CN219895703U - 连续变焦验光光学***和便携式主观验光仪 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种连续变焦验光光学***，包括共光轴依次布置的球面负薄透镜L1、球面正薄透镜L2和球面负薄透镜L3，所述球面负薄透镜L1沿所述光轴移动设置，所述球面负薄透镜L3的光心位于所述球面正薄透镜L2的像方焦点处，所述球面负薄透镜L1的光焦度为所述球面正薄透镜L2的光焦度为所述球面负薄透镜L3的光焦度为 满足以下关系本实用新型还公开了包括该连续变焦验光光学***的便携式主观验光仪。本实用新型能精确模拟插片验光的验光过程，验光过程快捷，验光结果准确，可大大缩短验光配镜时间。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种验光光学***及验光仪，特别是涉及一种便携式连续光学变焦主观验光仪。
背景技术
眼的屈光不正(近视、远视、散光、老视、屈光参差)是常见的眼科疾患，其共同特点是患者视力下降、视物模糊，影响日常生活、工作和学习。对眼的屈光不正的矫正，目前公认的最好办法是佩戴框架眼镜。为此，必须用特殊的仪器验光仪来对患有屈光不正的眼睛进行检查，确定屈光不正的性质和程度，以其检查结果来指导配镜。
主观验光仪为基于主观验光法的验光仪，它利用一系列的矫正镜片，在被测者的配合下，根据被测者视力进步的主观感受，验配出被测者觉得看得清楚、准确、舒服、持久的配镜处方。
常见的主观验光仪主要为插片验光设备和综合验光仪，插片验光设备主要包括验光试镜箱及视力表。验光时，视力表置于被测眼眼前五米远处，被测眼瞳孔保持自然状态(不散瞳)，并戴上试镜架。将试镜片***试镜架，后者能保证试镜片与被测眼角膜顶点之间的镜眼距等于公认的佩戴框架眼镜的镜眼距。加减试镜片，根据被测者观察视力表时视力的进步情况，决定最适宜的镜片。这种验光方法，设备简单，操作方便，检查结果精确可靠，也是所有其他验光仪取得结果后必不可少的最后一道配镜环节，具有不可替代性。其缺点是验光过程中人工换片繁琐，须有经验的验光师操作，验光费时，效率不高。
综合验光仪是集屈光不正检查和视功能检查于一体的眼科仪器，它将几乎所有的试镜片装进了一个转轮***，选择试镜片只需转动转轮***的转轮，方便快捷。但验光准确度易受多方面影响：仪器体积大，会使被测者产生近感性调节；受仪器形状设施限制，验光时被测眼的镜眼距及被测者的头位难以保持不变；用交叉圆柱镜精调散光度数和轴向操作繁琐费时，又需验光师与被测者反复进行指点问答式的沟通，使验光速度减慢，准确度下降。因此，其检测结果仍需经插片验光复核和调整，并以插片验光的最终结果作为配镜处方。另外还存在仪器价格昂贵，结构复杂，不便移动，需有经验的验光师操作等缺点。
另外申请号为201310207478.7的中国发明专利“一种主观验光仪及验光方法”公布了测试者通过观察标识物的清晰程度来取得被测眼的球镜度和柱镜度的方法。申请号为201610094759.X的中国发明专利“一种主观验光装置及主观验光方法”公布了解决前述验光仪在验光过程中由于人眼观察视标时看到清晰与模糊判断不够准确而造成的验光结果准确度不高的方法。这两种验光仪，实际上是对单片验光透镜和一个可移动视标板组成的单纯验光仪BaDa验光仪的视标板进行了一定的改进，增加了测定散光的功能及参考物，但由于这些改进并不能改变验光透镜景深(焦深)的客观存在，也不能有效地控制被测者产生的调节即被测者已知视标在近处几乎总会产生调节，二是视标板位置的变化引起的视标板来的光线聚散度发生改变，对被测眼的调节刺激也发生改变，故测量准确度不会得改善。
