3.1.1 远用助视器_望远镜系统 - 低视力学

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3.1.1 远用助视器_望远镜系统

2009-11-29 15:25:31 来源:网络作者:天鸿【大中小】浏览:90871次评论:0条

可以改善低视力患者活动能力的任何一种装置或设备，均称助视器。在低视力的保健及康复中，助视器只是一部分，而不是全部。
助视器分为两大类，即光学性助视器和非光学性助视器。光学性助视器又分为远用和近用两种。
光学性助视器是一种借光学性能的作用，以提高低视力患者视觉活动水平的设备和装置。它可以是凸透镜、三棱镜或平面镜。凸透镜对目标可以产生放大作用，放大程度取决于该透镜的屈光度数。平面镜或三棱镜可以改变目标有视网膜上的成像位置。实际上没有一种助视器能够取代正常眼球的全部功能。低视力患者因工作、生活及学习有各种不同的要求，所以常常需要一种以上助视器。

远用助视器——望远镜系统
（一）发展概况
1608年荷兰的眼镜制造师Hans Lippershey设计了三种类型的望远镜式眼镜。第一种物镜为凸透镜，目镜为凹透镜，二者之间有一段距离；第二种前面是凸透镜，后面是凹透镜，凸透镜与凹透镜为一体，二者之间无间隔；第三种前面是凸面镜，后面为凹面镜，二者之间有间隔，以此来代替透镜。
1646年德国人Kircher首次开了一个手持望远镜式眼镜的处方。1667年Franscesco Eschinardi为一个－6.25D的近视眼患者开了一个放大倍数为2倍的望远镜式眼镜。1908年Hertel为高度近视眼设计了较为完善的望远镜式眼镜。第一个矫正近视眼的望远镜式眼镜的放大倍数为1.3倍，而且很快发现，望远镜式眼镜对于矫正合并有远视的弱视患者有益，其后望远镜的放大倍数有所增加。
1915年，Stock为一些在战争中受伤的低视力退伍军人配用望远镜式眼镜获得成功。其后各国光学工厂相继生产各种为低视力患者使用的望远镜，并不断加以改进及完善。
最简单而且实用的增进低视力患者远视力的方法，是缩短患者与目标的距离，如果二者之间的距离缩短为原来的1/2，则视网膜像的大小即自动变为原来的2 倍。这种方法在视网膜成像的质量、亮度及视野大小等方面，均无明显改变。当然，如果观察者与目标间的距离是固定不变的，则上述移近方法便不实用。所以在这种情况下，只有靠望远镜系统，才能缩短患者与目标间的距离，借此提高远视力。

（二）望远镜的基本设计类型

所有望远镜都可以认为它们包括两个光学系统，即物镜与目镜。物镜通常是正透镜，离所观察的目标近。目镜离观察者很近，是屈光度数较物镜大得多的负或正透镜。目镜的正负与望远镜的类型有关。例如伽利略望远镜的目镜是负透镜，而开普勒望远镜的目镜是正透镜。

1．伽利略望远镜伽利略望远镜包括一个物镜（正透镜）及一个目镜（负透镜），图3-1是伽利略望远镜的光学原理示意图。

如果是非调焦或固定焦距的伽利略望远镜，物镜与目镜间的距离为d，可以从下列公式求出d：
d = f1－f2
d 为调焦望远镜系统物镜与目镜的距离 f1为物镜焦距 f2为目镜焦距
设物镜焦距f1为10cm（+10.00D）；f2为5cm（－20.00D）则d = 10－5 = 5cm 此即该望远镜筒的长度。
望远镜系统的放大作用可由下列公式求出：
M = F2 / F1
M为望远镜的放大率；F2
为目镜的屈光度数；
F1 为物镜的屈光度数
如上述目镜F2
的屈光度数为－20..00D,物镜F1屈光度数为+10.00D，所以该望远镜的放大率为：M = 20 / 10 = 2×（即2倍）
2．开普勒望远镜该类望远镜物镜与目镜均为正透镜，但后者屈光度数较前者大许多。图3-2是开普勒望远镜的光学原理图。该类望远镜产生的是倒像，尚须有变倒像为直立的装置（所谓天文望远镜，即开普勒望远镜，但并不加变倒像为直立像的装置）。因此，同样放大倍数的开普勒望远镜，比伽利略望远镜的镜筒要长一些。

