CN105662329B - 一种主观验光装置及主观验光方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公布了一种主观验光装置及主观验光方法，装置包括：由至少一个成像透镜组成的透镜组、透光板；透光板的厚度为h,折射率为n；受测人眼角膜前表面位于透镜组一侧的焦距f0处，透光板设置在透镜组另一侧的光轴上且可以沿光轴前后移动；透光板的前表面设置有一种图案，透光板后表面设置有另一种图案。当验光时，通过移动透光板，人眼能“看清楚”设置透光板前表面的图案，但“看不清楚”设置在透光板后表面的图案，由于“看清楚”图案有“看不清”图案作为参照，则此时得到的验光值更精确。本发明公布的主观验光装置和主观验光方法，提高了验光精度和检测准确性。
Description
技术领域
本发明属于眼科检测设备领域，具体涉及到一种主观验光装置及利用该装置实现的主观验光方法。
背景技术
申请号为201310207478.7、发明名称为“一种主观验光仪及验光方法”的专利公布了测试者通过观察标识物(又名散光表，即多条发散线)的清晰程度来求得球镜度和柱镜度。即实施例1的部分内容：“当标识物移动至某一位置x，标识物所有方向的线同时清晰时，则被测者的球镜度即球镜度为D1＝x/f0 2，此时被测者无散光或者散光很小，可忽略不计，柱镜度为0。当标识物所有方向的线不同时清晰时，则有两个位置使得互相垂直的两条放射线清晰。但是在实际中，判断看到的发散线是清晰或者模糊通常比较难以界定，因此利用该验光仪验光后得到的数据的准确性会降低。造成测试者难以准确的界定看到的发散线清晰或模糊的原因在于，构成标识物的所有发散线都在一个平面上，没有一定的参照。
参考图4，当人眼E位于透镜组1一侧的焦距f0处时，由于人眼的晶状体具有一定的调节功能，人眼可以看清楚位于透镜组1另一侧一定范围内的标识物，超过了这个范围，无论如何沿着光轴3平移标识物，人眼都看不清楚标识物。现在，假定两种临界状况：第一种情况，透光板2的A面位于光轴3上的D处，D处为人眼看清楚A面上的标识物(标识物可以认为是某一图案)最左位置，则透光板2再往左无论怎么移动，人眼都看不清楚A面上的标识物；第二种情况，透光板2的A面位于光轴3上的C处,C处为人眼看清楚A面上的标识物(标识物可以认为是某一图案)最右位置，则透光板2再往右无论怎么移动，人眼都看不清楚A面上的标识物。因此，人眼能看清楚A面上的标识物的范围为光轴上的CD段。但是，由于与视网膜像面共轭的物面是唯一的，原则上人眼不可能同时聚焦在两个不同距离的面，也就是说不可能同时看清楚两个不同距离的面，但由于人眼具有非常灵活的自主调节功能，眼睛看A面时视网膜聚焦在A面，看B面时，眼睛立刻调整到聚焦在B面，人的感觉就是不同距离的面同时都看得清楚。这种“同时”只是一种错觉，只是感觉上的“同时”，真正的“同时”是不可能的。基于上述原理，在CD段内的光轴上，人眼不能同时看清楚位于不同平面内的两处标识物,但由于人眼具有自主调节能力，在CD段内经人眼调节后也能看清楚A面上的标识物和B面上的标识物。例如，当透光板2位于CD段时，在透光板2的A面上设置有主视标(主视标可以认为是某一图案)，在透光板2的B面上设置有参考视标(参考视标可以认为是某一图案)，由于透光板2在沿着光轴3的方向上具有一定厚度h,A面和B面不位于同一个平面，因此透光板2在CD段内无论怎么调节，人眼在盯住透光板时都不可能同时看清楚A面上的主视标和B面上的参考视标，但人眼有可能会看清楚A面上的主视标或者B面上的参考视标。也就是说，当透光板2在CD段内调节到某一位置时，人眼能看清楚A面上的主视标，但看不清楚B面上的参考视标；经人眼短时间的自我调节后，可以先后看清楚A面上主视标和B面上的参考视标。
发明内容
本发明公布了一种主观验光装置及主观验光方法，其目的在于解决在验光过程中，人眼观察视标时对看到的视标清晰与模糊判断不够准确而造成的验光结果的准确度不高的问题。
本发明公布的主观验光装置的技术方案如下：
一种主观验光装置，包括：透光板和由至少一个成像透镜组成的透镜组，所述透光板厚度为h,折射率为n；受测人眼角膜前表面位于所述透镜组一侧的焦距f0处，所述透光板设置在所述透镜组另一侧的光轴上且可以沿光轴前后移动；所述透光板的前表面设置有主视标，后表面设置有参考视标；所述主视标和所述参考视标错位设置；所述主观验光装置沿所述透光板移动路径标记有用于辨识球镜度D1的值，
D1＝x1/f0 2；精度
受测人眼的球镜度为：当所述透光板经过沿光轴移动，受测人眼能看清楚所述主视标但看不清楚所述参考视标时，所述透光板的前表面到所述透镜组光心的物距减去所述透镜组焦距f0得到的距离x1对应的球镜度D1。
一种主观验光装置，包括：透光板和由至少一个成像透镜组成的透镜组，所述透光板厚度为h,折射率为n；受测人眼角膜前表面位于所述透镜组一侧的焦距f0处，所述透光板设置在所述透镜组另一侧的光轴上且可以沿光轴前后移动；所述透光板的前表面设置有第一散光表；所述透光板的后表面设置有第二散光表；所述第二散光表相对所述第一散光表错位设置；所述主观验光装置沿所述透光板的移动路径标记有用于辨识球镜度D1的值，
D1＝x1/f0 2；精度
若受测人眼能看清楚所述第一散光表的某一线条，但看不清所述第二散光表的任何一条线条，受测人眼的球镜度为：所述透光板前表面到所述透镜组光心的物距减去所述透镜组焦距f0得到的距离x1处对应的球镜度D1；受测人眼的柱镜度为0；
