使用望远式焦度计测量和标记眼镜片

一、使用望远式焦度计测量和标记眼镜片

焦度计，也称屈光度计及镜片测度仪，主要用于眼镜片和角膜接触镜的光学参数测量，是视光学的重要光学测试仪器。主要测量球面镜片屈光力，柱面镜片屈光力及其轴位方向，镜片棱镜度及其基底方向，并能确定镜片的光学中心。

现在，国内外已出现了多种形式的焦度计，虽然外形和机电结构的设计不同，但光学原理基本相同。

（一）光学原理

眼镜片屈光力的测量，实质上就是测量镜片的焦距。知道了焦距，就可知道镜片的屈光力度数。焦度计的光学原理如图5－1所示。它主要由照明系统和观察系统组成。它的照明系统实际是一个准直器形式的聚光系统，观察系统是一个望远镜。

图5－1　望远式焦度计的光学原理

准直器的作用是使可移动的十字分划板成像于无穷远。当仪器读数在零位时，被照明的分划板位于准直物镜的第一焦点上，分划板上的一点，经准直物镜后发出的是平行光束。经望远物镜后，正好成像于目镜的分划板上。当正的被测镜片加入仪器光学系统后要使光线离开被测镜片后仍平行，分划板需自零位移向准直物镜；若是负的被测镜片加入，则移动方向相反。

1.光源；2.滤色片；3.移动分划板；4.准直物镜；5.置片座；6.被测镜片；7.物镜；8.固定分划板；9.目镜

在图5－1中，当被测镜片位于准直物镜焦点F₀′，设分划板移动后位置为X，像的位置为X′，准直物镜焦距为f₀′，被测镜片焦距为f′，据牛顿物像公式：

XX′＝－f₀′²

X′＝f₀′²/X＝S

由镜片屈光力定义，屈光力D＝1/（－S）

D＝X/f₀′²

f₀′²为常数，可见镜片屈光力同X呈线性关系。

准直物镜和望远物镜一般都是采用双胶合透镜，这主要是为了消除色差。

为确保仪器的灵敏度，准直物镜的焦深不能过长；在焦距确定后，应选择足够的通光口径，以限制焦深。

目镜可采用通用的冉斯登目镜，其视场直径为18mm。故准直器分划板通光Φ＝Φ_目/β（Φ_目为目镜视场大小，β为将准直物镜和望远物镜看做一个光系统时的放大倍率）。

在做棱镜度测量时，准直器分划板中心发出的光束经棱镜后，将变成望远镜的轴外光束而进入望远镜。在做望远镜通光口径计算时应考虑这一因素。设望远镜焦距为60mm，测量5△时，则此轴光线的主光线偏斜量为：tgα×60mm＝3mm（α为偏斜角）。

分划板A的图像设计成“十”字线。对于柱面散光镜片，由于柱面轴线方向和垂轴方向有不同的屈光力，“十”字线中的垂直线和水平线不能同时调焦清晰。转动分划板（即转动轴位手轮）并分别对“十”字线中的一条分划线及另一条分划线进行调焦，便可测得互相垂直的两个方向的屈光力。两者之差，即为散光度。

（二）基本结构

焦度计基本结构，如图5－2所示。

图5－2　望远式焦度计的外观

1．目镜视度调节圈　由于各人眼睛视度不同，观察仪器时需要调节。转动目镜视度圈调节至目镜中的分划线看清即可。

2．固定镜片的导杆　推拉镜片导杆，即可使镜片夹紧或取出。

3．测帽　在测量中，将镜片靠着测帽渐渐移动，使目镜中看到的“十”字线中心位于目镜视场中心，方能测量屈光力。如这样移动始终不能使“十”字线位于中心的，则一定是有棱镜度的镜片。

4．散光轴位测量手轮转动手轮，可测量柱面散光片轴位角和镜片棱镜度角度截面方向。

5．照明灯室　转下后盖，即可调换灯泡。

6．镜片台　松开镜片台下小手轮，即可自由升降镜片台，到所需位置后，转紧小手轮即能固定镜片台。

7．顶点屈光力手轮　转动手轮能在目镜视场中找到清晰的十字分划板的像。这时手轮指引的读数，即为屈光度数。

8．光学中心和轴位记号笔　推动此装置，即可打印出光学中心及轴位方向。

（三）使用焦度计测量和标记镜片

1．使用前的准备

（1）调整视度　调整视度的目的是为了补偿测量者的远视或近视屈光异常的程度，使被测量的镜片度数误差减少到最小。在没有打开开关之前，眼睛离目镜适当的距离，将调整视度环向左旋转，全部拉出来。一边观察内部分划板上的黑线条清晰程度，一边将调整环向右慢慢地旋转，至固定分划板上的黑线条清晰为止（图5－3）。

