《眼視光技術(shù)》高階課程-電腦驗(yàn)光儀

電腦驗(yàn)光儀教學(xué)內(nèi)容1256電腦驗(yàn)光儀的簡(jiǎn)介電腦驗(yàn)光儀的原理電腦驗(yàn)光儀的安裝電腦驗(yàn)光儀的維修與保養(yǎng)§4-1電腦驗(yàn)光儀的簡(jiǎn)介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)研制而成的，用于客觀檢測(cè)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(cè)定的。這種儀器自動(dòng)化程度高,所測(cè)眼球信號(hào)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值。由于測(cè)定時(shí)不需配鏡者主訴,因此它是一種他覺驗(yàn)光法，也叫客觀眼光法。

圖

電腦驗(yàn)光儀顯示器調(diào)焦手柄操作面板測(cè)量機(jī)頭底盤鎖緊鈕2.電腦驗(yàn)光儀的結(jié)構(gòu)

電腦驗(yàn)光儀是由電子控制的自動(dòng)屈光儀，這種儀器自動(dòng)化程序較高，主體結(jié)構(gòu)分為測(cè)量機(jī)頭、控制分析部件和支架部件。如下圖所示：圖

電腦驗(yàn)光儀結(jié)構(gòu)圖目鏡頜托頜托高度調(diào)整鈕連接插頭額托（1）測(cè)量機(jī)頭

位于儀器上部，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(duì)著被測(cè)者方向有一測(cè)試圓孔，供被測(cè)眼接受測(cè)試光信號(hào)，并注視霧視視標(biāo)。

（2）控制分析部件

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

2）控制鍵盤:用于對(duì)于儀器的測(cè)試功能進(jìn)行設(shè)置。

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

4）底盤鎖緊鈕：用于鎖定機(jī)身。

（3）支架部件:包括頜托、頜托手輪和額托等。3.電腦驗(yàn)光儀的基本操作

流程如下：

（1）開機(jī)后將電腦驗(yàn)光似的額托和下頜托進(jìn)行消毒；

（2）囑病人做到電腦驗(yàn)光儀前、調(diào)整座椅高度；

（3）囑病人把下頜放到下頜托上，額頭靠緊額托；

（4）先檢査病人右眼，囑病人右眼注視視標(biāo)（并放松）；

（5）測(cè)量光圈對(duì)準(zhǔn)患者瞳孔中央，電腦驗(yàn)光儀將自動(dòng)測(cè)量病人屈光度，共測(cè)量三次取平均值；

（6）以相同方法測(cè)量左眼；

（7）打印測(cè)量結(jié)果。電腦驗(yàn)光儀能快速測(cè)出屈光不正的大致情況，對(duì)了解消費(fèi)者屈光程度及大量門診驗(yàn)光時(shí)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(cè)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，幾乎總是產(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(cè)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(cè)量散光。

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，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，采用光電技術(shù)及自動(dòng)控制技術(shù)檢查、屈光度。

1.基本原理

一視標(biāo)投射到被檢眼眼底，當(dāng)被測(cè)眼屈光狀態(tài)不同時(shí)，眼底像經(jīng)其屈光系統(tǒng)后聚焦點(diǎn)位置亦不同，即調(diào)節(jié)遠(yuǎn)點(diǎn)位置不同，儀器通過測(cè)得調(diào)節(jié)遠(yuǎn)點(diǎn)的位置而客觀地判斷被測(cè)眼的屈光不正度。

§4-2電腦驗(yàn)光儀的原理

基本原理圖：以被測(cè)眼是近視眼為例進(jìn)行推導(dǎo)，有：

χ’=(-f’2)/χ

①

由圖可得：

χ=L-h’

②

將②代入①得：χ=(-f’2)/(L-h’)

③

而根據(jù)屈光度定義：D’=-1/L

④

將④代入③得：χ=(-f’2)/(-1/D’-h’)

