的使用，由于缺乏柱镜标准器，无从判断验光仪散光测量功能是否准确的问题，造成了很多矛盾。因此，研制柱镜标准器成为当务之急。

在针对客观式验光仪的国际标准ISO10342“Eye refractometers”中，对柱镜模拟眼提供了两个推荐方案：

方案一：在验光仪标准模拟眼上贴附散光角膜接触镜

这种方案的优点在于标准模拟眼和散光角膜接触镜都有成熟的产品，成本低。

缺点是：

1、如果在标准模拟眼上贴附软性散光角膜接触镜，由于软性散光角膜接触镜在空气中含水量不断变化，其形状和尺寸也会不断变化，因此两者组合后得到的柱镜顶焦度示值和柱镜轴位示值无法在较长的时间内保持稳定，难以进行量值传递和溯源。

2、如果在标准模拟眼上贴附硬性散光角膜接触镜，由于各自的设计参数不同，且硬性散光角膜接触镜目前的加工水平有限，组合后难以解决两者的同轴共心问题，很容易造成在检验验光仪时出现双像重影等问题，影响检测结果。

因此方案一在可行性和可靠性等方面较差。

方案二：复曲面柱镜模拟眼

该方案是在原有标准模拟眼的基础上，把前表面由原来的球面设计成复曲面。

所谓复曲面也叫环曲面(toric)，来自于拉丁文“Torus”。复曲面的定义是两个相互垂直的主子午线的曲率半径不同，使得近轴平行光在这两个主子午面上聚焦形成两条相互分离并垂直的焦线。所以复曲面模拟眼在两个主子午面上具有不同的屈光本领，因而具有两个不同的顶焦度，其顶焦度值之差就是柱镜顶焦度。

由于此复曲面曲率半径只有8mm左右，其加工难度很大。据我们了解，正是由于加工和检测方面的问题，国内外至今没有研制出按此方案制作的复曲面柱镜模拟眼。因此现阶段采用此方案的技术条件尚不成熟。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于检验客观式验光仪的柱镜标准器，其可解决客观式验光仪柱镜顶焦度示值和柱镜轴位示值的检验问题。

本发明一种检验客观式验光仪用柱镜标准器，其特征在于，包括：

柱镜模拟眼，该柱镜模拟眼为方形柱体，该柱镜模拟眼为两段结构，其中第一段的一端面为平面，第一段的另一端的端面为凸柱面；第二段的一端为凹柱面，第二段的另一端为凸球形面，所述的第一段和第二段的凸柱面、凹柱面胶合在一起；

一轴位控制器，该轴位控制器为矩形，该轴位控制器的两相对面上相隔一定距离开有方形通孔；

所述的柱镜模拟眼位于轴位控制器上的通孔内。

其中所述的轴位控制器的方形通孔的两端为螺纹，柱镜模拟眼置入方形通孔后，在柱镜模拟眼的凸球形面前置入一光阑，再用外圈带有螺纹的压圈固定，柱镜模拟眼的平面一端同样用外圈带有螺纹的压圈固定。

其中柱镜模拟眼的第一段和第二段两部分的材料均为无色光学玻璃，其阿贝数相同而折射率不同，实现了柱镜度量值的复现。

其中柱镜模拟眼的第一段的端面平面为磨砂平面。

其中在柱镜模拟眼的第一段的端面平面上涂有褐色的涂料，以模拟人眼眼底黄斑。

附图说明

为让本发明的上述和其它目的、特征和优点能更明显易懂，以下特举本发明的较佳实施例，并配合附图，作详细说明如下，其中：

图1为本发明柱镜模拟眼的示意图。

图2为本发明轴位控制器的示意图

图3为柱镜标准器关系图

具体实施方式

本发明“检验客观式验光仪用柱镜标准器”，由柱镜模拟眼10和轴位控制器20组成，主要检验客观式验光仪的柱镜顶焦度示值和柱镜轴位示值两项指标。

请参阅图1、图2及图3所示，本发明提供一种检验客观式验光仪用柱镜标准器，其特征在于，包括：

柱镜模拟眼10(图1)，该柱镜模拟眼10为方形柱体，该柱镜模拟眼10为两段结构，其中第一段11的一端面为平面111，第一段11的另一端的端面为凸柱面112；第二段12的一端为凹柱面122，第二段12的另一端为凸球形面121，所述的第一段11和第二段12的凸柱面112、凹柱面122胶合在一起；

