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(lèi)

定義和分類(lèi)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(wú)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(chēng)為正透鏡、會(huì)聚透鏡）（也稱(chēng)為負(fù)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(fù)透鏡）球面透鏡的屈光力屈光力透鏡對(duì)光線(xiàn)聚散度改變的程度稱(chēng)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(xiàn)上屈折光線(xiàn)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(chēng)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(shū)將透鏡的第二焦點(diǎn)（F2）簡(jiǎn)稱(chēng)透鏡的焦點(diǎn)（F`），第二焦距（f`2）簡(jiǎn)稱(chēng)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(guò)曲率半徑為r的球面，進(jìn)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(hào)規(guī)則，設(shè)光線(xiàn)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(fù)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(xiàn)從水進(jìn)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(gè)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(gè)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(jì)。三對(duì)基點(diǎn)和基面，即焦點(diǎn)和焦平面、主點(diǎn)和主平面以及節(jié)點(diǎn)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(shí)際透鏡的屈光力是和透鏡厚度有關(guān)的。在實(shí)際配戴眼鏡時(shí)，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(diǎn)屈光力：透鏡焦距的倒數(shù)。頂點(diǎn)屈光力：頂焦距的倒數(shù)。分為：前頂點(diǎn)屈光力后頂點(diǎn)屈光力——實(shí)際中的鏡度后頂點(diǎn)屈光力為：

前頂點(diǎn)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(xiàn)通過(guò)軸向子午線(xiàn)（圖中垂直方向）不會(huì)出現(xiàn)聚散度的改變?！饩€(xiàn)通過(guò)屈光力子午線(xiàn)（圖中水平方向）會(huì)出現(xiàn)聚散度的改變。（二）圓柱面透鏡的會(huì)聚與發(fā)散圓柱面透鏡的像方焦線(xiàn)，該焦線(xiàn)平行于正圓柱面透鏡的柱軸透鏡到該焦線(xiàn)AB的距離，稱(chēng)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(diǎn)位置，是一平行于正圓柱透鏡軸的直線(xiàn)，稱(chēng)其為像方焦線(xiàn)，長(zhǎng)度等于這個(gè)正圓柱透鏡的軸向孔徑大小（PQ）。PQ柱面透鏡的視覺(jué)像移視覺(jué)像移剪刀運(yùn)動(dòng)以柱面透鏡的中心為軸進(jìn)行旋轉(zhuǎn)時(shí)，通過(guò)透鏡可觀(guān)察到“+”字的兩條線(xiàn)在隨著透鏡的旋轉(zhuǎn)進(jìn)行“張開(kāi)”繼而又“合攏”狀的移動(dòng)。這種現(xiàn)象稱(chēng)之為“剪刀運(yùn)動(dòng)”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(xiàn)作定軸轉(zhuǎn)動(dòng)，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(chēng)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(chēng)為外環(huán)曲面或外散片。（三）環(huán)曲面透鏡的表達(dá)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(gè)子午線(xiàn)方向屈光力不等且均不等于零的透鏡，它等效于兩個(gè)屈光力不等的柱鏡正交組合或一個(gè)球鏡與一個(gè)柱鏡的組合，簡(jiǎn)稱(chēng)球柱鏡。三種制作形式用表達(dá)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(fù)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(jì)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(chēng)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(gè)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(fù)柱鏡:取原圓柱面透鏡中屈光力大的作球面，配一個(gè)負(fù)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。“柱面+柱面”轉(zhuǎn)換成“球面

+正柱面”或者“球面

+負(fù)柱面”例：將兩正交柱鏡+5.00DC×90+7.00DC×180改寫(xiě)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(xiě)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(fù)柱面”轉(zhuǎn)換成“柱面+柱面”例：將球柱面鏡+5.00DS+2.00DC×180改寫(xiě)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(hào)相反；（3）新柱鏡軸向與原柱鏡軸向垂直。“球面+正柱面”轉(zhuǎn)換成“球面+負(fù)柱面”“球面+負(fù)柱面”轉(zhuǎn)換成“球面+正柱面”例：將球柱面鏡+5.00DS+2.00DC×180改寫(xiě)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(hào)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(gè)子午線(xiàn)方向屈光力不同，即眼鏡放大率SM是不同的，因此像會(huì)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(diǎn)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(shí)，會(huì)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(shí)，會(huì)發(fā)現(xiàn)物體長(zhǎng)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(dòng)上的許多不便。（a）頭位代償性?xún)A斜：（b）重新定位（三）左右眼散光軸向?qū)ΨQ(chēng)而傾斜的散光矯正眼鏡雙眼形成了兩個(gè)異向傾斜的像，雙眼融像后，患者就會(huì)感覺(jué)看到的方形物體變成梯形，散光鏡片的識(shí)別和中和散光鏡片的識(shí)別與中和（一）散光鏡片的識(shí)別（1）旋轉(zhuǎn)試驗(yàn)判斷鏡片是球鏡還是散光透鏡（2）平移試驗(yàn)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(xiě)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(wú)窮遠(yuǎn)處物點(diǎn)：十字物點(diǎn)：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(jì)算焦線(xiàn)長(zhǎng)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(xiàn)方向出現(xiàn)屈光差異時(shí)，則來(lái)自光點(diǎn)的光就不能會(huì)聚于一個(gè)焦點(diǎn)上，而產(chǎn)生前后兩條焦線(xiàn)，妨礙清晰的視覺(jué)。最強(qiáng)屈光力的子午線(xiàn)方向與最弱屈光力的子午線(xiàn)方向一般是正交的，前者多居垂直位置。散光度是以?xún)上嗷ゴ怪弊游缇€(xiàn)方向的屈光力之差值來(lái)表示的，差值在0.5屈光度（D）以下仍屬于沒(méi)有散光

1、單純散光

單純性遠(yuǎn)視散光

單純性近視散光

2、復(fù)性散光

復(fù)性遠(yuǎn)視散光

復(fù)性近視散光

3、混合性散光散光眼分類(lèi)：?jiǎn)渭兘暽⒐鈫渭冞h(yuǎn)視散光復(fù)合近視散光復(fù)合性遠(yuǎn)視散光A豎線(xiàn)B橫線(xiàn)混合散