⑤

2.光路原理

電腦驗(yàn)光儀的光路如下圖所示，它主要由三條光路組成：分別是對(duì)準(zhǔn)光路、固視光路、以及測(cè)量光路，現(xiàn)介紹如下：

1.Eyebeingmeasured被測(cè)眼2.AnterioreyesectionilluminationLED*4950nm眼前節(jié)照明波長(zhǎng)4950nm3.Reflectivemirror反射鏡4.FixationtargetrelaylensA固定物鏡A5.Fixationtarget固定視標(biāo)6.Condenserlens聚光透鏡7.Colorcompensation色彩補(bǔ)償8.SPOTLED940nm點(diǎn)狀LED光源波長(zhǎng)940nm9.AlignmentrelaylensB對(duì)準(zhǔn)中繼透鏡B10.TVlens電視鏡頭5.CCDCAMERACCD相機(jī)12.Ringiris環(huán)虹膜13.Measurementtarget測(cè)量目標(biāo)14.MeasurementLED860nm測(cè)量用LED波長(zhǎng)860nm15.Movementlens移動(dòng)透鏡16.Halfmirror半透半反反射鏡17.Rotaryprism旋轉(zhuǎn)棱鏡18.Objectivelens物鏡19.Pinholeprism針孔棱鏡20.ParallelprojectionLED*2950nm平行投影LED波長(zhǎng)2950nm21.RingpatternLED*2950nm環(huán)形LED波長(zhǎng)2950nm

圖

電腦驗(yàn)光儀光路結(jié)構(gòu)圖圖

電腦驗(yàn)光儀光路結(jié)構(gòu)圖1.紅外光源2.聚光鏡3.分離棱鏡4.裝有相等空隙的轉(zhuǎn)鼓5.物鏡6.光闌7.投影物鏡8.接收元件13.帶孔的分化板14.聚光鏡15.定位光源9.投射透鏡10.分光棱鏡11.分化板12.遠(yuǎn)像光源16.投射透鏡17.目鏡18.分化板19.斯密特棱鏡20.透鏡21.棱鏡

（1）對(duì)準(zhǔn)光路：為圖5-3中藍(lán)色實(shí)線，箭頭的方向代表光路的傳播方向，對(duì)準(zhǔn)光路從左至右分別由左至右分別由被測(cè)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(duì)準(zhǔn)中繼透鏡A、對(duì)準(zhǔn)中繼透鏡B、半透半反反射鏡5、電視鏡頭、CCD相機(jī)這些光學(xué)元器件構(gòu)成，具體光路結(jié)構(gòu)如下圖（a）,其中固視光源SPOTLED將光源投照對(duì)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)，如下圖（b）所示，實(shí)現(xiàn)測(cè)量前的對(duì)焦工作。

圖

對(duì)焦?fàn)顟B(tài)圖

（2）固視光路：為上圖(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(cè)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)償濾波器這些光學(xué)元器件構(gòu)成,具體光路結(jié)構(gòu)如上圖（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(cè)量的，如下圖所示：

1234561.光源2.視力表3.移動(dòng)透鏡4.固定凸透鏡5.固定凹透鏡6.被檢者圖

電腦驗(yàn)光儀屈光度測(cè)量圖

如上圖所示為電腦驗(yàn)光儀的光路圖：?它由光源、視力表、移動(dòng)凹透鏡1、固定凸透鏡2和凹透鏡3等組成。

?它采用定基點(diǎn)變焦距的方法，在由三個(gè)焦距絕對(duì)值相等的移動(dòng)凹透鏡、固定凸透鏡和凹透鏡組成成的變焦距系統(tǒng)中，保證系統(tǒng)第二主點(diǎn)對(duì)眼睛位置不動(dòng)，只要移動(dòng)系統(tǒng)中的第一透鏡則系統(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：

f=kx（5.1）

。?根據(jù)屈光度的定義：焦距的倒數(shù)叫做透鏡焦度，或屈光度，與調(diào)節(jié)遠(yuǎn)點(diǎn)成線性關(guān)系，即：D=1/f（5.2）

