常见近用光学助视器的原理与应用

王玲 李成成/文

助视器是一种能够改善和提高低视力患者活动能力的装置，主要分为光学助视器和非光学助视器两种。其中光学助视器分为远用助视器和近用助视器两类，远用如眼镜式望远镜、单筒手持望远镜、指环式望远镜等，近用如眼镜式助视器、手持式助视器、立式助视器等。在近用助视器中又分为含光源的和不含光源的两种，其中含光源的近用助视器是通过增加照明亮度来提高部分低视力患者的视觉质量。

众所周知，助视器是不能取代正常眼球的全部功能的，而低视力患者因工作、生活及学习上有各种不同的要求，所以常常需要1种以上的助视器来提高其视觉能力。由于中国低视力人群文化水平的日益提高，近距离工作需求的增多，对近用光学助视器的使用需求日益增加。近用光学助视器的验配与应用日益成为视光师日常工作中的主要内容。本文主要介绍常见近用光学助视器的光学原理和实际应用。

1 近用助视器放大原理

近用助视器通常利用4种方法增大视网膜的成像大小，产生放大作用。

1.1 相对体积放大作用

所谓相对体积放大作用就是使目标实际的体积或大小增大。例如大字书、大字报纸等；还有用粗笔尖代替一般圆珠笔写字，使得字体变粗变大，更易辨别看清。目前市场上这种放大作用还常常将小目标“复制成”大目标，例如将普通书印成大字本，但这样不仅增加印刷品的重量和体积，而且价格也高一些。尽管如此，上述方法所提供的放大作用，对有些低视力患者来说却是十分重要的。譬如有些低视力患者需要近距离阅读一些报刊时，常需要借助光学助视器，但在阅读大字书刊时，有时却不需要助视器，而且阅读距离也可接近正常，某些地区利用此法甚至还设有低视力人群专用阅读图书。

1.2 相对距离放大作用

相对距离放大作用也称移近放大作用（Approach Magnification），即将目标向眼睛方向移近而产生的放大作用。当目标离眼睛40cm时，视网膜成像为1倍；距离为20cm时即为原来距离的1/2时，视网膜像放大2倍，依此类推。在使用过程中并未使用任何光学设备或助视器，所以对成像质量无明显的影响。

1.3 角放大作用

角放大作用是指物体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，角放大作用最常见的光学设备是望远镜。当目标离眼太远或目标无法向眼前移近时，都可利用角放大作用。例如观察远处的灯塔。

1.4 投影放大

投影放大即把目标放大投影到屏幕上，例如电影、幻灯片及闭路电视（CCTV）等，都可以称为投影放大。投影放大实际上也是一种线性放大作用，投影放大作用=投影像大小(cm)/目标大小(cm)。

助视器可以利用上述4种放大作用中的一种或几种，例如将目标增大2倍（相对体积放大作用），然后目标距离从眼前20cm移近到10cm（相对距离放大作用），又放大2倍，这时总的放大作用（即两种放大作用的联合）为4倍。通过对助视器的放大作用，使低视力患者对助视器的意识增强，从而根据自身条件更好地适配助视器。

2 常见典型近用助视器的应用

2.1 眼镜助视器

眼镜助视器相比普通眼镜只是屈光度增大，外形形似普通眼镜。例如，一般老视眼镜的度数为+1.00 D～+4.00D，而在眼镜助视器里常常是从+4.00D开始。这种眼镜助视器运用的是相对距离放大作用，即将目标向眼睛方向移近，缩短目标与眼镜之间的距离，从而使视网膜成像大小增大。该类助视器的缺点是周边部不稳定，常常会产生畸变。

眼镜助视器验配时要注意：一般的屈光不正者在验配普通老视眼镜时，需要将散光加在原有的近用镜片上，否则视力会下降。而对于低视力患者来讲，散光加上与否取决于散光度数的大小。如眼镜助视器的屈光度数≥+10.00D，散光度数≤2.00D的散光则可以忽略，因为低视力患者此时看到的是大而模糊的像，他们对散光加上与否已不易察觉，因此视力影响不明显。

对于单眼配戴眼镜助视器的患者，若视力较差的眼睛具有光感以上的视力，会干扰视力较好眼，从而出现视物不清或视疲劳的症状，可将视力较差的那只镜片上贴上不透明纸以避免视觉干扰。训练时首先让其学会调焦，让患者阅读一篇感兴趣的文章并大声朗读，同时调节照明亮度。阅读文章时最好伴随着头部移动而不是眼球转动，同时注意避免患者使用屈光度数大的助视器阅读标准印刷体时会比较困难，因为+20.00D以上的助视器，视野范围较小，当患者能熟练阅读时，再给予较小字体的阅读材料进行阅读训练。

