Система окулярного діоптриметра “ДО-3”.

Принципова оптична схема діоптриметра приведена на рисунку 1.2. Зовнішній вигляд приладу показаний на рисунку 1.3 а, а його схематичний розріз - на рисунку 1.3 б.

Лампа розжарювання 1 використовується як для підсвічування через дзеркало 2 шкали рефракцій 28, так і для безпосереднього освітлення марки коліматора.

Коліматор складається зі світлофільтру 3, марки 4 і об'єктиву 6. У циліндричнй оправі 5 закріплені світлофільтр 3 і марка коліматора 4. З оправою марки жорстко сполучена шкала рефракцій 28. Задня поверхня вимірюваної очкової лінзи 9 спирається на плоскопаралельну пластинку 7 з фіксуючим наконечником. Фіксація очкової лінзи здійснюється таким чином, що вершина задньої поверхні очкової лінзи співпадає із заднім фокусом об'єктиву коліматора 6. При обертанні маховичків 36 оправа 5 за допомогою шестерні і пальця переміщається уздовж оптичної осі коліматора, і марка 4 встановлюється в потрібному положенні. Об'єктив коліматора 6 змонтований в своїй оправі, у верхній частині якої закріплено скло 7 з фіксуючим наконечником, на який спирається задня поверхня очкової лінзи, а для її підтримки служить рухома гільза 10.

Зорова труба складається з об'єктиву 12, окуляра 17 і розташованих у фокальній площині об'єктиву плоскопаралельних пластинок 15, на внутрішніх площинах яких нанесено дві шкали. При цьому площини шкал суміщені з фокальною площиною об'єктиву. Окуляр 17 зорової труби закріплений в оправі 18 з окулярним різьбленням. Повертаючи цю оправу, можна встановити окуляр по оку спостерігача на різке зображення сіток 15 зорової труби. Кільце 16 служить для повороту верхньої пластинки 15. Окуляр має переміщення уздовж оптичної осі для компенсації аметропії ока спостерігача. Верхня плоскопаралельна пластинка 15 з нанесеним на ній перехрестям і шкалою призматичної дії обертається навколо оптичної осі, а кругова градусна шкала, нанесена на нижній пластинці 15, нерухома.

Рис. 1.2. Принципова оптична схема діоптриметра ДО-3

а)
б)

Рис. 1.3. Загальний вигляд (а) діоптриметра ДО-3 і його схематичний розріз (б)

Механізм кріплення очкової лінзи влаштований таким чином: на рухомій шайбі є притискне кільце 11, яке безпосередньо стикається з лінзою, притискуючи її до фіксуючого наконечника через підпружинену гільзу 10. Необхідний тиск здійснюється гвинтовою пружиною. Для установки очкової лінзи на діоптриметрі необхідно важіль 35 вивести з бічного паза і, підтримуючи його, опустити пристосування на очкову лінзу. У неробочому положенні пристосування знаходиться в піднятому положенні.

Механізм для маркування очкової лінзи складається з планки, до якої прикріплено три штоки 21, які слугують для нанесення трьох точок на поверхні очкової лінзи. На іншому кінці планки є важіль 37 з рифленнями, на який при маркуванні натискають пальцем. У неробочому положенні штоки знаходяться над чорнильницею 22, яка є втулкою з угвинченим в неї фетровим валиком. За допомогою маховичка 40 втулку можна вийняти з гнізда 39 і корпуси чорнильниці, вивернути фетровий валик і при необхідності промити його водою. Потім вкрутити валик у втулку, просочити його фарбою ТНПФ-53 і вставити втулку в гніздо корпусу чорнильниці до упору. За допомогою маховичка 41 валик можна повернути навколо своєї осі.

Для того, щоб провести маркування лінзи, треба натиснути на важіль 37 для змочування штоків мітчика в чорнильниці, підняти важіль на незначну відстань, повернути від себе до упору і натиснути вниз до зіткнення штоків 21 з поверхнею лінзи, підняти важіль вгору до упору і повернути до себе. Для того, щоб чорнильницю 22 вийняти з гнізда, необхідно важіль пристосування маркування повернути в робоче положення (від себе) і зафіксувати його. Потім пальцем натиснути на втулку 38 і за допомогою маховичка 40 вийняти чорнильницю. Після закінчення роботи штоки механізму для маркування промиваються ацетоном.