吉民生,戴志霞.验光仪的设计原理及临床应用.华中科技大学学报(医学版),1978.介绍了一种主观验光仪，该验光仪的球面光学***为一简单的伽利略望远镜，通过改变望远镜物镜的位置来改变整个球面光学***的合成焦距(屈光度)，架构简单小巧，携带方便。但由于物镜位置变化时，不仅合成焦距(光焦度)发生变化，其合成***的物方主点和象方主点位置也在发生变化，使合成***既不能相当于一个薄透镜，也无法使其后主点与被测眼角膜顶点保持配镜所需的一个公认的镜眼距，不符合验光配镜的基本条件，因此，测量结果误差较大。
综上所述，除插片验光设备外的现有的主观验光仪测定的结果只能为配镜提供初始数据，都必须经插片验光复核和调整，并以插片验光的最终调整结果作为配镜处方。
实用新型内容
针对上述现有技术的缺陷，本实用新型提供了一种连续变焦验光光学***以及便携式主观验光仪，克服现有主观验光仪测得准的验不快，测得快的验不准，单台验光仪难以做到又快又准地获得验光测量结果的问题。
本实用新型技术方案如下：一种连续变焦验光光学***，包括共光轴依次布置的球面负薄透镜L1、球面正薄透镜L2和球面负薄透镜L3，所述球面负薄透镜L1沿所述光轴移动设置，所述球面负薄透镜L3的光心位于所述球面正薄透镜L2的像方焦点处，所述球面负薄透镜L1的光焦度为所述球面正薄透镜L2的光焦度为/>所述球面负薄透镜L3的光焦度为满足以下关系
进一步地，所述球面正薄透镜L2的光焦度为的范围为+3D～+25D。
进一步地，所述球面负薄透镜L3的光焦度为的范围为-25D～-3D。
进一步地，所述球面负薄透镜L1为单片光学镜片或多片光学镜片的组合，所述球面正薄透镜L2为单片光学镜片或多片光学镜片的组合，所述球面负薄透镜L3为单片光学镜片或多片光学镜片的组合。
进一步地，为了满足散光度检测的要求，所述球面负薄透镜L3背向所述球面正薄透镜L2的一侧设有可转动的同号的负柱面薄透镜L4和负柱面薄透镜L5，所述负柱面薄透镜L4和负柱面薄透镜L5的转动轴线与所述光轴同轴，所述负柱面薄透镜L4和负柱面薄透镜L5的透镜轴线交点位于所述光轴，所述负柱面薄透镜L4和负柱面薄透镜L5的透镜轴线均垂直于所述光轴。
进一步地，所述负柱面薄透镜L4和负柱面薄透镜L5的光焦度均为-3D柱。
一种便携式主观验光仪，包括前述的连续变焦验光光学***、变焦调节装置、光焦度显示装置和接眼装置，所述变焦调节装置用于驱动所述球面负薄透镜L1沿所述光轴移动，所述光焦度显示装置用于根据所述球面负薄透镜L1在所述光轴的位置显示所述连续变焦验光光学***的整体光焦度，所述接眼装置用于保持被测眼睛与所述球面负薄透镜L3的距离。
进一步地，包括验光仪本体，所述球面正薄透镜L2和所述球面负薄透镜L3固定设置于所述验光仪本体，所述球面负薄透镜L3位于所述验光仪本体的末端，所述验光仪本体设有移动镜框，所述球面负薄透镜L1固定于所述移动镜框，所述变焦调节装置设置于所述验光仪本体用于驱动所述移动镜框沿所述验光仪本体移动使所述球面负薄透镜L1沿所述光轴移动，所述光焦度显示装置包括光焦度指针和光焦度指示标，所述光焦度指针和所述光焦度指示标分别连接于所述移动镜框和所述验光仪本体，所述移动镜框移动时改变所述光焦度指针在所述光焦度指示标上的位置，所述接眼装置设置于所述验光仪本体的末端。
一种便携式主观验光仪，包括前述的连续变焦验光光学***、变焦调节装置、光焦度显示装置、散光调节装置、散光显示装置和接眼装置，所述变焦调节装置用于驱动所述球面负薄透镜L1沿所述光轴移动，所述光焦度显示装置用于根据所述球面负薄透镜L1在所述光轴的位置显示所述连续变焦验光光学***的整体光焦度，所述散光调节装置用于驱动所述负柱面薄透镜L4和负柱面薄透镜L5转动以改变所述负柱面薄透镜L4和负柱面薄透镜L5的透镜轴线夹角和/或所述负柱面薄透镜L4和负柱面薄透镜L5的透镜轴线夹角角平分线在所述光轴的周向的角度，所述散光显示装置用于根据所述负柱面薄透镜L4和负柱面薄透镜L5的透镜轴线夹角显示散光度以及根据所述负柱面薄透镜L4和负柱面薄透镜L5的透镜轴线夹角角平分线在所述光轴的周向的角度显示散光角度，所述接眼装置用于保持被测眼睛与所述球面负薄透镜L3的距离。
进一步地，包括验光仪本体，所述球面正薄透镜L2固定设置于所述验光仪本体，所述验光仪本体设有移动镜框，所述球面负薄透镜L1固定于所述移动镜框，所述变焦调节装置设置于所述验光仪本体用于驱动所述移动镜框沿所述验光仪本体移动使所述球面负薄透镜L1沿所述光轴移动，所述光焦度显示装置包括光焦度指针和光焦度指示标，所述光焦度指针和所述光焦度指示标分别连接于所述移动镜框和所述验光仪本体，所述移动镜框移动时改变所述光焦度指针在所述光焦度指示标上的位置，所述散光调节装置包括套筒和同轴反转机构，所述套筒转动设置于所述验光仪本体的末端，所述套筒的转动轴线与所述光轴同轴，所述球面负薄透镜L3、所述负柱面薄透镜L4和所述负柱面薄透镜L5设置于所述套筒内，所述同轴反转机构设置在所述套筒上，所述散光显示装置包括角度指针、角度指示标、散光度指针和散光度指示标，所述角度指针和所述角度指示标分别连接于所述套筒和所述验光仪本体，所述套筒转动时改变所述角度指针在所述角度指示标上的位置，所述同轴反转机构驱动所述负柱面薄透镜L4和所述负柱面薄透镜L5同速反向转动并同时驱动改变所述散光度指针在所述散光度指示标上的位置，所述接眼装置设置于所述套筒的末端。
进一步地，包括老视视标，所述老视视标设置在所述球面正薄透镜L2朝向所述球面负薄透镜L1的一侧的前方30～50cm处。
本实用新型所提供的技术方案的优点在于：
本实用新型连续光学变焦***，能精确模拟插片验光的验光过程，由球面负薄透镜L1的移动以及负柱面薄透镜L4和负柱面薄透镜L5的转动实现连续快速变焦，取代插片验光和综合验光仪所使用的有一定量值间隔的试镜片，验光时不需要手工或机械换片以及用交叉圆柱镜精调散光度数和散光轴向的烦琐费时的操作，也不需要配置电脑验光仪使用。
采用连续光学变焦***的便携式主观验光仪具有快速连续的光学变焦能力和同步示值的准确性，能又快又准地对屈光不正进行精准检查，通过配置老视视标，也可以快速方便地对老视性屈光不正进行检测。连续的变焦使测定结果不会出现如插片验光及综合验光仪因试镜片具有一定量值间隔光焦度而产生的对屈光不正的过矫或欠矫现象，实现了单台验光仪即能进行快速精准验光，提高了验光配镜的工作效率和工作质量，可以满足各级医院和验光配镜单位快速精准验光的需要。
便携式主观验光仪可仅采用三片光学透镜片及简单的机械装置实现，不需电源及其他设施，仪器价格低廉，体积小，重量轻，携带方便，操作简单，可在一般场所甚至室外(此时观察的是5米外远方物体)随时快速准确地开展验光工作。其与验光配镜箱配合，即可在普通验光室内快速准确地开展验光配镜工作，可以大幅减少验光配镜的设备和费用。便携式主观验光仪由被测人员自主操作，验光师只要适当指导并负责做好配镜最后环节的复核调整工作，对验光人员专业要求低，可满足各种群体视力检查、视力筛查和视力监测的需要。
便携式主观验光仪在使用时，可与插片式验光一样，观察的是5米远处的视力表或其他物体，直接自然，易于被被测者尤其是儿童青少年接受，且不存在其他自动验光仪可能存在的光危害的风险。
采用本便携式主观验光仪可以方便地实施雾视法验光，克服了试镜片雾视法雾视透镜光焦度大增大减影响雾视效果的情况和综合验光仪反复调整球镜光焦度转轮的麻烦。
附图说明
图1是实施例1的连续变焦验光光学***的结构示意图。
图2是实施例1的连续变焦验光光学***的光学原理示意图。
图3是基于实施例1的连续变焦验光光学***的便携式主观验光仪的结构示意图。
图4是实施例2的连续变焦验光光学***的结构示意图。
图5是基于实施例2的连续变焦验光光学***的便携式主观验光仪的结构示意图。
具体实施方式
下面结合实施例对本实用新型作进一步说明，应理解这些实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围，在阅读了本说明之后，本领域技术人员对本说明的各种等同形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围内。
实施例1，如图1所示，本实施例涉及的连续变焦验光光学***，包括共光轴依次布置的球面负薄透镜L1、球面正薄透镜L2和球面负薄透镜L3。其中球面负薄透镜L1可沿光轴移动，即可沿光轴靠近或远离球面正薄透镜L2，球面负薄透镜L3的光心位于球面正薄透镜L2的像方焦点处。球面负薄透镜L1的光焦度为球面正薄透镜L2的光焦度为/>球面负薄透镜L3的光焦度为/>满足以下关系
球面正薄透镜L2的光焦度为的范围为+3D～+25D，球面负薄透镜L3的光焦度为的范围为-25D～-3D，具体可根据需要测量的光焦度(屈光度)量程范围而定。
对于上述连续变焦验光光学***，不考虑球面负薄透镜L3时，***结构光学原理如图2，其中球面负薄透镜L1为球面***I，球面正薄透镜L2为球面***II。球面***I和球面***II的物方主点和像方主点分别为H1、H′1和H2、H′2，它们的主焦点分别为F1、F′1和F2、F′2，焦距分别为f1、f′1和f2、f′2，两***的光学间隔d表示球面***I的像方主点H′1到球面***II的物方主点H2之间的距离，用球面***II的象方主点H′2的位置来确定合成***的像方主点H′的位置，用X′H表示。
则球面***I和球面***II的合成***的焦距f、f′，物方主点和像象方主点的位置X′H、XH，物方主点和像方主点之间的距离分别表示为
图中，合成***的物方主点H没有画出。
可见，合成***的焦距f和f′，物方主点H和像方主点H′的位置、物方主点H和像方主点H′之间的距离由球面***I和球面***II的焦距f1和f2、两***之间的光学间隙Δ及球面***I的像方主点H′1到球面***II的物方主点H2的距离d所决定。当合成***的光焦度随Δ变化而变化时，其物方主点H和像方主点H′的位置也在变化，它既不能相当于一个薄透镜，像方主点的位置也不能保持不变。因此，随意选择球面***I和球面***II构成共轴光学变焦***无法满足验光仪的设计要求。
实际上，本实施例中球面负薄透镜L1的光焦度为和球面正薄透镜L2的光焦度为满足
也就是f′1＝f2，此时d＝Δ且X′H＝f′2，合成***像方主点位置可保持不变。f′1＝f2代入合成***的焦距f′的公式可以得到
表明，合成***的像方焦距f′仅与d成反比，即f′由d值唯一决定，其变化范围也仅由d值唯一决定。f′1＝f2代入合成***的物方主点和像方主点之间的距离的公式可以得到
表明合成***的物方主点和像方主点之间的距离正好等于唯一决定合成***焦距变化值和变化范围的d值。因此，如果能通过控制d值在一定的变焦范围内始终足够小(即d值相对于视力表所在距离，一般为5米而言足够小)，则该合成***相对于5米远处的视力表或其他物体就相当于一个薄透镜。
由球面负薄透镜L1和球面正薄透镜L2组成的***的光焦度为
根据选定的值，即可由上式确定球面负薄透镜L1和球面正薄透镜L2组成的***的光焦度示值/>
取则/>故在球面***II的像方焦平面处(即球面正薄透镜L2的像方焦点处)放置一光焦度为负的球面负薄透镜L3，球面负薄透镜L3的光焦度为/>则此时三个薄透镜的合成***的光焦度为
合成***的像方主点位置不变，仍在球面***II的像方主点上。基于上述两式，通过d值的变化，可以确定合成***的光焦度的变化范围和零值位置。
综上，该连续变焦验光光学***满足了模拟插片验光的验光过程和佩戴框架眼镜必须满足的所有要求，这些要求具体包括：
1、由于插片验光过程中使用的所有试镜片和佩戴的框架眼镜的眼镜片均为薄透镜，因此，该光学变焦***在验光仪要求的测量范围内必须相当于一个薄透镜。
2、由于插片验光时任一***试镜架的试镜片与被测眼镜膜顶点之间的镜眼距是保持不变的，亦即任一试镜片***试镜架后，其像方主点的位置都是一样的，因此，该光学变焦***在验光仪要求的测量范围内任意变焦时，其像方主点的位置必须保持不变。