若受测人眼不能看清楚所述第一散光表的任何一条线条，也看不清所述第二散光表的任何一条线条，则受测人眼的球镜度D2和柱镜度Dc按照以下方式测量：
所述透光板经沿光轴移动，受测人眼在能看清所述第一散光表的某一条线条但看不清所述第二散光表的任何一条线条时，所述透光板前表面到所述透镜组光心的第二物距减去所述透镜组焦距f0得到的距离x2时的球镜度D2为：D2＝x2/f0 2，精度
所述透光板经继续沿光轴移动，受测人眼在能看清与所述第一散光表的所述某一线条相垂直的另一条线条但看不清所述第二散光表的任何一条线条时，所述透光板前表面到所述透镜组光心的物距减去所述透镜组焦距f0得到的距离x3时的球镜度为：D3＝x3/f0 2，精度
当球镜度为D2时，柱镜度Dc＝D3-D2，轴位为所述距离x3对应的清晰标识的方位，
当球镜度为D3时，柱镜度Dc＝D2-D3，轴位为所述距离x2对应的清晰标识的方位。
一种主观验光装置，包括依次设置在光轴上的由至少一个成像透镜组成的透镜组、柱透镜和透光板，所述透光板厚度为h,折射率为n；所述柱透镜和所述透光板可以沿着光轴前后移动；所述柱透镜的焦距为f2；受测人眼角膜前表面位于所述透镜组一侧的焦距f0处；所述透光板的前表面设置有第一散光表，后表面设置有第二散光表；所述第二散光表相对所述第一散光表错位设置；所述主观验光装置沿所述透光板的移动路径上标记有用于辨识球镜度的值，且沿所述柱透镜的移动路径标记有用于辨识柱镜度的值；
球镜度D1与移动位置x满足下式：
D1＝x/f0 2；
移动位置x为所述透光板前表面到所述透镜组光心的物距减去所述透镜组焦距f0得到的值，
若受测人眼在所述柱透镜和所述透光板的前表面叠在一起移动时能看清楚所述第一散光表的某一线条，但看不清所述第二散光表的任何一条线条，受测人眼的球镜度为所述主视标所在的移动位置x处对应的球镜度D1，且受测人眼的柱镜度为0；
若受测人眼在所述柱透镜和所述透光板的前表面叠在一起移动时不能看清楚所述第一散光表的任何一条线条，也不能看清楚所述第二散光表的任何一条线条时，则受测人眼的球镜度和柱镜度Dc按照以下方式测量：
所述透光板经沿光轴移动，受测人眼能看清楚所述第一散光表的某一线条但看不清楚所述第二散光表的任何一条线条的第一个移动位置的球镜度D4为：D4＝x4/f0 2；
所述透光板经沿光轴继续移动，受测人眼能看清与所述第一散光表的所述某一线条相垂直的另一条线条但看不清楚所述第二散光表的任何一条线条的第二个移动位置的球镜度D5为：D5＝x5/f0 2；
如果所述柱透镜是负柱透镜，受测人眼的球镜度取在所述第一个移动位置和所述第二个移动位置中的较大值处的球镜度,并在所述较大值处调节所述柱透镜的方位，以使得所述柱透镜的轴与所述第一散光表的所述另一线条的方位一致，然后使所述柱透镜沿光轴移动，并使所述透光板前表面到所述柱透镜的距离为y，直至所述第一散光表上的全部线条都清晰；
如果所述柱透镜是正柱透镜，受测人眼的球镜度取在所述第一个移动位置和所述第二个移动位置中的较小值处的球镜度,并在所述较小值处调节柱透镜的方位，以使得柱透镜的轴与所述第一散光表的所述另一线条的方位一致，然后移动所述柱透镜，得到所述距离y，直至所述第一散光表的全部线条都清晰；
受测人眼的柱镜度Dc与移动距离y满足下式：
所述柱透镜的轴向为柱镜度的轴位。
进一步地：所述精度δD的范围为：0.25D≦δD≦0.5D。
进一步地：所述透镜组包括两个透镜，所述焦距f0为所述两个透镜的组合焦距。
进一步地：所述主视标为视力表。
本发明还公布了利用主观验光装置验光的方法，其技术方案如下：
一种主观验光方法，包括：
在主光轴上设置透光板和由至少一个成像透镜组成的透镜组；所述透光板厚度为h,折射率为n；所述透光板的前表面设置有主视标，后表面设置有参考视标；受测人眼角膜前表面位于所述透镜组一侧的焦距f0处；所述透光板设置在所述透镜组的另一侧；
沿所述光轴前后移动所述透光板，当受测人眼能看清楚所述主视标但看不清楚所述参考视标时，受测人眼的球镜度D1按照以下公式计算：
D1＝x1/f0 2；精度
所述受测人眼的球镜度D1为：当所述透光板经过移动，受测人眼能看清楚所述主视标但看不清楚所述参考视标时，所述透光板的前表面到到所述透镜组光心的物距减去所述透镜组焦距f0得到的距离x1时对应的球镜度。
一种主观验光方法，包括：
在主光轴上设置透光板和由至少一个成像透镜组成的透镜组，所述透光板厚度为h,折射率为n；受测人眼角膜前表面位于所述透镜组一侧的焦距f0处；所述透光板设置在所述透镜组另一侧的光轴上；所述透光板的前表面设置有第一散光表，后表面设置有第二散光表；所述第二散光表相对所述第一散光表错位设置；所述主观验光装置沿所述主视标的移动路径标记有用于辨识球镜度D1的值，
当所述透光板沿所述主光轴前后移动时：
若受测人眼能看清楚所述第一散光表的某一条线条，但看不清所述第二散光表的任意一条线条时，受测人眼的球镜度为所述透光板前表面到所述透镜组光心的物距减去所述透镜组焦距f0得到的距离x1处对应的球镜度D1，且受测人眼的柱镜度为0，其中D1＝x1/f0 2，精度
若受测人眼不能看清楚所述第一散光表的任何一条线条，也看不清楚所述第二散光表的任意一条线条，则受测人眼的球镜度D2和柱镜度Dc按照以下方式测量：