伽利略望远镜和开普勒望远镜的比较，见表3-1。
表3-1 伽利略望远镜与开普勒望远镜比较
伽利略望远镜开普勒望远镜
常用的放大倍数为2倍可达10倍
不需要加三棱镜系统需要加三棱镜变倒像为正像
可为调焦式及非调焦式常为调焦式
光学设计比较简单光学设计较复杂
重量轻，可以装在眼镜内重量大一些，少数装在眼镜上
周边畸变明显周边畸变轻，成像的质量及亮度佳
镜筒较短镜筒较长

（三）望远镜的基本性能
1．望远镜的放大作用远处目标射出的平行光线，进入望远镜系统形成入射角w，而出射角为w′，w′/ w表示该望远镜系统所产生的角放大作用。该望远镜系统的角放大系统可以根据图3-1用下列公式求出：
放大率M = tgw′/　w
M =（h′/　f2）/（h′/　f1）
M = f1　/　f2
h′为物镜形成的像高（mm）；f1为物镜的焦距（mm）；f2为目镜的焦距（mm）；F1为物镜的屈光度数；F2为目镜的屈光度数。
设目镜F2 = －20.00D，则其焦距f2 = 50mm（可以从公式F = 1/D求出），物镜F1 = +10.00D，则其焦距f1 = 10mm，所以放大率M = f1　/　f2 = 100/50 = 2×（即2倍）。
从图3-1得知，远处或无限远处目标射出的光线为平行光线，经过物镜即正透镜F1以后，光线聚焦在虚线顶端处形成焦点或焦面，同时也在物镜的第二焦面形成一个实像，但在光线尚未完全聚焦以前，便碰上了比物镜F1屈光度数大得多的目镜F2，于是这些聚合光线又重新散开（成为平行光线），并向反方向聚合，形成第一焦点或焦面，即形成放大的直立的虚像，为观察者的眼所看到。
2．望远镜与屈光不正使用非调焦望远镜时，可以用以下三种方法中的一种，来矫正患者的屈光不正。
（1）最早用也是最简单的方法是让患者戴上矫正远视力的眼镜，或使矫正镜与望远镜的目镜全为一体。
（2）第二种方法是改变物镜的屈光度数，或在物镜上外加一个“物镜帽”。如近视眼患者需用负透镜的物镜帽，如使用伽利略望远镜，则会降低相对的角放大作用。而在开普勒望远镜外加一个负的物镜帽，则可增加望远镜的相对角放大作用。同样，如患者为远视眼，需加正物镜帽，其结果与上述相反，即在使用伽利略望远镜时，相对角放大作用增大，而在使用开普勒望远镜时，相对角放大作用减低。
（3）第三种方法是变非调焦式望远镜为调焦式望远镜，以解决屈光不正。用改变目镜与物镜间距的方法，来解决屈光不正。在近视眼患者使用伽利略望远镜时，可以缩短物镜与目镜间的距离，即缩短镜筒，这样眼部接收的为散开光线，可使相对角放大作用降低。对远视眼患者，可增加伽利略望远镜的物镜与目镜间的距离，即延长镜筒，这样眼部接收的为聚合光线，因而增加了相对角放大作用。在使用可调焦的开普勒望远镜时，如为近视眼，亦需缩短镜筒，但相对角放大作用是增加而不是减少。对远视眼亦应增加透镜间距离，但相对角放大作用也减少了。
3．望远镜的色差或像差由于望远镜的视野比较小，所以周边部的畸变较眼镜助视器等为小。单筒手持望远镜常常是开普勒望远镜，其消球差的双合透镜是一种标准的光学结构，因其球差、慧差等均已降低到最小程度。这种设计多见于质量较高的开普勒望远镜，放大倍数多为4~8倍，少数为10倍。
眼镜式双筒望远镜常常是伽利略式望远镜，放大倍数多在4倍以下，而且像的质量与同样放大倍数的开普勒望远镜相比，也是比较差的。

（四）低视力门诊常用的远用望远镜

1．眼镜式望远镜这是低视力门诊常用的助视器（图3-3）。该望远镜外壳、镜片均为塑料制品，重量较轻，还附有不同屈光度数的阅读帽，以备近用。

2．单筒手持望远镜如图3-4。常用的有两种，一种4×12，放大倍数为4倍；另一种8×21，放大倍数为8倍。这两种望远镜均可调焦，能看清楚的范围约为眼前30cm到无限远。镜筒调短时可以看远处，镜筒调长时可以看近处，调到中间位置看中距离目标。而且，携带、使用都比较方便。

很多望远镜上标明8×20，7°，它的含义是：该望远镜放大8倍，物镜的直径为20mm，视野大小是7°。如患者视力在0.1或以上，可使用2~2.5倍的望远镜，而视力低于0.1时，可4~8倍的望远镜。

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责任编辑：peijingshi

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