应当指出的是，上述实施例的连续变焦验光光学***中图示给出的球面负薄透镜L1、球面正薄透镜L2和球面负薄透镜L3均为单片光学镜片，但并不限制于此，球面负薄透镜L1、球面正薄透镜L2和球面负薄透镜L3都可以分别选择使用单片光学镜片或者由多片光学镜片的组合构成。
基于上述实施例的连续变焦验光光学***制得的一个具体的便携式主观验光仪结构如图3所示，包括验光仪本体，验光仪本体设有连续变焦验光光学***。验光仪本体的机械结构主要包括前镜筒11和后镜筒13，装有球面负薄透镜L1 9的移动镜框8安装在前镜筒11内并可在其内壁移动，保证球面负薄透镜L1 9的光轴与前镜筒11同轴，同时在前镜筒11的壁面可开设轴向的滑槽与移动镜框8配合，使移动镜框8的移动是沿着前镜筒11轴向也就是球面负薄透镜L1 9的光轴进行。
球面正薄透镜L2 12和球面负薄透镜L3 14分别固定在后镜筒13的前端(远眼端)和末端(近眼端)，球面正薄透镜L2 12和球面负薄透镜L3 14的光轴与后镜筒13同轴。球面正薄透镜L2 12和球面负薄透镜L3 14的光心之间的距离为球面正薄透镜L2 12的像方焦距。后镜筒13的前端部分***前镜筒11的末端(近眼端)实现前镜筒11和后镜筒13同轴配合并用紧定螺母30固定。在前镜筒11的前端(远眼端)旋接上带有保护玻璃1的保护玻璃框2以保护球面负薄透镜L1 9。
前镜筒11上还设置有变焦调节装置和光焦度显示装置。其中变焦调节装置用于驱动移动镜框8移动，也就是驱动球面负薄透镜L1 9沿光轴移动。光焦度显示装置用于根据球面负薄透镜L1在光轴的位置显示连续变焦验光光学***的整体光焦度。
具体的，变焦调节装置采用的是易于维修的线传动方式，光焦度显示装置采用的是指针移动指示的方式。在前镜筒11上沿轴向开设两条或三条长槽，供固定在移动镜框8上的传动线系结螺钉34、光焦度指针固定螺钉7在长槽内随移动镜框8同步移动。传动线系结螺钉34与机械传动***相连接，机械传动***包括固定在前支架4上的第一线传动被动轮37、固定在底座36上的线传动主动轮35、固定在后支架32上的第二线传动被动轮33，通过它们的传动线系结在传动线系结螺钉34上。前支架4以及后支架通过前支架螺钉3和后支架螺钉31固定在前镜筒11上，底座36固定在前支架4以及后支架32上。
光焦度指针6固定在光焦度指针固定螺钉7上，前镜筒11上位于光焦度指针固定螺钉7移动长槽的一侧固定有的光焦度指示标5，光焦度指示标5上罩有保护外壳10。验光时，转动线传动主动轮35，可使球面负薄透镜L1 9在前镜筒11内移动，同时同步带动光焦度指针6移动。通过光焦度指针6在光焦度指示标5上位置的改变来显示连续变焦验光光学***的光焦度。
为保证验光时保持固定的镜眼距，本验光仪设计有接眼装置，即接眼护圈15，接眼护圈15旋接在后镜筒13的末端，验光时，被测眼贴近接眼护圈15，可使镜眼距始终保持在公认的镜眼距。另外在后镜筒13的末端还设有一可绕后镜筒13转动的盖板(未示出)，以供验光时遮盖未测眼。
采用本实施例的便携式主观验光仪的验光方法为：验光师嘱被测者左手手持验光仪，被测眼贴近验光仪护眼圈15，遮盖另一只眼，观察5米远处的视力表或其他物体，右手转动线传动主动轮35，直至看得清楚为止。此时，光焦度指针6对准的光焦度指示标5上的光焦度示值即为被测眼的球面光焦度值。操作三次，取平均值。换眼，如上法操作。
老视性屈光不正的检测，可将老视视标39***老视视标插孔38内，老视视标插孔38位于前支架4上。应当指出的是，这里只是给出的一种固定老视视标39的示意，老视视标39也可以其他方式与验光仪本体固定。根据老花镜经验测定法以被测者的舒适度为主的原则和一般阅读距离为40厘米且要在±5厘米变动范围内看得清晰的要求，并考虑到一般生理性老花眼的读数在0.5D～3.5D之间及本验光仪前主点在球面负薄透镜L1 9物方焦点处的情况，本验光仪的老视视标39没有必要随球面负薄透镜L1 9一起移动，其位置可固定在球面正薄透镜L2 12的前方大约30～50厘米处即可。被测眼贴近接眼护圈15，如前述上法操作，直至老视视标39看得最清晰，此时光焦度指示标5上的光焦度示值即为被测眼的老视屈光不正度数。
