洪宝玉 李 飞 朱建平

(中国计量科学研究院，北京 100013)

0 引言

验光仪，有的也称验光机(以下除1995版和2005版检定规程名称采用验光机外，其他称验光仪)，是眼科光学领域内应用最为广泛的仪器之一，几乎每一家眼镜店和医院的验光部门都配备了该类仪器。验光仪是用于检查人眼屈光状态的仪器，其质量和计量性能与人眼视力健康密切相关，因此验光仪被列为强制检定工作计量器具，对其进行计量检定也显得至关重要。

按测量原理划分，验光仪可分为主观式验光仪和客观式验光仪，其主要区别是：主观式验光仪依赖被检查者对目标成像清晰与否的主观判断，来确定被检查者的屈光状态；而客观式验光仪利用其光电系统对被检查者视网膜上反射回来的光斑进行测量，客观确定被检查者的屈光状态，无需被检查者的主观判断。目前国内外广泛使用的是客观式验光仪。

针对客观式验光仪， ISO/TC172/SC7“国际眼科光学和仪器”标准化分技术委员会制定了ISO10342“Eye Refractometers”国际标准[1]，对其球镜度、柱镜度和柱镜轴位等技术指标均提出了相关的技术要求。

国内方面，1995年第一版《验光机》检定规程颁布实施，在各省市计量技术机构、质检部门以及生产企业几年的共同努力下，验光仪的产品质量不断提高。但随着技术的进步以及计量检定水平的提升，原有规程已经不能满足要求，因此在2005年完成了对《验光机》检定规程的修订。在修订稿中，新增加了客观式验光仪柱镜轴位等相关技术要求。新版规程计划于2006年3月实施，但是由于受到新增标准器研制进度影响，经国家质检总局批准，暂停执行，仍按1995版规程执行。经过计量院一年多的努力，新增标准器成功研制，并顺利通过国家质检总局主持的成果鉴定，而且申报了中国和美国发明专利(目前已正式取得授权)。在此基础上，计量院向国家质检总局申请恢复执行2005版规程，经批复，2005版规程于2008年3月正式实施。

新增标准器已经推广到各省市级计量技术机构、企业以及其他一些相关单位，经过几年实际使用，证实了新研制标准器具有很好的可行性。另外考虑到JJG 922—2008《验光仪顶焦度标准器》[2]和JJG 1011—2006《角膜曲率计》[3]检定规程均已正式颁布实施，因此为了对验光仪的检定工作提供更加完善的技术手段和法规依据，确保验光仪量值的统一，我们对JJG 892—2005《验光机》规程进行修订。

JJG 892—2011《验光仪》[4]检定规程已于2012年2月4日正式执行，本文的撰写主要是对规程中修订的内容加以提炼总结，并对规程名称修改原因进行了说明，然后分析和讨论了其中几项关键技术指标，以便更好地指导实际检定工作。

1 检定规程名称修改说明

将检定规程名称修改为《验光仪》的主要原因如下：

规程修订小组先前在起草《验光仪》国家标准的过程中(计划项目编号20081582-Q-604)，专家认为：在行业内，用于检查测量的设备习惯称为“××仪”，如角膜地形图仪、眼后节光学相干断层扫描仪等；用于加工的设备习惯称为“××机”，如磨边机等，因此建议将标准名称由原来的《验光机》修改为《验光仪》，以更符合行业习惯。

另外考虑与已经正式颁布实施的JJG 922—2008《验光仪顶焦度标准器》检定规程的名称相一致，因此在JJG 892—2005《验光机》检定规程修订过程中，我们也向专家征求规程名称修改的意见。根据专家回复的意见以及审定会的意见，均建议将规程名称修改为《验光仪》。规程报批后，也获得了批准。

2 修订的主要内容

除了检定规程名称做了修改之外，2011版验光仪规程在内容上也做了不少改动。主要修改和增减的内容概括如下：

1)删除了第一部分范围中第二段内容，因为目前已起草专门的型式评价大纲；

2)增加了引用文献：JJG 922—2008《验光仪顶焦度标准器》和JJG 1011—2006《角膜曲率计》；

3)对相关术语进行了增减，与JJG 922—2008《验光仪顶焦度标准器》和JJG 1011—2006《角膜曲率计》检定规程基本一致；

4)根据JJF 1002—1998对概述部分进行了修改，主要概述了验光仪的用途，主/客观式验光仪的基本测量原理；

5)计量性能要求中主要将客观式验光仪的“柱镜度示值误差”和“瞳距示值误差”两个选择性项目修改为必检项目，并将客观式验光仪球镜度测量重复性的要求由“不得超过0.12m-1”修改为“应不大于0.13m-1”，另外对部分计量性能要求的表述方式进行了修改；

