1 范围
本规程适用于验光仪顶焦度标准器(包括标准模拟眼和柱镜标准器)的首次检定、后续检定和使用中检验。
2 引用文献
ISO 10342-2003 眼科设备-验光机
Ophthalmic instruments─Eye Refractometers
JJG 892-2005 验光机
JJF 1002-1998 国家计量检定规程编写规则
JJF 1059-1999 测量不确定度评定与表示
使用本规程时,应注意使用上述引用文献的现行有效版本。
3 术语
下列术语适用于本规程。
3.1 验光仪顶焦度标准器
检定各类验光机的球镜顶焦度、柱镜顶焦度、柱镜轴位、瞳距等指标的标准器称为验光仪顶焦度标准器。验光仪顶焦度标准器包括客观式标准模拟眼、主观式标准模拟眼、柱镜标准器、瞳距标准器。
3.2 客观式标准模拟眼
检定客观式验光机的球镜顶焦度所使用的标准模拟眼称为客观式标准模拟眼(简称客观式模拟眼)。
3.3 主观式标准模拟眼
检定主观式验光机的球镜顶焦度所使用的标准模拟眼称为主观式标准模拟眼(简称主观式模拟眼)。
3.4 柱镜标准器
检定客观式验光机的柱镜轴位、柱镜顶焦度所使用的标准器称为柱镜标准器。柱镜标准器由柱镜模拟眼和轴位控制器组成。
3.5 瞳距标准器
检定客观式验光机的瞳距测量功能的装置称为瞳距标准器。
4 概述
4.1 分类和用途
验光仪顶焦度标准器按照其用途分为三类:用于检定各类验光机的球镜度的标准模拟眼、用于检定客观式验光机的柱镜轴位、柱镜顶焦度的柱镜标准器以及用于检定客观式验光机瞳距的瞳距标准器。
采用主观法验光的仪器称为主观式验光机,采用客观法验光的仪器称为客观式验光机。主、客观式验光机的主要区别在于:客观式验光机利用其光电系统对被验光者视网膜上反射回来的光斑进行测量,并给予客观的定量评价;而主观式验光机则需依赖被验光者对目标成像清晰与否的观测效果的实际表述。
检定客观式验光机时使用的验光仪顶焦度标准器为:客观式标准模拟眼、柱镜标准器和瞳距标准器。客观式模拟眼用于检定客观式验光机的球镜顶焦度;柱镜标准器用于检定客观式验光机的柱镜轴位、柱镜顶焦度,瞳距标准器用于检定客观式验光机的瞳距。
检定主观式验光机时使用的验光仪顶焦度标准器为:主观式标准模拟眼。主观式模拟眼用于检定主观式验光机的球镜顶焦度。
4.2 原理与组成
4.2.1 客观式标准模拟眼
模拟眼是对人眼的模拟,如图所示,客观式模拟眼由优质光学玻璃制成,设计波长是e谱线546.07nm,由前表面曲率半径为8mm的抛光球面(模拟人眼角膜)、后表面为磨砂平面(模拟人眼视网膜)的圆柱体组成。模拟眼的磨砂平面上涂有特殊材料(模拟人眼眼底黄斑)。模拟眼前加有光阑。原理见图1。
4.2.1.1设计原理与计算公式
由近轴物像公式: N′= ne ;N = 1 (1)
(式中:ne为模拟眼材料折射率;R 为模拟眼球面曲率半径,单位mm;
S′为模拟眼长度,单位为mm;S为模拟眼远点距离。)
可得:
因为模拟眼本身的屈光本领P = 1/S,P相当于角膜接触镜的顶焦度,单位为m-1 ,
所以有: (2)
模拟眼的屈光本领P与眼镜镜片的顶焦度φv有如下的换算公式:
(3)
其中: h 为12mm,为眼镜片后顶点到人眼角膜顶点之间的距离;
相应眼镜镜片的顶焦度φv的单位为m -1 。
4.2.1.2客观式模拟眼的组成
0 m -1;±2.5 m -1;±5 m -1;±10 m-1;±15 m -1;±20 m -1一套共11个模拟眼和一个模拟眼支架组成。
4.2.2 主观式标准模拟眼
主观式模拟眼由一个零视度的视度筒与顶焦度标准镜片配接而成,设计原理采用了正负透镜匹配的方法,测量原理见图2。
当不加入顶焦度标准镜片时,主观式模拟眼即相当于一个正视眼。无穷远目标经视度筒物镜后出射平行光,聚焦在视度筒目镜分划板上,使检验人员清晰可见。此时主观式验光机的顶焦度示值应在0m-1位置处。
当在光路中加入顶焦度为km -1(k为系数)的顶焦度标准镜片时,主观式模拟眼即相当于一个非正视眼。对主观式验光机进行前后调焦后找到一个-km-1位置点,即需要在加入顶焦度标准镜片的相同位置处有一个顶焦度为-km -1的镜片与之相互补偿,才能使无穷远目标经视度筒物镜后再次出射平行光,聚焦在视度筒目镜分划板上,使检验人员清晰可见。此时验光机的顶焦度示值应在-km -1位置处。