沿主光轴前后移动所述透光板，受测人眼能看清楚所述第一散光表的某一条线条但看不清所述第二散光表的任意一条线条时，所述透光板前表面到所述透镜组光心的物距减去所述透镜组焦距f0得到的距离x2时的球镜度D2为：D2＝x2/f0 2，精度
所述透光板继续移动，受测人眼在能看清与所述第一散光表的所述某一线条相垂直的所述第一散光表的另一条线条但看不清楚所述第二散光表的任意一条线条时，所述透光板前表面到所述透镜组光心的物距减去所述透镜组的焦距f0得到的距离x3的球镜度为：D3＝x3/f0 2，精度
当球镜度为D2时，柱镜度Dc＝D3-D2，轴位为所述距离x3对应的清晰标识的方位，
当球镜度为D3时，柱镜度Dc＝D2-D3，轴位为所述距离x2对应的清晰标识的方位。
一种主观验光方法，包括：
在光轴上依次设置由至少一个成像透镜组成的透镜组、柱透镜和透光板，所述透光板厚度为h,折射率为n；所述柱透镜和所述透光板可以沿着光轴前后移动；所述柱透镜的焦距为f2；受测人眼角膜前表面位于所述透镜组一侧的焦距f0处且和所述柱透镜相对设置；所述透光板的前表面设置有第一散光表；所述透光板的后表面设置有第二散光表；所述第二散光表相对所述第一散光表错位设置；所述主观验光装置沿所述透光板的移动路径标记有用于辨识球镜度的值，且沿所述柱透镜的移动路径标记有用于辨识柱镜度的值；
将所述柱透镜和所述透光板的前表面叠在一起沿主光轴前后移动，若受测人眼能看清楚所述第一散光表的某一线条，但看不清所述第二散光表的任意一条线条时，受测人眼的球镜度D1按照以下公式计算：
D1＝x/f0 2，
受测人眼的柱镜度为0，
其中，x为所述透光板前表面到所述透镜组光心的物距减去所述透镜组的焦距f0得到的值；
若受测人眼在所述柱透镜和所述透光板的前表面叠在一起沿主光轴移动时不能看清楚所述第一散光表的任意一条线条，也不能看清楚所述第二散光表的任意一条线条时，则受测人眼的球镜度和柱镜度Dc按照以下方式测量：
所述柱透镜和所述透光板的前表面叠在一起继续沿主光轴移动，受测人眼能看清楚所述第一散光表的某一线条但看不清楚所述第二散光表的任意一条线条的第一个移动位置的球镜度D4为：D4＝x4/f0 2；
所述透光板经过移动，受测人眼能看清与所述第一散光表的所述某一线条相垂直的另一条线条但看不清楚所述第二散光表的任意一条线条的第二个移动位置的球镜度D5为：D5＝x5/f0 2；
如果所述柱透镜是负柱透镜，受测人眼的球镜度取在所述第一个移动位置和所述第二个移动位置中的较大值处的球镜度,并在所述较大值处调节所述柱透镜的方位，以使得所述柱透镜的轴与所述第一散光表的所述另一线条的方位一致，然后使所述柱透镜移动，并使所述透光板前表面到所述柱透镜的距离为y，直至所述第一散光表上的全部线条清晰；
如果所述柱透镜是正柱透镜，受测人眼的球镜度取在所述第一个移动位置和所述第二个移动位置中的较小值处的球镜度,并在所述较小值处调节柱透镜的方位，以使得柱透镜的轴与所述第一散光表的所述另一线条的方位一致，然后移动所述柱透镜，得到所述距离y，直至所述第一散光表的全部线条都清晰；
受测人眼的柱镜度Dc与移动距离y满足下式：
所述柱透镜的轴向为柱镜度的轴位。
进一步地：所述透镜组包括两个透镜，所述焦距f0为所述两个透镜的组合焦距。
本发明所公布的验光装置及验光方法的有益技术效果：由于透光板具有一定厚度h和折射率n，因此：1)、对于没有散光的人而言，当只需要测球镜度时，在透光板的前表面上设置主视标，后表面设置参考视标，其中，主视标和参考视标优先选择为不同图案，但是也可以选择相同图案，自助验光人员通过沿光轴平移透光板，使人眼能看清楚主视标的图案，但是看不清楚参考视标的图案，由于有参考视标作为看清或者看不清主视标的参照，所以此时读到的标识在验光装置上的球镜度的值更加准确，该值更能反映人眼的最真实的球镜度；2)、对于有散光的人而言，当需要测球镜度时，在透光板的前表面上设置第一散光表，在透光板的后表面设置第二散光表，且第一散光表和第二散光表错位设置，自助验光人员通过沿光轴平移透光板，看清楚第一散光表的其中一条线条，但看不清楚第二散光表的任何一条线条；继续移动透光板，直到看清楚第一散光表中和刚才那条线条相垂直的另外一条线条，但此时也看不清楚第二散光表的任何一条线条的图案，通过此方法能实现对人眼球镜度的精确检测。3)、只在透光板的前表面上设置视力表，则可以实现自助检测视力的目的。
由于本验光装置设计了厚度为h、折射率为n的透光板，并在透光板的前表面设置了主视标以及在后表面设置了参考视标，根据人眼在可视范围内不能同时看清楚前后两个不同距离的平面内的图案的原理，使得利用该装置验光时，自助验光人员看到的主视标上的图案(对于有散光的人而言，主视标的图案应该为散光表；对于没有散光的人而言，主视标的图案不做限制)清楚或者不清楚有参考视标上的图案(对于有散光的人而言，参考视标的图案应该为散光表；对于没有散光的人而言，参考视标的图案不做限制)做为参考基础，因此其验光结果更加准确。
附图说明
图1为透光板2的前表面(即A面)设置有主视标(即牛头图案)，后表面(即B面)设置有参考视标(即树的图案，用虚线表示)；牛头图案和树的图案错位设置；牛头图案和树的图案仅仅是示例性的；
图2为透光板2的前表面(即A面)设置有第一散光表，后表面(即B面)设置有第二散光表，其中第二散光表用虚线表示，且第一散光表和第二散光表为相同规格并且错位设置；
图3为透光板2的前表面(即A面)的外部设置有第一散光表，中间设置有主视标(即牛头图案)和视力表；后表面(即B面)设置有参考视标(即树的图案，用虚线表示)和第二散光表(用虚线表示)；其中第一散光表和第二散光表错位设置；
图4为本发明的光路示意图，该示意图用于实施例1和实施例2；
图5为验光装置包括透镜组1、透光板2和柱透镜4的光路图，该示意图用于实施例3；
图6为透光板2的前表面经偏移距离x1、受测人眼可以看清透光板2的前表面的主视标和第一散光表的某一条线、但看不清透光板2的后表面的第二散光表的任何一条线时的光路图；
图7为透光板2的前表面经偏移距离x2、受测人眼E在能看清如图6所示的第一散光表的某一条线条时的光路图；
图8为透光板2经沿光轴继续移动，受测人眼在能看清与在图8中看清楚的第一散光表的那一线条相垂直的另一条线条时，透光板2的前表面经偏移距离x3的光路图；
图9为图5中的透光板2和柱透镜4分开一定距离，且保持同步继续移动后，人眼E能看清透光板2的前表面上的如图2所示的第一散光表的其中一条线条11，但看不清透光板2的后表面的第二散光表的任意一条线条时的第一个移动位置的光路图；
图10为图9中的透光板2和柱透镜4保持同步继续移动后，人眼E能看清透光板2的前表面上的如图2所示的第一散光表中的和线条11垂直的另外一条线条12，但看不清透光板2的后表面的第二散光表的任意一条线条时的第二个移动位置的光路图；
图11为验光装置包括透镜组1、透光板2的机械结构示意图；
图12为图10的右视图；
图13为球镜度读数标刻在调节套5上的示意图；
图14为球镜度读数标刻在第一套筒6上的示意图；
图15为验光装置包括透镜组1、透光板2和透镜4的机械结构示意图；
图16为数字视力表；
具体实施方式
为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
(一)、验光装置及验光方法
首先解释一下测球镜度和柱镜度的原理。
球镜度测量原理：
参考图4，透镜组1的焦距为f0，被测者人眼处于透镜组1的焦距f0位置，透光板2的A面上的主视标相对于透镜组1的物距为f0+x，x为主视标相对透镜组1焦距f0的偏移距离，即主视标移动到该位置，人眼可清晰的看见主视标，主视标的像距为v，
则根据物像关系式可以得到：
相对应的配镜的球镜度D1为
将其带入上式
推出D1＝x/f0 2；
通过上式知道，根据主视标相对透镜组1焦距f0的偏移距离x即可求出配镜球镜度D1。
通过柱透镜4测柱镜度：
参考图5，对于柱透镜4，其焦距为f2。
透光板2的A面上的主视标相对于柱透镜4的物距为y(即柱透镜4相对于主视标的移动距离)，主视标的像的像距为v1，其物像关系式为：
主视标相对于柱透镜4的像方为透镜组1的物方，则其物方距离为f1+x-y-v1，其像方距离为v2，物像关系式为：
D2垂直于柱透镜轴方位的球镜度
结合上述公式，得到
D1＝x/f0 2
Dc为柱镜度度数，即柱镜度
柱镜度也可以通过省去柱透镜的实施例来进行测量。
实施例1
参考图4，本发明公布的其中一种主观验光装置，包括：至少由一个成像透镜组成的透镜组1和透光板2，受测人眼E角膜前表面位于透镜组1一侧的焦距f0处，透光板2设置在透镜组1另一侧的光轴3上且可以沿光轴3前后移动.透光板的厚度为h,折射率为n。透光板2的前表面(即A面)设置有主视标，后表面(即B面)设置有参考视标。这里的前表面和后表面是相对人眼E位置远近而言的，透光板2离人眼E近的一面(A面)称为前表面，离人眼E远的一面(B面)称为后表面。在主观验光装置中，沿透光板2移动路径标记有用于辨识球镜度D1的值(即图12中标注的刻度值，后面会具体阐述该刻度值)。参考图1，本实施例中的主视标和参考视标均为某一图案。而且，主视标和参考视标必须错位设置。这里所说的错位设置，是指当人眼从透光板2的前表面(即A面)观看设置在透光板2的后表面(即B面)上的参考视标时，参考视标不会被主视标遮挡。需要说明的是，本实施例中主视标和参考视标可以为相同的图案，也可以为不同的图案，但优先选择不同的图案，这为了便于受测人员在验光时候能说出并让其他人知道受测人员看清楚的究竟是哪一幅图案。作为其中的一个示例，主视标用图1中左边的牛头表示，且用实线表示；参考视标用树表示，且用虚线表示。但是，牛头图案和树的图案仅仅是示例性的，也可以换成其他图案。若主视标和参考视标选择相同的图案，则验光时被测试人员需要说出是看清楚的是前面一个图案的名称还是后面一个图案的名称。因为如果两个图案的名称一样(比如说均为牛头图案)，仅仅是说出看清楚的是牛头，会让医生产生困惑，医生不明白被测试者看清楚的是透光板2的前面的牛头还是后面的牛头。但如果主视标和参考视标不一样，当被测者在验光过程中说出不同的名字时，医生就知道被测者看清楚的是前面的主视标或者是后面的参考视标了。但是，从验光的目的来说，两种图案若选择为一样，也是可行的。
继续参考图4，调节透光板2，使测试者眼睛E能看清楚透光板2前表面(即A面)上的主视标。作为主视标的其中一个图案，主视标选为图3中牛头图案，当然，牛头图案仅仅是示例性的，也可以设计成其他图案。由于在背景技术中提到，人眼只能看清楚同一平面上的视标，而透光板2在光轴方向的厚度为h,则此时一定看不清楚印在透光板2的后表面(即B面)上的参考视标，但由于人眼具有自主调节能力，所以经过调节后，人眼也能看清透光板2上的主视标和参考视标，也就是说，经过调节透光板2和人眼自我调节后，人眼能同时看清楚透光板2上的主视标和参考视标，但是，这种“同时”只是一种错觉，只是感觉上的“同时”，真正的“同时”是不可能的，其原理在背景技术中已经阐述。
