球柱面透鏡光學(xué)技術(shù)（眼鏡光學(xué)技術(shù)課件）

球面透鏡的結(jié)構(gòu)和分類

定義和分類球面透鏡(sphericallens)指前后表面均為球面，或一面為球面、一面為平面（平面可以看作為半徑無窮大的球面）的透鏡。透鏡凸透鏡中間厚，邊緣薄凹透鏡中間薄，邊緣厚（也稱為正透鏡、會聚透鏡）（也稱為負透鏡、發(fā)散透鏡）雙凸球面透鏡平凸球面透鏡新月形凸球面透鏡雙凸球面透鏡凸面凸面平凸球面透鏡凸面平面新月形凸球面透鏡凹面凸面雙凹球面透鏡平凹球面透鏡新月形凹球面透鏡雙凹球面透鏡凹面凹面平凹球面透鏡凹面平面新月形凹球面透鏡凹面凸面六種基本形式：雙凸球面透鏡、平凸球面透鏡、新月形凸球面透鏡、雙凹球面透鏡、平凹球面透鏡、新月形凹球面透鏡（a）（b）（c）（d）（e）（f）凸透鏡（正透鏡）凹透鏡（負透鏡）球面透鏡的屈光力屈光力透鏡對光線聚散度改變的程度稱為透鏡的屈光力（dioptricpower）或鏡度。由于透鏡各方向上的曲率半徑均相等，所以透鏡各子午線上屈折光線的能力均相等，透鏡的屈光力數(shù)值是單一的（故球面透鏡在眼用鏡片中也稱為單光片）。屈光力在數(shù)值上等于透鏡焦距的倒數(shù)。很多書將透鏡的第二焦點（F2）簡稱透鏡的焦點（F`），第二焦距（f`2）簡稱為透鏡的焦距（f

`）1、球面透鏡的面屈光力（單球面成像）

如光束從折射率為n1的介質(zhì)，通過曲率半徑為r的球面，進入折射率為n2的介質(zhì)，此球面的屈光力（F）與上述三者均相關(guān)。曲率半徑r需遵循符號規(guī)則，設(shè)光線從左到右傳播，如果r從界面向右衡量（即球面的光心在界面的右側(cè)），r為正值；相反，如果r從界面向左衡量（即球面的光心在界面的左側(cè)），則r為負值。r單位為m，F(xiàn)的單位為屈光度(D)。例：水和玻璃之間的界面為球面，水的折射率為1.33，玻璃的折射率為1.53，球面的曲率半徑為10cm，光線從水進入玻璃，則此界面的屈光力為多少？解：已知2、薄透鏡的屈光力前、后表面屈光力分別為：n1n2r1C1C2n1··O1O2r2

例：一個雙凸薄透鏡，折射率為1.60，前、后表面曲率半徑分別為12cm和20cm，求透鏡的屈光力。解：已知例：一個凹新月形薄透鏡，折射率為1.50，前、后表面曲率半徑分別為25cm和5cm，求透鏡的屈光力。解：已知3、厚透鏡的屈光力厚透鏡：透鏡中心厚度較大，不可忽略不計。三對基點和基面，即焦點和焦平面、主點和主平面以及節(jié)點和節(jié)平面。中心厚度t、物方焦距、像方焦距、前頂焦距、后頂焦距。厚透鏡的屈光力實際透鏡的屈光力是和透鏡厚度有關(guān)的。在實際配戴眼鏡時，一般選用新月形透鏡。例：有一雙凸透鏡，前球面曲率半徑為523mm，后球面曲率為95mm，透鏡折射率為1.523，透鏡中心厚度4mm，求透鏡的屈光力。

tn

主點屈光力：透鏡焦距的倒數(shù)。頂點屈光力：頂焦距的倒數(shù)。分為：前頂點屈光力后頂點屈光力——實際中的鏡度后頂點屈光力為：

前頂點屈光力為：柱面透鏡的光學(xué)性質(zhì)柱面透鏡的光學(xué)性質(zhì)（一）圓柱面透鏡的軸向——光線通過軸向子午線（圖中垂直方向）不會出現(xiàn)聚散度的改變?！饩€通過屈光力子午線（圖中水平方向）會出現(xiàn)聚散度的改變。（二）圓柱面透鏡的會聚與發(fā)散圓柱面透鏡的像方焦線，該焦線平行于正圓柱面透鏡的柱軸透鏡到該焦線AB的距離，稱為像方焦距（三）圓柱面透鏡的成像平行光束入射正圓柱透鏡后，成像于像方焦點位置，是一平行于正圓柱透鏡軸的直線，稱其為像方焦線，長度等于這個正圓柱透鏡的軸向孔徑大?。≒Q）。PQ柱面透鏡的視覺像移視覺像移剪刀運動以柱面透鏡的中心為軸進行旋轉(zhuǎn)時，通過透鏡可觀察到“+”字的兩條線在隨著透鏡的旋轉(zhuǎn)進行“張開”繼而又“合攏”狀的移動。這種現(xiàn)象稱之為“剪刀運動”環(huán)曲面透鏡環(huán)曲面透鏡環(huán)曲面：讓一段圓弧繞一直線作定軸轉(zhuǎn)動，由圓弧軌跡所構(gòu)成面，

