科普專業(yè)知識:鏡片

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一、 名詞、術語及定義
    1. 頂焦度
    鏡片后頂點(指配戴時靠近眼球的一面)至焦點(以米為單位的)截距的倒數(shù),其單位為屈光度,量綱為m-1(符號為D)。
    2. 球鏡度
    球面鏡片的后頂焦度稱為球鏡度,以符號“DS”表示。
    3. 柱鏡度
    柱鏡片中兩個頂焦度之差值稱為柱鏡度以符號“CYL”表示。
    4. 棱鏡度
    定義為光線通過鏡片上某一點所產生的偏離。棱鏡度的表示單位為厘米每米(cm/m),以符號“△”表示。
    5. 單光鏡片
    具有單視距能力的鏡片(如球鏡、球一柱鏡、柱鏡等)。
    6. 主子午面
    含光軸,并具有和最小屈光力的鏡片的垂直截面。一般來說,兩條主子午面是相互垂直的。
    7. 球鏡片
    使近軸的平行光束會聚于一個點的鏡片。
    8. 柱鏡片
    使近軸的平行光束會聚于兩個分離的,相互正交的焦線上,與球鏡片不同,含有兩個主頂焦度的鏡片。
    9. 平柱鏡片
    球——柱鏡片的一個特殊情況,其中主子午面之一的頂焦度為零。
    10. 球——柱鏡片
    在兩個相互正交的主子午面上曲率不同的鏡片,也稱為球鏡與柱鏡聯(lián)合鏡片或復曲面鏡。
    11. 光學中心偏差
    毛邊鏡片光學中心與幾何中心的偏移。
    12. 中心范圍
    鏡片中心Φ30mm的區(qū)域。
     13.曲率(Curvature):球面的彎曲度。
    14.曲率半徑:球面弧的曲度半徑,曲率半徑愈短,球面曲率越大
    二、鏡片的種類
    1. 按屈光度分;
    A. 球面鏡:球鏡光度
    B. 柱面鏡:矯正散光光度
    C. 三棱鏡:改變光的進行方向(矯正某些眼疾)
    2. 按焦點分:
    A. 無焦點:平面鏡、三棱鏡
    B. 單焦點:近視、遠視、散光
    C. 雙焦點:雙光鏡
    D. 多焦點:三光鏡、漸進多焦點
    3. 按材料分:
    A. 天然材料
    B. 玻璃材料
    C. 樹脂材料
    4. 按功能作用分:
    A. 矯正視力
    B. 防止有害光(電磁波、紫外線)
    C. 控制可見光(太陽鏡)
    D. 防止有害物(防護鏡)
    三、鏡片的三要素:
    1. 折射率 Ne
    折射率是指光線在真空里的速度c,與光線在介質(鏡片)里運行的速度v的比值Ne = c/v ,折射率越大,表示鏡片越薄,折射率與鏡片的厚薄有關系,但鏡片的厚薄除了與折射率有關,在相同度數(shù)的情況下,還與鏡片的設計有關系。
    2. 比重:
    表示鏡片重量的指標 g /cm³,數(shù)據(jù)越小,表示鏡片越輕。
    3. 阿貝系數(shù) Vd或A
    阿貝(Abbe)是外國的一位科學家,他發(fā)現(xiàn)了鏡片存在色散的現(xiàn)象,因此就以他的名字來命名,阿貝系數(shù)也叫色散系數(shù),是表示鏡片色散的指標,數(shù)據(jù)越大,色散現(xiàn)象越小,透過鏡片看物體也就越清晰。
    色散現(xiàn)象:在鏡片的阿貝數(shù)較小的情況下,可見光透過鏡片時,不同波長的色素會發(fā)生衍散的現(xiàn)象,看東西時就覺得變成了五顏六色。
    一、 鏡片材料的分類及特性
    (一)天然材料
     一般指水晶鏡片、水晶的主要成分是二氧化硅,分為無色和茶色兩種,水晶鏡片價格昂貴的原因主要是材料比較稀少,再者將它打磨成鏡片比較困難,水晶鏡片的特點有:
    優(yōu)點:堅硬、不易磨損、不易潮濕(霧氣不易在其表面保留),熱膨脹系數(shù)小(吸熱性不好)
    缺點:幾乎不防紫外線,易引起視覺疲勞,密度不均勻,易含有雜質,有雙折現(xiàn)象(看物體有重影)
