幾何光學(xué)與眼鏡光學(xué)

幾何光學(xué)與眼鏡光學(xué)視明眼鏡企業(yè)視光培訓(xùn)幾何光學(xué)與眼鏡光學(xué)第1頁內(nèi)容綱要光基本性質(zhì)、概念光基本定律透鏡光學(xué)球鏡柱鏡棱鏡幾何光學(xué)與眼鏡光學(xué)第2頁物理光學(xué)光與電磁波可見光幾何光學(xué)與眼鏡光學(xué)第3頁物理光學(xué)單色光與復(fù)色光單色光藍(lán)色光(B)：400nm-475nm青色光(C)：475nm-485nm綠色光(G)：485nm-570nm黃色光(Y)：570nm-580nm紅色光(R)：580nm-700nm復(fù)色光幾何光學(xué)與眼鏡光學(xué)第4頁幾何光學(xué)光源能發(fā)光物體（本身發(fā)光或反光）發(fā)光體發(fā)光點(diǎn)幾何光學(xué)與眼鏡光學(xué)第5頁幾何光學(xué)光線以直線形式表示光能傳輸方向光束幾何光學(xué)與眼鏡光學(xué)第6頁幾何光學(xué)光束發(fā)散光束與平行光束幾何光學(xué)與眼鏡光學(xué)第7頁幾何光學(xué)光速光在真空和空氣中速度(30萬公里/秒)光在其它介質(zhì)中速度介質(zhì)折射率幾何光學(xué)與眼鏡光學(xué)第8頁幾何光學(xué)介質(zhì)折射率常見介質(zhì)折射率真空1.0空氣1.0003水1.333樹脂1.499-1.7玻璃1.523鉆石2.417幾何光學(xué)與眼鏡光學(xué)第9頁光基本定律幾何光學(xué)與眼鏡光學(xué)第10頁光基本定律直線傳輸定律在均勻介質(zhì)中，光沿直線傳輸。幾何光學(xué)與眼鏡光學(xué)第11頁光基本定律獨(dú)立傳輸定律來自不一樣方向光線相遇時(shí)相互不影響，仍朝各自方向前進(jìn)。幾何光學(xué)與眼鏡光學(xué)第12頁光基本定律獨(dú)立傳輸定律特例：干涉現(xiàn)象幾何光學(xué)與眼鏡光學(xué)第13頁光基本定律反射定律術(shù)語：法線、入射角、反射角幾何光學(xué)與眼鏡光學(xué)第14頁光基本定律反射定律鏡面反射和散射幾何光學(xué)與眼鏡光學(xué)第15頁光基本定律光路可逆原理幾何光學(xué)與眼鏡光學(xué)第16頁光基本定律折射定律幾何光學(xué)與眼鏡光學(xué)第17頁吸管往上折了！幾何光學(xué)與眼鏡光學(xué)第18頁折射定律Snell法則舉例：光線從真空中以45°角入射，折射角為30°，求此介質(zhì)折射率。幾何光學(xué)與眼鏡光學(xué)第19頁折射定律經(jīng)過水面看水里魚，會(huì)感覺魚位置有何改變？幾何光學(xué)與眼鏡光學(xué)第20頁折射定律全反射和臨界角幾何光學(xué)與眼鏡光學(xué)第21頁折射定律全反射現(xiàn)象幾何光學(xué)與眼鏡光學(xué)第22頁折射定律光線經(jīng)過三棱鏡幾何光學(xué)與眼鏡光學(xué)第23頁折射定律不一樣波長光波，折射程度不相同幾何光學(xué)與眼鏡光學(xué)第24頁符號(hào)規(guī)則光線從左向右進(jìn)行自透鏡向左衡量為負(fù)，向右為正物距/像距/焦距幾何光學(xué)與眼鏡光學(xué)第25頁透鏡幾何光學(xué)與眼鏡光學(xué)第26頁透鏡什么是透鏡最少有一個(gè)面是彎曲面能夠改變光束聚散度幾何光學(xué)與眼鏡光學(xué)第27頁透鏡球面透鏡(球鏡)凹透鏡凸透鏡柱面透鏡球柱面透鏡幾何光學(xué)與眼鏡光學(xué)第28頁球鏡球面概念：前后兩個(gè)面都是球面一個(gè)球面＋一個(gè)平面幾何光學(xué)與眼鏡光學(xué)第29頁球鏡分類凸透鏡中央比邊緣厚凹透鏡中央比邊緣薄幾何光學(xué)與眼鏡光學(xué)第30頁球鏡光學(xué)符