基弧

正交弧oc（二）環(huán)曲面透鏡的形式環(huán)曲面透鏡：至少有一面是環(huán)曲面的透鏡內(nèi)環(huán)曲面鏡片：將環(huán)曲面制作在透鏡的內(nèi)表面（外表面為球面），稱為內(nèi)環(huán)曲面或內(nèi)散片。外環(huán)曲面鏡片：將環(huán)曲面制作在透鏡的外表面（內(nèi)表面為球面），稱為外環(huán)曲面或外散片。（三）環(huán)曲面透鏡的表達形式（）（）球柱面透鏡的概述球柱面透鏡的概述球柱面透鏡是指兩個子午線方向屈光力不等且均不等于零的透鏡，它等效于兩個屈光力不等的柱鏡正交組合或一個球鏡與一個柱鏡的組合，簡稱球柱鏡。三種制作形式用表達式表示球柱面透鏡：柱屈光力柱屈光力

（）正交柱鏡形式（a）圖+3.00DC×90（）+5.00DC×180球屈光力正柱屈光力球屈光力負柱屈光力（）（）球柱聯(lián)合形式（b）圖+3.00DS（）+2.00DC×180（c）圖+5.00DS（）-2.00DC×90球柱面透鏡的聯(lián)合球柱面透鏡的聯(lián)合（一）兩圓柱透鏡軸向一致聯(lián)合例：計算兩圓柱透鏡軸向一致聯(lián)合：+1.00DC×50（）+2.00DC×50=+3.00DC×50（二）兩圓柱透鏡正交聯(lián)合兩圓柱透鏡軸向互相垂直而聯(lián)合，稱為正交聯(lián)合球鏡+正柱鏡：取原圓柱面透鏡中屈光力小的作球面，配一個正柱面（原兩柱鏡屈光力之差），軸向隨原圓柱面透鏡中屈光力大的軸向。+3.00DC×90（）+5.00DC×180=+3.00DS處方：（）+2.00DC×180球鏡+負柱鏡:取原圓柱面透鏡中屈光力大的作球面，配一個負柱面（原兩柱鏡屈光力之差），軸向隨原圓柱面透鏡中屈光力小的軸向。+3.00DC×90（）+5.00DC×180=+5.00DS（）-2.00DC×90處方：球柱面透鏡的轉(zhuǎn)換球柱面透鏡的轉(zhuǎn)換球柱面透鏡的轉(zhuǎn)換：把球柱面透鏡從一種形式轉(zhuǎn)換成另一種形式而保持其光學(xué)效果不變。（一）將正交柱面形式轉(zhuǎn)變成球柱面形式（1）新球面屈光力等于兩柱面中任一柱面屈光力；（2）新柱面屈光力等于末被選為球面的柱面屈光力減去被選為球面的屈光力；（3）新柱面的軸向是末被選為球面的柱面的軸向?！爸?柱面”轉(zhuǎn)換成“球面

