资源描述
温州医学院
教案
编号:
课题 眼镜片设计 授课专业眼视光 年级 2006本科 人数60
授课日期 2009.10.28
授课地点 科教楼
授课目的 1掌握镜片的常见像差及处理,镜片设计最佳形式,基弧对镜片光学质量的影响。
2、掌握非球面设计及其优点,熟悉高屈光度镜片设计,改变眼睛外观的镜片设计。
3.了解渐变镜的屈光循环设计。
参考资料:
《眼镜学》
教学安排 课型: 理论
教学方式: 讲授 讨论
教学资源 多媒体
教学过程
1、镜片的常见像差及处理,非球面设计概念及其优点。
2、镜片设计最佳形式,基弧对镜片光学质量的影响,高屈光度镜片设计,改变眼睛外观的镜片设计,渐变镜的屈光循环设计。
任课老师签字
第 7次课 授课时间 2009.10.28 教案完成时间 2009.10.4
课程名称
眼镜学
年级
2006
专业、层次
眼视光本科
人数
60
教 员
保金华
职称
讲师
授课方式
面授
学时
3
教授题目
(章 节)
眼镜片设计
基本教材、参 考 书
眼镜学
教学目的
和 要 求
1、掌握镜片的常见像差及处理,镜片设计最佳形式,基弧对镜片光学质量的影响。
2、掌握非球面设计及其优点,熟悉高屈光度镜片设计,改变眼睛外观的镜片设计。
3.了解渐变镜的屈光循环设计。
大体内容、时间安排
3学时
教学方法
多媒体
教学重点、难 点
重点和难点: 镜片的常见像差及处理,非球面设计概念及其优点。
教研室审阅意见:
(教案续页)
基本内容
辅助手段、
时间分配
第一节 镜片的常见像差及处理
光通过镜片成像时,其像的形状与物体很相似,但不完全相同,多少有些差异,这种差异叫像差,像差造成镜片成像不完美等问题。
像差使点光源发出的光线经过矫正镜片后没有获得完美的成像。影响成像质量的镜片像差有许多种类,主要分为两大类:色差和单色像差。
色差与颜色相关,使像产生彩色条纹。当光源只存在一种波长(一种颜色)时,产生单色像差。
(一)色差(chromatic aberration)
光因波长不同、其折射率也不同,因此成像位置有所差异,这种现象叫色差。色差有两种表现,即纵向色差和横向色差。纵向色差是由不同波长组成的点光源经镜片沿光轴方向形成的一系列点像。每个像的颜色各不相同,并且每个像的焦距存在微小差异。横向色差依赖于光线的颜色,在镜片焦距处产生大小差异细微的像。
1. 纵向色差(longitudinal chromatic aberration)(也称为轴向色差) 因为每一种颜色或波长入射同一曲率表面后发生的偏折现象存在轻微的差异,纵向色差使镜片光轴上产生了一系列焦距(如图11-3)。因此,纵向色差可以表示为可见光两种端点蓝光(FF)红光(FC)之间的屈光力差异。 图11-3 色差
纵向色差与棱镜效应没有直接关系。因此,平光棱镜不会产生纵向色差。
通常玻璃或树脂镜片材料具有特定的折射率。实际上,镜片材料针对不同的波长,其折射率有轻微差异。我们常用的某一镜片材料的折射率实际上是指黄光的折射率。
2. 阿贝值(abbe value) 因为色散值是小数,所以使用并不广泛,而使用其倒数表示却非常容易。色散力的倒数是一个整数。w(色散力)的倒数用希腊字母nu或者n表示。
n值有三个不同的名字。nu值、收敛、阿贝数或者阿贝值,由此我们得到术语阿贝值。
阿贝值最常用于鉴别镜片的色散量。阿贝值越高,镜片产生的色散就越少。阿贝值越低,通过镜片将越有可能发现彩色条纹,并且高屈光力镜片周边的视敏度将下降。
3. 横向色差(lateral chromatic aberration)及“色力(chromatic power)”(也称为垂轴色差或放大率色差) 横向色差既可以用成像放大率的差异来表示,又可以用棱镜效应的差异来表示。