號(hào)法則光線從左向右進(jìn)行自透鏡向左衡量為負(fù)，向右為正物距/像距/焦距幾何光學(xué)與眼鏡光學(xué)第31頁球鏡光學(xué)焦點(diǎn)／焦距焦距為正焦距為負(fù)幾何光學(xué)與眼鏡光學(xué)第32頁球鏡光學(xué)物點(diǎn)和像點(diǎn)物距為負(fù)像距為正幾何光學(xué)與眼鏡光學(xué)第33頁球鏡成像作圖法幾何光學(xué)與眼鏡光學(xué)第34頁球鏡成像作圖法幾何光學(xué)與眼鏡光學(xué)第35頁球鏡成像作圖法幾何光學(xué)與眼鏡光學(xué)第36頁球鏡成像計(jì)算法uvf物距/像距：正負(fù)焦距：凸球鏡為正凹球鏡為負(fù)幾何光學(xué)與眼鏡光學(xué)第37頁球鏡成像計(jì)算法舉例：一物體距離凸透鏡50cm，透鏡焦距為40cm，求像位置。解：成像在透鏡右側(cè)2米處幾何光學(xué)與眼鏡光學(xué)第38頁球鏡屈光力(F)以球面透鏡焦距倒數(shù)表示單位：屈光度(Diopter,D)公式：舉例：一凸透鏡焦距40cm，該透鏡屈光力為多少？幾何光學(xué)與眼鏡光學(xué)第39頁球鏡屈光力球面透鏡屈光力規(guī)范寫法實(shí)際工作中屈光度增率1/4系統(tǒng)(0.25D,0.50D,0.75D)1/8系統(tǒng)(0.125D,0.25D,0.375D)幾何光學(xué)與眼鏡光學(xué)第40頁鏡片生產(chǎn)廠家:

經(jīng)過改變前后表面曲率來改變鏡片（透鏡）屈光力幾何光學(xué)與眼鏡光學(xué)第41頁球鏡屈光力與球面屈光力對(duì)薄球鏡而言,幾何光學(xué)與眼鏡光學(xué)第42頁球面屈光力計(jì)算公式：舉例：如圖，光線從空氣經(jīng)過球面進(jìn)入玻璃（n=1.5），球面曲率半徑是20cm，求此面屈光力?？諝獠Ａ：凸球面為正凹球面為負(fù)“凸”、“凹”是相對(duì)入射光線而言幾何光學(xué)與眼鏡光學(xué)第43頁球面屈光力舉例：如圖，光線從玻璃（n=1.5）經(jīng)過球面進(jìn)入水中（n=1.33）,球面曲率半徑為50cm，求此球面屈光力。玻璃水幾何光學(xué)與眼鏡光學(xué)第44頁球鏡表面屈光力透鏡表面屈光力：前表面屈光力：后表面屈光力：r1r2F1F2F幾何光學(xué)與眼鏡光學(xué)第45頁球鏡表面屈光力薄球鏡屈光力公式：舉例：一新月形凸透鏡，折射率1.5，前表面曲率半徑為20cm，后表面曲率半徑為50cm，求此透鏡屈光力。r1r2F1FF2幾何光學(xué)與眼鏡光學(xué)第46頁假如把鏡片翻過來了,屈光度怎樣改變?折射率1.5，前表面曲率半徑為50cm，后表面曲率半徑為20cm，求此透鏡屈光力。幾何光學(xué)與眼鏡光學(xué)第47頁球鏡形式幾何光學(xué)與眼鏡光學(xué)第48頁球鏡形式同一屈光度球鏡能夠有沒有數(shù)種前后表面組成方式比如:-3D近視鏡片0+(-3)=-3D;+3+(-6)=-3D,-1+(-2)=-3D最正確透鏡形式盡可能降低或消除像差配戴清楚舒適幾何光學(xué)與眼鏡光學(xué)第49頁最正確球鏡形式透鏡屈光度

基弧

透鏡屈光度

基弧

+1.00DS-6.50-1.00DS+6.50+2.00DS-6.00-2.00DS+6.00+3.00DS-5.50-3.00DS+5.50+4.00DS-5.00-4.00DS+5.00+5.00DS-4.50-5.00DS+4.50+6.00DS-4.50-6.00DS+4.00+7.00DS-4.50-7.00DS+3.50+8.00DS-4.00-8.00DS+3.00幾何光學(xué)與眼鏡光學(xué)第50頁球鏡屈光力測量鏡度表n=1.523鏡度表是在以前鏡片材料比較單一情況下測量鏡片屈光度，它是按n為1.523材料設(shè)計(jì);對(duì)于其它材料，F(xiàn)’=(n’-1)/(n-1)*(F1+F2)幾何光學(xué)與眼鏡光學(xué)第51頁焦度計(jì)幾何光學(xué)與眼鏡光學(xué)第52頁怎樣識(shí)別鏡片折射率？