继续参考图4，定义透光板2的前表面到透镜组1的光心o的物距L1,物距L1(由于透光板2不停的移动，所以图2中的L值为可变值，即可以为L1,L2.....)减去透镜组1的焦距f0,就得到透光板2的前表面偏移透镜组1的焦距f0的距离x1(图4中的标注x是可变值，可以为x1，x2....,它和L的不同取值一一对应，即：x1对应L1,x2对应L2......),此时被测人眼的球镜度为D1＝x1/f0 2，精度由于测试者在辨别透光板2的前表面(即A面)上的主视标的清楚程度是以透光板2的后表面(即B面)上的参考视标作为参考，所以此时得到的距离x1更准确，则根据公式D1＝x1/f0 2求得的球镜度更准确。前面说过，主观验光装置沿所述透光板移动路径标记有用于辨识球镜度的值，由于距离x1更准确，则通过主观验光装置读出的球镜度的值也更准确，从而提高了验光的精确性。
需要说明的是，实施例1针对的是被测者的眼睛没有散光的情况下进行的测试，因此，透光板2前后表面的图案可以任意选择。
实施例2
参考图4，本实施例公布了另外一种主观验光装置，包括：由至少一个成像透镜组成的透镜组1和透光板2，受测人眼E角膜前表面位于透镜组1一侧的焦距f0处，透光板2设置在透镜组1另一侧的光轴3上且可以沿光轴3前后移动。透光板的厚度为h,折射率为n。参考图2，透光板2的前表面(即A面)设置有第一散光表，透光板2的后表面(即B面)设置有第二散光表。图2中，第一散光表由若干粗细均匀、长度相等以及浓度相等的同规格线条,以透光板2的前表面中心为圆心，并沿圆周方向均匀布置而成，用实现表示。第二散光表也是由若干粗细均匀、长度相等以及浓度相等的同规格线条组成，用虚线表示。第一散光表和第二散光表为同一规格且错位设置。此处所述的错位设置，包含两种意思：一种是如图2所示的第一散光表的每一条线条和第二散光表的每一条线条交替分布，且第一散光表和第二散光表同心设置。另外一种理解是第一散光表和第二散光表不是同心设置。需要说明的是，第一散光表的每一条线条和第二散光表每一条线条都是实线，只是为了便于理解才将第二散光表的线条处理成虚线。同样的，主观验光装置沿透光板2的移动路径标记有用于辨识球镜度D1的值(见图14)，
D1＝x1/f0 2；精度
本实施例中透光板2的A面上的图案包括图2所示的第一散光表，B面上设置了如图2所示的第二散光表。实施例1中的透光板2的A面上只设置了主视标，B面上设置了参考视标，主视标和参考视标一般不选择散光表。因此根据本实施例(即实施例2)不但可以实现实施例1中的全部功能，还能实现测柱镜度以及检测被测者是否有散光。
具体而言，本实施例是通过如下方式测量球镜度和柱镜度。
参考图4并结合图6，透光板2通过在光轴3上前后移动，当透光板2调节到某一位置时，若被测人员的眼睛有散光，受测人眼E能看清楚透光板2前表面(即A面)上的如图2所示的第一散光表的某一线条11但看不清透光板2后面(即B面)上的如图2所示的第二散光表的任意一条线条，受测人眼的球镜度为透光板2的前表面到透镜组1的光心o的物距L1减去透镜组1的焦距f0得到的距离x1处对应的球镜度D1，且受测人眼的柱镜度为0；
如果受测人眼不能看清楚如图2所示的第一散光表的全部线条，也看不清透光板2后面(即B面)上的第二散光表中的任意一条线条，则受测人眼的球镜度D3和柱镜度Dc按照以下方式测量：
参考图7，透光板2沿着光轴3前后移动，受测人眼E在能看清图2所示的第一散光表的某一条线条11但看不清楚第二散光表中的任意一条线条时，透光板2的前表面到透镜组1的光心o的物距L2减去透镜组1的焦距f0得到的距离x2时的球镜度为：D2＝x2/f0 2，精度
参考图8，透光板2继续沿着光轴3前后移动，受测人眼E在能看清与在图7中看清楚的第一散光表中与所述的线条11相垂直的另一条线条12但看不清楚第二散光表中的任意一条线条时，透光板2的前表面到透镜组1的光心o的物距L3减去透镜组1焦距f0得到的距离x3时的球镜度为：D3＝x3/f0 2，精度
若D2为球镜度，则柱镜度Dc＝D3-D2，轴位为所述距离x3对应的清晰标识的方位，
若D3为球镜度，则柱镜度Dc＝D2-D3，轴位为所述距离x2对应的清晰标识的方位。
因此，在本实施例中，对于有散光的测试者而言，由于在判断测试者是否看清透光板2的前表面的第一散光表的全部线条或者其中的某一条线条时，是以透光板2后表面上的第二散光表为参照，这样测得的距离x2和距离x3的值更准确，则根据公式计算得到的相应的值D2和D3也更准确，柱镜度Dc的值也更准确，提高了验光精度。这里之所以强调是看清透光板2前表面的如图2所示的第一散光表的某一条线条，但看不清透光板2后表面的第二散光表的某一条线条，这是因为对于一个有散光的人而言，他看清楚或者看不清楚散光表(不论是第一散光表或者是第二散光表)，是指他能否看清楚或看不清楚散光表中的某一线条所对应的方位。
实施例3
