洪寶玉 李 飛 朱建平

(中國計量科學研究院，北京 100013)

0 引言

驗光儀，有的也稱驗光機(以下除1995版和2005版檢定規(guī)程名稱采用驗光機外，其他稱驗光儀)，是眼科光學領域內(nèi)應用最為廣泛的儀器之一，幾乎每一家眼鏡店和醫(yī)院的驗光部門都配備了該類儀器。驗光儀是用于檢查人眼屈光狀態(tài)的儀器，其質(zhì)量和計量性能與人眼視力健康密切相關，因此驗光儀被列為強制檢定工作計量器具，對其進行計量檢定也顯得至關重要。

按測量原理劃分，驗光儀可分為主觀式驗光儀和客觀式驗光儀，其主要區(qū)別是：主觀式驗光儀依賴被檢查者對目標成像清晰與否的主觀判斷，來確定被檢查者的屈光狀態(tài)；而客觀式驗光儀利用其光電系統(tǒng)對被檢查者視網(wǎng)膜上反射回來的光斑進行測量，客觀確定被檢查者的屈光狀態(tài)，無需被檢查者的主觀判斷。目前國內(nèi)外廣泛使用的是客觀式驗光儀。

針對客觀式驗光儀， ISO/TC172/SC7“國際眼科光學和儀器”標準化分技術委員會制定了ISO10342“Eye Refractometers”國際標準[1]，對其球鏡度、柱鏡度和柱鏡軸位等技術指標均提出了相關的技術要求。

國內(nèi)方面，1995年第一版《驗光機》檢定規(guī)程頒布實施，在各省市計量技術機構、質(zhì)檢部門以及生產(chǎn)企業(yè)幾年的共同努力下，驗光儀的產(chǎn)品質(zhì)量不斷提高。但隨著技術的進步以及計量檢定水平的提升，原有規(guī)程已經(jīng)不能滿足要求，因此在2005年完成了對《驗光機》檢定規(guī)程的修訂。在修訂稿中，新增加了客觀式驗光儀柱鏡軸位等相關技術要求。新版規(guī)程計劃于2006年3月實施，但是由于受到新增標準器研制進度影響，經(jīng)國家質(zhì)檢總局批準，暫停執(zhí)行，仍按1995版規(guī)程執(zhí)行。經(jīng)過計量院一年多的努力，新增標準器成功研制，并順利通過國家質(zhì)檢總局主持的成果鑒定，而且申報了中國和美國發(fā)明專利(目前已正式取得授權)。在此基礎上，計量院向國家質(zhì)檢總局申請恢復執(zhí)行2005版規(guī)程，經(jīng)批復，2005版規(guī)程于2008年3月正式實施。

新增標準器已經(jīng)推廣到各省市級計量技術機構、企業(yè)以及其他一些相關單位，經(jīng)過幾年實際使用，證實了新研制標準器具有很好的可行性。另外考慮到JJG 922—2008《驗光儀頂焦度標準器》[2]和JJG 1011—2006《角膜曲率計》[3]檢定規(guī)程均已正式頒布實施，因此為了對驗光儀的檢定工作提供更加完善的技術手段和法規(guī)依據(jù)，確保驗光儀量值的統(tǒng)一，我們對JJG 892—2005《驗光機》規(guī)程進行修訂。

JJG 892—2011《驗光儀》[4]檢定規(guī)程已于2012年2月4日正式執(zhí)行，本文的撰寫主要是對規(guī)程中修訂的內(nèi)容加以提煉總結，并對規(guī)程名稱修改原因進行了說明，然后分析和討論了其中幾項關鍵技術指標，以便更好地指導實際檢定工作。

1 檢定規(guī)程名稱修改說明

將檢定規(guī)程名稱修改為《驗光儀》的主要原因如下：

規(guī)程修訂小組先前在起草《驗光儀》國家標準的過程中(計劃項目編號20081582-Q-604)，專家認為：在行業(yè)內(nèi)，用于檢查測量的設備習慣稱為“××儀”，如角膜地形圖儀、眼后節(jié)光學相干斷層掃描儀等；用于加工的設備習慣稱為“××機”，如磨邊機等，因此建議將標準名稱由原來的《驗光機》修改為《驗光儀》，以更符合行業(yè)習慣。

另外考慮與已經(jīng)正式頒布實施的JJG 922—2008《驗光儀頂焦度標準器》檢定規(guī)程的名稱相一致，因此在JJG 892—2005《驗光機》檢定規(guī)程修訂過程中，我們也向專家征求規(guī)程名稱修改的意見。根據(jù)專家回復的意見以及審定會的意見，均建議將規(guī)程名稱修改為《驗光儀》。規(guī)程報批后，也獲得了批準。