經(jīng)過焦度計(jì)測出鏡片屈光度F’以及鏡度表測出鏡片“屈光度”(F1+F2)，則能夠計(jì)算出鏡片折射率n=F’*0.532/(F1+F2)+1幾何光學(xué)與眼鏡光學(xué)第53頁第二部分幾何光學(xué)與眼鏡光學(xué)第54頁1.散光透鏡幾何光學(xué)與眼鏡光學(xué)第55頁散光眼成像平行光線經(jīng)過散光眼不能形成焦點(diǎn)，而形成前后兩條焦線；例中水平子午線形成垂直焦線F’h幾何光學(xué)與眼鏡光學(xué)第56頁散光眼散光眼系統(tǒng)成像過程.例中垂直子午線形成水平焦線F’v幾何光學(xué)與眼鏡光學(xué)第57頁幾何光學(xué)與眼鏡光學(xué)第58頁幾何光學(xué)與眼鏡光學(xué)第59頁單純近視性散光單純遠(yuǎn)視性散光復(fù)性近視性散光混合散光復(fù)性遠(yuǎn)視性散光幾何光學(xué)與眼鏡光學(xué)第60頁散光透鏡光學(xué)：平行光線經(jīng)過散光透鏡，不能形成一個(gè)焦點(diǎn)。分類：依據(jù)透鏡前后表面形狀：柱面透鏡球柱面透鏡環(huán)曲面透鏡幾何光學(xué)與眼鏡光學(xué)第61頁1.1柱面透鏡幾何光學(xué)與眼鏡光學(xué)第62頁柱面透鏡圓柱體和柱面圓柱體軸柱面柱面在與軸平行方向上是平柱面在與軸垂直方向上是圓形，彎度最大這兩個(gè)方向稱為柱面兩條主子午線方向。幾何光學(xué)與眼鏡光學(xué)第63頁柱面透鏡一個(gè)柱面和一個(gè)平面組成正柱面透鏡負(fù)柱面透鏡幾何光學(xué)與眼鏡光學(xué)第64頁柱面透鏡主子午線：軸向子午線：與軸平行子午線，在柱面上是平，沒有彎度。屈光力子午線：與軸垂直子午線，在柱面上圓形，彎度最大。幾何光學(xué)與眼鏡光學(xué)第65頁柱面透鏡光學(xué)光線經(jīng)過軸向子午線（圖中垂直方向）不會(huì)出現(xiàn)聚散度改變光線經(jīng)過屈光力子午線（圖中水平方向）會(huì)出現(xiàn)聚散度改變幾何光學(xué)與眼鏡光學(xué)第66頁柱面透鏡光學(xué)焦線與軸向平行幾何光學(xué)與眼鏡光學(xué)第67頁柱面透鏡表示方法光學(xué)十字幾何光學(xué)與眼鏡光學(xué)第68頁柱面透鏡表示方法表示柱面透鏡兩條主子午線在水平和垂直方向上垂直方向?yàn)檩S向，屈光力為零水平方向屈光力最大，為+3.00D0+3.00幾何光學(xué)與眼鏡光學(xué)第69頁柱面透鏡表示式+3.00DC×90表示+3.00D柱面透鏡，軸在90°方向0+3.00幾何光學(xué)與眼鏡光學(xué)第70頁柱鏡各方向屈光度柱鏡在斜向軸向上屈光力θ為所求方向與柱鏡軸夾角幾何光學(xué)與眼鏡光學(xué)第71頁舉例：柱面透鏡+3.00×90，求60°方向上屈光力為多少。幾何光學(xué)與眼鏡光學(xué)第72頁軸向標(biāo)示法國際標(biāo)準(zhǔn)軸向標(biāo)示法（TABO法）幾何光學(xué)與眼鏡光學(xué)第73頁－3.000單純近視性散光+0+3.00單純遠(yuǎn)視性散光+幾何光學(xué)與眼鏡光學(xué)第74頁柱面透鏡聯(lián)合同軸位柱面透鏡聯(lián)合效果為一個(gè)柱鏡，柱鏡度為二者代數(shù)和軸位相互垂直，柱鏡度相同效果為一個(gè)球鏡，球鏡度為柱鏡度數(shù)軸位相互垂直，柱鏡度不相同等效為一個(gè)球柱面透鏡幾何光學(xué)與眼鏡光學(xué)第75頁1.2球柱面透鏡幾何光學(xué)與眼鏡光學(xué)第76頁球柱面透鏡概念一個(gè)球面聯(lián)合一個(gè)柱面前后兩個(gè)柱面，軸位相互垂直,柱鏡度不相同幾何光學(xué)與眼鏡光學(xué)第77頁+2.00+3.00光學(xué):兩條主子午線方向都有不一樣屈光力，且都不為零。