角膜曲率计计量标准器的研制

　　1　引　言

　　角膜曲率计作为一种重要的眼科光学计量仪器,主要用于检测人眼角膜的曲率半径和散光轴位,在接触镜的验配以及相关眼科手术领域都有着广泛的应用。接触镜是直接贴附在人眼角膜表面上使用的,由于接触镜具有独特的方便、美观、安全及视野较大等优点,已越来越受到年轻消费者的青睐,其销售量呈逐年递增的趋势。

　　在进行接触镜(尤其是硬性接触镜)的验配时,首先要用角膜曲率计进行人眼角膜的曲率半径测量,给出选配接触镜后表面曲率半径的参考数据。近年来,在角膜激光治疗近视和给白内障患者施行人工晶体的植入手术中,角膜曲率计的应用也较为广泛。所以它给出的测量结果准确与否,将直接影响到患者的配镜质量以及手术后的视力矫正效果,直接关系到患者的身心健康。

　　目前国内对角膜曲率计的计量校准和检定尚属空白,无法对市场上销售和正在使用的角膜曲率计进行计量控制和质量把关,测量量值比较混乱,彼此之间缺乏可比性。角膜曲率计计量标准器(以下简称为标准器)的研制和建立将为角膜曲率计的计量校准和检定提供技术依据和手段,从而为该类仪器测量量值的准确、可靠提供技术保证。

　　2　角膜曲率计计量标准器的研制

　　市场上销售的角膜曲率计型号规格多种多样,其测量原理、测量功能及读数方式也各不相同,有手动调焦式的,也有自动数显式的,测量范围有宽有窄,测量精度也有高有低,所以标准器的研制须兼顾各类角膜曲率计的特点,应能满足大多数角膜曲率计的计量校准和检定。

　　2.1　研制方案

　　标准器由3套一组的角膜曲率标准镜片组成,通过测量这些标准镜片的样板球直径和表面面形误差,得到标准镜片的曲率半径标准值,并用3套标准镜片来保存标准器的量值。标准镜片的前表面设计成凸球面和凹球面两种形状、并且具有不同规格的曲率半径,后表面均为磨砂平面。这种方案兼顾了角膜曲率计功能多样化的特点,既能解决专用于测量人眼角膜曲率半径的角膜曲率计的计量校准和检定,又能解决用于接触镜曲率半径测量的角膜曲率计的计量校准和检定,具有覆盖面宽、测量可靠等优点。

　　2.2　角膜曲率计测量原理

　　在此以手动调焦式角膜曲率计为例,阐述被测量面曲率半径的测量原理。如图1所示,角膜曲率计主要由光源、被测目标、测量光路系统和读数系统四个部分组成。其中物方分划板1和2与光轴对称,夹角固定。

　　当在光路中放置被测目标(如标准镜片)时,从物方分划板1和2发出的光线经被测目标3的表面反射后,会生成两个像1′和2′,光线继续通过测量光路系统,此时操作人员通过目镜会在视场内观察到所成的像,然后前、后、左、右移动测量仪器进行调焦,直到视场内的成像清晰为止,从而确定被测目标到仪器测量头之间的距离,最后通过间接测量两个反射像1′和2′之间的距离2y′,从读数系统中得到相应的被测目标的曲率半径值。假设被测量面的中心区域近似为球面,则曲率半径r可以通过测出距离2y′带入式(1)进行计算: