接触镜用校验镜片用于溶液法仪器校准的探讨

　　0　引言

　　角膜接触镜,即隐形眼镜,具有外形美观、成像失真度小、配戴方便等优点,受到越来越多消费者喜爱。佩戴接触镜主要为了矫正视力,因此其后顶焦度值准确与否至关重要,目前对其的测量方法[1]主要有两种:空气法和溶液法。空气法是用手动调焦式焦度计在空气中测量。该方法原理成熟,仪器结构简单,在国内的使用较为广泛。但对软性接触镜,镜片暴露在空气中容易失水变形,给测量结果带来较大误差。而溶液法,包括哈特曼法(Hartmannmethod)和莫尔条纹法(Moirédeflectometermethod),测量过程中镜片始终浸泡在溶液中,弥补了空气法的不足。但该方法原理复杂,对操作人员要求较高,在美国和欧洲国家的使用比较广泛,近几年也开始在中国使用。

　　ISO标准规定仪器使用之前必须用校验镜片进行校准,并且校验镜片的设计应该真实反映市场上接触镜的现状。2005年ISO组织正式采纳中国计量科学研究院研制的角膜接触镜专用校验镜片用于空气法仪器的校准,并颁布了ISO 9342-2“测量接触镜用焦度计的校验镜片(以下简称接触镜用校验镜片)”标准[2]。但对于已在美国和欧洲国家广泛使用的溶液法仪器的校准,没有规定统一的校验镜片。不同仪器采用不同的校验镜片。据了解,莫尔条纹法仪器采用成像质量很好的平凸镜片(象差很小),而哈特曼法仪器采用大框架眼镜用校验镜片(象差也较小),即ISO9342-1[3]。通过对两种仪器测量结果的比较发现:相同样品在相同测量条件下,两种仪器给出的测量结果发散很大(见实验研究部分),测量结果没有可比性,必须对校验镜片统一规定。接触镜由于其固有的小曲率半径,球差客观存在,因此采用小象差镜片作为溶液法仪器的校验镜片是不合理的。接触镜用校验镜片的设计原理既满足了顶焦度的定义也符合ISO标准对校验镜片的要求,应该同样适用于溶液法测量仪器的校准,但目前国际上对接触镜用校验镜片能否直接用于溶液法仪器校准尚持怀疑态度,为此本文对此进行了初步的理论数值分析和实验研究。

　　1　溶液法测量原理

　　1·1　莫尔条纹法

　　本方法主要利用莫尔技术,通过两个互为一定小夹角的光栅产生莫尔条纹。莫尔条纹由CCD探测,进行数字转换后通过接口传送到控制软件进行分析,并在显示屏上显示相应的图像。测量原理图如图1所示。

　　测量系统经过调整后,当插入不放镜片的容器时,莫尔条纹处于直线状态。当镜片放入容器时原先直线的条纹将发生偏转和扭曲,仪器通过线性马达控制激光光源位置,使条纹恢复到原先直线的状态和位置。根据马达的位移量计算出容器-镜片组成的复合系统顶焦度,并结合容器的参数、镜片的光学参数和测试溶液的折射率等计算给出镜片在空气中的顶焦度。