6)通用技术要求部分，删除了原规程中6.5的内容，增加了测量范围、刻度间隔、操作者目镜(如适用)等相关要求；

7)计量器具控制部分，检定设备根据JJG 922—2008和JJG 1011—2006检定规程进行了简化和增加，增加了“客观式验光仪柱镜度示值误差”和“客观式验光仪瞳距示值误差”两个检定项目，检定方法也进行了编辑性修改；

8)考虑与ISO 10342国际标准接轨，增加了“连续显示式验光仪”的相关内容；

9)删除了“附录A—客观式验光仪柱镜标准器”的内容；

10)根据JJF 1059—1999《测量不确定度评定与表示》[5]对测量不确定度评定的内容进行了完善。

3 关键技术指标的分析与探讨

3.1 客观式验光仪球镜度测量重复性

客观式验光仪球镜度测量重复性的计量性能要求由原来的“不得超过0.12m-1”修改为“应不大于0.13m-1”，并且在检定方法中明确了是“在模拟眼和仪器机头位置均不动的情况下连续测量并读数5次”，以避免歧义。

将客观式验光仪球镜度测量重复性由“不得超过0.12m-1”修改为“应不大于0.13m-1”主要是考虑：市场上有不少验光仪，当其顶焦度最小数显分度值设置为0.12m-1时，其实际顶焦度值显示间隔为0.12m-1、0.13m-1、0.12m-1、0.13m-1……，所以检定其球镜度测量重复性时，5次测量值的读数可能为：19.87m-1、20.00m-1、20.00m-1、20.00m-1、19.87m-1，这5次测量值之间最大值与最小值之差为0.13m-1。

3.2 客观式验光仪柱镜度示值误差

该检定项目已修改为必检项目。客观式验光仪柱镜度是验光仪重要的技术指标，ISO 10342国际标准对其示值允差也进行了规定，因此柱镜度示值误差的检定是验光仪检定项目中非常重要的一项。由于2005版规程颁布时，柱镜标准器还没有完全解决，所以当时将此项目定为选择性。目前柱镜标准器已经研制成功并通过了鉴定。因此，在检定客观式验光仪时应该对柱镜度示值误差进行检定。

检定过程中需要注意，客观式验光仪柱镜度示值误差的检定应该在0°(180°)和90°两个轴位方向分别进行，每个方向至少测量3次，取平均值作为实测结果。另外检定过程中还应注意调整标准器的位置，使球镜度示值为零或最小，以减少由于柱镜模拟眼光轴与验光仪光轴不重合所引入的球镜度误差。

3.3 客观式验光仪瞳距示值误差

该检定项目也已修改为必检项目。同样由于2005新规程颁布时，瞳距标准器还没有完全解决，因此将此项目定为选择性。目前瞳距标准器已经研制成功，并通过了成果鉴定以及几年的实际使用，证实具有很好的可行性。因此，在检定具有瞳距测量功能的客观式验光仪时，应该包括对该项目的检定。

需要提醒的是，瞳距标准器的两只专用0m-1客观模拟眼不能用于对客观式验光仪零位示值误差的检定。另外市场上有一些客观式验光仪的瞳距示值并不直接显示在显示屏上，需要打印之后才能看到，提醒各位检定人员在检定过程中应注意判断被检验光仪是否具有瞳距测量功能。

3.4 角膜曲率示值误差

该检定项目在2005版规程已有要求，但是当时JJG 1011—2006《角膜曲率计》检定规程尚未颁布实施，因此并未引起重视。验光仪属于强检计量器具，另外JJG 1011—2006《角膜曲率计》检定规程中第5.4条规定：对于带有人眼角膜或接触镜曲率测量功能的验光仪，其计量性能除应满足验光仪检定规程的要求外，还应同时满足规程第5.1～5.3条的要求；因此带有角膜曲率测量功能的验光仪必须检定其角膜曲率示值误差。