参考图5，本发明还公布了第三种主观验光装置，包括：依次设置在光轴上的由至少一个成像透镜组成的透镜组1、柱透镜4和透光板2，柱透镜4和透光板2能沿着光轴3前后移动。透光板2的厚度为h,折射率为n。柱透镜4的焦距为f2；受测人眼E的角膜前表面位于透镜组1一侧的焦距f0处，柱透镜4和透光板2位于透镜组1的另一侧。透光板2的前表面(即A面)设置有如图2所示的第一散光表。透光板2的后表面(即B面)设置有如图2所示的第二散光表。同样的，第二散光表相对于主视标和第一散光表错位设置，其目的也是为了便于通过透光板2的前表面能到(不用看清楚)第二散光表。同样的，第一散光表和第二散光表同实施例2完全一样。主观验光装置上沿透光板2的移动路径标记有用于辨识球镜度的值(见图14中的刻度值)，且沿所述柱透镜的移动路径标记有用于辨识柱镜度的值(见图14中的刻度值)。
球镜度D1与移动位置x满足下式：
D1＝x/f0 2；
移动位置x为透光板2的前表面到透镜组1的光心o的物L距减去透镜组1的焦距f0得到的值。
对于一个有散光的人而言，当柱透镜4沿光轴3前后移动，并使柱透镜4和透光板2的前表面叠在一起(即此时y＝0)时，人眼E能看清楚透光板2的前表面上的如图2所示的第一散光表的某一条线条11，但看不清透光板2的后表面的如图2所示的第二散光表的任何一条线条时，受测人眼的球镜度为所述移动位置x处对应的球镜度D1，且受测人眼的柱镜度为0；
当柱透镜4和透光板2继续移动，使柱透镜4和透光板2的前表面继续叠在一起(即此时y＝0)时，人眼E不能看清楚透光板2的前表面上的如图2所示的第一散光表的任意一条线条，也看不清透光板2的后表面的如图2所示的第二散光表的任意一条线条时，则受测人眼的球镜度和柱镜度Dc按照以下方式测量：
参考图9，柱透镜4和透光板2分开一定距离(此时y不等于0)，然后继续使柱透镜4和透光板2保持同步移动，人眼E能看清透光板2的前表面上的如图2所示的第一散光表的其中一条线条11，但看不清透光板2的后表面的第二散光表的任意一条线条时的第一个移动位置的球镜度为：D4＝x4/f0 2；
参考图10，柱透镜4和透光板2继续保持同步移动，受测人眼E能看清透光板2的前表面上的如图2所示的第一散光表上的与前面所说的线条11相垂直的另一条线条12，但看不清楚透光板2的后表面第二散光表的任意一条线条时的第二个移动位置的球镜度D5为：D5＝x5/f0 2；
如果柱透镜4是负柱透镜，受测人眼的球镜度取为在前述第一个移动位置和前述第二个移动位置中的较大值处的球镜度,并在所述较大值处调节柱透镜4的方位，以使得柱透镜4的轴与第一散光表的清晰标识的方位一致，然后移动所柱透镜4，使柱透镜4到透光板2的前表面的距离为y，直至第一散光表能被测试者看清楚；需要说明的是，对于一个有散光的人而言，他能看清楚散光表是指他能看清楚散光表的某一线条，但看不清楚其它线条。
如果柱透镜4是正柱透镜，受测人眼的球镜度取为在前述第一个移动位置和前述第二个移动位置中的较小值处的球镜度,并在较小值处调节柱透镜4的方位，以使得柱透镜的轴与清晰标识的方位一致，然后移动柱透镜4，使柱透镜4到透光板2的前表面的距离为y，直至所述第一散光表被测试者看清楚.
受测人眼的柱镜度Dc与移动距离y满足下式：
所述柱透镜的轴向为柱镜度的轴位。
需要说明的是，这里所说的柱透镜4的轴与清晰标识的方位一致，是指柱透镜4的轴位与图2中的第一散光表的某一线条的延伸方向一致。
同样的，在本实施例中，由于在透光板2前表面(即A面)设置了第一散光表，在后表面(即B面)设置了第二散光表，人眼看清楚第一散光表是以第二散光表为对比基础，因此测得的球镜度值和柱镜度值更精确。
在实施例1中，主视标的图案若为图3中的视力表时，利用本装置可以用于视力检测(具体见下面描述)。当测视力时，图3中的第一散光表、第二散光表、牛头图案和树的图案可以去掉，即透光板2的A面只保留视力表；而透光板B面上的参考视标可以不去除。
在上面三个实施例中，均提到了透镜组1是由至少一个成像透镜组成。在说明书附图4-11,图15中透镜组1的示意图也只画出了只有一个的情形，但是，透镜组1的透镜个数应理解为不受一个限制。当透镜组1只包含1个透镜时，能实现上述三个实施例所描述的全部功能。
作为进一步的优化，上述三个实施例中的透镜组1还可以选取两个成像透镜(相应附图未图示)，这样能进一步消除像差，提高验光装置的检测精度。
当透镜组1的成像透镜为1个时，前面所说的焦距f0为该成像透镜的焦距；当透镜组1包含两个成像透镜时，焦距f0为两个透镜组合在一起后形成的组合焦距；当透镜组1包含三个成像透镜时，焦距f0为三个透镜组合在一起后形成的组合焦距。
参考图11，为了将透镜组1、透光板2有效的固定在机械结构上，以实现实施例1和实施例2的效果，本发明对验光装置设计了相应的机械零部件。具体地，零部件包括了第一套筒6、第二套筒7、调节套5。参考图12，第一套筒6为空心的圆筒状，第二套筒7也为空心的圆筒状，它们设置成空心的圆筒状的目的是为了容纳透镜组1和透光板2，同时也为了方便人眼观察设置在透光板2前、后表面的主视标和参考视标。在图11中，透镜组1固定设置在第一套筒6内，且它到第一套筒6一端端部的距离为透镜组1的焦距f0,因此，每一次观察时，人眼靠在套筒的该端端部，保证了人眼角膜前表面始终位于焦距f0。透光板2则固定设置在第二套筒7内。调节套5的外形大致呈阶梯的圆筒状，则起连接第一套筒6和第二套筒7的作用。具体地，调节套5的一端套在第二套筒7的端头上，另一端套在第一套筒6上。当旋转调节套5时，则第一套筒6可以实现在第二套筒7内伸出或者缩进，由于透镜组1始终是固定设置在第一套筒6内，所以它到第一套筒6一端端部的距离始终为焦距f0.但由于调节套5的调节作用，不难理解，透光板2到透镜组1的物距会不断的改变，从而实现了透光板2在光轴3上前后平移的目的。
