镜片屈光度的测定

出处：按学科分类—医药、卫生 上海医科大学出版社《视光学手册》第33页（3483字）

2．6．1 测量镜片的测率

由于镜片的屈光度是由镜面的曲率决定的，因此通过测量镜面的曲率可以近似地求出镜片的屈光度。这种方法不计镜片的厚度，并且测量器具计算依据的折射率必须与所测镜片材料的折射率一致。

计算是根据一种简单的几何方法。图2－25为该方法的几何原理示意图。图中x是根据曲率半径r和弦的一半h计算所得，其公式为：

x=(h²+x²)／2r

由于F=(n’－n)／r，因此，最终公式为：

F=2x(n’－n)／(h²+x²)

图2－25 镜片屈光度计算的几何原理

根据以上原理设计的镜片计上有一根可移动的触针，它与两根固定针的距离表示了上述公式中h的值。周边两根针是固定的，中间触针的长度表示弦的深度X。如果镜片折射率与所要求的一致，仅有X为变量，则屈光度盘上即标出了镜片曲面所表示的镜片屈光度。镜片计的两个固定触针可在镜面上沿不同子午线的方向作圆周转动。如果在一子午线测出镜片屈光度的最大值，另一子午线测出最小值，则表示为柱镜面，而两个屈光度之差为散光度数。测量了镜片的两个面的屈光度以后，镜片的总屈光度也就测出了。如果被测镜片的折射率不同于镜片计的基础折射率，则镜片的真实屈光度必须通过公式计算而求得。计算公式为：

F=F_m(n₂－1)／(n₁－1)

式中F是真实屈光度，F_m是镜片计所测屈光度，n₁为普通镜片折射率(镜片计的基础折射率)一般为1．523，n₂为所测镜片折射率。

2．6．2 中和法

用中和法(neutralization)测量镜片屈光度的基础是假设镜片间的厚度不计，这样镜片之间可以连叠而求出其总和屈光度。如果其总屈光度为0，说明已知镜片的屈光度和被测镜片的屈光度中和了。对于深度镜片采用中和法测量时，因镜片的厚度易产生误差。因为现代镜片都设计为新月形，中和的负镜片放在待测正镜片的前面，这样在两镜片之间存在空气，而影响其测量精度。因此，中和法常用于轴向厚度较薄的低度镜片。

通过镜片的光学中心去看一个物体或视标，当镜片移动时，物体或视标也移动，说明从视标发出的光线通过了镜片的非光学中心部分。如果通过正镜片去看物体，物体似乎偏离光学中心移动；如果通过负镜片去看物体，物体似乎朝着光学中心移动。那么，对于一片正镜片朝一个给定的方向移动，比如朝上移动，那时物像发出的光线则由镜片光学中心的下部通过镜片，在眼睛看来，物像是向下移动，即像移与镜片移动的方向相反(图2－26)。如果将一片负镜片向上移动，物像发出的光线经光学中心的下部通过镜片，在眼睛看来，物像是向上移动的，即像移与镜片移动的方向相同(图2－27)。

图2－26 正镜片的像移

图2－27 负镜片的像移

对于一片平柱镜片，只有一条子午线上具有屈光度，可将它看成是由一系列的底朝柱镜散光轴方向的棱镜所组成。如果以十字线作为视标，当镜片沿散光轴方向移动时，该方向子午线不产生像移，这个方向没有屈光力。如果镜片向垂直于散光轴方向移动时，则会产生像球面镜片一样的像移现象［图2－28(1)］。如果镜片属于球柱镜片，则镜片在每个主子午线方向的屈光度都会使视标发生像移。

如果一柱镜片作斜向转动，则入射光线将沿斜子午线改变方向，产生棱镜像移。也就是说，视标发出的光线在通过镜片边缘时，比镜片中心的光线偏折要多，因此视标的像发生转动［图2－28(2)］。

图2－28 平柱镜片的像移

通过柱镜片看一条直线，如果该直线不与柱镜的散光轴重合，则该直线看起来似乎是斜的。如果将该镜片转动，则线条也会发生像的转动或倾斜。如果镜片的转动方向与线条像转动方向相反，则被测子午线为正散光轴；如果线条像转动方向与镜片转动方向相同，则被测子午线为负散光轴。

采用中和法测量镜片屈光度时，首先确定被测镜片为球镜、平柱镜，还是球柱镜；然后，确定每种镜片的具体屈光度以及确定散光的主子午线位置。

通过镜片观察十字视标，将镜片作上下移动、左右移动或转动，将可很容易地判断出该镜片是球镜、柱镜或是球柱混合镜。如果将镜片转动，十字视标线的像没有转动，说明该镜片是球镜。如果十字视标线的像移动方向与镜片移动方向相反，说明为正镜片，反之则为负镜片。

如果当镜片转动时，十字视标线的像发生扭转，说明镜片是柱镜片。转动镜片直至十字视标线的像与镜片边缘外的十字视标线重合时，此时的位置就是镜片的主子午线即散光轴的位置。

通常，将镜片对着十字视标，查明它的主子午线位置以后，作上下或左右移动。当镜片作上下移动时，观察十字视标水平方向线条的像移；当镜片作左右移动时，观察十字视标垂直方向线条的像移。如果镜片在某一个方向移动时，视标线没有像移，而在另一个方向移动时，视标线有像移，说明镜片为平柱镜片。如果镜片在两个方向移动时，视标线都有像移，则镜片为球柱镜片。

对每一子午线方向必须分别中和。先用一片球面试镜片放在被测镜片前面，直至镜片的一个子午线方向的屈光度被中和，然后再加上一片柱镜片，将另一方向的屈光度中和。必须注意的是，柱镜片的轴向必须与第一次中和的线条垂直。

当一个子午线方向没有像移作用时，用标记笔在镜片仍有屈光度的两边缘视标线处作两个标记。

球柱镜片也可用两片球镜片来中和，用一片试镜片中和一个轴向的镜片屈光度，而用另一片试镜片中和另一个轴向的镜片屈光度。两个屈光度的联合则表示了球柱镜片的联合度数。

如果球柱镜片还带有棱镜，则通过镜片看十字视标时，整个十字视标像线朝棱镜顶部有像移。一片试棱镜片底放在被测镜片的棱镜底相反的方向，直至十字视标在镜片中的像线与镜片外视标线条对接，而十字视标像线在镜片中的位置处于镜片中心时为止。

2．6．3 镜片屈光度计(顶点镜片屈光度计)

镜片屈光度计(lensometer)的工作原理是，通过一片固定的标准镜片和一个固定的对焦于无穷远的套筒镜去看一个可移的光标，如果没有被测镜片，进入套筒镜的光线是平行光线，故光标是清晰的。如果将一个待测镜片放入该系统，光标即变模糊。

当待测镜片尚未放入镜片计时，光标位于标准镜片的第一主平面上。放入待测镜片使光线发生折射，因此光标变得模糊。需要移动光标，标准镜片使光线聚焦在待测镜片的第二主平面上，这样通过套筒镜观察，光标又重新清晰了。光标的移动量与待测镜片的每一个屈光度单位的对应值是固定的。

镜片屈光度计上有一个固定装置，可使被测镜片的后顶点固定于某个位置，由此测出镜片的后顶点屈光度。旋转刻度盘可调节光标上的线条与被测镜片的主子午线保持一致，并可测出镜片某柱镜的散光轴方向。通过移动镜片使被测镜片的光学中心对准光标的中心。镜片的棱镜作用也可通过光标中心所显示出的多少棱镜度来测量。

自动镜片屈光度计(automated lensometer)则不需要通过人的调节来测量镜片，因此使用起来更方便。