角膜曲率通常有两种示值表达方式：曲率半径(以mm为单位)和角膜屈光度(以m-1为单位)。两者之间的换算关系为：

F=(n-1)×1000/R

式中，F为角膜屈光度，单位m-1；R为角膜前表面曲率半径，单位mm；n为角膜折射率，一般取n=1.3375。

若仪器同时具有上述两种示值表达方式，可只进行JJG 1011—2006《角膜曲率计》检定规程中5.1条和5.2条的检定；若仪器仅有角膜屈光度的示值表达方式，则可只进行JJG 1011—2006检定规程中5.3条的检定。也就是说，如果一台仪器的测量结果既可以显示为曲率半径(mm)，也可以显示为角膜屈光度(m-1)，那么就只在曲率半径示值的模式下测量，测量结果应符合《角膜曲率计》规程5.1和5.2的要求；如果仅能显示为角膜屈光度，那么只要进行5.3条的检定。

角膜曲率示值误差的检定采用角膜曲率计用计量标准器进行。角膜曲率计用计量标准器由曲率半径用标准器和测量支架两部分组成。曲率半径用标准器由光学玻璃材料制成，具有凸球面和凹球面两种表面形状，3种半径规格共计6个标准器，其曲率半径的标称值分别为：6.668mm、7.943mm和9.320mm，曲率半径的标准不确定度小于0.001mm，有效光学区域直径为8mm。当取人眼角膜折射率n=1.3375，对应角膜屈光度标称值分别为：50.61m-1、42.49 m-1和36.21 m-1。如果带角膜曲率测量功能的验光仪只能检测人眼角膜，则只用凸球面标准器对它进行检定；如果既能检测人眼角膜，也能检测角膜接触镜的曲率半径，则需要用凸、凹球面标准器对其进行检定。检定时，将仪器调整到角膜曲率测量模式下，然后按照JJG 1011—2006《角膜曲率计》检定规程中规定的方法和步骤进行检定。

3.5 通用技术要求

通用技术要求部分，删除了原规程中6.5的内容，增加了测量范围、刻度间隔、操作者目镜(如适用)等相关要求。删除原规程中6.5的内容主要是因为各个厂家客观式验光仪的测量原理不同，成像方式难以规定，而且“……具有较高的示值灵敏度”不是定量的表述方式；增加的测量范围、刻度间隔、操作者目镜(如适用)等相关要求主要是考虑与ISO国际标准接轨，因此修改采用了ISO 10342国际标准中4.2、4.3和4.4相关条款内容。

这里需要强调说一下的是测量范围要求，新规程中参考ISO 10342国际标准对验光仪的球镜度、柱镜度、柱镜轴位测量范围进行了规定，除了要求“验光仪球镜度测量范围至少应为-15～+15m-1，柱镜度(绝对值)测量范围至少应为0～6m-1，柱镜轴位测量范围应为0°～180°”之外，还要求“验光仪实际测量范围应与说明书明示的测量范围一致”。也就是说，如果一台验光仪，说明书中明示的球镜度测量范围是-20～+20m-1，但实际上-20m-1点测不到，尽管它满足-15～+15m-1的最小测量范围要求，也应判定为不合格。

4 结束语

本文结合旧版规程对JJG 892—2011《验光仪》检定规程修订的主要内容进行了说明，并着重分析和探讨了其中几项关键技术指标：客观式验光仪球镜度测量重复性、客观式验光仪柱镜度示值误差、客观式验光仪瞳距示值误差、角膜曲率示值误差以及通用技术要求中的测量范围。希望本文能够对省市级计量技术机构以及其他相关单位的检定人员在开展验光仪检定工作过程中有所帮助。同时作为规程的主要起草人之一，也希望同行们多跟我们沟通交流，把平时在检定规程中遇到的各种问题反馈给我们，为今后规程的修订工作奠定基础。

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

[2] JJG 922—2008 验光仪顶焦度标准器检定规程[S]. 中国计量出版社

[3] JJG 1011—2006 角膜曲率计检定规程[S].中国计量出版社

[4] JJG 892—2011 验光仪检定规程[S].中国计量出版社

[5] JJF 1059—1999 测量不确定度评定与表示技术规范[S].中国计量出版社

[6]黄申懋,杨湘钢.验光机计量检定时的测量不确定度分析.计量技术,2006(4)：57-58