2 修訂的主要內(nèi)容

除了檢定規(guī)程名稱做了修改之外，2011版驗光儀規(guī)程在內(nèi)容上也做了不少改動。主要修改和增減的內(nèi)容概括如下：

1)刪除了第一部分范圍中第二段內(nèi)容，因為目前已起草專門的型式評價大綱；

2)增加了引用文獻：JJG 922—2008《驗光儀頂焦度標準器》和JJG 1011—2006《角膜曲率計》；

3)對相關術語進行了增減，與JJG 922—2008《驗光儀頂焦度標準器》和JJG 1011—2006《角膜曲率計》檢定規(guī)程基本一致；

4)根據(jù)JJF 1002—1998對概述部分進行了修改，主要概述了驗光儀的用途，主/客觀式驗光儀的基本測量原理；

5)計量性能要求中主要將客觀式驗光儀的“柱鏡度示值誤差”和“瞳距示值誤差”兩個選擇性項目修改為必檢項目，并將客觀式驗光儀球鏡度測量重復性的要求由“不得超過0.12m-1”修改為“應不大于0.13m-1”，另外對部分計量性能要求的表述方式進行了修改；

6)通用技術要求部分，刪除了原規(guī)程中6.5的內(nèi)容，增加了測量范圍、刻度間隔、操作者目鏡(如適用)等相關要求；

7)計量器具控制部分，檢定設備根據(jù)JJG 922—2008和JJG 1011—2006檢定規(guī)程進行了簡化和增加，增加了“客觀式驗光儀柱鏡度示值誤差”和“客觀式驗光儀瞳距示值誤差”兩個檢定項目，檢定方法也進行了編輯性修改；

8)考慮與ISO 10342國際標準接軌，增加了“連續(xù)顯示式驗光儀”的相關內(nèi)容；

9)刪除了“附錄A—客觀式驗光儀柱鏡標準器”的內(nèi)容；

10)根據(jù)JJF 1059—1999《測量不確定度評定與表示》[5]對測量不確定度評定的內(nèi)容進行了完善。

3 關鍵技術指標的分析與探討

3.1 客觀式驗光儀球鏡度測量重復性

客觀式驗光儀球鏡度測量重復性的計量性能要求由原來的“不得超過0.12m-1”修改為“應不大于0.13m-1”，并且在檢定方法中明確了是“在模擬眼和儀器機頭位置均不動的情況下連續(xù)測量并讀數(shù)5次”，以避免歧義。

將客觀式驗光儀球鏡度測量重復性由“不得超過0.12m-1”修改為“應不大于0.13m-1”主要是考慮：市場上有不少驗光儀，當其頂焦度最小數(shù)顯分度值設置為0.12m-1時，其實際頂焦度值顯示間隔為0.12m-1、0.13m-1、0.12m-1、0.13m-1……，所以檢定其球鏡度測量重復性時，5次測量值的讀數(shù)可能為：19.87m-1、20.00m-1、20.00m-1、20.00m-1、19.87m-1，這5次測量值之間最大值與最小值之差為0.13m-1。

3.2 客觀式驗光儀柱鏡度示值誤差

該檢定項目已修改為必檢項目?？陀^式驗光儀柱鏡度是驗光儀重要的技術指標，ISO 10342國際標準對其示值允差也進行了規(guī)定，因此柱鏡度示值誤差的檢定是驗光儀檢定項目中非常重要的一項。由于2005版規(guī)程頒布時，柱鏡標準器還沒有完全解決，所以當時將此項目定為選擇性。目前柱鏡標準器已經(jīng)研制成功并通過了鑒定。因此，在檢定客觀式驗光儀時應該對柱鏡度示值誤差進行檢定。

檢定過程中需要注意，客觀式驗光儀柱鏡度示值誤差的檢定應該在0°(180°)和90°兩個軸位方向分別進行，每個方向至少測量3次，取平均值作為實測結果。另外檢定過程中還應注意調(diào)整標準器的位置，使球鏡度示值為零或最小，以減少由于柱鏡模擬眼光軸與驗光儀光軸不重合所引入的球鏡度誤差。

3.3 客觀式驗光儀瞳距示值誤差

該檢定項目也已修改為必檢項目。同樣由于2005新規(guī)程頒布時，瞳距標準器還沒有完全解決，因此將此項目定為選擇性。目前瞳距標準器已經(jīng)研制成功，并通過了成果鑒定以及幾年的實際使用，證實具有很好的可行性。因此，在檢定具有瞳距測量功能的客觀式驗光儀時，應該包括對該項目的檢定。

需要提醒的是，瞳距標準器的兩只專用0m-1客觀模擬眼不能用于對客觀式驗光儀零位示值誤差的檢定。另外市場上有一些客觀式驗光儀的瞳距示值并不直接顯示在顯示屏上，需要打印之后才能看到，提醒各位檢定人員在檢定過程中應注意判斷被檢驗光儀是否具有瞳距測量功能。

3.4 角膜曲率示值誤差

該檢定項目在2005版規(guī)程已有要求，但是當時JJG 1011—2006《角膜曲率計》檢定規(guī)程尚未頒布實施，因此并未引起重視。驗光儀屬于強檢計量器具，另外JJG 1011—2006《角膜曲率計》檢定規(guī)程中第5.4條規(guī)定：對于帶有人眼角膜或接觸鏡曲率測量功能的驗光儀，其計量性能除應滿足驗光儀檢定規(guī)程的要求外，還應同時滿足規(guī)程第5.1～5.3條的要求；因此帶有角膜曲率測量功能的驗光儀必須檢定其角膜曲率示值誤差。