参考图13，图13表示调节套5和第一套筒6配合调节的示意图。在调节套5和第一套筒6相接触的一端的外端部的圆周上，标识有反应被测人眼球镜度的值。如“+1”表示远视100度，“+2”表示远视200度，“-1”表示近视100度，“-2”表示近视200度，第一套筒6的外侧沿其轴线方向标识有指示线61。当旋转调节套5时，若人眼能看清透光板2前表面(即A面)上的主视标(牛头)，但是看不清楚透光板2后表面(即B面)上的参考视标(树的图案)，如果此时指示线61刚好对准“+2”，则说明被测人眼的球镜度为远视200度。如果用于测视力，透光板2的前表面设置视力表(视力表可以选择图11的字母视力表或者图12的数字视力表)，透光板2的后表面不用设置任何图案，当人眼看清视力表的某一个图案时，指示线61对应的读数则为测试者人眼的近视或者远视度数。例如，假设测试者测视力时，看清视力表的某一字母或者数字，指示线61对应的度数为“-1”，则被测人眼为近视100度。
参考图14，标识有反应被测人眼球镜度的值也可以标刻在沿着第一套筒6轴线的外侧，在旋转调节套5时，调节套5的端面51对准的值为被测人眼的球镜度的值或者近视/远视值。
参考图15，作为对实施例3的进一步优化，同时也为了能有效的将透镜组1、透光板2和柱透镜3的固定在验光装置上，在图11的基础上，增加了第三套筒8和柱透镜4。柱透镜4固定在第三套筒8内，第三套筒8在第二套筒7的内侧壁可以沿着光轴3的方向前后平动，从而带动柱透镜4前后移动。为了实现让第三套筒8在第二套筒7的内侧壁前后平动的目的，可以用一拨杆9穿过第二套筒7的侧壁，带动第三套筒8在第二套筒7的内侧壁前后平移。
在三个实施例中，透光板2的厚度h应该设计成一定范围，太厚或者太薄都不能实现瞬间看清透光板2前表面的主视标，但看不清透光板2后表面的参考视标的效果，以至于不能实现精确验光的目的。
作为其中的一个实施例，当透光板2的厚度取1毫米时，在上述三个实施例中能达到最好的效果，也即看清透光板2前表面的图案和看不清透光板2后表面上的图案的视觉效果最为明显。
在进行本验光装置的设计时，在进行设计时，要参考精度公式：并利用此公式进行精度的计算。从公式来看，当透镜组1的焦距f0以及透光板2的折射率n为定值时，则精度和透光板2的厚度h成正比，这就意味着，当透光板2的厚度越薄，精度的值越小，即精度越高；但是，精度并不是越高越好，太高的精度意味着透光板2的厚度很薄，以至于人眼无法分辨出透光板2前后两个面的清晰与模糊程度。作为优选的技术方案，精度选择为0.25D到0.5D之间时，验光效果较好。
另外，利用上述三个实施例中所公布的主观验光装置进行验光时，其验光方法也包含了三种，每一种验光方法分别和每一个实施例中介绍的验光装置的验光原理一样，为节约篇幅，在此不再累述。
(二)、视力检测
当透光板2的前表面的主视标为视力表则利用该装置能实现自主检测视力的目的，其测量原理同专利201310563823.0，在此不再累述。当该装置只用于检测视力时，则不需要考虑透光板2的厚度h和折射率n，也就是说，透光板2的厚度h和折射率n对视力检测没有任何限制。在这种情况下，透光板2和专利201310563823.0中的视力表4的作用等同。当用该装置检测视力时，由于不考虑透光板2的厚度h和折射率n，则透光板2的后表面可以保留参考视标，也可以不保留参考视标。
当用本装置检测视力时，视力表至少选择为字母视力表、数字视力表或者图形视力表中的任一种。
优选的，字母视力表至少包括图3所示的E视力表或C视力表(未图示)。
优选地，数字视力表至少包括LEA数字视力表。LEA数字视力表的具体图样请参考图16，它由若干排数字构成，每一排数字均包括“8”、“6”、“5”、“9”，同时，“8”、“6”、“5”、“9”这四个数字在每一排中至少出现一次。每一排的宽度均相同，但由于每一排的数字大小不同，所以每一排的数字个数也不相同，因此每一排的每相邻两个数字间的间距不同，但同一排的每相邻两个数字间的间距相同。通过移动视标，辨认出任意一排中某一数字(如“5”)，读出标刻在验光装置外侧的数值(见图13和图14)，来达到测视力的目的。因此，利用该LEA数字视力表测视力时，不需要像辨别E视力表那样说出开口方向，只要读出某一排中某一个数字(如“6”)就知道自己的视力值了。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种主观验光装置，其特征在于，包括：透光板和由至少一个成像透镜组成的透镜组，所述透光板厚度为h,折射率为n；受测人眼角膜前表面位于所述透镜组一侧的焦距f0处，所述透光板设置在所述透镜组另一侧的光轴上且可以沿光轴前后移动；所述透光板的前表面设置有主视标，后表面设置有参考视标；所述主视标和所述参考视标错位设置；所述主观验光装置沿所述透光板移动路径标记有用于辨识球镜度D1的值，
精度
受测人眼的球镜度为：当所述透光板经过沿光轴移动，受测人眼能看清楚所述主视标但看不清楚所述参考视标时，所述透光板的前表面到所述透镜组光心的物距减去所述透镜组焦距f0得到的距离x1对应的球镜度D1。
2.如权利要求1所述的一种主观验光装置，其特征在于：所述精度δD的范围为：0.25D≦δD≦0.5D。
3.如权利要求1所述的一种主观验光装置，其特征在于：所述透镜组包括两个透镜，所述焦距f0为所述两个透镜的组合焦距。