Механізм вирівнювання призначений для правильної установки окулярів щодо штриха 0-180 градусів сітки зорової труби, для вимірювання відстані від оптичної осі до нижнього краю лінзи або оправи окулярів, а також для вимірювання відстані між оптичними осями в біфокальних очкових лінзах. Механізм складається з вирівнюючої планки 25, прикріпленою до осі, вставленої у втулку, яка прикріплена до корпусу діоптриметра. На осі профрезерований паз, в якому закріплена рейка. Рейка знаходиться в зачепленні з трубкою, на осі якої закріплений маховичок 42 з шкалою, а на корпусі є нерухомий індекс. Оцифрування шкали відповідає відстані від оптичної осі діоптриметра до вирівнюючої планки.

Освітлювач складається з патрона 29, лампочки 1 і скоби, в яку вставляється патрон. Для регулювання патрон може переміщатися в скобі з метою отримання оптимального і рівномірного освітлення сітки коліматора 4 і шкали 28, після чого затискається гвинтом 30.

Відлікова система проектує зображення діоптрійної шкали 28 в площину поділок шкал 15 і дозволяє спостерігачеві одночасно бачити марку коліматора і шкали приладу. Вона складається з об'єктиву 26, колективу 24, шкал точного відліку 23, що складаються з двох пластин, (так званою з технічних описів ноніусом), що обертає системи 19, дзеркал 13 і 20. Шкали точного відліку нанесені на внутрішніх поверхнях двох плоскопаралельних пластинок і розташовані під кутом один до одного. Одна із них, позначена знаком "+", призначена для зняття показів при вимірюваннях позитивних рефракцій, друга, позначена знаком "-", - негативних. Ціна поділки цих шкал 0,05 дптр. У полі зору окуляра зорової труби зображення шкал винесене за кутову шкалу. На рисунку 1.4 для наочності поле зору відлікової системи показане збільшеним: покази становлять мінус 4,85 дптр.

Рис. 1.4. Підрахунок за шкалою рефракції рівний мінус 4,85 дптр

1.4. Принцип роботи окулярного діоптриметра “ДО-3”

Після включення приладу в мережу вимикач 33 (рис. 1.3) переводять в положення "Включено". Обертаючи оправу 18 окуляра зорової труби, добиваються різкого зображення сітки з перехрестям. Переміщаючи за допомогою маховичків 36 точкову світлову марку коліматора, отримують її різке зображення.

При правильній установці світлової марки відлік за шкалою рефракцій повинен бути рівний 0, відхилення, що при цьому допускається, не повинне перевищувати товщину штриха. Залежно від виду очкової лінзи, прийоми вимірювання її оптичних параметрів будуть відрізнятися.

Вимірювання задньої вершинної рефракції стигматичних очкових лінз. Окрему очкову лінзу або лінзу, вмонтовану в оправу, слід покласти на рухому гільзу 10 тією поверхнею, яка повинна бути звернена до ока. Опустивши важіль 35, притиснути лінзу до фіксуючого стрижня.

Потім, спостерігаючи в окуляр зорової труби і переміщаючи лінзу по фіксуючому стрижню, добитися, щоб зображення центральної точки світлової марки коліматора поєдналося з центром перехрестя сітки зорової труби.

Після цього, переміщаючи за допомогою маховичків 36 світлову марку коліматора, отримати її різке зображення і зняти покази по шкалах рефракцій у полі зору окуляра.

При необхідності оптичний центр лінз відмічається середнім штоком пристосування для маркування.

Вимірювання очкових лінз з призматичною дією. При вимірюванні такої очкової лінзи необхідно визначити її призматичну дію в сантирадіанах, напрям головного перетину лінзи, а при перевірці готових окулярів - кут, під яким розташований головний перетин щодо оправи окулярів. Відлік значення цього кута проводиться за градусною шкалою ТАБО.

Для лінз, що володіють призматичною дією, при їх вимірюваннях на діоптриметрі зображення центру марки коліматора завжди розташовується поза центром перехрестя сітки зорової труби. Значення призматичної дії визначається за шкалою, нанесеною на одному з штрихів перехрестя сітки. Ціна поділки шкали призматичної дії 0,1 срад, межі вимірювання 0-6 срад.

Вимірювання призматичної дії проводиться в наступному порядку.

Призматична лінза встановлюється на фіксуючий стрижень, і обертанням маховичків 36 (рис. 1.3) в полі зору добиваються різкого зображення марки коліматора.

Обертаючи кільце 16, встановлюють сітку з перехрестям так, щоб штрих з поділками шкали призматичної дії проходив через зображення центральної точки марки коліматора.

Положення цієї центральної точки марки коліматора визначає призматичну дію очкової лінзи (рис. 1.5 а).

