验光仪球镜度的准确度与精密度测试分析研究

验光仪球镜度的准确度与精密度测试分析研究

刘艳

新疆维吾尔自治区计量测试研究院  

摘要：随着矫正视力的人越来越多，人们越来越关注眼睛健康问题作为测试眼镜和检查人眼弱视状态的重要工具，光学质量与光学结果直接相关，因此必须对光学进行良好的检查。中国计量学学会修订了行政首长协调会第892-2005号《测量设备核查议定书》，为测量设备的核查提供了更完善的技术手段和法律依据。显然，核查人员必须根据结构特点和测量装置的使用情况进行第一次核查和定期核查，并应特别注意核查过程中经常出现的问题和预防措施，以确保真实性、准确性。

关键词：验光仪球镜度；准确度；精密度测试

引言

验光仪是运用红外光眼底反射相位法测定人眼屈光状态的仪器。临床上验光结果常作为患者配镜及治疗的基本依据，精准验光对于保障屈光不正患者的健康具有重要意义。近年来，随着手机、平板电脑等移动电子设备的普及，人群中过度用眼引起的眼科疾病发病率逐年提高，对于验光仪计量也提出了更高要求。验光仪作为国家强制检定工作器具，医疗卫生行业所有在用验光仪均须进行周期性检定以保障其精准验光。验光仪现行有效的国内专用标准为行业标准YY0673-2008《眼科仪器验光仪》和计量检定规程JJG892-2011《验光仪》，但两者关于球镜度的检验项目和要求稍有不同。

1验光仪的检定概述

光学仪器是一种精密仪器，用于检查人眼的视力衰减状态，能够测量眼睛的衰减状态，特别是焦距、球面透镜、轴位置、角曲率等。为眼睛的诊断和治疗提供了数据支持，在眼镜工业中起着非常重要的作用，眼镜的质量和佩戴者的眼睛健康与光学性能密切相关，因此需要对光学进行充分的验证。因为强光照、温度和湿度、灰尘等因素。可能影响光度计检定，中国对光度计检定的环境条件有明确规定。在验证过程中，周围环境条件必须符合应用环境。否则，在夏季直接照明时，环境温度低于5℃，或高于35℃，或在附近或在油汽、灰尘等环境中使用光度计。仪器的目标表面或光路将被灰尘颗粒污染，对光学系统和检测结果有一定的影响。因此，有必要确保仪器处于新的环境中，如果难以确保核查环境，则有必要将试验者送到专业测量核查部进行核查，在交付时妥善处理防潮和抗震问题。

2方法

（1）检测设备，将送检至联勤保障部队药品仪器监督检验总站的25台验光仪作为实验对象，25台验光仪来自15个具备生产资质企业的不同型号的合格新品，均可正常工作。使用中国计量科学研究院的RS型客观式模拟眼（编号：200118）对验光仪的球镜度进行检测。（2）检验项目和要求，将模拟眼支架与验光仪下颌托架连接，将不同球镜度的客观式模拟眼装入支架中，摇动机身操作柄使验光仪前后左右调焦，并调整模拟眼支架位置，使模拟眼的反射光斑在验光仪显示屏中心对焦成像，试读数1次。若有较大柱镜度出现，应调整模拟眼的位置，在柱镜度示值为最小后，测量5次，共11个检测点。球镜顶焦度检验（YY0673-2008）按公式（1）分别计算每个检测点的“精度-两倍标准差”。