因此,一组标称值为km-1的主观式模拟眼就相当于一组需配-km -1镜片的人眼。
4.2.2.1主观式模拟眼的组成
一只视度筒分别和±2.5 m -1、±5 m -1、±10 m-1、±15 m -1一套共8个顶焦度标准镜片配接组成主观式模拟眼。
4.2.3 柱镜标准器
柱镜标准器由柱镜模拟眼和轴位控制器两部分组成。
柱镜模拟眼的柱镜顶焦度标称值可在(-3±1)m -1范围内,其轴位控制器至少能提供0°和90°两个固定角度。为了保证柱镜标准器的0°轴位与验光机光学系统的水平轴位相一致,轴位控制器具有在水平方向进行调节的功能。
4.2.4 瞳距标准器
瞳距标准器由三个标称瞳距值为55mm、65mm和75mm的标准套筒组成,标准套筒内可固定安装0 m-1客观模拟眼,提供55mm、65mm和75mm三个标准瞳距。
5 计量性能要求
5.1 客观式标准模拟眼
5.1.1 客观式模拟眼的球镜顶焦度值标准值与标称值之差不应大于±0.10m-1。
5.1.2 (0~±10)m-1范围的客观式模拟眼的球镜顶焦度量值的年变化量不应大于±0.06m-1。
绝对值大于10m-1范围的客观式模拟眼的球镜顶焦度量值的年变化量不应大于±0.10m-1。
5.2 主观式标准模拟眼
5.2.1 主观式模拟眼的球镜顶焦度值标准值与标称值之差不应大于±0.06m-1。
5.2.2 主观式模拟眼的球镜顶焦度量值的年变化量不应大于±0.02m-1。
5.2.3 主观式模拟眼的视度筒的零视度误差不应大于±0.02m-1。
5.3 柱镜标准器
5.3.1 柱镜模拟眼的柱镜顶焦度标准值与标称值之差不应大于±0.10m-1。
5.3.2 柱镜模拟眼的柱镜顶焦度量值的年变化量不应大于±0.06m-1。
5.3.3 轴位控制器0°和90°轴位方向允许误差为±1°。
5.4 瞳距标准器55mm、65mm和75mm三个标准瞳距的允差为±0.5mm。
6 通用技术要求
6.1 外观
6.1.1 验光仪顶焦度标准器各组成部分应片数齐全,模拟眼外框上应标明顶焦度标称值。
6.1.2 模拟眼与金属外框的安装应牢固,不得松动、脱落。
6.1.3 模拟眼表面不得有霉斑、麻点、气泡等缺陷。
6.1.4 模拟眼不得有划痕、崩边、脱胶、散斑反射等缺陷。
6.2 测量范围
6.2.1 客观式标准模拟眼由0 m -1;±2.5 m -1;±5 m -1;±10 m-1;±15 m -1;±20 m -1一套共11个模拟眼分别安装在模拟眼支架上组成。
6.2.2 主观式标准模拟眼由±2.5 m -1、±5 m -1、±10 m-1、±15 m -1一套共8个顶焦度标准镜片配接视度筒组成。
6.2.3 柱镜标准器由柱镜模拟眼、轴位控制器组成。
6.2.4 瞳距标准器由三个标称套筒和两个客观模拟眼组成。
7 计量器具控制
包括首次检定、后续检定和使用中检验。
7.1 检定环境
温 度:(20±2)℃
相对湿度:< 85%
被检验光仪顶焦度标准器在上述检定环境下平衡温度时间不得少于2小时,检定仪器的平衡温度时间不得少于24小时。
7.2 检定项目和主要检定工具
检定项目和主要检定工具见表1。
7.3 检定方法
7.3.1 通用技术要求的检定
7.3.1.1用6倍放大镜结合目视观察,对6.1款和6.2款规定的内容进行逐项检查,发现有不符合该条款规定的情况时,终止检定工作,并在原始记录中填写检查结果。
7.3.1.2将模拟眼金属支架安装在验光仪顶焦度工作基准测量装置的下颌托架上,用螺丝固定。将客观式模拟眼逐个放入支架中,通过工作基准测量装置的显示屏粗略观察模拟眼的反射光斑,不应出现聚焦光点以外的其他光斑,发现有不符合6.1款规定的情况时,终止检定工作,并在原始记录中填写检查结果。
7.3.2 客观模拟眼的检定
使用验光仪顶焦度工作基准测量装置对客观式模拟眼进行检定。
7.3.2.1 客观式模拟眼球镜顶焦度的检定
7.3.2.1.1将模拟眼金属支架安装在验光仪顶焦度工作基准测量装置的下颌托架上,用螺丝固定。将0 m -1的客观式模拟眼装入支架中。
