114年:驗光概要

在驗光所的檢查區,若患者坐在距離牆面4.5 m處,透過鏡中反射的視標來進行視力(visual acuity )量測檢查時,請問在此條件下,應將螢幕上的史奈倫視力表(Snellen’s Chart )之20/20視標字體設定為多大,患者才可從鏡中驗得較正確的視力值?

A8.73 mm
B6.55 mm
C13.10 mm
D17.46 mm

詳細解析

本題觀念:

本題考查在鏡面反射室(mirror room)中進行視力檢查時,如何正確計算視標的字體大小。核心觀念是:鏡面反射會使光學路徑加倍(患者到鏡面距離 + 鏡面到視標距離),必須以總光學路徑來決定視標的物理尺寸,使視標的視角(visual angle)仍符合 20/20 視力所需的 5 分弧。

選項分析

(A) 8.73 mm 在標準 6 公尺(約 20 英尺)直線測距下,20/20 視標的字高為 8.73 mm。本題的光學路徑為:患者到鏡面 4.5 m + 鏡面到視標(視標掛在患者後方牆上,距鏡面也是 4.5 m)= 9 m(而非 6 m),因此直接使用 8.73 mm 是按 6 m 距離計算,不適合本題情境。

(B) 6.55 mm 6.55 mm 對應的視角在 9 m 的光學路徑下會小於 5 分弧,患者看到的視標會比 20/20 還小,導致低估視力。

(C) 13.10 mm ✅ 正確答案。計算如下:

標準 6 m 距離下的 20/20 字高 = 8.73 mm。

本題的有效光學距離(effective test distance)= 患者→鏡面 4.5 m + 鏡面→視標 4.5 m = 9 m

按比例放大:

字高=8.73 mm×9 m6 m=8.73×1.5=13.09513.10 mm\text{字高} = 8.73 \text{ mm} \times \frac{9 \text{ m}}{6 \text{ m}} = 8.73 \times 1.5 = 13.095 \approx 13.10 \text{ mm}

如此一來,視標在 9 m 光學路徑下的視角仍等於 5 分弧,患者透過鏡子看到的正是標準 20/20 視標大小。

(D) 17.46 mm 17.46 mm ≈ 8.73 × 2,這對應的是 12 m 有效距離(6 m 的兩倍),過度放大,會高估患者視力。

答案解析

鏡面視力室(mirror lane)的原理是利用鏡面反射使光程加倍,以小空間模擬較長的測試距離。關鍵計算步驟:

  1. 確認有效光學距離:患者坐在距牆壁 4.5 m 處,視標(螢幕)置於患者後方壁面,距離鏡面也是 4.5 m。
    有效距離 = 4.5 + 4.5 = 9 m

  2. 基準值:在 6 m 直線距離下,20/20 視標的字高(5 分弧對應的物理高度)為 8.73 mm

  3. 等比例放大:視標字高需與有效距離等比例調整:
    所需字高=8.73 mm×96=13.10 mm\text{所需字高} = 8.73 \text{ mm} \times \frac{9}{6} = 13.10 \text{ mm}

這也可從公式推導:
h=d×tan(5)d×560×π180h = d \times \tan(5') \approx d \times \frac{5}{60} \times \frac{\pi}{180}
代入 d=9000d = 9000 mm:
h9000×0.001454=13.0913.10 mmh \approx 9000 \times 0.001454 = 13.09 \approx 13.10 \text{ mm}

核心知識點

  • 鏡面室有效距離 = 患者→鏡面 + 鏡面→視標(光程相加,非物理室長)
  • 20/20 標準字高:6 m 距離 → 8.73 mm;若距離不同則等比例換算
  • 等比例縮放:有效距離增加 1.5 倍(9 m/6 m),字高也增加 1.5 倍(13.10 mm)
  • 鏡面室的優點:節省診間空間同時維持準確測試,但必須使用反向視標(文字左右翻轉)以使患者透過鏡子看到正確方向的字元

臨床重要性

驗光所空間有限時,鏡面室是常見的替代方案。臨床人員必須正確計算視標尺寸,避免:

  • 字體太小(< 13.10 mm)→ 患者需更好的視力才能辨認 → 測得的視力高估
  • 字體太大(> 13.10 mm)→ 患者只需較差的視力即可辨認 → 測得的視力低估

參考資料

  1. Snellen chart - Wikipedia
  2. Mirror, Mirror on the Wall… The Vision Test Mystery Solved
  3. Snellen Chart - StatPearls - NCBI Bookshelf