实施例2，如图4所示，本实施例涉及的连续变焦验光光学***在实施例1的基础上增加了柱面连续光学变焦***，柱面连续光学变焦***包括负柱面薄透镜L4和负柱面薄透镜L5。负柱面薄透镜L4和负柱面薄透镜L5紧贴在球面负薄透镜L3背向所述球面正薄透镜L2的一侧。负柱面薄透镜L4和负柱面薄透镜L5可转动，两者的转动轴线与实施例1的连续变焦验光光学***的光轴同轴，负柱面薄透镜L4和负柱面薄透镜L5的透镜轴线交点位于光轴，负柱面薄透镜L4和负柱面薄透镜L5的透镜轴线均垂直于光轴。负柱面薄透镜L4和负柱面薄透镜L5的转动可以直接改变两者的透镜轴线的夹角，也可以同步转动不改变两者的透镜轴线的夹角而仅改变两者的透镜轴线在光轴的周向位置。根据两同号柱面薄透镜合成***的汤姆森公式，柱面合成***的散光读数C、球面读数D及散光轴向β由两柱面薄透镜轴线之间的夹角α(α<90°)及两柱面薄透镜的度数A、B决定，即
C2＝A2+B2+2ABcos2α
本实施例选取的两柱面薄透镜均为负柱面透镜，且负柱面薄透镜L4和负柱面薄透镜L5的光焦度均为-3D柱，则有
C＝-6cosα
负柱面薄透镜L4和负柱面薄透镜L5的夹角α在0°～90°之间变化时，柱面连续光学变焦***的散光读数C将在-6D柱～0D柱之间变化，满足验光仪对散光度必须满足的测定范围，且散光轴向为轴线夹角的角平分线。由于两负柱面透镜又可同步绕光轴转动且不改变两轴线之间的夹角，因此可以使散光轴向测定必须满足的0°～180°的要求。
基于上述实施例的连续变焦验光光学***制得的一个具体的便携式主观验光仪结构如图5所示，其中前镜筒11及其内部结构(包括球面负薄透镜L1 9)、变焦调节装置和光焦度显示装置的结构与实施例1相同，不再赘述。本实施例还设有负柱面薄透镜L425、负柱面薄透镜L5 24、散光调节装置以及散光显示装置。散光调节装置包括套筒29和同轴反转机构。具体的，后镜筒13的前端固定安装球面正薄透镜L2 12并***前镜筒11的后端同轴固定。在后镜筒13的末端同轴套设有一可转动的套筒29，套筒29上套装有压紧环16，后镜筒13的末端设有套筒拉紧环26，压紧环16与套筒拉紧环26螺纹连接，使套筒29紧贴在固定在后镜筒13上的套筒固定座21上，使套筒29可绕光轴(后镜筒13的轴线)转动且无轴向移动。压紧环16上设置周向的刻度盘作为角度指示标(散光轴向角度)，套筒29上设置指示线作为角度指针，两者构成散光显示装置中用于显示散光轴向角度的部分。套筒29的转动改变角度指针在角度指示标的位置从而得到散光轴向角度。
在套筒29内前后同轴设置可转动的前镜框28和后镜框22，球面负薄透镜L3 12和负柱面薄透镜L4 25密接并共同固定在前镜框28内，负柱面薄透镜L5 24固定在后镜框22内，球面负薄透镜L3 14、负柱面薄透镜L4 25和负柱面薄透镜L5 24的轴线都与套筒29同轴，即组成的球面负薄透镜L1 9、球面正薄透镜L2 12、球面负薄透镜L3 14、负柱面薄透镜L4 25和负柱面薄透镜L5 24共光轴，并且负柱面薄透镜L4 25和负柱面薄透镜L5 24可绕光轴转动。同轴反转机构包括小锥齿轮17、第一大锥齿轮23和第二大锥齿轮27，其中第一大锥齿轮23和第二大锥齿轮27同装于套筒中并由压紧螺母20定位，第一大锥齿轮23和第二大锥齿轮27与套筒29为转动连接，前镜框28则固定在第一大锥齿轮23的轴孔中，后镜框22固定在第二大锥齿轮27的轴孔中。小锥齿轮17通过齿轮固定座19径向设置在套筒29上，并与第一大锥齿轮23和第二大锥齿轮27均啮合，当转动小锥齿轮17时，则第一大锥齿轮23和第二大锥齿轮27可以带动前镜框28和后镜框22进行同步的反向转动，从而改变负柱面薄透镜L4 25和负柱面薄透镜L5 24的透镜轴线之间的夹角α但不改变该夹角的角平分线的方向即不改变散光轴向。在与小锥齿轮17同步转动的刻度盘18的周向刻有散光度指示标，在套筒29上刻有的指示线作为散光度指针(可以与角度指针为同一指示线)，两者构成散光显示装置中用于显示散光度的部分。小锥齿轮17的转动改变散光度指针在散光度指示标的位置从而得到散光度。