+正柱面”或者“球面

+負柱面”例：將兩正交柱鏡+5.00DC×90+7.00DC×180改寫成球柱形式。解法一：（1）任選一柱鏡屈光力為新球鏡的屈光力；（）新球面屈光力：+5.00DS（2）新柱面屈光力等于末被選為球面的柱面屈光力減去被選為球面的屈光力；新柱面屈光力：+2.00DC（3）新柱面的軸向是末被選為球面的柱面的軸向。新柱面：+2.00DC×180+5.00DC×90+7.00DC×180（）=+5.00DS+2.00DC×180（）例：將兩正交柱鏡+5.00DC×90+7.00DC×180改寫成球柱形式。解法二：（1）任選一柱鏡屈光力為新球鏡的屈光力；（）新球面屈光力：+7.00DS（2）新柱面屈光力等于末被選為球面的柱面屈光力減去被選為球面的屈光力；新柱面屈光力：-2.00DC（3）新柱面的軸向是末被選為球面的柱面的軸向。新柱面：-2.00DC×90+5.00DC×90+7.00DC×180（）=+7.00DS-2.00DC×90（）（二）將球柱面形式轉(zhuǎn)變?yōu)閮烧恢嫘问剑?）第一正交柱面屈光力等于原球面屈光力；（2）第一正交柱面的軸與原球柱面的柱軸垂直；（3）第二正交柱面屈光力等于原球面屈光力與柱面屈光力的代數(shù)和；（4）第二正交柱面的軸與原球柱面的柱軸相同?！扒蛎?正柱面”或者“球面+負柱面”轉(zhuǎn)換成“柱面+柱面”例：將球柱面鏡+5.00DS+2.00DC×180改寫成兩正交柱面鏡的形式。（）解法：（1）第一正交柱面屈光力等于原球面屈光力+5.00DC（2）第一正交柱面的軸與原球柱面的柱軸垂直；+5.00DC×90（3）第二正交柱面屈光力等于原球面屈光力與柱面屈光力的代數(shù)和；+7.00DC（4）第二正交柱面的軸與原球柱面的柱軸相同。+7.00DC×180+5.00DS+2.00DC×180（）=+5.00DC×90+7.00DC×180（）（三）將一種球柱面形式轉(zhuǎn)變成另一種球柱面形式（1）新球面屈光力等于原球面與柱面屈光力的代數(shù)和；（2）新柱面屈光力與原柱面屈光力大小相同，但符號相反；（3）新柱鏡軸向與原柱鏡軸向垂直?！扒蛎?正柱面”轉(zhuǎn)換成“球面+負柱面”“球面+負柱面”轉(zhuǎn)換成“球面+正柱面”例：將球柱面鏡+5.00DS+2.00DC×180改寫成另一種球柱鏡形式。（）解法：（1）新球面屈光力等于原球面與柱面屈光力的代數(shù)和；+7.00DS（2）新柱面屈光力與原柱面屈光力大小相同，但符號相反；-2.00DC（3）新柱鏡軸向與原柱鏡軸向垂直。-2.00DC×90+5.00DS+2.00DC×180（）=+7.00DS-2.00DC×90（）幾何光學(xué)的基本概念改善散光鏡片視物變形的幾種方法（一）散光鏡片的前表面用球面，而近眼面用球柱面將散光矯正眼鏡的球柱面做于近眼面（內(nèi)散鏡片），以減少眼鏡片兩子午方向的放大倍率差，也就是使變形率減小。例如一散光矯正鏡片，基弧6.00D處方為：+1.00DS聯(lián)合+4.00DC×45外散片：后表面為-6.00DS，前表面環(huán)曲面內(nèi)散片：前表面為+6.00DS，后表面環(huán)曲面（二）散光鏡片的度數(shù)不要配足采用部分等效球鏡度的方法，更改鏡片柱鏡部分的屈光力，。（三）應(yīng)用角膜接觸鏡減少鏡-眼距到最小狀態(tài)，使矯正眼鏡的放大倍率減至最小，以避免各種不適。散光鏡片的放大率一、散光鏡片的放大率放大率不僅與矯正鏡片的屈光力有關(guān)，還與其鏡片的形式有關(guān)。由于散光鏡片兩個子午線方向屈光力不同，即眼鏡放大率SM是不同的，因此像會發(fā)生形狀變異。二、變形率變形率（Γ）：最高放大倍率和最低放大倍率之比。中間圓的像為外側(cè)的橢圓P點的像為P‘討論1）變形率、2）夾角、3）球鏡（一）軸向垂直水平的散光眼鏡視物變形（1）若左右兩眼都是垂直軸，配帶散光鏡片后看物體（以方形物體為例討論）時，會發(fā)現(xiàn)物體胖（或瘦）的變化。（2）若左右兩眼都是水平軸，配帶散光鏡片后看物體（以方形物體為例討論）時，會發(fā)現(xiàn)物體長高（或變矮）的變化。（二）左右眼軸向平行而斜向的散光矯正眼鏡的視物變形左右眼散光的屈光力均相等，散光軸向傾斜而互相平行。因各方向放大率不等，像向最高屈光力方向傾斜。由于像變形和傾斜，患者常發(fā)生空間定向障礙，以致產(chǎn)生生活及行動上的許多不便。（a）頭位代償性傾斜：（b）重新定位（三）左右眼散光軸向?qū)ΨQ而傾斜的散光矯正眼鏡雙眼形成了兩個異向傾斜的像，雙眼融像后，患者就會感覺看到的方形物體變成梯形，散光鏡片的識別和中和散光鏡片的識別與中和（一）散光鏡片的識別（1）旋轉(zhuǎn)試驗判斷鏡片是球鏡還是散光透鏡（2）平移試驗判斷是柱鏡還是球柱鏡，并確定光心（二）用中和法確定散光鏡片的屈光力（1）水平軸方向中和：（2）垂直軸方向中和：（3）寫出球柱鏡的正交柱鏡形式處方，并可以轉(zhuǎn)化為球柱鏡形式。散光透鏡成像散光透鏡的成像無窮遠處物點：十字物點：十字與軸向重合由一定夾角：圓環(huán)：散光光束中各參數(shù)的計算焦線長度、最小彌散圓的位置和直徑散光眼散光眼：眼睛屈光面（主要是角膜）的屈光力，若因兩子午線方向出現(xiàn)屈光差異時，則來自光點的光就不能會聚于一個焦點上，而產(chǎn)生前后兩條焦線，妨礙清晰的視覺。最強屈光力的子午線方向與最弱屈光力的子午線方向一般是正交的，前者多居垂直位置。散光度是以兩相互垂直子午線方向的屈光力之差值來表示的，差值在0.5屈光度（D）以下仍屬于沒有散光

1、單純散光

單純性遠視散光

單純性近視散光

2、復(fù)性散光

復(fù)性遠視散光

復(fù)性近視散光

3、混合性散光散光眼分類：單純近視散光單純遠視散光復(fù)合近視散光復(fù)合性遠視散光A豎線B橫線混合散