綜合驗光機是現代視光學檢查中不可或缺的設備，其核心功能依賴于多種光學鏡片的組合與協同工作。這些鏡片通過精確的光學設計和參數調整，幫助驗光師準確測量患者的屈光狀態、雙眼視功能及眼位情況。

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一、工作原理

綜合驗光機的工作原理基于光學成像和屈光矯正。通過調整光學鏡片的位置和參數，改變進入眼睛的光線路徑，從而模擬不同的屈光狀態。驗光師根據患者的視覺反饋，逐步調整鏡片組合，最終確定最佳的屈光矯正方案。

二、光路結構

綜合驗光機的光路結構主要包括以下幾個部分：

1. 光源系統：提供穩定的照明，通常使用白光或特定波長的單色光。

2. 鏡片組：包括球鏡、柱鏡、棱鏡等，用于調整光線的聚焦和偏轉。

3. 視標系統：顯示不同圖案或文字，供患者觀察。

4. 反射與折射元件：如分光鏡、反射鏡等，用于引導和調整光路。

5. 接收系統：包括患者的眼睛和驗光師的觀察系統。

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三、驗光流程

綜合驗光機的驗光流程通常包括以下步驟：

1.初始檢查：使用球鏡片初步矯正視力。

2.散光檢測：通過柱鏡片和交叉柱鏡確定散光度數和軸位。

3.雙眼平衡：使用棱鏡片和偏振鏡片檢查雙眼協調性。

4.近用視力檢查：使用近用視力鏡片評估老花情況。

5.特殊檢查：如色覺檢查、立體視覺檢查等。

四、光學元件與鏡片的作用

綜合驗光機中的光學鏡片是其核心組成部分，每種鏡片都有特定的功能和應用場景：

1.球鏡

球鏡片通常設計用于可見光波段（400-700 nm），以確保在驗光過程中提供清晰的視覺體驗。球鏡負責用于矯正近視和遠視，其中涉及到兩種透鏡，平凸透鏡和平凹透鏡，在綜合驗光機中，球鏡片通過旋轉或滑動機構快速切換，驗光師可以根據患者的反饋調整鏡片組合。

平凸透鏡一面為平面，另一面為凸面，主要用于矯正遠視（正鏡片），凸面使光線匯聚，增加光線的聚焦能力，用于增加屈光力。

平凹透鏡一面為平面，另一面為凹面，主要用于矯正近視（負鏡片），凹面使光線發散，減少光線的聚焦能力，用于減少屈光力。

在綜合驗光機中，球鏡片的設計需要滿足以下要求：

高光學精度：鏡片的曲率半徑和厚度必須精確控制，曲率半徑決定了鏡片的凸面或凹面形狀，以確保屈光力的準確性；中心厚度影響鏡片的光學性能和重量。

低像差：鏡片需要盡量減少球差、色差等光學像差，以保證成像質量。

輕量化與耐用性：鏡片材料通常采用光學玻璃或樹脂，既輕便又耐用。

屈光度（Diopter, D）：表示鏡片的屈光能力，范圍為-20 D至+20 D。

材料折射率（Refractive Index）：通常為1.5至1.7，影響球鏡的屈光力和色散特性。

2.柱面鏡

柱面鏡（應用波段可見光400-700 nm）在綜合驗光機中用于檢測和矯正和散光，通過旋轉柱面鏡，確定散光的軸位和度數完成檢測，通過調整柱面鏡的屈光度和軸位，使光線在水平和垂直方向上聚焦于視網膜用于散光矯正。它的特點在于一個方向有曲率（柱面軸上有曲率，用于聚焦或發散光線），另一個方向無曲率（在垂直于柱面軸的方向上為平面，不改變光線的傳播方向）。根據其適用類型，我們分為正柱面鏡和負柱面鏡。