(1) 放大率差异(magnification differences):对于屈光矫正镜片,根据放大率差异来考虑横向色差。放大率差异是指两种不同波长成像之间的差异,例如红光和蓝光(如图11-3)。
棱镜效果差异(differences in prismatic effect):当量化棱镜效应时,棱镜的横向色差是两种不同波长光的棱镜效应的差异(图11-4)。
图11-4 棱镜的横向色差
当横向色差指棱镜效应差异时,有时也称为色力。 当棱镜效应增加时,色差变得更强,因此也更容易扰乱视觉。
4. 色差降低视敏度 设想某人正戴着一副屈光矫正镜片,且从镜片光学中心视物,正好没有棱镜效应,因此也没有色力。
当戴镜者从镜片的右边或者左边视物,镜片的棱镜效应增加,产生色力。色力增加越多(横向色差),成像越模糊。高屈光力镜片周边的棱镜效应比低屈光力的要大。因此,高屈光力镜片的周边视敏度比低屈光力的下降的快。
色差越高,阿贝值越低。阿贝值越低,周边的相对视敏度降低越快。
所幸,通常眼镜片配戴时,较少使用镜片周边区域仔细视物。如果有时需要仔细看时,通常转头。
为了减少色差可能带来麻烦,对于低阿贝值镜片(PC和一些高折材料),应该考虑的主要配镜因素如下。
(1) 测量单眼瞳距;
(2) 测量主参考点高度,考虑倾斜角度;
(3) 减小镜眼距离;
(4) 足够的倾斜角度,但对于高屈光力镜片,倾斜角度小于10度;
(5) 注意边缘厚度的比较(光学中心太高于基准线(中线)会引起镜片边缘厚度的上方和下方差异明显)。
(二)单色像差(monochromatic aberrations)
当入射镜片的光线只有一种颜色时,即产生单色像差。
1.球差 (spherical aberration) 光线通过镜片时,离光轴近的光线(近轴光线)几乎全部集中在镜片的焦点上,而离光轴越远的光线,折射越强,成像位置离镜片越近,因此不能成像于一点而呈斑状,称之为弥散光斑(图11-5)。为了减少这种现象,可以在镜片前放置光阑以遮挡周边的光线,或将球面镜制成非球面状。
图11-5 球差
2. 彗差(coma) 与光轴呈斜向入射的光线不在一点上成像。通过镜片边缘的光线,全部成像于通过光轴光线的单侧,呈非对称性的形似彗星状光斑的集合,这种现象叫彗差(图11-6)。
图11-6 彗差
用望远镜看天上的星星时,离开视野中心的星星的像,似乎有尾巴似的,尾巴有时朝内方,有时朝外方,这就是因彗差引起的。
3. 斜向像散(oblique astigmatism) 从光轴外发出的光,与镜片呈斜向入射时,在含有镜片的光轴和物点的平面(主子午面)内光线的集合位置,会与此垂直平面(弧矢面)内光线集合位置相偏离。因此,通过镜片后的成像不是一点,而是呈椭圆形,这叫斜向像散(简称像散,图11-7)。这时像的大小与光阑的半径成比例,也就是视野越大(即光线入射角越大),则像越大。排除像散的镜片叫矫正像散镜片(anastigmatic lens)。
图11-7 斜向像散
4. 场曲(也称屈光力误差)(curvature of field (power error)) 与光轴垂直的物体的像被弯曲,看起来像碗似的,这就是由像差引起的(图11-8)。若使中心部的像清晰,周边部的像又模糊;当周边部清晰时,中心部又模糊,这就是由像面弯曲像差而产生的现象。但是,由于眼球自身的视网膜呈弯曲状,所以这个像差可以忽略不计。
图11-8 场曲