采用本实施例的便携式主观验光仪的验光方法为：
一、测定球面屈光不正(近视、远视、老视)
转动小锥齿轮17，使散光度指示标上的散光刻度C值的零位对准套筒29上的指示线，此时负柱面薄透镜L4 25和负柱面薄透镜L5 24构成的光学***无散光。其余测定步骤同实施例1。
二、散光测定
依据上法测定被测眼的球面屈光不正的度数，如被测眼的视力达不到0.7～0.8时，可考虑有散光存在。转动小锥齿轮17，使散光刻度盘散光示值C的示值为0.5D或1.0D，使负柱面薄透镜L4 25和负柱面薄透镜L5 24合成***有0.5D或1.0D散光，此时视力表变得模糊，旋转套筒29，若旋转到任何位置被测眼均感到模糊，则指示被测眼无散光，视力提不高，可能是被测眼的其他原因所致。如转到某一位置，视力表比较清楚，而其他位置均比较模糊，则提示被测眼有散光。进一步转动小锥齿轮17调整散光度数并稍转动线传动主动轮35调整球面屈光度度数，直至视力表看得最清晰为止。此时，散光度指针在散光度指示标上指示的散光度数即为被测眼的散光度数，角度指针在压紧环16上的示值即为被测眼的散光轴向，此时球面屈光度示值减去散光度数的一半的绝对值即为被测眼的球面屈光度数。
根据规则散光最大屈光力和最小屈光力子午线互相垂直及两轴位之间的转换关系，对任何规则散光，总有一轴位的散光度数为负，因而本验光仪的测量范围实际上覆盖了验光仪必须满足的-6D～6D的测量范围，也满足目前散光配镜均取负柱面透镜的习惯。
对上述实施例的便携式主观验光仪进行试用，分别与插片验光和散瞳验光相对比，并把差别小于等于0.5D作为基本符合，差别大于0.5D作为差别较大。测试操作均由被测者在验光师的指导下自主完成，每只眼的测定时间均在2分钟之内。测试结果如下
上述结果可以看出，本验光仪验光快速，结果准确。与插片验光对比，其完全相符率为95.8％，基本相符率为100％，说明本实用新型设计采用的连续变焦光学***可靠地实现了对插片验光过程的精准模拟，验证了该***的设计方案是正确可行的，其机械***的运行和示值的正确性是可靠的，达到了设计预期。与散瞳验光相对比，符合率有所降低的原因，一是本验光仪本身的测定误差，二是散瞳验光时验光师的主观判定误差二方面所致。
Claims (11)
1.一种连续变焦验光光学***，其特征在于，包括共光轴依次布置的球面负薄透镜L1、球面正薄透镜L2和球面负薄透镜L3，所述球面负薄透镜L1沿所述光轴移动设置，所述球面负薄透镜L3的光心位于所述球面正薄透镜L2的像方焦点处，所述球面负薄透镜L1的光焦度为所述球面正薄透镜L2的光焦度为/>所述球面负薄透镜L3的光焦度为/>满足以下关系
2.根据权利要求1所述的连续变焦验光光学***，其特征在于，所述球面正薄透镜L2的光焦度为的范围为+3D～+25D。
3.根据权利要求2所述的连续变焦验光光学***，其特征在于，所述球面负薄透镜L3的光焦度为的范围为-25D～-3D。
4.根据权利要求1所述的连续变焦验光光学***，其特征在于，所述球面负薄透镜L1为单片光学镜片或多片光学镜片的组合，所述球面正薄透镜L2为单片光学镜片或多片光学镜片的组合，所述球面负薄透镜L3为单片光学镜片或多片光学镜片的组合。
5.根据权利要求1所述的连续变焦验光光学***，其特征在于，所述球面负薄透镜L3背向所述球面正薄透镜L2的一侧设有可转动的同号的负柱面薄透镜L4和负柱面薄透镜L5，所述负柱面薄透镜L4和负柱面薄透镜L5的转动轴线与所述光轴同轴，所述负柱面薄透镜L4和负柱面薄透镜L5的透镜轴线交点位于所述光轴，所述负柱面薄透镜L4和负柱面薄透镜L5的透镜轴线均垂直于所述光轴。