4.如权利要求1所述的一种主观验光装置，其特征在于：所述主视标为视力表。
5.一种主观验光装置，其特征在于，包括：透光板和由至少一个成像透镜组成的透镜组，所述透光板厚度为h,折射率为n；受测人眼角膜前表面位于所述透镜组一侧的焦距f0处，所述透光板设置在所述透镜组另一侧的光轴上且可以沿光轴前后移动；所述透光板的前表面设置有第一散光表；所述透光板的后表面设置有第二散光表；所述第二散光表相对所述第一散光表错位设置；所述主观验光装置沿所述透光板的移动路径标记有用于辨识球镜度D1的值，
精度
若受测人眼能看清楚所述第一散光表的某一线条，但看不清所述第二散光表的任何一条线条，受测人眼的球镜度为：所述透光板前表面到所述透镜组光心的物距减去所述透镜组焦距f0得到的距离x1处对应的球镜度D1；受测人眼的柱镜度为0；
若受测人眼不能看清楚所述第一散光表的任何一条线条，也看不清所述第二散光表的任何一条线条，则受测人眼的球镜度D2和柱镜度Dc按照以下方式测量：
所述透光板经沿光轴移动，受测人眼在能看清所述第一散光表的某一条线条但看不清所述第二散光表的任何一条线条时，所述透光板前表面到所述透镜组光心的第二物距减去所述透镜组焦距f0得到的距离x2时的球镜度D2为：精度
所述透光板经继续沿光轴移动，受测人眼在能看清与所述第一散光表的所述某一线条相垂直的另一条线条但看不清所述第二散光表的任何一条线条时，所述透光板前表面到所述透镜组光心的物距减去所述透镜组焦距f0得到的距离x3时的球镜度为：精度
当球镜度为D2时，柱镜度Dc＝D3-D2，轴位为所述距离x3对应的清晰标识的方位，
当球镜度为D3时，柱镜度Dc＝D2-D3，轴位为所述距离x2对应的清晰标识的方位。
6.如权利要求5所述的一种主观验光装置，其特征在于：所述精度δD的范围为：0.25D≦δD≦0.5D。
7.如权利要求5所述的一种主观验光装置，其特征在于：所述透镜组包括两个透镜，所述焦距f0为所述两个透镜的组合焦距。
8.一种主观验光装置，其特征在于，包括依次设置在光轴上的由至少一个成像透镜组成的透镜组、柱透镜和透光板，所述透光板厚度为h,折射率为n；所述柱透镜和所述透光板可以沿着光轴前后移动；所述柱透镜的焦距为f2；受测人眼角膜前表面位于所述透镜组一侧的焦距f0处；所述透光板的前表面设置有第一散光表，后表面设置有第二散光表；所述第二散光表相对所述第一散光表错位设置；所述主观验光装置沿所述透光板的移动路径上标记有用于辨识球镜度的值，且沿所述柱透镜的移动路径标记有用于辨识柱镜度的值；
球镜度D1与移动位置x满足下式：
精度
移动位置x为所述透光板前表面到所述透镜组光心的物距减去所述透镜组焦距f0得到的值，
若受测人眼在所述柱透镜和所述透光板的前表面叠在一起移动时能看清楚所述第一散光表的某一线条，但看不清所述第二散光表的任何一条线条，受测人眼的球镜度为D1，且受测人眼的柱镜度为0；
若受测人眼在所述柱透镜和所述透光板的前表面叠在一起移动时不能看清楚所述第一散光表的任何一条线条，也不能看清楚所述第二散光表的任何一条线条时，则受测人眼的球镜度和柱镜度Dc按照以下方式测量：
所述透光板经沿光轴移动，受测人眼能看清楚所述第一散光表的某一线条但看不清楚所述第二散光表的任何一条线条的第一个移动位置的球镜度D4为：
所述透光板经沿光轴继续移动，受测人眼能看清与所述第一散光表的所述某一线条相垂直的另一条线条但看不清楚所述第二散光表的任何一条线条的第二个移动位置的球镜度D5为：
如果所述柱透镜是负柱透镜，受测人眼的球镜度取在所述第一个移动位置和所述第二个移动位置中的较大值处的球镜度,并在所述较大值处调节所述柱透镜的方位，以使得所述柱透镜的轴与所述第一散光表的所述另一线条的方位一致，然后使所述柱透镜沿光轴移动，并使所述透光板前表面到所述柱透镜的距离为y，直至所述第一散光表上的全部线条都清晰；
如果所述柱透镜是正柱透镜，受测人眼的球镜度取在所述第一个移动位置和所述第二个移动位置中的较小值处的球镜度,并在所述较小值处调节柱透镜的方位，以使得柱透镜的轴与所述第一散光表的所述另一线条的方位一致，然后移动所述柱透镜，得到所述距离y，直至所述第一散光表的全部线条都清晰；
受测人眼的柱镜度Dc与移动距离y满足下式：
<mrow>
<msub>
<mi>D</mi>
<mi>c</mi>
</msub>
<mo>=</mo>
<mrow>
<mo>(</mo>
<mi>y</mi>
<mo>+</mo>
<mfrac>
<mrow>
<msub>
<mi>yf</mi>
<mn>2</mn>
</msub>
</mrow>
<mrow>
<mi>y</mi>
<mo>-</mo>
<msub>
<mi>f</mi>
<mn>2</mn>
</msub>
</mrow>
</mfrac>
<mo>)</mo>
</mrow>
<mo>/</mo>
<msubsup>
<mi>f</mi>
<mn>0</mn>
<mn>2</mn>
</msubsup>
<mo>;</mo>
</mrow>
所述柱透镜的轴向为柱镜度的轴位。
9.如权利要求8所述的主观验光装置，其特征在于：所述精度δD的范围为：0.25D≦δD≦0.5D。
10.如权利要求8所述的主观验光装置，其特征在于：所述透镜组包括两个透镜，所述焦距f0为所述两个透镜的组合焦距。
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