· а – призматична дія рівна 2 срад. Напрям головного перетину 45° за шкалою ТАБО;

· б – в цьому положенні проводиться відмітка на лінзі напряму головного перетину призматичної лінзи;

· в – задня вершинна рефракція стигматичної очкової лінзи оправа – задня вершинна рефракція стигматичної очкової лінзи рівна дії 2 срад, напрям головного перетину 45° з шкали ТАБО.

Якщо лінза поміщена в очкову оправа, то оправу встановлюють так, щоб її нижні краї торкалися планки 25 (рис. 1.3). По розташуванню шкали призматичної дії щодо кутової шкали відраховується значення кута, під яким розташовується лінія головного перетину щодо оправи окулярів (рис. 1.5а). Для відмітки на лінзі напряму головного перетину призматичної лінзи слід повертати вимірювану лінзу до тих пір, поки зображення центральної точки марки коліматора не розташується на штриху перехрестя, суміщеному з поділками 0, - 180° кругової шкали (рис. 1.5 б).

Рис. 1.5. Вид поля зору при вимірюваннях призматичної дії очкових лінз

У цьому положенні за допомогою механізму для маркування наносяться три точки, які і визначають напрям лінії головного перетину призматичної лінзи. Як відомо, необхідну величину призматичної дії в звичайній стигматичній очковій лінзі можна забезпечити і за рахунок її децентрування. Для цього, переміщаючи лінзу по фіксуючому стрижню, добиваються, щоб зображення центральної точки марки коліматора співпало з необхідним значенням призматичної дії з шкали діоптриметра, саме в цьому положенні проводиться відмітка номінального центру очкової лінзи і положення головного перетину. На рисунку 1.5 в показаний вид поля зору при вимірюванні стигматичних очкових лінз, що володіють призматичною дією. При вимірюваннях таких лінз на діоптриметрі зображення центральної точки марки коліматора не може бути приведене на центр перехрестя сітки за рахунок переміщень.

Вимірювання астигматичних очкових лінз. На діоптриметрі вимірюються рефракції в першому і другому головних перетинах астигматичної лінзи і напрямку цих перетинів. При вимірюванні астигматичної очкової лінзи зображення світлих точок марки коліматора набувають вигляду еліпсів (смуг), і при переміщенні марки коліматора уздовж осі напрям цих еліпсів змінюється. Чим більше астигматична різниця рефракцій даної лінзи, тим більше витягнутими будуть еліпси, що сприймаються спостерігачем як смуги. Є два положення марки, при яких у полі зору зорової труби найвиразніше спостерігаються ці смуги, при цьому при переході від одного положення марки до іншого напрямки смуг міняються на 90°. Ці положення марки відповідають рефракціям в двох головних перетинах астигматичної лінзи, а напрямки смуг визначають напрями головних перетинів очкової лінзи. Вимірювання астигматичних очкових лінз проводиться в наступній послідовності. Спочатку необхідно встановити очкову лінзу на діоптриметрі так, щоб зображення середини групи паралельних смуг поєдналося з центром перехрестя сітки зорової труби (це можливо лише у випадку, якщо астигматична очкова лінза не має призматичної дії). Потім обертанням рукояток 36 (рис. 1.3) добитися виразного зображення паралельних смуг у полі зору окуляра зорової труби і зняти покази по шкалах приладу. Рекомендується перший відлік проводити для перетину, в якому рефракція менша (рис. 1.6 а). При цьому необхідно врахувати, що при вимірюванні рефракції астигматичних очкових лінз перетин, в якому вимірюється рефракція, завжди перпендикулярний напрямку видимій у полі зору приладу групі паралельних смуг.

· а – рефракція першого головного перетину рівна +3 дптр. Напрям паралельних ліній в зображенні марки коліматора довільний щодо ліній перехрестя шкали діоптриметра;

· б – рефракція другого головного перетину рівна +5 дптр. Астигматична різниця рефракцій складає +2 дптр. Лінії перехрестя встановлені паралельно пучку ліній в зображенні марки коліматора. Напрям першого головного перетину відповідає 10° за шкалою ТАБО;

 

а)
б)
в)

Рис. 1.6. Вид поля зору діоптриметра при вимірюванні параметрів астигматичних очкових лінз

· в – відлік за шкалою рефракцій відповідає другому головному перетину. Напрям паралельних смуг в зображенні марки коліматора суміщений з поділками 0-180° кутової шкали. У цьому положенні маркуються три точки, що визначають положення першого головного перетину.