正柱面鏡形狀為凸柱面鏡，在柱面軸上聚焦光線，用于矯正某一方向的散光。

負柱面鏡形狀為凹柱面鏡，在柱面軸上發散光線，用于矯正另一方向的散光。

柱面鏡的光學特性主要體現在其非對稱性，單向聚焦或發散只在柱面軸上改變光線的傳播方向。像散矯正用于矯正散光，使光線在水平和垂直方向上聚焦于同一平面。

柱面鏡參數

屈光度（Cylindrical Power, D）：表示柱面鏡的屈光能力，范圍為-6 D至+6 D。

軸位（Axis, °）：表示柱面鏡的柱面軸方向，范圍為0°至180°。

曲率半徑（Radius of Curvature）：決定柱面鏡的曲率。

材料折射率（Refractive Index）：通常為1.5至1.7，影響柱面鏡的屈光力。

交叉柱鏡是綜合驗光機中用于精確調整散光度數和軸位的關鍵光學元件，它由兩個正負柱面鏡組成，其柱面軸相互垂直（通常為90°），且屈光度相等但符號相反（正負屈光力）；通過旋轉手柄快速翻轉交叉柱鏡，實現正負屈光力的方向。中心標記指示交叉柱鏡的軸位方向（0°至180°）。一個交叉柱鏡一般可能由+0.25 D和-0.25 D的兩個柱面鏡（用于調整屈光度）組成。

3.棱鏡

在綜合驗光機中，棱鏡片通常是三棱鏡，截面為三角形，通常為等腰三角形或直角三角形，主要功能是偏轉光線。用于檢測和矯正眼位偏差（如檢測斜視或隱斜視），評估眼睛的位置和協調性；光線通過棱鏡時會發生偏轉，偏轉角度取決于棱鏡的頂角和折射率，棱鏡度（Prism Diopter, Δ）用于量化偏轉能力，1 Δ表示光線在1米處偏轉1厘米。

其次還有Risley旋轉棱鏡，由兩個三棱鏡組成，可以相對旋轉，通過旋轉兩個棱鏡，可以調整偏轉方向和角度，可連續調整棱鏡度。在整個棱鏡使用中，通過棱鏡調整光路，幫助患者實現雙眼單視斜視矯正；棱鏡起到分離雙眼視標，評估雙眼視功能完成雙眼平衡檢查。

棱鏡片主要參數

棱鏡度（Prism Diopter, Δ）：表示光線的偏轉能力，范圍為0 Δ至20 Δ。

頂角（Apex Angle）：決定棱鏡的偏轉能力，通常為5°至15°。

材料折射率（Refractive Index）：通常為1.5至1.7，確保偏轉角度的準確性，避免影響棱鏡的偏轉能力。

基底方向（Base Direction）：表示棱鏡的偏轉方向，通常為基底向上、向下、向內或向外。

材料及色散：棱鏡材料通常采用低色散光學玻璃或樹脂材料，以避免引入色差。

4.濾光片

在綜合驗光機中通常采用紅綠帶通濾光片，分別用于輔助驗光師進行球鏡度數的微調和雙眼平衡檢查。通過BP620窄帶紅色濾光片和BP530窄帶綠色濾光片實現光學濾波。在綜合驗光機中，通過紅綠視標比較，可以判斷球鏡度數是否準確。還可以通過紅綠濾光片分離雙眼視標，評估雙眼協調性。由于紅光（620 nm）和綠光（530 nm）的波長差異較大，人眼對它們的聚焦位置略有不同，通過比較紅綠視標的清晰度，判斷球鏡度數是否準確。如果紅光視標更清晰，說明球鏡度數不足；如果綠光視標更清晰，說明球鏡度數過高。

參數要求

中心波長:約620 nm/530 nm，

帶寬:約10-20 nm

透過率：>90%

截止深度：＞OD2

5.分光鏡和反射鏡

分光鏡能夠將入射光線分為反射光和透射光兩部分，由光學玻璃或薄膜涂層制成。在驗光機中，用于將光線分為兩路，一路傳遞至患者的眼睛，另一路傳遞至驗光師的觀察系統，在雙眼平衡檢查中，分光鏡可用于分離雙眼視標。

在綜合驗光機中，常用到平面反射鏡和 曲面反射鏡。平面反射鏡常用于將光源發出的光線反射至視標系統或患者的眼睛，為確保其光路效率，其反射率通常需要達到95%以上。曲面反射鏡可用于調整光線的聚焦狀態，優化光路效率，也常用于替代透鏡，減少色差。

6.偏振片和中性密度濾光片

偏振鏡片用于分離雙眼視標，檢查雙眼視功能。中性密度濾光片用于平衡雙眼亮度。

綜合驗光機中的光學鏡片是其功能實現的核心，通過球鏡、柱鏡、棱鏡、偏振鏡等多種鏡片的組合與調整，驗光師能夠全面評估患者的屈光狀態和視覺功能。每種鏡片都有其特定的參數和波段應用，確保驗光過程的精確性和可靠性。光學鏡片在綜合驗光機中的地位不可替代，其設計與應用直接決定了驗光結果的準確性和患者的視覺健康。