+2.00+2.000+1.00+2.00+3.000+3.00+2.000幾何光學(xué)與眼鏡光學(xué)第78頁球柱面透鏡形式球鏡正柱鏡球鏡負(fù)柱鏡柱鏡柱鏡（）（）（）幾何光學(xué)與眼鏡光學(xué)第79頁球柱鏡透鏡光學(xué)史氏光錐幾何光學(xué)與眼鏡光學(xué)第80頁球柱鏡透鏡光學(xué)混合散光混合散光-3.00+3.00+幾何光學(xué)與眼鏡光學(xué)第81頁球柱面透鏡形式轉(zhuǎn)換幾何光學(xué)與眼鏡光學(xué)第82頁光學(xué)十字轉(zhuǎn)換為球柱鏡形式度數(shù)(絕對(duì)值)小作為球鏡度大減小度數(shù)作為柱鏡度小方向作為軸向+0.50-1.50幾何光學(xué)與眼鏡光學(xué)第83頁+0.50-1.50+1.00+2.50+1.00/+1.50×90+0.50/－2.00×90幾何光學(xué)與眼鏡光學(xué)第84頁正負(fù)柱鏡形式轉(zhuǎn)換球柱相加作為新球鏡度柱鏡度改變正負(fù)號(hào)軸位轉(zhuǎn)90°幾何光學(xué)與眼鏡光學(xué)第85頁+1.00/+1.50×90+2.50/-1.50×180幾何光學(xué)與眼鏡光學(xué)第86頁球柱面透鏡形式轉(zhuǎn)換正交柱鏡形式轉(zhuǎn)換為球柱鏡形式先畫出光學(xué)十字球柱鏡形式轉(zhuǎn)換為正交柱鏡形式先畫出光學(xué)十字幾何光學(xué)與眼鏡光學(xué)第87頁1.3環(huán)曲面透鏡幾何光學(xué)與眼鏡光學(xué)第88頁環(huán)曲面在兩條主子午線上都有曲率，但不相等幾何光學(xué)與眼鏡光學(xué)第89頁環(huán)曲面透鏡一個(gè)面是環(huán)曲面，另一個(gè)面是球面將散光透鏡做成環(huán)曲面透鏡，在外觀和成像質(zhì)量上都優(yōu)于球柱面透鏡。幾何光學(xué)與眼鏡光學(xué)第90頁2.透鏡有效鏡度幾何光學(xué)與眼鏡光學(xué)第91頁有效鏡度幾何光學(xué)與眼鏡光學(xué)第92頁透鏡有效鏡度有效鏡度幾何光學(xué)與眼鏡光學(xué)第93頁透鏡有效鏡度有效鏡度透鏡在特定位置起特定作用。同一透鏡放在不一樣位置，所產(chǎn)生光學(xué)作用會(huì)發(fā)生改變。假如透鏡位置發(fā)生改變，而需要保持相同光學(xué)作用，則透鏡屈光力要作對(duì)應(yīng)改變。幾何光學(xué)與眼鏡光學(xué)第94頁透鏡有效鏡度有效鏡度公式應(yīng)用例子：驗(yàn)光時(shí)試鏡片放在眼前15mm處，驗(yàn)光度數(shù)為-8.00D，配鏡時(shí)，鏡片距離眼球10mm，則配鏡時(shí)應(yīng)配多少度？d：移動(dòng)距離（單位：米）從左向右移（靠近眼睛）：d為正值；從右向左移（遠(yuǎn)離眼睛）：d為負(fù)值；幾何光學(xué)與眼鏡光學(xué)第95頁透鏡有效鏡度公式應(yīng)用例子：驗(yàn)光時(shí)試鏡片放在眼前12mm處，驗(yàn)光度數(shù)為+12.00D，改配隱形眼鏡，度數(shù)應(yīng)為多少？幾何光學(xué)與眼鏡光學(xué)第96頁3.棱鏡基本術(shù)語主切面底頂角幾何光學(xué)與眼鏡光學(xué)第97頁棱鏡光學(xué)作用改變光束方向，不改變聚散度光線向棱鏡底方向偏折幾何光學(xué)與眼鏡光學(xué)第98頁棱鏡光學(xué)作用人眼經(jīng)過棱鏡視物