6.根据权利要求5所述的连续变焦验光光学***，其特征在于，所述负柱面薄透镜L4和负柱面薄透镜L5的光焦度均为-3D柱。
7.一种便携式主观验光仪，其特征在于，包括权利要求1至4中任意一项所述的连续变焦验光光学***、变焦调节装置、光焦度显示装置和接眼装置，所述变焦调节装置用于驱动所述球面负薄透镜L1沿所述光轴移动，所述光焦度显示装置用于根据所述球面负薄透镜L1在所述光轴的位置显示所述连续变焦验光光学***的整体光焦度，所述接眼装置用于保持被测眼睛与所述球面负薄透镜L3的距离。
8.根据权利要求7所述的便携式主观验光仪，其特征在于，包括验光仪本体，所述球面正薄透镜L2和所述球面负薄透镜L3固定设置于所述验光仪本体，所述球面负薄透镜L3位于所述验光仪本体的末端，所述验光仪本体设有移动镜框，所述球面负薄透镜L1固定于所述移动镜框，所述变焦调节装置设置于所述验光仪本体用于驱动所述移动镜框沿所述验光仪本体移动使所述球面负薄透镜L1沿所述光轴移动，所述光焦度显示装置包括光焦度指针和光焦度指示标，所述光焦度指针和所述光焦度指示标分别连接于所述移动镜框和所述验光仪本体，所述移动镜框移动时改变所述光焦度指针在所述光焦度指示标上的位置，所述接眼装置设置于所述验光仪本体的末端。
9.一种便携式主观验光仪，其特征在于，包括权利要求5或6所述的连续变焦验光光学***、变焦调节装置、光焦度显示装置、散光调节装置、散光显示装置和接眼装置，所述变焦调节装置用于驱动所述球面负薄透镜L1沿所述光轴移动，所述光焦度显示装置用于根据所述球面负薄透镜L1在所述光轴的位置显示所述连续变焦验光光学***的整体光焦度，所述散光调节装置用于驱动所述负柱面薄透镜L4和负柱面薄透镜L5转动以改变所述负柱面薄透镜L4和负柱面薄透镜L5的透镜轴线夹角和/或所述负柱面薄透镜L4和负柱面薄透镜L5的透镜轴线夹角角平分线在所述光轴的周向的角度，所述散光显示装置用于根据所述负柱面薄透镜L4和负柱面薄透镜L5的透镜轴线夹角显示散光度以及根据所述负柱面薄透镜L4和负柱面薄透镜L5的透镜轴线夹角角平分线在所述光轴的周向的角度显示散光角度，所述接眼装置用于保持被测眼睛与所述球面负薄透镜L3的距离。
10.根据权利要求9所述的便携式主观验光仪，其特征在于，包括验光仪本体，所述球面正薄透镜L2固定设置于所述验光仪本体，所述验光仪本体设有移动镜框，所述球面负薄透镜L1固定于所述移动镜框，所述变焦调节装置设置于所述验光仪本体用于驱动所述移动镜框沿所述验光仪本体移动使所述球面负薄透镜L1沿所述光轴移动，所述光焦度显示装置包括光焦度指针和光焦度指示标，所述光焦度指针和所述光焦度指示标分别连接于所述移动镜框和所述验光仪本体，所述移动镜框移动时改变所述光焦度指针在所述光焦度指示标上的位置，所述散光调节装置包括套筒和同轴反转机构，所述套筒转动设置于所述验光仪本体的末端，所述套筒的转动轴线与所述光轴同轴，所述球面负薄透镜L3、所述负柱面薄透镜L4和所述负柱面薄透镜L5设置于所述套筒内，所述同轴反转机构设置在所述套筒上，所述散光显示装置包括角度指针、角度指示标、散光度指针和散光度指示标，所述角度指针和所述角度指示标分别连接于所述套筒和所述验光仪本体，所述套筒转动时改变所述角度指针在所述角度指示标上的位置，所述同轴反转机构驱动所述负柱面薄透镜L4和所述负柱面薄透镜L5同速反向转动并同时驱动改变所述散光度指针在所述散光度指示标上的位置，所述接眼装置设置于所述套筒的末端。
11.根据权利要求7或9所述的便携式主观验光仪，其特征在于，包括老视视标，所述老视视标设置在所述球面正薄透镜L2朝向所述球面负薄透镜L1的一侧的前方30～50cm处。
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