    在民間有一種說法,稱水晶鏡片可以養(yǎng)眼。這主要是因為水晶的吸熱性差,特別是在夏天,戴上去有種清涼的感覺,其實這種說法是不科學的,水晶鏡片(特別是深茶色的),因為不防紫外線,效果就與戴劣質的太陽鏡一樣,不僅對眼睛沒有起到保護作用,反而有傷害。(舉例:夏日的馬路、雪后天晴、紫外線的具體概念)
    紫外線小常識
    紫外線是一種電磁波,波長從200nm到380nm,由于比可見光中波長最短的紫色光的波長還短,因此被稱為紫外線。
    紫外線具有殺菌作用,但對眼睛卻有危害,紫外線一般分為三類:uvc200-280nm uvb280-315nm uva315-380nm人眼吸收較多紫外線就易引起各種眼部疾病,如光致角膜炎,白內障以及視網膜變性等。
     臭氧層 角膜 水晶體 視網膜
    uvc 99.9% 0.1% ---- ----
    uvb ---- 70% 30% ----
    uva ---- 35.5% 63% 1.5%
    (二)玻璃材料
    1、 普通光學玻璃鏡片
    一般采用冕牌玻璃。主要成分為二氧化硅、鈉鈦硅酸鹽,折射率在1.523左右,透光率90-92%,比重2.54,能吸收320nm波長以下的紫外線,阿貝數(shù)在59左右,均勻性較好,光學穩(wěn)定性較高,缺點是易碎、較沉,根據(jù)玻璃中添加的化學成分的不同,鏡片呈白色和紅色兩種,俗稱為光學白片或光白片、白片;克賽片或紅片。
    2、高折射率玻璃鏡片
     即通常說的超薄片,現(xiàn)在常用的一般是在玻璃中添加了氧化鈦等化合物,使鏡片更薄、更輕,適于制作高光度的鏡片,其折射率在1.7左右,阿貝數(shù)約為40,比重2.99,缺點是色散較大,易產生彩虹效應,且性質較軟。
    (三)樹脂材料
     樹脂鏡片是由具有光學性能的有機物質制成的鏡片,也稱為塑膠鏡片,1940年首次制成熱塑性塑料鏡片(壓克力)1942年,美國匹茲堡平板玻璃公司,為美國哥倫比亞航天局發(fā)明飛機座倉材料CR-39(C代表columbia哥倫比亞航天局,R代表Resin樹脂)1954年,法國依視路公司用CR-39材料制造太陽鏡片,1956年,依視路用CR-39試制成功眼用有度數(shù)鏡片。
     1、聚甲基丙烯酸甲脂(壓克力片)
     特點:折射率為1.499,比重1.19,現(xiàn)多用于老花成鏡,硬度不好,表面易劃傷;
    2、丙烯基二甘醇碳酸酯(CR-39)
     特點:折射率1.499左右,比重1.32,透光率92%左右,阿貝數(shù)58左右,熱穩(wěn)定性高,150℃以下不變形、耐水、耐腐蝕性較好,不溶于一般的有機溶劑,能在材料中添加防紫外線材料,吸收350nm以下的紫外線,因為材料的原因,CR-39一般不鍍膜,否則極易脫落。
     透光率1.56鏡片為90%,1.60鏡片為88%,因此折射高的鏡片都需要鍍膜。
    2、 中折、高折射率樹脂鏡片:
    鏡 片 技 術 參 數(shù)
    品名
    Ne
    比重
    Vd
    田木王子
    1.503
    1.32
    58.0
    1.552
    1.28
    37.9
    1.600
    1.34
    33.0
    1.670
    1.36
    32.0
    墨竹
    1.552
    1.28
    37.5
    米雪爾
    1.552
    1.28
    37.0
    4、聚碳酸脂鏡片(Polycarbomate lens)
     英文簡稱PC片,又俗稱為太空片或宇宙片,折射率在1.591左右,比重1.19,所以另外一種稱法為超輕的樹脂鏡片,阿貝數(shù)31,其特點為:抗沖擊能力特別強,甚至可以用來做防彈玻璃,特別適合青少年和運動型的成年人,在不鍍膜的情況下,幾乎可以100%防紫外線,缺點就在于表面硬度不好,易劃傷,且100℃會變軟,熱穩(wěn)定性較差,加工困難。
    5、游離單體樹脂片(OMB-91)
     俗稱美國飛快鏡片,折射率在1.51左右,比重1.19,阿貝數(shù)約為59,該鏡片不需備庫存,可通過特殊的設備當場加工出來,因此以前店后坊操作方式為多。