角膜曲率通常有兩種示值表達方式：曲率半徑(以mm為單位)和角膜屈光度(以m-1為單位)。兩者之間的換算關系為：

F=(n-1)×1000/R

式中，F(xiàn)為角膜屈光度，單位m-1；R為角膜前表面曲率半徑，單位mm；n為角膜折射率，一般取n=1.3375。

若儀器同時具有上述兩種示值表達方式，可只進行JJG 1011—2006《角膜曲率計》檢定規(guī)程中5.1條和5.2條的檢定；若儀器僅有角膜屈光度的示值表達方式，則可只進行JJG 1011—2006檢定規(guī)程中5.3條的檢定。也就是說，如果一臺儀器的測量結果既可以顯示為曲率半徑(mm)，也可以顯示為角膜屈光度(m-1)，那么就只在曲率半徑示值的模式下測量，測量結果應符合《角膜曲率計》規(guī)程5.1和5.2的要求；如果僅能顯示為角膜屈光度，那么只要進行5.3條的檢定。

角膜曲率示值誤差的檢定采用角膜曲率計用計量標準器進行。角膜曲率計用計量標準器由曲率半徑用標準器和測量支架兩部分組成。曲率半徑用標準器由光學玻璃材料制成，具有凸球面和凹球面兩種表面形狀，3種半徑規(guī)格共計6個標準器，其曲率半徑的標稱值分別為：6.668mm、7.943mm和9.320mm，曲率半徑的標準不確定度小于0.001mm，有效光學區(qū)域直徑為8mm。當取人眼角膜折射率n=1.3375，對應角膜屈光度標稱值分別為：50.61m-1、42.49 m-1和36.21 m-1。如果帶角膜曲率測量功能的驗光儀只能檢測人眼角膜，則只用凸球面標準器對它進行檢定；如果既能檢測人眼角膜，也能檢測角膜接觸鏡的曲率半徑，則需要用凸、凹球面標準器對其進行檢定。檢定時，將儀器調(diào)整到角膜曲率測量模式下，然后按照JJG 1011—2006《角膜曲率計》檢定規(guī)程中規(guī)定的方法和步驟進行檢定。

3.5 通用技術要求

通用技術要求部分，刪除了原規(guī)程中6.5的內(nèi)容，增加了測量范圍、刻度間隔、操作者目鏡(如適用)等相關要求。刪除原規(guī)程中6.5的內(nèi)容主要是因為各個廠家客觀式驗光儀的測量原理不同，成像方式難以規(guī)定，而且“……具有較高的示值靈敏度”不是定量的表述方式；增加的測量范圍、刻度間隔、操作者目鏡(如適用)等相關要求主要是考慮與ISO國際標準接軌，因此修改采用了ISO 10342國際標準中4.2、4.3和4.4相關條款內(nèi)容。

這里需要強調(diào)說一下的是測量范圍要求，新規(guī)程中參考ISO 10342國際標準對驗光儀的球鏡度、柱鏡度、柱鏡軸位測量范圍進行了規(guī)定，除了要求“驗光儀球鏡度測量范圍至少應為-15～+15m-1，柱鏡度(絕對值)測量范圍至少應為0～6m-1，柱鏡軸位測量范圍應為0°～180°”之外，還要求“驗光儀實際測量范圍應與說明書明示的測量范圍一致”。也就是說，如果一臺驗光儀，說明書中明示的球鏡度測量范圍是-20～+20m-1，但實際上-20m-1點測不到，盡管它滿足-15～+15m-1的最小測量范圍要求，也應判定為不合格。

4 結束語

本文結合舊版規(guī)程對JJG 892—2011《驗光儀》檢定規(guī)程修訂的主要內(nèi)容進行了說明，并著重分析和探討了其中幾項關鍵技術指標：客觀式驗光儀球鏡度測量重復性、客觀式驗光儀柱鏡度示值誤差、客觀式驗光儀瞳距示值誤差、角膜曲率示值誤差以及通用技術要求中的測量范圍。希望本文能夠對省市級計量技術機構以及其他相關單位的檢定人員在開展驗光儀檢定工作過程中有所幫助。同時作為規(guī)程的主要起草人之一，也希望同行們多跟我們溝通交流，把平時在檢定規(guī)程中遇到的各種問題反饋給我們，為今后規(guī)程的修訂工作奠定基礎。

[1] ISO 10342，Ophthalmic instruments-Eye refractometers[S].2003

[2] JJG 922—2008 驗光儀頂焦度標準器檢定規(guī)程[S]. 中國計量出版社

[3] JJG 1011—2006 角膜曲率計檢定規(guī)程[S].中國計量出版社

[4] JJG 892—2011 驗光儀檢定規(guī)程[S].中國計量出版社

[5] JJF 1059—1999 測量不確定度評定與表示技術規(guī)范[S].中國計量出版社

[6]黃申懋,楊湘鋼.驗光機計量檢定時的測量不確定度分析.計量技術,2006(4)：57-58