5. 畸变(distortion) 就镜片光学中心到镜片周边不同区域的距离的比例而言,这些不同区域的放大率各不相同,从而产生了畸变。畸变与像的清晰度无关,而是与形状相关的像差。对正镜片而言,放大率往周边按适当比例增加;而负镜片,放大率往周边按适当比例减少。通过高度的正镜片观察方形窗,窗角比窗框中央更远离镜片中心。这意味着窗角被放大更多,使窗看似针垫。这就是所谓的针垫畸变(pincushion distortion)。对于负镜片而言,窗角没有窗框中央放大的多,形成了桶状畸变(barrel distortion)。(图11-9)
图11-9畸变
像差可以通过折射率及曲率半径不同的多个聚焦和发散镜片的组合,以及调节光阑的位置等方法,来消除大部分像差,但不能同时将所有的像差消除。事实上,少量的像差即使存在也没有多大的影响。
根据所消除的像差的不同类型,可将镜片分成如下几类。
(1) 消色差镜片(achromatic lens):消除了纵向色差和单色球差的镜片。
(2) 复消色差物镜(apochromatic lens):消除了两种以上颜色的轴向色差和球差的镜片。
(3) 矫正像散镜片(anastigmatic lens):消除了像散和场曲及其他一些像差的镜片。
(4) 消球面差镜片(aplanatic lens):消除了轴向色差、球差、彗差的镜片。
眼镜片所成的像当然有各种像差,由于位于眼转动中心处的光阑很小,球差和彗差均很小,可忽略不计。色差虽然存在,但配戴消色差镜片又嫌太笨重。其实,戴镜所关注的主要是横向色散。而横向色散若不超过0.1,则影响不大。例如,+3.00D皇冠玻璃镜片,在镜径为4毫米范围内,其横向色散不超过此值。若为+10.00D镜片,镜径则不宜大于12毫米。而且由于眼睛对光谱两端敏感度降低,镜片色散几乎不易觉察,故色差也显得不很严重。设计者主要考虑的只有斜向像散和畸变,要克服此类像差,我们可通过控制以下变量:
A. 由镜片后顶点至眼转动中心的距离;
B. 镜片厚度;
C. 镜片折射率;
D. 在总屈光力保持一定值F的情况下,可调整面屈光力F1和F2的值(即可改变镜片的片形)。
第二节 镜片设计最佳形式
在矫正屈光不正的情况下,镜片像质的好坏直接关系到人眼视物的清晰程度以及舒适度。对于常用的单光镜片,无法借助不同透镜组合矫正像差,只能在改变片形的条件下把像差控制在较小的范围。因而,国内外许多镜片设计者致力于设计出像质好的最佳镜片形式。
当眼镜片的厚度被忽略时,可以用眼镜片后顶点屈光力来表示,而这个度数等于它前后两个屈光力表面的代数和。这样的话,如果一个镜片前表面的屈光力是+9.00D,后表面屈光力是-5.00D,那么这个透镜的总屈光力是+4.00D。
一、 离轴光线
优质镜片的表面屈光力经过精密的计算后,可以消除或者至少减少在成像质量上的某些像差。对大部分人来说,大脑更容易适应畸变,这种像差只有在镜片形状或者处方有很大变动的前提下才会产生,而且镜片设计者也能给予一些设计调整来消除。在镜片设计上,主要仍存在的像差是斜向像散和场曲。
在透镜被弯曲为消除斜向散光的形状,常用德语词汇Punktal来描述,即点聚焦。在35度位置,该透镜的屈光力下降为+3.75D,虽斜向散光被完全矫正,但这透镜的平均斜向屈光力改变了-0.25D,即这个透镜在35度时有一个-0.25D的平均斜向屈光误差。
如果透镜从它聚焦点弯曲处被磨平,主子午线屈光力增加,见图11-16b,一个带有基弧为-4.50的透镜和后顶点屈光力透镜相同,该形状在眼球转离光轴时被看作为有一小部分但一直增加的色觉散光。斜向散光的误差的量在35度时为+0.25D,这个小柱镜的模糊斑的影响必定小于在图11-16a中描述的点聚焦形状的0.25D球形透镜模糊斑的影响。