一轴位控制器20(图2)，该轴位控制器20为矩形，该轴位控制器20的两相对面上相隔一定距离开有方形通孔21；

所述的柱镜模拟眼10位于轴位控制器20上的通孔21内(图3)。

所述的轴位控制器20的方形通孔21的两端为螺纹，柱镜模拟眼10置入方形通孔21后，在柱镜模拟眼10的凸球形面121前置入一光阑22，再用外圈带有螺纹的压圈23固定，柱镜模拟眼10的平面111一端同样用外圈带有螺纹的压圈24固定(参阅图3)。

所述的柱镜模拟眼10的第一段11和第二段12两部分的材料均为无色光学玻璃，其阿贝数相同而折射率不同，实现了柱镜度量值的复现。

图1是本发明柱镜模拟眼的示意图。柱镜模拟眼10由平柱体11和球柱镜12两部分组成。平柱体11的一个端面是磨砂平面111(模拟人眼的视网膜)，另一个端面是凸柱面112。球柱镜12的一个端面是抛光的凸球形面121(模拟人眼的角膜)，另一个端面是凹柱面122。平柱体11和球柱镜12的凸柱面112、凹柱面122胶合在一起，形成完整的柱镜模拟眼10。胶合所使用的胶要求牢固可靠，不影响柱镜模拟眼的成像质量，其折射率n_e应在1.53～1.60之间。最后，在磨砂平面111上涂有褐色的涂料，以模拟人眼眼底黄斑。

平柱体11和球柱镜12均为无色光学玻璃，其阿贝数(即色散系数)相同而折射率不同。由于两部分折射率不同且胶合面为柱面，并按照我们的设计参数严格控制凸球形面121、凸柱面112、凹柱面122的曲率半径，平柱体11和球柱镜12的中心厚度以及两部分胶合之后的总厚度，最终可得到球镜度为0m^-1，只有单纯-3m^-1柱镜度的柱镜模拟眼10，以实现检验客观式验光仪的柱镜顶焦度示值的功能。

柱镜模拟眼10的外形为方柱形，其中一个面为基准面。-3m^-1柱镜度的轴位方向与基准面平行，这种设计上的考虑可以保证在将柱镜模拟眼10装卡到轴位控制器20之后，得到我们需要的0°或90°轴位方向。同时为了装卡方便，对柱镜模拟眼10的四条棱都进行了倒角处理。

图2是本发明轴位控制器的示意图。轴位控制器20整体为长方体形，在上下两相对面中间位置开有一个圆形通孔，用以在检测过程中，将轴位标准器和客观式验光机连接并固定。在轴位控制器20的前后两相对面上相隔一定距离开有方形通孔21，方形通孔21的底面为基准面。方形通孔21的两端为螺纹，在装配过程中起到固定柱镜模拟眼的作用。此外，通过严格控制两个方形通孔21的中心距离，还可以模拟人眼瞳孔距离，实现对客观式验光机瞳距测量示值误差的检测。

图3是本发明柱镜标准器的装配关系图。前面所述的柱镜模拟眼10和轴位控制器20，通过严格的装配定位程序，最终组成完整的柱镜标准器。

如图所示，将两个柱镜模拟眼10分别装入轴位控制器20上的通孔21内，装配时应保证：一个柱镜模拟眼10的基准面和轴位控制器20的基准面重合，另外一个柱镜模拟眼10的基准面和轴位控制器20的基准面垂直，如此即可得到我们所需的0°和90°轴位方向，以实现检验客观式验光仪的柱镜轴位示值的功能。

柱镜模拟眼10的平面111一端用外圈带有螺纹的压圈24固定；柱镜模拟眼10的凸球形面121前置入一光阑22，再用外圈带有螺纹的压圈23固定。光阑22的通光孔径的直径约为4mm左右，模拟人眼的瞳孔，并可减少检测过程中杂散光对检测结果的影响。