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光学助视器
低视力学
低视力光学助视器
低视力助视器的定义
可以改善低视力患者活动能力的任何一种装置或设备,均称为助视器(visualaids,typoscope)
在低视力康复中,助视器只是其中的一部分,而不是全部。
分类
光学助视器
远用助视器:
如望远镜等
近用助视器:
如放大镜等
非光学助视器
大字印刷品
闭路电视助视器(又称电子助视器)
光学助视器
定义:
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或装置。
凸透镜——放大作用,放大程度取决于透镜的屈光度数
棱镜和平面镜——改变目标在视网膜上成像的位置
望远镜——放大作用
低视力患者常需要一种以上助视器
一、远用助视器
——望远镜系统
目标距离与放大倍数关系
最简单而实用的增进低视力患者远视力的方法,是缩短患者与目标之间距离
患者从离目标20英尺处
移近到10英尺,可放大2倍,
移近到5英尺,可放大4倍,
余类推
目标距离与放大倍数关系
如果观察者与目标间的距离固定,只有靠望远镜才能缩短患者与目标之间的距离
事实上没有任何其他光学助视器能代替望远镜来提高远视力
望远镜的作用是通过对远处的物体产生一个观察的像而增大视角(角放大作用)
望远镜系统
最简单的包括两个光学系统——物镜和目镜
物镜通常是正透镜(屈光度标记为Dobj或D1)
目镜是屈光度较物镜大得多的负或正透镜(屈光度标记为Doc或D2)
目镜的正负与望远镜的类型有关(分别为Keplerian或Galilean望远镜)
望远镜系统
伽力略望远镜(Galilean):
一个正透镜的物镜和一个负透镜的目镜组成
望远镜系统
开普勒望远镜(Keplerian):
一个正透镜的物镜和一个正透镜的目镜组成
目镜较物镜的屈光度数大许多
产生倒像,如天文望远镜
镜筒较长
望远镜的放大率
放大率MTS=Doc/Dobj
Doc为目镜的屈光度数
Dobj为物镜的屈光度数
物镜与目镜间的距离d=fobj+foc
fobj为物镜的焦距
foc为目镜的焦距
d就是该望远镜筒的长度
望远镜的放大率
例:
设物镜焦距为10cm;目镜焦距为-5cm,求该望远镜的放大率。
Doc=-20D
Dobj=10D
M=-20/10=-2倍
两种望远镜的比较
伽利略开普勒
放大率2倍高达10倍
棱镜不需要需要
调焦可有一定有
设计简单复杂
长度眼镜式不能眼镜式
畸变大小
镜筒较短较长
望远镜的用途和局限性
优点:
能够放大远距离目标,是提高病人远视力的可行的方法
缺点:
视野明显缩小,目标变近变大;
病人头转动时目标呈快速反向转动;
景深短,不美观;
使配戴者走路困难
二、近用助视器
1、近用助视器的放大原理
放大作用(magnification):
是目标外观的增大,即增大目标在视网膜上的成像。
有4种方法:
相对体积的放大作用
相对距离的放大作用
角放大作用
投影放大作用
相对体积的放大作用
(relative-sizemagnification)
是目标实际体积或大小增大,在视网膜上的成像也相应放大,二者关系成正比
例如大字印刷品
相对距离的放大作用
(relative-distancemagnification)
即将目标向眼前移近而产生放大作用,又叫移近放大作用(approachmagnification)
目标距离与放大倍数关系
患者从离目标20英尺处
移近到10英尺,可放大2倍,
移近到5英尺,可放大4倍,
余类推
在视网膜成像的质量、亮度
及视野大小等方面均无任何
明显改变
相对距离的放大作用
如果以40cm为基准,则
放大率M=屈光度/2.5
即需要增加的近附加(屈光度)=2.5×M
所需屈光度数可由眼镜、调节力、未矫正的近视等分别或同时提供
下表说明了距离、放大作用、屈光度之间的关系
40厘米距离为标准(M=屈光度/2.5)
目标距离cm放大率(倍)屈光度(D)*
4012.5
2025
10410
5820
41025
22050
140100
25厘米距离为标准(M=屈光度/4)
目标距离cm放大率(倍)屈光度(D)*
2514
12.528
6.25416
5520
4.25624
3.33832
2.51040
放大镜或光学助视器的标明
常用的放大率不是以40cm,而是以25cm为基准
所以低视力专家愿意以屈光度数,不愿以放大倍数标明
放大率M=屈光度数/+4D或
M=25cm/屈光度的焦距
举例:
求+10D的放大镜的放大率
M=10/4=2.5;或M=25cm/10cm=2.5
角放大作用
(angularmagnification)
亦称放大力(magnifyingpower),是指通过光学系统后视网膜成像大小,与不通过光学系统视网膜成像大小之比。
角性放大作用最常见的光学设备是望远镜
入射角i,出射角e,e/i便是角性放大作用
投影放大作用
(projectionmagnification)
即把目标通过CCD或多媒体投影到屏幕上和闭路电视
投影放大作用=投影像大小(cm)/目标大小(cm)
主要用于教学
2、眼镜助视器
与普通眼镜相似
常用+4.00D~+40.00D
放大原理:
由于目标移近增大了视角,增大了视网膜成像
配戴眼镜助视器注意的问题
低视力病人的高度眼镜助视器对散光的考虑:
助视器度数>+10.00D时,<2.00D的散光可忽略
由于阅读距离特别近,书写困难;在书写时,可以考虑给一半的屈光度
单眼戴助视器的病人,差眼可能干扰好眼的功能,出现视力疲劳等症;可把差眼镜片贴上
用眼镜式助视器阅读
配戴眼镜助视器注意的问题
双眼眼镜助视器
双眼戴助视器的病人,超过>+6.00D以后,
必须加底向内的棱镜或者通过镜片移心完成
棱镜度(△)=瞳距(cm)/2辐辏(MA)
如果瞳距=60mm,单眼前所加的棱镜度数:
1米距离时,辐辏是1MA;棱镜度=6.0/21=3△
33厘米时,辐辏是3MA;棱镜度=6.0/23=9△
10厘米时,辐辏是10MA;棱镜度=6.0/210=30△
3、近用望远镜
光学原理:
在望远镜的物镜上加一个正透镜(阅读帽)
变远用望远镜为近或中距离使用
阅读距离取决于阅读帽的焦距
3、近用望远镜
阅读距离取决于阅读帽的焦距,与望远镜的放大倍数无关。
例如:
加+8.00D的正透镜,则该近用望远镜的阅读距离为
100/8=12.5cm
加+10.00D的正透镜,则该近用望远镜的阅读距离为
100/10=10cm
近用望远镜的放大率计算
远用望远镜在物镜上加阅读帽(正透镜)以后,其放大倍数也发生改变:
M=MaMd
M为综合放大倍数
Ma为阅读帽的放大倍数
Md为原望远镜的放大倍数
近用望远镜的放大率计算
举例:
阅读帽屈光度=10.00D,则Ma=10/4=2.5
如果望远镜放大率Md=2.5,
则M=MaMd=2.52.5=6.25
近用望远镜的优缺点
优点:
工作距离比眼镜助视器远,适合中距离工作
双手可自由活动,易获得较好照明
缺点:
视野小,景深较短
DFVTELEMICROSCOPE
4、手持放大镜
是一种目标与放大镜距离可以任意改变的近用助视器。
低倍放大镜:
<+10.00D
中等放大镜:
+10.00D~+20.00D
高倍放大镜:
>+20.00D
手持放大镜
对同一放大镜来说,当物距为一倍焦距时,放大镜的放大率是一定的
放大率M=放大镜屈光度数D/4
手持放大镜随着物距的变化,放大镜像的放大率也发生变化
目标越接近焦点,放大率越高(见下表)
手持放大镜
1个+10.00D的手持放大镜,焦距=10cm
标准M=10/4=2.5
物距像距M
2cm2.5cm1.25
5cm10cm2
8cm40cm5
9cm90cm10
不论放大镜屈光度大小,将目标置于其1/2焦距处,均产生2
的放大作用;为获得最高放大倍数,目标应该在焦距内近焦点处
手持放大镜
放大率M=放大镜屈光度数D/4,例如+12.00D放大镜的放大率M=12/4=3×
上述放大率的计算基于以下假设,即物体位于透镜的焦点处,上述M表示为放大镜的放大率,即在明视距离(25cm)处像的放大率。
手持放大镜
当手持放大镜和患者的调节或阅读近附加联合使用时,等效屈光度可以用以下公式表示:
DE=DM+A-d·DM·A
放大率M=DE/4
手持放大镜
DE=DM+A-d·DM·A
放大率M=DE/4
当眼镜平面(或眼睛)与手持放大镜之间的距离发生变化时:
一个正视眼的患者通过一个下加光为+2.50D的双光镜和+10.00D的手持放大镜阅读报纸。
如果患者用手持放大镜紧贴双光镜进行阅读,问系统的等效屈光度是多少?
放大率是多少?
3.125
当物体位于一倍焦距以内,手持放大镜和双光镜的距离越远,等效屈光度越小,系统的放大率越低。
手持放大镜
当物距变化时,其等效屈光度:
DE=DM+A-d·DM·A
放大率M=DE/4
假设在相同调节(或阅读近附加)A=2.50D情况下用同一屈光度的手持放大镜。
设DM=10.00Du=-5cmA=2.50D
手持放大镜
1/u’=1/u+DM=100/-5+10=-10
u’=-1/10=-10cmd=|-1/A–u’|=|-40+10|=30cm
等效镜度DE=DM+A-d·DM·A=10+2.5–0.3*10*2.5=12.5–7.5=5D
放大率M=DE/4=5/4=1.25x
手持放大镜
如u=-8cmDM、A值同例1
1/u’=1/u+DM=100/-8+10=-2.5
u’=-1/2.5=-40cmd=|-1/A–u’|=|-40–(-40)|=0cm
等效镜度DE=DM+A-d·DM·A=10+2.5–0*10*2.5=12.5D
放大率M=DE/4=12.5/4=3.
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