若要求使用眼镜助视器的患者书写，可将助视器的屈光度数更换为原阅读屈光度数的1/2以增加书写距离。例如，一位正视眼无调节力的低视力患者，若配戴一副+20.00D的普通眼镜助视器，其阅读距离为1/20=0.05m=5cm。但在5cm处书写非常困难，但如果将助视器的屈光度数减少为原先的1/2，即为+10.00D，则其书写距离为1/10=0.1m=10cm。

在使用过程中，由于屈光度数较大的助视器，阅读距离过近，阅读一段时间后，患者很容易出现视疲劳现象，使患者体位不佳，造成肌肉疲劳，老年人更为明显，考虑给予患者阅读架及良好的灯光照明，并适时休息。

眼镜助视器的优点：①在所有凸透镜的助视器中，眼镜助视器的视野是最宽的；②眼镜助视器是低视力患者最容易接受的助视器；③使用时，可以腾出双手拿材料或书写；④可以长时间阅读；⑤可适用于手臂震颤的患者，可单眼或双眼使用。

眼镜助视器的缺点：①凸透镜的度数越高，阅读距离越近，最高度数的眼镜助视器的阅读距离为2.5cm；②透镜度数越高，阅读速度会减慢；③透镜度数超过+10.00D时，会造成书写困难；④较近的阅读距离，会影响照明；⑤凸透镜的度数越高，视野范围会逐渐缩小；⑥光学中心固定，对于偏中心注视患者，阅读有一定困难，他们必须通过转动眼睛或歪头视物才能看清。

目前眼镜助视器中也可使用非球面透镜，又称非球面放大镜可以使屈光度数较大的透镜变薄，并可以减少图像周边的畸变。同时也可以考虑正透镜加三棱镜的组合。主要原因是由于正透镜代偿了患者的部分或全部的调节，患者实际付出的调节比未戴时的调节要小，从而相应产生的辐辏小于实际所需的辐辏，而所加的底朝外的三棱镜弥补了辐辏的不足。

2.2 近用（或中距）望远镜

近处使用的望远镜称近用望远镜，又称望远镜显微镜。其最大优点就是能在较高放大倍率下使用，且仍有较长的工作距离。

最简单的一种近用望远镜是由一个非调焦望远镜在其物镜上加一个正透镜的阅读帽而成。这样将远用望远镜变为近用或中距离望远镜用。在使用近用望远镜时，应该先矫正患者的屈光不正，从而获得最佳放大作用及最适宜的阅读工作距离。对于近视眼减少阅读距离，放大作用增加；对于远视眼可延长阅读距离，降低放大作用。

常用的近用望远镜有眼镜式望远镜，其阅读帽的“帽”是由橡皮制成，在橡皮套内放置所需之正球镜片，然后再将它套在望远镜的物镜上。阅读帽的屈光度数及阅读距离分别有以下几种：+2.00D、50cm；+4.00D、25cm；+8.00D、12.5cm；+10.00D、10cm。指导患者将不同屈光度数的阅读帽套在望远镜上，使其既能望远也能看近。

近用（或中距）望远镜优点：比同样放大倍数的眼镜助视器阅读或工作距离要远；中距离望远镜更适合一些特殊工作，如画图、修理工作等；双手可自由活动，可以获得较好的照明。缺点：近用（或中距）望远镜的视野较小、其光学成像的景深较短。

2.3 立式放大镜

立式放大镜是一种固定于一个支架上的凸透镜，读物或目标与透镜间的距离可以是恒定或改变，即固定焦距的或可调焦的。常用的立式放大镜，因自身带光源，所以使用比较方便。有些立式放大镜自身还带有刻度尺，放大后可对图像进行测量。低倍及中倍数的不带光源的立式放大镜一般为非球面透镜，镜片成像周边较稳定，畸变不明显，而且质量较轻。立式放大镜分为固定焦距和可调焦式。其中固定焦距的立式放大镜要配合使用阅读眼镜或动用调节，例如视网膜色素变性、青光眼等，这种放大镜一般比较容易为儿童所接受，也适用于视野缺损严重但尚存在视力较好的患者。可调焦式立式放大镜一般为正视眼或轻度近视眼所用，使用时不必使用调节，体积小，携带方便。

立式放大镜主要优点：①放大镜是固定在支架上的，可预测焦距；②对于一些低视力儿童或者不能够手持放大镜的患者比较适用；③可与阅读眼镜联合起来使用；④适用于视野受限的患者；⑤有些立式放大镜自身带光源，照明方便；⑥适用于短时间内近距离阅读或工作。

固定焦距立式放大镜的缺点：①其视野较小，在使用时还需要配合放大镜使视野放大；②一般屈光度数不超过+20.00D；③因框架、照明条件受限，除非框架是透明的或自身带有光源；④使用时，若观察角度有偏差，会产生像差，因此应指导患者从放大镜的垂直方向正确视物。