式中，xi为第i次测量值，μ为5次测量的平均值。按表1判定球镜度顶焦度测量是否合格。

球镜度示值误差检验（JJG892-2011）按公式（2）计算每个检测点球镜度示值误差：

式中，μ为5次测量平均值，xd为模拟眼标准值。按表2判定球镜度示值误差是否合格。

球镜度测量重复性（JJG892-2011）选用±20m-1的客观式模拟眼，测量方法同前，结果按公式（3）计算每个检测点球镜度测量重复性：

式中，xmax为5次测量的最大值，xmin为5次测量的最小值。JJG892-2011规定球镜度测量重复性应不大于0.13m-1。

3球镜度检定结果dm的测量不确定度

(1)光度计具有调节其显示屏亮度、亮度和对比度的功能，可能会影响调试精度，光度计的灵敏度差异也可能导致解释错误。在多次测量模拟眼时，无法保证每个图像操作和图像开发完全相同，开发行为的差异和对开发精度的控制可能导致重复错误，从而引入了标准的u1(dm)不确定性组件。在日常核查中，为了最大限度地减少u1(dm)对最高层开发价值的影响，有必要确保每项措施的运作和开发方面尽可能保持一致。对于具有相同标称值的目标模拟眼，测量数不能少于三个，平均值是通过计算三个测量的平均值得出的。如果三项措施之间的差距过大，则需要增加措施的数量。如果发现异常值，应去除异常值，然后取平均值作为仿真眼球的实际测量值。(2)验光和灵敏度不同而引入的标准不确定性组件U2(DM)-即使要求在检查过程中将上焦距指示值设置为最小分辨率分隔符，以确保测量结果不会产生值错误调查显示，目前市场上的最低分辨率为0.01米-1和0.12米-1，其中0.12米-1得到更广泛的使用，不同决议所引入的标准不确定性也不同。(3)在测量过程中，在开始测量之前，必须将客观模拟眼安装在光度计上并进行定位，由此产生的定位误差将输入标准的u3(dm)不确定性分量中。安装镜头模拟眼时，镜头模拟眼应用支架应安装在照排机的底部支架上，以使镜头模拟眼尽可能与照排机的光学轴对齐，并确保其定位正确-高于照排机规定的基准点。

4讨论

统计学中，精度可分为准确度、精密度、精确度，准确度和精密度分别反映系统误差和随机误差的影响程度，不能相互替代，而精确度是包含精密度和准确度的综合概念。本次检验结果中，25台验光仪的球镜度测量精密度均符合YY0673-2008的规定；21台验光仪球镜度测量符合JJG892-2011的规定，3台验光仪的球镜度测量准确度不符合球镜度示值误差要求，1台验光仪的球镜度测量精密度不符合球镜度测量重复性要求，不符合率16%。4台验光仪均是在大检测点（±10m-1、±15m-1、±20m-1）处“球镜度示值误差”或“球镜度测量重复性”检验项目不合格，主要是产品设计问题，生产厂家在产品设计中对聚焦点的判断、捕捉不够准确，导致在手动测量和自动测量过程中，光标指示的“最佳聚焦点”并非最佳。从验光仪的原理上分析其原因，顶焦度=1/焦距，当顶焦度较小时，焦距较大，操作验光仪时微小的距离变化不会引起顶焦度的较大变化；但当顶焦度较大时，焦距较小，操作时焦距的变化会引起顶焦度的敏感变化，一旦聚焦不准，则直接导致顶焦度的测量值偏差较大，因此这种设计缺陷在顶焦度小的测量点处影响不大，但在大测量点处则凸显出问题。

5建议

(1)建议测定仪制造商生产符合ISO10342-2010和jgg 892-2011标准的设备，如果高光度测定区的价值普遍发生变化，应尽快为已经上市的测定仪提供实用的解决办法。(2)对于既具有手动功能又具有自动功能的光度计，制造商应努力保持这两种功能测量的一致性。如果操作结果与测量结果不同，应在操作手册中特别注明。(3)在控制器对测距仪进行测量核查时，应严格遵守jgg 892-2011中规定的操作方法和测量性能要求，以确保核查数据的真实准确性以及核查结果的公平性和可靠性。

结束语

认证是保证眼镜行业和分销机构专业水平检查的重要支持，是保持市场经济有序发展的重要手段。自中国实行强制检验以来，大大促进了检验计量的发展和市场推广。尽管在实际核查工作中仍然存在许多问题，但只要核查人员在核查过程中注意到预防措施，正确设定参数，在核查之前做好核查准备，并在下列情况下进行核查，核查结果就能尽可能准确。

参考文献

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[5]石文渊.自然验光仪光学系统的研究与设计[D].浙江工业大学,2018