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兰氏环形C字视力表介绍

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兰氏环形C字视力表介绍
C视力表

C视力表是用于测量视力图表的一种,通常称C字表,C型视力表指兰氏环形视力表,主要用来检测飞行员等对视力有高度要求职业的人员
兰氏环形视力表是采用7.5毫米正方形中有1.5毫米宽度的环,环上有1.5毫米宽的缺口,呈C字形。标准视力以小数记录为1.0。如视力为N,表示在5米处能看见兰氏环缺口是毫米方形中有 毫米宽的缺口。兰氏环视标按等差级数计算,增率为0.1、0.2……2.0,记录采用小数法

长期以来,我国一直沿用E字形视力表,而国际通用视力表是C字形视力表。
两种视力表在设计和使用中存在一些差异,这些差异是值得我们仔细研究及思考的问题。本文着重分析了两种视力表在设计和实际使用中的区别,通过理论和实际病例的分析及实验数据来对此进行论证,提出一些看法以供讨论。

兰氏环形C字视力表介绍
C字视力表

理论分析

人眼能分辨出两点间最小距离是的视角是1′视角,其为外界物体两个端点与眼结点间的延线在眼前形成的夹角 。 斯耐仑(Snellen)最初设计的视力表,是以5倍的1′视角作为视标的周边范围尺寸,而目前使用的各种视力表,其设计原理就是以此为基础 。常用的两种视力表E、C表也是以此为基础而设计的。然而这两种视力表在设计方面却存在着一些差异,E字视标是以正方形为周边范围尺寸,正方形E字视标,4个方向双开口。而C字视标是以圆作为周边范围尺寸,环形C视标8个方向单开口。并且,E视标C视标在各方向的视角上、在实际占用面积,阴影部分面积,缺口部分面积上都存在差异,下面对此逐一进行讨论。

视标各方向的视角

兰氏环形C字视力表介绍
图1

C视标是一个半径相等的圆,只要视标的任意一个方向是标准5′视角,则该视标在360度方向中的任意一个方向一定是标准的5′视角。如图1中的(1)。E视标则不同,由于采用了正方形,因此,E视标在不同方向上的视角也各不相同。如图1中的(2)。设E视标的长度为α,宽度为b,并且α=b=i。根据勾股定律可得,其对角线c的长度等于  因此,当E视标水平和垂直均为5′视角时,两个对角线却为7.06′视角,从式(1)中可以看出,视标对角线的长度相当于视标长和宽的1.414倍。所以当E字视标出现斜向时,视标的高度不在是正方形的长和宽,而是正方形的对角线,对角线的长度大于视标长度和宽度,大于5′视角1.414倍,因此较为容易判断视标此时为斜向,在此基础上判断它的四个开口方向是不是就会变的较为容易了呢?

缺口的设计

兰氏环形C字视力表介绍
图2 C视标与E视标的倾斜比较

C视标是以环形为基础,环形宽度为1′视角,而缺口的长度和宽度都是1′视角,其设计符合人眼最小视角为1′视角。而E视标以正方形为基础,采用了两个宽度为1′视角,长度为4′视角的缺口[见图2中(2)的Z处]。 E视标的两个开口宽度占据了整个视标5′视角中的2′视角,而长度占据了视标5′视角中的4′视角。
C视标分辨的是黑色圆环下的一个小方形白色缺口的所在方向,而E视标分辨的是黑色背景下的两段白色线条。从物理光学的角度考虑,前者取决于一个小方形白色缺口在人眼视网膜上衍射成像的结果,后者则是分辨两条白色线条在视网膜上衍射成像的叠加结果,两者有较大差别。
在检查视力时,往往是以同排视标的判断准确率来衡量和确定视力情况。因此,开口方向越多,想要准确判断每个视标开口方向的概率就越低,检查的精度也就越高。E字视力表只有4个方向,概率为25%,而C字视力表8个开口方向,概率降低到12.5%。
而在视光学上来看,我们要将情况分为单光和散光两种情况来考虑,这是因为散光眼对不同方向上的缺口判断的情况是不同的,这是因为散光眼各个方向上的屈光度不一样所致。我们知道,当散光眼在看散光板时,最清晰的线条是垂直于散光轴向相的那根。因此散光眼在判断视标的缺口时,肯定只对与散光方向垂直的缺口容易判断。
E视力表中的四个开口方向一旦有两个能被判断,剩下的概率就有50%了。对于C视力表来说即使有两个方向的开口可以被辨认,还有六个方向的开口,这时候的概率为16.7%。

占用面积

占用面积包括视标占用面积、缺口面积和阴影部分的面积 设C视标外圆的直径,E视标的边长 和 都等于 。C视标内圆半径为 ,外圆半径为 。
由C视标的设计原理可得,内圆半径r1=3i/10,外圆半径为r2=i/2,缺口处长度g和宽度c都等于i/5,如图3中的(1)、(3)。
C视标占用面积为Scz:

C视标与E视标之间的关系

相同占用面积时,C视标直径与E视标长宽之间的关系
​​通过各种计算可以看出:

兰氏环形C字视力表介绍
图3 C视标与E视标的缺口比较

1. 由于E视标采用了正方形为周遍范围尺寸,因此,其对角线的长度为正方形长和宽的1.414倍;而C视标采用了圆为其周遍范围尺寸,360各个方向上的长度均相等。 从实际占有面积、阴影部分面积、缺口部分面积的计算上可以看出,E视标的各面积均大于C视标。我们利用几何知识不难证明,平面图形的面积越大它的周长就越长,相映的周遍范围尺寸也随之增加,周边范围尺寸的增加会使各个方向上的视角也随之改变。例如:通过计算,E视标缺口部分面积是C视标的8.199倍,从图3中我们可以看到,C视标的缺口大致为正方形,而E视标的缺口是由两个面积和形状完全相同的长方形组成。

2. 每个长方形的宽度与C视标缺口的边长相等,但是它长度却是C视标缺口边长的4倍。从两种视标的宽度上看,所占视角完全相同,但是从长度上看E视标所占视角是C视标的4倍。值得注意的视E视标的两个缺口占用了2′视角。 不难看出由于E视标在占有面积、阴影部分面积和缺口面积上均大于C视标,而各方向上的视角不是等于就是E视标大于C视标,因此从理论上可以看出,E视标较C视标容易辨认。 3.从1.4的计算中不难看出,C视标要想达到E视标相同的面积,其直径要相应增加1.1286倍,视角也随之增加1.1286倍,辨认的难度也会随之降低。因此进一步证明了面积的增加,会导致周遍范围尺寸的增加,造成全部或者部分视角的增加。

​​在实际工作中我们对比了两种视力表的差距,发现对于没有散光或散光已经全部矫正的情况下,两种视力表的差距仅仅相差一行或者两行,E视力表的视力检查好于C视力表。但是对于散光患者来说,如果散光没有进行矫正,那么随着散光度数的增加,两种视力表的差距就越加明显。 在所有的屈光不正患者中,散光患者占总屈光不正患者总数85%以上。由于散光眼在各个方向上的屈光度不一致,因此,当散光患者分辨开口方向时,对各种方向的反应也是不一样的。

例如:180度方向的近视性散光,对于垂直方向的开口容易分辨,但是,对于斜向和水平方向的开口判断比较困难。由于散光眼对两种视标开口方向的判断有较大差距,因此C、E两种视力表在验光精度上的优劣将表现的更加明显。

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