文/陶會(huì)榮 靳瑾

1 概述

電腦驗(yàn)光儀是綜合運(yùn)用電子、計(jì)算機(jī)、現(xiàn)代光學(xué)等技術(shù)研制而成，以客觀檢查被測(cè)眼的屈光狀態(tài)，之所以被稱為電腦驗(yàn)光儀，是因?yàn)樗昧穗娮佑?jì)算機(jī)系統(tǒng)來(lái)進(jìn)行驗(yàn)光。最早的電腦驗(yàn)光儀由電子管、晶體管兩者并用而成，主機(jī)重達(dá)500多斤，另外還有2臺(tái)電動(dòng)機(jī)控制，其中一臺(tái)控制主機(jī)姿態(tài)，另外一臺(tái)則控制儀器升降。此外，驗(yàn)光數(shù)據(jù)還需一臺(tái)自動(dòng)電傳打字機(jī)打印，且需兩個(gè)人同時(shí)操作。以后，隨著集成電路的出現(xiàn)，電腦驗(yàn)光儀體積顯著縮小，設(shè)備重量隨之減輕，電腦運(yùn)算速度也得到了提升。同時(shí)，人們利用雙針孔成像原理、激光技術(shù)、紅外線等先進(jìn)技術(shù)，加上電腦革新技術(shù)，在20世紀(jì)六七十年代研制出新型的電腦驗(yàn)光儀。但這種新型電腦驗(yàn)光儀沒(méi)有全自動(dòng)檢測(cè)眼睛的功能，即不能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)尋找被測(cè)眼瞳孔、自動(dòng)對(duì)焦、自動(dòng)換眼檢測(cè)的功能，而且它檢測(cè)眼睛時(shí)，電腦接收的反射光只是幾個(gè)點(diǎn)而不是一個(gè)圓環(huán)，不過(guò)測(cè)量數(shù)據(jù)能夠通過(guò)電腦自動(dòng)處理，因此可以稱之為半自動(dòng)電腦驗(yàn)光儀，半自動(dòng)電腦驗(yàn)光儀成為日后全自動(dòng)電腦驗(yàn)光儀的基礎(chǔ)。后來(lái)，隨著科技的發(fā)展，全自動(dòng)電腦驗(yàn)光儀開(kāi)始問(wèn)世，它兼具自動(dòng)檢測(cè)和手動(dòng)檢測(cè)功能，雖然內(nèi)部復(fù)雜，但外部結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易操作，在短時(shí)間內(nèi)就能學(xué)會(huì)使用，而且其自動(dòng)檢測(cè)功能不需要驗(yàn)光師手動(dòng)去對(duì)準(zhǔn)眼睛，能夠自動(dòng)對(duì)焦、自動(dòng)換眼檢測(cè)，如果出現(xiàn)一些基本故障，它還能夠通過(guò)顯示屏顯示出來(lái)，這為后續(xù)的維修工作帶來(lái)很多便利。全自動(dòng)電腦驗(yàn)光儀準(zhǔn)確率大大提高，避免了人為操作的誤差，提升了驗(yàn)光工作效率，實(shí)現(xiàn)了對(duì)眼睛真正意義上的全自動(dòng)檢測(cè)。如今，電腦驗(yàn)光儀正向著更加自動(dòng)化、精確化的方向發(fā)展，不僅能夠檢測(cè)被測(cè)眼的近（遠(yuǎn)）視程度，還能檢測(cè)被測(cè)眼的散光、光軸、軸位等，并附加了許多其他功能。

2 外部結(jié)構(gòu)圖

圖1 早期電腦驗(yàn)光儀

圖2 現(xiàn)今全自動(dòng)電腦驗(yàn)光儀

3 分類(lèi)及特點(diǎn)

電腦驗(yàn)光儀有主觀型與客觀型之分。被測(cè)者在測(cè)屈光狀態(tài)時(shí)調(diào)整測(cè)試視標(biāo)的位置，使得被測(cè)眼能夠清晰地看到測(cè)試視標(biāo)移動(dòng)的位移，進(jìn)而判斷被測(cè)眼的屈光不正程度，此為主觀型電腦驗(yàn)光儀；不借助被測(cè)者的主觀知覺(jué)，完全通過(guò)電腦或者檢影來(lái)判斷遠(yuǎn)點(diǎn)的位置，驗(yàn)光儀中的計(jì)算機(jī)根據(jù)光學(xué)知識(shí)計(jì)算判斷被測(cè)眼的屈光不正程度，此為客觀型電腦驗(yàn)光儀?，F(xiàn)今大多數(shù)電腦驗(yàn)光儀為客觀型自動(dòng)電腦驗(yàn)光儀，其優(yōu)點(diǎn)是快速、直觀、準(zhǔn)確，為主觀驗(yàn)光提供了一個(gè)很好的參考標(biāo)準(zhǔn)。其缺點(diǎn)是會(huì)受一些不相干元素影響。

4 基本組成

如圖3所示，電腦驗(yàn)光儀一般包括升降工作臺(tái)、定位系統(tǒng)、驗(yàn)光儀主機(jī)等，驗(yàn)光儀主機(jī)由放松調(diào)節(jié)與固視（霧視）系統(tǒng)、觀察瞄準(zhǔn)系統(tǒng)、移動(dòng)光斑系統(tǒng)、測(cè)量系統(tǒng)、記錄系統(tǒng)等組成。