在透镜的屈光力被降为-4.00D的基本曲率,视野图上显示了球形透镜主子午线的斜向顶点屈光力增加到一定点,此时,眼球内的焦线将位于视网膜旁且到视网膜等距。在35度,透镜的偏轴屈光力是+3.85DS/+0.30DC。与偏轴屈光力相比,主子午线的屈光力要强0.15D,而弧矢线上的屈光力要弱0.15D。透镜的平均屈光力为+4.00D。因此,Percival透镜的设计,无疑它消除了区域的平均斜向像散。
二、Tschering’s 椭圆
现代镜片设计已经进入了计算机辅助设计时代,通过计算机能够制作出非常精确的三角射线追踪路径,形成视野图。原本需要数天时间手工计算画制的工作,用计算机几秒钟就可以完成。在计算机诞生之前,镜片设计者在试图缩减设计新型镜片所需时间的研究中,将一些点焦形式(最佳形式)的曲率半径排列成表,形成了一个合理的屈光系列表,即通过所谓的球面三阶理论计算而来,由此获得了最好的镜片透镜形状。
在19世纪,这种方法已在镜片设计中被采纳。值得注意的是Airy和Tscherning,尤其是Tscherning。根据三阶理论计算,得到了镜片形状和屈光力之间的关系。后来,Whitwen指出,Tscherning方程解将形成一个椭圆,这就是今天广为人知的Tscherning椭圆。这样的椭圆能够形成一个点聚焦,减少主子午线误差的形状,并且能用于近用镜片和远用镜片的设计。
第三节 基弧对镜片光学质量的影响
近年来,许多镜片设计者为了进一步满足市场对眼镜片的需求,已经尝试对眼镜片的表面采用非常平的基弧设计。我们在考虑使眼镜片更轻更薄的同时,也必须对基弧有一个正确的认识和选择。
Tscherning(1904)制定了具有近乎完美光学质量的球面曲线,但这些曲线非常陡峭,不能满足戴镜者对平且薄眼镜片的视觉需求。以1.5折射率+3.00D眼镜片的Tscherning曲线8.83D为例,当通过眼镜片的轴外视物时,使用比Tscherning推荐的更平更薄的球面曲线会导致光学缺陷,如果场曲和斜向像散超出一定的视觉阈值可能会影响戴镜者的视觉舒适度。这项研究是针对30°注视范围内的中心视力,如果使用比Tscherning推荐的更平曲线,会在30°范围以外产生影响戴镜者周边和动态视力的明显变形现象。
为了满足戴镜者对平且薄的眼镜片的需求,一些镜片设计者已经放弃了陡峭的Tscherning曲线,而尽可能通过完善基弧图来获得综合考虑美观和光学质量的最佳方法。例如1.5折射率+3.00D眼镜片采用6.50D基弧,不但可以获得较平基弧的眼镜片,而且不改变光学质量,即在30度注视方向的场曲是0.11D,斜向像散是0.29D(表11-1)。
当基弧需与眼睛匹配时,UPX采用的较平基弧虽然获得了美观,但却有损光学质量,例如采用5.00D基弧的+3.00眼镜片在30°方向的场曲为0.30D,斜向像散为0.50D(表11-2)。
(一)采用平坦基弧
对于1.5折射率 +3.00的定制片,如果选择3.50D的基弧会增加很多光学缺陷 ,即在30°方向的场曲达到0.54D,斜向像散达到0.77(表11-1)。
表11-1 对于不同的基弧设计,1.5折射率眼镜片的光学质量
只要场曲和斜向像散不超出一定视觉阈值,那么由于基弧变平而导致增加的场曲和斜向像散不会有损于视觉质量;但如果超出了这个限度,它们的联合效果会严重影响戴镜者的视敏度。以表11-1所示为例,在5.00D基弧的条件下,戴镜者在30°方向观察Regan视力表时会造成一行模糊,但如果眼镜片采用的是3.50D基弧则会有四行产生模糊。
(二)非球面镜片的情况