將（1）代入（2）得D=1/kx（5.3）?因此，只要測(cè)得第一透鏡的位移x即可知道人眼的屈光度值。

。

?驗(yàn)光時(shí)，視力表上的E字符在受驗(yàn)患者的視網(wǎng)膜上形成模糊不清的圖像,

按下調(diào)焦“+”或調(diào)焦“-”按鍵,電機(jī)帶動(dòng)凹透鏡1前后移動(dòng)補(bǔ)償患者的

近視程度或遠(yuǎn)視程度，在視網(wǎng)膜上形成清晰的圖像（即移動(dòng)凹透鏡使患

者視網(wǎng)膜上的圖像由模糊逐漸變清晰），這時(shí)透鏡的移動(dòng)量就對(duì)應(yīng)患者

眼睛屈光不正的程度。?如果患者眼睛為非散光眼，凹透鏡的移動(dòng)量與視力表E字符圖像在患者視

網(wǎng)膜上的方向無關(guān)。

?固視光路的作用是當(dāng)通過對(duì)準(zhǔn)光路實(shí)現(xiàn)對(duì)焦以后，按下測(cè)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)獲得清洗的視標(biāo)，將此位移信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷盒盘?hào)，經(jīng)過電子計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，將測(cè)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機(jī)外。固視視標(biāo)與屈光度對(duì)應(yīng)圖如下圖所示。圖

固視視標(biāo)與屈光度對(duì)應(yīng)圖（3）測(cè)量光路：為下圖中紅色實(shí)線，箭頭的方向代表光路的傳播方向，測(cè)量光路從左至右分別由被測(cè)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(cè)量繼電器的鏡頭A、測(cè)量目標(biāo)、聚光透鏡、測(cè)量用LED、反射鏡1、測(cè)量繼電圖

測(cè)量光路實(shí)物圖器的鏡頭B、移動(dòng)透鏡、反射鏡2，這些光學(xué)元器件構(gòu)成，具體光路結(jié)構(gòu)如下圖所示，測(cè)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)射到被測(cè)眼視網(wǎng)膜上，反射回來的的光線經(jīng)過光學(xué)系統(tǒng)投射到CCD探測(cè)器上，背其接收。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，如下圖（a）所示,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下圖（b）所示：圖a測(cè)量光路實(shí)物圖圖b模擬眼環(huán)形圖像1.電腦驗(yàn)光儀的內(nèi)部結(jié)構(gòu)

電腦驗(yàn)光儀主要內(nèi)部結(jié)構(gòu)如下圖（a）（b）（c）所示，具體結(jié)構(gòu)名稱見圖注：§4-3電腦驗(yàn)光儀的安裝2.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(cè)量光源，對(duì)中LED，固視標(biāo)LED，眼前節(jié)照明LED，平行透射點(diǎn)LED，KeratoLED；不同類型的傳感器完成各種非電量的測(cè)量，將處理完成的電信號(hào)轉(zhuǎn)換成為數(shù)字信號(hào)傳遞給中央控制PCB板，包括Y檢測(cè)傳感器，RL檢測(cè)傳感器，零位傳感器，瞳距傳感器，升降傳感器，R/L檢測(cè)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顯示屏顯示當(dāng)前測(cè)量的屈光度等相關(guān)數(shù)值，并由打印裝置輸出。如下圖，電腦驗(yàn)光儀的電腦驗(yàn)光儀系統(tǒng)總成結(jié)構(gòu)框圖。圖

電腦驗(yàn)光儀系統(tǒng)總成結(jié)構(gòu)框圖3.電腦驗(yàn)光儀的安裝流程電腦驗(yàn)光儀的安裝可見下圖（a）（b）（c）（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。ab（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。cd§4-4電腦驗(yàn)光儀的維修與保養(yǎng)1.常見故障及維修故障一：顯示屏閃爍，不能正常讀數(shù)原因1：驗(yàn)光機(jī)的某些元器件老化、腐蝕、受損。解決方案：請(qǐng)專業(yè)維修人員進(jìn)行清潔或更換元件，確保電腦驗(yàn)光儀的作環(huán)境滿足溫度在（20±10）℃，相對(duì)濕度工小于80%，無陽光直射，少灰塵。原因2：驗(yàn)光機(jī)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)光機(jī)的穩(wěn)定旋鈕沒有調(diào)整好。解決方案：輕輕的調(diào)節(jié)驗(yàn)光機(jī)的穩(wěn)定旋鈕，直至屏幕無閃爍。如果顯示屏

幕不清楚，適當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)驗(yàn)光機(jī)亮度旋鈕也可解決。

故障二：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