对于那些使用眼镜或其他助视器而无法固定焦距的患者，可尝试使用这种可调焦式的立式放大镜，但也存在缺点，即使用时患者的体位姿势比较差，易于产生身体疲劳，且视野较小。

2.4 手持放大镜

手持放大镜是一种手持的可在离眼不同距离使用的正透镜，即眼与透镜的距离可任意改变的近用助视器。手持放大镜是低视力患者包括正常人比较常用的一种助视器，最常用的屈光度数范围是+5.00D～+12.00D；最适合于短时间内读近处细小物体，在照明条件不佳时，可使用含有光源的手持放大镜。

一般而言手持放大镜，放大倍数越高，透镜直径越小；反之，放大倍数越低，透镜直径较大。常用的手持放大镜的屈光度数范围是+4.00D～+20.00D。屈光度数越大，放大倍数越大，但焦距变短，景深变短，视野变小。手持放大镜相比立式放大镜使用调节力少，但是若离远，则视野变小，故对患者的手眼协调能力要求较高。

当手持放大镜的屈光度数较大时，如+20.00D以上时，透镜的直径会比较小，这时患者可能要离放大镜近些，甚至放在眼前才能看清物体。同时，使用时若不易控制目标（如书本）与放大镜之间的距离，可以考虑使用立式放大镜。尤其是老年人群，因为距离稍微改变，放大镜的放大效果发生明显改变。

对于周边视野缩小的患者，如青光眼、视网膜色素变性等，手持放大镜是首选助视器之一，常用中等放大倍数（+10.00D～+20.00D）的手持放大镜。在使用过程中，选择适合患者的视力和视野情况的放大倍数，注意调整放大镜与目标之间的距离。具体使用手持放大镜的方法为：先让患者戴上远用的矫正眼镜解决屈光不正，将手持放大镜放在读物上，然后慢慢垂直离开读物，直至成像变形最轻为止，这样读物即在放大镜的焦距之内，逐渐接近焦点，目标与放大镜之间的距离可根据患者实际需求自行变动。

当目标（或阅读物）位于手持放大镜的1倍焦距以外，经放大镜后，以平行光线射出，这时，等效屈光度等于手持放大镜本身的屈光度。如果物体始终位于手持放大镜的焦点上，物体和手持放大镜同时移近或移远患者，等效屈光度保持不变，前提是患者首先应矫正屈光不正。放大率M=放大镜屈光度数D/4，即相对于明视距离（25cm）处的像的放大率。例如+10.00D放大镜，其放大率M=10/4=2.5×； +20.00D放大镜，其放大率M=20/4=5×。或者，放大率M=25cm（明视距离）/放大镜的焦距f，例如上例：M=25/10=2.5×；M=25/5=5×。

如果目标或阅读物处于手持放大镜的1倍焦距以内，经放大镜后的光线为发散光线，此时，对于正视眼的患者来说，必须要动用调节或配戴阅读近附加，和手持放大镜联合起来看清物体。此时，等效屈光度用以下公式表示：FD = FM + A - dFMA。放大率M= FD/4。式中，FD 为等效屈光度；FM 为手持放大镜的屈光度；A为调节力或阅读近附加；d为眼镜平面或眼睛与手持放大镜的距离。例如：一名正视眼的低视力患者，通过戴一副下加光度为+2.00D的双光镜和+15.00D的手持放大镜来阅读报纸。如果手持放大镜距双光镜为5cm，则系统的等效屈光度FD = FM + A - dFMA=15.00+2.00-（0.05）×（15.00）×（2.00）=+9.50D放大率为M=FD/4=9.50/4=2.375×。

少数患者在使用高倍数的放大镜时，常常把手持放大镜放在眼前，此时放大镜的放大作用与普通的眼镜助视器相同，手持放大镜的屈光度数F除以4即为放大镜的放大倍数。不考虑间隔的情况下，若患者戴阅读眼镜+4D，将放大镜10D紧贴眼镜，则两镜联合的屈光度数为14D。如果患者在看近时不戴眼镜，而使用调节力A，则屈光度仍是F+A，此时的A不再是眼镜的屈光度，而是眼睛的调节力。

如放大镜不放在眼前，因放大镜的直径是固定不变的，当眼睛离手持放大镜越远视野越小，眼睛离手持放大镜越近，视野越大。

手持放大镜的优点：①工作或阅读距离可自行改变，一般要比眼镜助视器远些，可用于视野范围小的患者；②放大倍数可以改变；③可适用于非中心注视患者；④对照明要求不高；⑤放在眼前，可以做眼镜助视器使用，一般不需要阅读眼镜；⑥价格便宜，易于买到；⑦适合于短时间内读细小材料。

缺点：①视野较小，尤其是在使用高放大倍数的放大镜时；②相比眼镜助视器，需要占用一只手；③患者有手颤时，很难使用这种放大镜；④阅读速度较慢，不利于双眼单视。

总体而言，视光师应根据患者的视觉能力条件，遵循实用的原则适配、灵活使用近用光学助视器。有时患者会拒绝使用效果不明显的光学助视器，但是若能正确选择近用光学助视器，结合正确的训练方法，则可以让其坚持使用，帮助低视力患者进行视觉康复。