圖3 電腦驗(yàn)光儀基本結(jié)構(gòu)圖

5 原理

最早出現(xiàn)的驗(yàn)光儀采用盤(pán)氏原理。如圖3所示，它是根據(jù)眼睛看物體時(shí)的調(diào)節(jié)張力來(lái)判斷眼睛的屈光程度，然后再加上鏡片，把人眼所成的像根據(jù)光學(xué)原理調(diào)節(jié)到視網(wǎng)膜上，完成驗(yàn)光。但是這種方法會(huì)直接受瞳孔大小的變化和調(diào)節(jié)影響，而且驗(yàn)光時(shí)間較長(zhǎng)。

圖4 根據(jù)調(diào)節(jié)張力判斷屈光程度

后來(lái)的電腦驗(yàn)光儀則利用雙針孔成像原理制成。如圖4所示，是用一個(gè)雙針孔片放在被測(cè)眼的前方觀察目標(biāo)，檢測(cè)目標(biāo)是否在被測(cè)眼的遠(yuǎn)點(diǎn)處，它的像是否是單像，如果為單像就說(shuō)明正常，若出現(xiàn)雙像就說(shuō)明屈光不正，以此為根據(jù)來(lái)判斷被測(cè)眼的屈光不正程度。

圖5 雙針孔成像原理驗(yàn)光

隨著驗(yàn)光準(zhǔn)確度要求的提高，早期半自動(dòng)電腦驗(yàn)光儀出現(xiàn)，這是一種可以消除強(qiáng)光刺激的紅外線半自動(dòng)電腦驗(yàn)光儀，通過(guò)將一種僅讓紅外線穿過(guò)的光學(xué)濾片放置在光源前，從而使被檢者看不到測(cè)試視標(biāo)。同時(shí)，觀察系統(tǒng)內(nèi)安裝電子聚焦接受器或安裝一種可將從視網(wǎng)膜返回的紅外線轉(zhuǎn)換為可見(jiàn)光的圖像轉(zhuǎn)換器來(lái)代替驗(yàn)光者，從而較準(zhǔn)確地測(cè)試被檢眼的屈光狀態(tài)。

如今的電腦驗(yàn)光儀則根據(jù)眼球自身的屈光原理以及人眼的視覺(jué)特性來(lái)進(jìn)行屈光不正的測(cè)定，目前市場(chǎng)上客觀型電腦驗(yàn)光儀居多。盡管客觀型電腦驗(yàn)光儀的型號(hào)、生產(chǎn)的廠商不同，其工作原理也不盡相同，但概括起來(lái)主要有3種原理：謝納原理、焦度計(jì)原理和檢影鏡原理。如圖6所示，根據(jù)雙針孔成像原理，改變進(jìn)入眼內(nèi)的光線聚散度，使視標(biāo)清晰地成像在視網(wǎng)膜上，據(jù)此判斷眼的屈光度為謝納原理(a)；或者在眼前加一個(gè)光學(xué)系統(tǒng)，使遠(yuǎn)點(diǎn)移到眼前適當(dāng)距離來(lái)判斷屈光不正為焦度計(jì)原理(b)；或由檢査者通過(guò)一套特定的裝置，將光線射到視網(wǎng)膜上，根據(jù)眼底反光聚散度來(lái)判定屈光度為檢影鏡原理(c)。經(jīng)過(guò)多方面實(shí)踐，現(xiàn)今大部分電腦驗(yàn)光儀采用紅外線技術(shù)，如圖6所示，由紅外線光源經(jīng)過(guò)視網(wǎng)膜反射后在電腦上顯示的圖像來(lái)看，它從幾個(gè)點(diǎn)演變成了一個(gè)圓環(huán)，能夠更加準(zhǔn)確地檢查被測(cè)眼的屈光力。

圖6 電腦驗(yàn)光儀工作原理

圖7 電腦驗(yàn)光儀性能演變

目前，大部分電腦驗(yàn)光儀的設(shè)計(jì)基于間接眼底鏡的原理。如圖8所示，它使用兩個(gè)物鏡或聚焦鏡和一個(gè)分光器，當(dāng)光源進(jìn)入眼睛時(shí)，檢測(cè)光標(biāo)可以順著投影系統(tǒng)的軸移動(dòng)，將它移動(dòng)到被測(cè)眼最清晰的位置，若是正常眼，它的像在無(wú)限遠(yuǎn)處；若屈光不正，檢測(cè)光標(biāo)就會(huì)前后移動(dòng)，使得被測(cè)眼能夠看到最清晰的像。通過(guò)改變進(jìn)入眼睛光線的聚散度使光標(biāo)清晰成像在視網(wǎng)膜上，從而自動(dòng)計(jì)算出屈光度，并可將檢測(cè)結(jié)果數(shù)據(jù)經(jīng)熱敏打印機(jī)打印后輸出。

圖8 自動(dòng)電腦驗(yàn)光儀基本原理

6 市場(chǎng)

如今全自動(dòng)電腦驗(yàn)光儀已逐漸取代半自動(dòng)電腦驗(yàn)光儀，品牌也越來(lái)越多，目前市場(chǎng)上主流全自動(dòng)電腦驗(yàn)光儀品牌主要有國(guó)外的拓普康（TOPCON）、尼德克（NIDEK）、貴精工以及國(guó)內(nèi)新緣、雄博、佳樂(lè)普等，其銷(xiāo)售價(jià)格在1萬(wàn)到10萬(wàn)元不等。