图5－3　望远式焦度计的刻度盘

（2）对焦　在调整好视度的前提下，打开电源开关，旋转测定镜片焦度值的旋钮，直到能够清晰地看到准直分划板上的标识（图5－4）。将准直分划板上的各个线条与固定分划板上的黑线条对正。载镜台空载，当光环调到最清晰时，焦度读数箭头应指在“0”刻度上，若箭头不指在“0”刻度，应检修焦度计。

图5－4　望远式焦度计的光学标识

2．球镜顶焦度的测量和光学中心确定

（1）用左手拿着镜片，将被测镜片置于镜片台上，用右手来调整镜片升降台的高低，使镜片中心和光轴中心重合（即从目镜中看到绿色的活动分划板的“十”字中心和望远镜的“十”字分划中心重合）。

（2）若不重合时，可上下左右移动镜片的位置使其重合。

（3）然后打开固定镜片的导杆开关钮，使固定镜片的接触圈压紧镜片。

（4）转动顶焦度测量手轮，调节到视场中出现绿色的“十”字线最清晰为止，此时手轮上的读数即为该镜片的顶焦度。

（5）这时将活动分划图像的“十”字中心与望远镜分划的“十”字中心对正，用打印机构在镜片表面打印三个印点，其中间的印点即为镜片的光学中心。

3．柱镜顶焦度、轴位的测定和光学中心确定

（1）柱镜是在两个相互垂直截面上，有两个不同的顶焦数值。若分别测得此两个方向上的屈光度数值，其两数值之差就是柱镜顶焦度即通常所说的散光度数。

（2）当有散光度数的镜片装夹上去后，绿色活动分划图线出现不清楚，如图5－5所示。这时，转动顶焦度测量手轮，调节至出现12个小点拉成倾斜的立体圆筒形为止（即把点拉成线）。

图5－5　散光镜片的光标变化

（3）如调节至出现上述状态时，则表示镜片带有散光，有两个不同顶焦度位置，一个在顶焦度小的位置，另一个在顶焦度大（绝对值）的位置，且互成直角的关系，测量时，一般先调至顶焦度大的位置。

（4）转动散光轴测量手轮，使两根粗的绿色分划线调至清晰，中心断线连成光滑直线，并与倾斜的立体圆筒形相平行。该位置为柱镜轴位角度，顶焦度测量手轮上可读得第一个顶焦度数据（顶焦度大的数值），即柱镜顶焦度。例如：C＝－4.00×30。

（5）转动顶焦度测量手轮，调至三根绿色细线清晰，中心断线连成光滑直线，并与倾斜的立体圆筒形相平行。可读得第二个顶焦度数据（顶焦度小的数值），即柱镜顶焦度。例如：C＝－2.00×120，可将第二个数据作为球镜度数。因此，可根据（柱镜顶焦度）－（球镜顶焦度）＝散光度数，求得该镜片的散光度数。

例如：散光度数＝（－4.00）－（－2.00）＝－2.00，即：－2.00/－2.00×30

（6）标记散光轴位时，调节散光轴测量手轮，首先调到顶焦度大的位置上，此时所读得的刻度角度数值即为散光的轴位，同时用打印机构在镜片上打印三个印点作标记，将三个印点连成一直线，即为该镜片的加工基准线，其中间的印点，即为该镜片的光学中心。也可以在此时旋转镜片，使镜片的散光轴位于水平方向，在镜片上打印三个印点作标记，将三个印点连成一直线，即为该镜片的散光轴。

4．双光镜片的镜度及其测量方法　双光镜片可看成是由两块镜片组合而成。即在普通镜片上附加一个正球镜片，从而在一个镜片上形成远用和近用两个部分。远用部分的顶焦度称为远用度数，用DF表示；近用部分的顶焦度称为近用度数，用DN表示，附加的正球镜片的屈光度称为加光度数，用Add表示。在实际测量双光镜片镜度时，可利用顶焦度计来分别测得远用度数和近用度数，然后用近用度数减去远用度数即可得到加光度数。即Add＝DN－DF。

5．镜片棱镜度测量　有棱镜度的镜片，上下左右移动镜片位置，“十”字线中心总是偏离目镜视场中心，在目镜视场中读出偏离数值，即为棱镜度，见图5－6。

图5－6　镜片棱镜度测量

6．注意事项　使用完毕要将防尘帽盖上，以免进入灰尘影响测量精度。