摇动机身操作柄,使工作基准测量装置前后左右移动调焦,同时调整模拟眼支架的位置,使模拟眼的反射光斑清晰地成像在工作基准测量装置显示屏的中心。试读数1次,若发现有较大柱镜顶焦度出现,应再调整模拟眼的位置,使柱镜顶焦度示值为最小,以减少由于模拟眼光轴与测量装置的光轴不一致所引入的柱镜误差。
至少测量3次,记录3次实测值,取其平均值。平均值与验光仪顶焦度工作基准测量装置在该检定点的修正值之和即为该模拟眼的球镜顶焦度标准值。标准值与标称值之差,应符合5.1.1款的要求。
7.3.2.1.2逐个将客观式模拟眼依次装入支架中,并按7.3.2.1.1款的方法进行调整和测量,每个模拟眼至少测量3次,记录3次实测值,取其平均值。各自平均值与验光仪顶焦度工作基准测量装置在对应检定点的修正值之和即为各模拟眼的球镜顶焦度标准值。标准值与标称值之差,应符合5.1.1款的规定。
7.3.2.2 客观式模拟眼球镜顶焦度量值的年变化量检定
在上述检定过程中,被检客观式模拟眼标准值与上年标准值之间的偏差应符合第5.1.2款的规定。
7.3.3 主观式模拟眼的检定
使用眼镜片顶焦度基准测量装置对主观式模拟眼的球镜顶焦度进行检定。使用平行光管焦距不小于一米的光具座对视度筒进行检定。
7.3.3.1主观式模拟眼球镜顶焦度的检定
将被主观式模拟眼逐片反置放在眼镜片顶焦度基准测量装置的眼镜镜片支座上(测量其后顶焦度),移动被检模拟眼,使模拟眼光学中心与测量装置的光轴对中后,从显示屏上读取模拟眼的球镜顶焦度数值。每个模拟眼至少重复测量3次,记录3次实测值,取其平均值。各自平均值与眼镜片顶焦度基准测量装置在对应检定点的修正值之和即为各模拟眼的球镜顶焦度标准值。标准值与标称值之差,应符合5.2.1款的规定。
7.3.3.2 主观式模拟眼球镜顶焦度量值的年变化量检定
在上述检定过程中,被检主观式模拟眼标准值与上年标准值之间的偏差应符合第5.2.2款的规定。
7.3.3.3 视度筒的零视度误差检定
将视度筒装在光具座的V型工作台上,上下左右调节视度筒,使其光轴与光具座平行光管同轴。然后调节视度筒目镜,使视度筒目镜分划板呈清晰状态。再调节视度筒的视度,使位于光具座平行光管物镜焦面上的分辨力板的图案,清晰成象于视度筒的目镜分划板上。此时记录视度筒的读数,并重复测量3次,取视度筒3次读数的平均值,不应超过第5.2.3款的规定。
7.3.4 柱镜标准器的检定
使用验光仪顶焦度工作基准测量装置对柱镜模拟眼的柱镜顶焦度、轴位控制器进行检定。
7.3.4.1 柱镜模拟眼的柱镜顶焦度的检定
调整验光仪顶焦度工作基准测量装置和柱镜模拟眼后,先试读数,若发现有较大的球镜顶焦度出现,应再调整柱镜标准器的位置,使其球镜顶焦度示值为零或最小,以减少由于柱镜模拟眼与验光仪顶焦度工作基准测量装置的光轴不重合所引入的球镜度误差。
至少测量3次,取其平均值作为实测值,实测值与验光仪顶焦度工作基准测量装置的修正值之和即为柱镜模拟眼的柱镜顶焦度标准值,应符合5.3.1 款的规定。
7.3.4.2 柱镜模拟眼的柱镜顶焦度量值的年变化量检定
在上述检定过程中,被检柱镜模拟眼的柱镜顶焦度标准值与上年标准值之间的偏差应符合第5.3.2款的规定。
7.3.4.3 柱镜标准器的柱镜轴位的检定
验光仪顶焦度工作基准测量装置在使用前,应将整机调整至水平状态,以保证柱镜轴位的准确测量。
将柱镜标准器安放在专用支架上,并将支架调整水平。
摇动验光机的操作柄,上下左右调整视窗使之与柱镜模拟眼对准后,再前后调焦,使模拟眼的反射光斑清晰地成像在验光机显示屏的中心。
柱镜轴位示值的检定在0°和90°两个角度进行。每个角度至少测量3次,取其平均值作为实测结果,应符合5.3.3款的要求。
7.3.4.4 瞳距标准器的检定
将被检标准套筒置于投影仪或工具显微镜的工作台上,测量标准孔的距离,应符合第5.4款的规定。
7.4 检定结果的处理
7.4.1 将检定中所测得的数据参照附录A中的表格记录下来,测量结果的不确定度评定参见附录C。
根据JJG2090-1994“顶焦度计量器具”的规定,客观式模拟眼球镜顶焦度的测量不确定度为(0.07~0.10) m-1(k=3),主观式模拟眼球镜顶焦度的测量不确定度为0.04 m-1(k=3)。
7.4.2 检定合格的发给检定证书,格式参见附录B;检定不合格的发给检定结果通知书,并注明不合格项。
7.5 检定周期
检定周期规定为一年。