为了使更多的单光眼镜片变平,眼镜片设计者采用了能将光学缺陷减到最小的最优化的非球面曲线,根据所选基弧来计算完善非球面眼镜片的屈光度数。接近理想的眼镜片的屈光度数只采用相同的非球面曲线,当采用的曲线超出推荐范围时,非球面眼镜片的光学性能会迅速被改变。例如,对于1.6折射率+1.50D的非球面眼镜片,如果采用过平的基弧结果会如何呢?正如表11-2所示,在30°方向的场曲和斜向像散会增加许多。
(三)渐进多焦点镜片的情况
渐进多焦点镜片具有类似的现象,近用视力更容易受到过平基弧的影响。光学质量的损害现象一般可以通过等球镜图和等柱镜图来说明。例如,随着1.5折射率+3.00D眼镜片基弧的减少(6.50,5.50,4.00D),会反应出越来越多的缺陷,过平基弧的渐进多焦点镜片设计并不能期望设计出完善的视觉效果。
设计者们在考虑尽可能满足眼镜片轻且薄需求的同时,又要确保视力清晰,技术市场已经规定了UPX的基弧范围必须具备良好的光学质量。使用比推荐更平的曲线会产生有损戴镜者舒适视力的光学缺陷(场曲或斜向像散)。
第四节 特殊镜片的设计
一、 非球面设计
1. 非球面镜片 术语非球面的意思是“不是球面的”。球镜的表面是规则的,如同球或者球面的表面一样,有一个特定的曲率半径。非球面镜片表面的形状是变化的,整个表面的曲率半径都是不相同的。
2. 非球面设计的目的 为了能够减少光学矫正镜片的像差;使镜片更平,从而减少放大率,使镜片更受欢迎;获得更薄、更轻的镜片,以及设计渐进多焦点镜片。
(1) 非球面设计的光学目的:大部分屈光力镜片的制造是使用规则的球面,但是镜片屈光力超出+7.00D~-23.00D的范围,必需使用非球面设计。
非球面镜片表面是在距离光学中心的某一位置开始,镜片表面以合适的速度渐渐改变了原有的曲率,从而抵消周边像差。
(2) 非球面设计的变平目的:对于球镜的基弧,屈光力越高,则基弧越陡峭。然而基弧越陡峭,镜片外观就越糟糕。选择较平基弧可以使镜片外观不显凸出、更美观,而且也使放大率减少,甚至看上去更薄了,由于平基弧减少了放大率,使戴镜者的眼睛看上去没那么大了。
不幸的是,如果仅仅减平球面镜片会破坏其光学性能。在镜片周边,球镜屈光力会改变(场曲),并且会产生不期望的散光(斜向像散)。然而,如果减平的镜片表面是非球面,就有可能同时获得美观和良好的光学性能。
(3) 变平基弧的另一原因:基弧越陡峭,镜片就越容易从金属镜框移出。一般很少为了使镜片基弧和镜框相匹配而减平基弧。但是与其减平球面镜片,还不如使用更平的非球面设计的镜片。
(4) 非球面设计的减薄目的(几何非球面性):非球面设计可以使镜片更薄。针对正镜片使用非球面设计,向镜片边缘方向减平镜片前表面或者后表面,亦或镜片前后两面。减平镜片的周边可以使整个镜片更薄。
对于薄的负镜片,使镜片前表面陡峭,向镜片周边方向减平后表面,亦或两面都减平,这样可以减少镜片的边缘厚度。
(5) 制造渐进屈光力变化的非球面设计:根据定义,任何镜片表面不是球面的就是非球面的。渐进多焦点镜片是通过一个渐进的变陡峭的表面曲率来获得加光度数。
大部分渐进多焦点镜片的设计继续遵循与球面基弧设计相同的规则。换句话说,镜片的远用区域的基弧与所需要的球面矫正镜片的基弧相同。
渐进多焦点镜片也可以在远用区域采用减平的基弧。为了避免不期望的像差产生,镜片的前表面应该是非球面性的,如同其他非渐进的非球面镜片。
3. 非球面设计避免为移心而磨制棱镜 当球面的单光镜片磨片时,制片工厂能够将光学中心磨制在镜片的任何位置,这是为了获得移心而磨制棱镜。为了移心而磨制棱镜可以使镜片光学中心远离镜片毛坯中心而没有产生任何其它光学问题。另外,当镜片毛坯对镜框尺寸而言太小时,移心棱镜是一个解决办法。