Для вимірювання рефракції в іншому перетині потрібно групу паралельних смуг у полі зору окуляра поставити в положення, перпендикулярне першому. Це досягається повільним обертанням маховичків, що переміщають марку коліматора (рис. 1.6 б). Різниця між першим і другим показами дає величину астигматичної різниці рефракцій очкової лінзи. Рекомендується проводити вимірювання не менше трьох разів і визначати середнє арифметичне. Для астигматичної лінзи, вмонтованої в оправу, окрім астигматичної різниці, необхідно ще визначити положення першого головного перетину. Для цього оправу з окулярами слід встановити на діоптриметр так, щоб її нижні краї торкалися планки 25 (рис. 1.3), а задня поверхня очкової лінзи була притиснута до опорного стрижня коліматора. Обертаючи кільце 16, повернути сітку з перехрестям так, щоб один з її штрихів (краще той, який не має поділок) встановився паралельно напряму смуг для другого головного перетину (враховуючи, що смуги при цьому витягуються у напрямку осі головного перетину з найменшою рефракцією). По положенню цього штриха на круговій шкалі відраховується величина кута, під яким розташовується головний перетин з найменшою рефракцією щодо оправи окулярів (рис. 1.6 б). Щоб відзначити на очковій лінзі положення першого головного перетину, потрібно поступити наступним чином. Очкову лінзу покласти на опорний стрижень і притиснути кільцем 11 (рис. 1.3). Обертаючи маховички, добитися різкого бачення зображення марки коліматора в положенні, відповідному відліку найбільшої рефракції. Далі повертати лінзу до тих пір, поки напрям групи паралельних смуг не стане паралельним штриху перехрестя, суміщеному з поділками 0 - 180° кутової шкали. При цьому середина групи смуг повинна бути на перехресті (рис. 1.6 в). У цьому положенні за допомогою механізму для маркування нанести на лінзу три точки, які визначають положення першого головного перетину. Для зручності монтажу очкової лінзи в оправу часто доводиться відзначати на ній не положення першого головного перетину, а так звану "нульову лінію". Для цього в положенні марки коліматора, відповідному рефракції в другому головному перетині, повертаючи лінзу, добиваються, щоб відлік за круговою шкалою, проведений по штриху перехрестя, суміщеному з напрямом витягнутих смуг, відповідав заданому рецептом куту, наприклад, 10° (рис. 1.6 б). У цьому положенні наносяться на лінзу три маркувальні точки, які і визначають напрям "нульової лінії".

Вимірювання астигматичних очкових лінз, що володіють призматичною дією. Призматична дія очкової лінзи і напрям головного перетину призматичної лінзи визначається як для першого, так і для другого перетину астигматичної лінзи. Особливістю визначення задньої вершинної рефракції в двох головних перетинах астигматичних лінз з призматичною дією є те, що при будь-яких установках очкової лінзи середина паралельних смуг розташовується поза центром перехрестя сітки і зорової труби. Як приклад на рисунку 1.7 а, б показаний вид поля зору діоптриметра при вимірюванні параметрів в другому головному перетині астигматичної лінзи. Напрям першого головного перетину визначається в даному випадку по перетину з кутовою шкалою штриха перехрестя, встановленого паралельно напряму відповідної групи паралельних смуг (рис. 1.7 б).

Рис. 1.7. Вид поля зору діоптриметра при вимірюванні астигматичних лінз, що володіють призматичною дією: - задня вершинна рефракція в другому головному перетині рівна -5 дптр; - призматична дія 3 срад; - напрям головного перетину призматичної лінзи 135°; - напрям першого головного перетину астигматичної лінзи 170° за шкалою ТАБО.

Вимірювання біфокальних очкових лінз. При вимірюванні параметрів біфокальних очкових лінз необхідно визначити окремо параметри зон для спостереження віддалених і наближених об’єктів, а також відстань між їх оптичними центрами. Вимірювання відстані між оптичними центрами таких зон проводиться в наступному порядку.

Спочатку на опорному стрижні діоптриметра встановлюється верхня частина лінзи, зображення центральної точки марки коліматора поєднується з центром перехрестя, і визначаються параметри зони для спостереження віддалених об’єктів. При цьому поперечна планка повинна бути підведена до зіткнення з вимірюваною лінзою, що досягається обертанням маховичка механізму для вирівнювання. Відлік за шкалою механізму для вирівнювання визначає відстань в міліметрах від оптичного центру зони для спостереження віддалених об’єктів очкової лінзи до поперечної планки.

Потім на опорному стрижні діоптриметра встановлюється нижня частина лінзи, зображення центральної точки марки коліматора також поєднується з центром перехрестя сітки, поперечна планка також підводиться до зіткнення з вимірюваною лінзою, і за шкалою механізму для вирівнювання визначається відстань від оптичного центру зони для спостереження наближених об’єктів до поперечної лінзи. Різниця двох відліків за шкалою механізму для вирівнювання дає відстань між оптичними центрами зон біфокальної очкової лінзи.