但是如果光学中心远离非球面镜片毛坯的几何中心会发生什么呢?如果移心非球面镜片的光学中心,非球面性将相对偏离眼睛的位置。当眼睛注视某一方向时,会很快到达非球面区域,当转而注视另一方向时,则没有足够快地到达非球面区域。简而言之,非球面镜片的光学中心必须保持与镜片毛坯的几何中心在同一位置。
4. 配镜准则对非球面设计的重要性 优化设计的非球面镜片能够获得最佳的光学性能和美观,但是必须提醒的是,非球面镜片决不允许犯配镜错误。如果球镜没有完全符合各项合适的配适规则,戴镜者仍然可能得到满意的视觉效果。但是如果非球面镜片配适不当,镜片的光学性能会比球面基弧的镜片更糟糕。
(1) 非球面的配适指导:非球面镜片的配适规则与其它任何镜片的精确配适规则没有实质区别,包括测量单眼瞳距、测量主参考点高度,以及调整镜框倾斜角度。
1) 测量单眼瞳距:眼睛必须水平正对镜片的“非球面同心环”。测量远用的单眼瞳距可以确保正好对准。
2) 测量主参考点和补偿倾斜角度:首先,测量主参考点。然后使用倾斜补偿规则,即倾斜角度每2度,主参考点高度减去1mm。非球面区域必须集中围绕镜片的光学中心,因此,即使根据倾斜补偿规则下移量超过5毫米,也不要移动主参考点低于瞳孔中心下方5毫米,。太往下移动主参考点可能导致周边的非球面区域干扰正常的远用视力。
3)另一种测定主参考点高度的方法:倾斜头部测量。
测定主参考点高度的另一种方法是,首先配镜者的头部向后倾斜,直至镜框面与地面垂直,紧接着测量主参考点高度。(如果镜框倾斜角度很大,重新测量头部没有倾斜时的高度。测量的差异应该小于5毫米。)这种头部倾斜方法与倾斜角度的补偿方法结果相同,且更为简便。
配适非球面镜片的指南总结,见表11-3。
表11-3 非球面配适指南
A. 测量单眼瞳距;
B. 根据习惯方式,测量主参考点高度;然后倾斜角度每倾斜2度,主参考点高度减去1mm(光学中心应该不低于瞳孔下方5mm);
C. 测定主参考点的另一种方法:首先,配镜者头部向后倾斜直至镜框面与地面垂直。然后,测量这个位置的主参考点高度,应该与倾斜角度的补偿规则的测定结果相同;
D. 对于非球面镜片,严禁磨制棱镜来移心。移动光学中心离开从非球面区域中心会破坏非球面的光学优势。
三、高度正镜片设计
无晶状体眼配戴高度正镜片的现象至今还是存在,因此研制发展了许多高度正镜片的设计。
(一)球面镜片
高度正镜片配镜者使用规则的球面镜片,甚至有些光学性能不好的球面设计,有时候,这些镜片称为“全视野镜片(full-field lenses)”。事实上,在整个可视表面有屈光力的任何镜片都可称为全视野镜片。
(二) 正缩径镜片
正缩径镜片是指镜片中心区域有屈光力,而周边无屈光力或者极少屈光力的镜片。该中心区域称为孔径(aperture),周边区域称为载体(carrier)(图11-14)。缩径形式是为了减薄镜片而发展起来的。这与选用小的正镜片来获得薄平镜片是类似的。
图11-14 正缩径镜片
1. 缩径设计的优点 缩径设计的主要优点是重量减轻,厚度减薄,并且对于非球面的双凸透镜,还具有好的光学性能。
2. 缩径设计的缺点 缩径设计的主要缺点是外观。甚至对于小尺寸的眼睛,孔径边缘通常是可视的。如果镜框尺寸太大,圆的划分线太多,使孔径区域看起来象煎蛋的蛋黄。
(三) 多梯度镜片(Multidrop Lenses)
Welsh 4-梯度镜片的发展是为了克服双凸设计的不美观,同时也能成为薄镜片。Welsh 4-梯度后表面的曲率几乎是平的。镜片的前表面在中心区域有一个24毫米的球性区域。在中心区域以外,镜片表面的屈光力逐步下降,(图11-15)。例如,如果镜片中心的基弧是+14.00D,外部有四个同心区域,屈光力分别为+13.00D、+12.00D、+11.00D和+10.00D。每个区域和另一个区域混合,所以屈光力变化不明显。
图11-15 Welsh 4-梯度镜片
Welsh 4-梯度是从以前正镜片的设计中彻底变化而来的。光学性能不是非常理想,但是镜片薄且更美观。
四、高度负镜片设计
高度负镜片配戴者的主要问题是镜片边缘太厚,这个问题通常可以通过镜框的选择来解决。
针对高度负镜片的负缩径设计与针对高度正镜片的正缩径设计的应用思路是相同的。镜片的中心区域包括镜片的矫正屈光力。周边(载体)区域仅仅是为了延伸镜片的物理尺寸,没有增加镜片厚度。
高度近视眼的配镜原则,主要是小的直径尺寸、高折射率镜片、研磨和抛光,以及减反射膜等方面。
五、改变眼睛外观的镜片设计
通常,镜片屈光力仅仅被用来矫正屈光不正,以及减轻因双眼视问题产生的棱镜屈光力。 然而,屈光力、棱镜、甚至染色除了矫正屈光不正外还有另一种用途:它也能用来改善盲眼或修复(义)眼的美容外表。
有经验的眼视光师能够使义眼与健在眼的虹膜及巩膜在颜色及外观上相匹配。由于眼窝的位置,甚至在双眼颜色良好匹配的条件下,义眼可能看上去还是反常的。如果进行美容手术也没有效果,可以通过眼镜片来改善美观。使用镜片美容并不属于处方范畴,它们可以在由配镜师在镜框选择时作出决定。
(一) 改变眼睛外观大小
正镜片有光学放大作用,而负镜片有光学缩小作用。当正镜片放大时,不仅使戴镜者所视物像的尺寸变大,而且使戴镜者眼睛的外观尺寸也变大。通常,配镜师选用非球面设计,使镜片变平变薄来减轻这种影响。然而,有时候却需要特意使无视力眼外观尺寸变大。
1. 使用球镜 眼睛外观尺寸可以通过正/负球镜改变。
如果一个人用义眼取代了丧失的一只眼球,义眼可以在颜色上和健在眼良好匹配。但是由于义眼通常会内陷,而使看起来变小。此时可以通过正球镜来增加义眼的外观尺寸。同理,使用负球镜可以减小眼睛的外观尺寸。
2. 使用柱镜 通过使用平柱镜,眼睛尺寸可以在柱镜的屈光力子午线方位变大或者缩小,而在与其成90度轴的子午线方向没有影响。
平柱镜可以用来改变水平或者垂直方向的眼睛外观尺寸。例如,有时侯甚至当无视力眼与有视力眼相比,睑裂长度正常,而宽度偏窄时,可用轴位在水平180度的正柱镜矫正。通过在眼前试戴正柱镜试镜片来选择合适的屈光力。
3. 倾斜柱镜改变斜眼睑 非水平或垂直位置旋转平柱镜会产生倾斜。如果眼睑看起来歪斜,可在无视力眼前放置柱镜,并旋转柱镜轴向直至眼睑与有视力眼位置差不多。
有时候义眼的眼睑看起来可能有些歪斜,可以利用柱镜的剪动原理,即正柱镜使直线逆向旋转,而负柱镜使直线顺向旋转。采用正柱镜还是负柱镜的决定因素是放大率。在眼前试戴柱镜试镜片,并通过轴向调试来确定使眼睑正位的理想轴位。
(二)采用镜片掩饰伤疤和畸形
有时候无视力眼有伤疤或者呈畸形,可以选择染色镜片来减少眼睛的可视度。但是需要提醒的是,一副染色镜片将会降低戴镜者在夜间的视力,故不能因为美观性的考虑而忽略了安全因素。
(三) 改变眼睛外观位置
外伤导致的眼球损失也会引起眼窝位移。这会使义眼比健在眼外观偏高或者偏低。如果盲眼或者义眼与健在眼相比,偏高或者偏低、偏内或者偏外,可以使用棱镜来改变眼位。
棱镜的底向总是与眼位偏移的方向一致。换句话说,如果眼睛偏高,使用底朝上的棱镜;如果眼睛偏内,使用底朝内的棱镜。戴镜者的眼睛外观将朝棱镜的顶点方向移动。这种棱镜称之为反向棱镜(inverse prism),因为它与应用在健在眼通常所规定的方向正好相反。
小结
复习思考题,作业题
实施情况及分析
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