眼鏡片制作流程知識運用

1、眼睛后部是由細胞構(gòu)成的復雜膜狀物，稱為視網(wǎng)膜。視網(wǎng)膜可對光線產(chǎn)生反應(yīng)，并將接收的信息傳達至大腦。然后由大腦將所有活動轉(zhuǎn)化為圖像。由于眼睛呈球形，因而視網(wǎng)膜表面也是一種曲面。觀看某一物體，實際上包括三個步驟：· 眼睛首先將物體圖像縮小到視網(wǎng)膜能夠容納的尺寸。· 散射的光線必須聚焦在視網(wǎng)膜表面上。· 圖像必須變成和視網(wǎng)膜曲面契合的形狀。為實現(xiàn)以上步驟，眼球的視網(wǎng)膜和瞳孔（眼睛中心的“小孔”，可以讓光線進入眼鏡后部）之間有一種晶狀體，瞳孔前面還有一層透明膜，稱為角膜（眼睛的前窗）。這種晶狀體類似凸透鏡，因為它中間厚，兩邊薄。晶狀體和角膜配合可以將圖像聚焦在視網(wǎng)膜上。（有

2、關(guān)眼睛功能的更多信息，請參見視覺工作原理一文。）定義· 像差：因曲面或晶狀體表面缺陷而產(chǎn)生的疊影、光暈、波浪紋或虹紋。· 折射率：用于表示折射能力的比率· 凸透鏡（+）：中間厚，兩邊薄的鏡片，將焦點移向鏡片后方· 凹透鏡（-） ：中間薄，兩邊厚的鏡片，將焦點移向鏡片前方· 焦點：折射后光線聚集的點，可能是實焦點（凸透鏡）或虛焦點（凹透鏡）· 瞳孔中心：鏡片上位于瞳孔正前方的點· 散光：由于角膜變形引起的額外鏡片度數(shù)有時眼睛可能會因各種原因而無法正常聚焦：· 晶狀體或角膜的表面不光滑，會引起像差，產(chǎn)生一種稱為散光的圖

3、像條狀畸變。· 晶狀體可能無法改變其曲面弧度，以正確適應(yīng)圖像的遠近（稱為適應(yīng)性調(diào)節(jié)）。· 角膜形狀不合適，導致圖像模糊。多數(shù)視力問題都是由于眼睛不能將圖像聚焦到視網(wǎng)膜上造成的。以下是幾種常見問題：· 近視，是由于圖像在到達視網(wǎng)膜之前聚焦，而導致遠處物體的圖像模糊不清。近視可以通過佩戴使圖像焦點后移的凹透鏡進行矯正。· 遠視，由于圖像在到達視網(wǎng)膜之后聚焦，導致近處物體的圖像模糊不清。遠視還會隨著年齡增大而發(fā)生，但都可以通過佩戴凸透鏡進行矯正。雙焦鏡片，指在一塊普通鏡片上添加一小塊凸透鏡，可以幫助遠視患者進行閱讀或做一些需要近距離用眼的工作，如縫紉等。

4、83; 散光是因角膜扭曲而導致出現(xiàn)另一個焦點，可通過柱鏡進行矯正。此外，還能制作用于矯正因兩眼無法協(xié)同配合（即斜視）而導致雙重圖像的鏡片。這種鏡片可以移動圖像來配合發(fā)生斜視的眼睛。綜上所述，矯正鏡片的目的是為了糾正像差、調(diào)整焦點使其聚焦在視網(wǎng)膜上或彌補其他視力異常。請參閱文章屈光不正視力問題剖析，了解更多關(guān)于視力問題的信息。要想了解光線經(jīng)過曲面鏡片時的運動方式，最好的方法是與棱鏡進行對比。棱鏡一端較厚，光線通過時會發(fā)生彎曲（折射），偏向最厚的部分。如下圖所示。鏡片可以看成是兩個曲面棱鏡的組合。光線經(jīng)過鏡片后，向棱鏡最厚的部分彎曲。制作凹透鏡（上圖左側(cè)）時，棱鏡最厚的底部位于鏡片外緣，而最薄的頂

5、部則位于中間。這樣可以讓光線朝兩邊發(fā)散，將焦點移向鏡片前方。鏡片度數(shù)越高，焦點離鏡片越遠。制作凸透鏡（上圖右側(cè)）時，最厚的部分位于鏡片中間，最薄的部分位于外緣。光線向中央彎曲，焦點移向鏡片后方。度數(shù)越高，焦點離鏡片越近。眼睛佩戴正確類型和度數(shù)的鏡片，就可以調(diào)節(jié)焦點，彌補眼睛不能將圖像聚焦在視網(wǎng)膜上的缺陷。鏡片度數(shù)由鏡片的材質(zhì)和曲面角度決定。鏡片度數(shù)以屈光度（d）衡量，它表示光線彎曲的程度。屈光度越高，鏡片度數(shù)越高。另外，屈光度前面的加號（+）或減號（-）表示鏡片類型。凸透鏡和凹透鏡可以組合使用，鏡片的最終類型是二者的算術(shù)和。例如，一塊+2.00d的鏡片與一塊-5.00d的鏡片相加等于：（+2.

6、00） + （-5.00） = -3.00d鏡片（即屈光度為 3.00d的凹透鏡鏡片）鏡片形狀驗光中常用的兩種基本鏡片形狀：球形和柱形。· 球形鏡片看起來像一分為二的籃球。鏡面的所有彎曲度都完全相同。· 柱形鏡片看起來像是縱向切開的管道。柱鏡曲面的軸向決定了整個柱鏡的方向。柱鏡只會彎曲沿軸向進入的光線。柱鏡曲面通常用于矯正散光，因為柱鏡軸經(jīng)過加工可以匹配角膜上的像差軸。制作鏡片時，首先需要鏡片毛胚。鏡片毛坯在工廠加工而成，并運到各個獨立配鏡室制作成眼鏡。首先將鏡片原料倒入模具，制成直徑約101.6毫米、厚度在25.4至38.1毫米之間的鏡片毛胚。模具底部形成鏡片正面的球鏡曲

7、面。曲面度數(shù)更高的小鏡片可以放入模具，以制成雙焦或漸進鏡片所用的小鏡片。如何解讀處方多數(shù)處方包括四個部分：· 基本度數(shù)（球鏡）和類型（凸透鏡或凹透鏡）· 柱鏡度數(shù)和類型· 柱鏡軸向（以度數(shù)表示，90度代表垂直；x代表“在”）· 雙焦小鏡片的度數(shù)（“plus”表示“外加的”）和類型驗光師或眼科醫(yī)生開具的處方的簡明形式可能如下所示：2.25 -1.50 x 127 plus +2.00表示：· +2.25d球鏡基本曲面（凸透鏡）· -1.50d柱鏡，軸向在127度（基本曲面上添加一片凹面柱鏡）· 外加+2.00d的雙焦小鏡片鏡片

8、加柱鏡的總度數(shù)為+2.25 + （-1.50） = +0.75d。而小鏡片處的總度數(shù)為（+0.75） + （+2.00） = +2.75d。需要補充說明的是，od代表右眼，os代表左眼。配鏡室可以從病人的完整處方中獲得以下細節(jié)：· 最終鏡片所需的總度數(shù)（表示為屈光度）。· 小鏡片（若需要）的度數(shù)和大小。· 柱鏡曲面的度數(shù)和方向。· 光心位置、是否需要誘導棱鏡等其他詳細信息。配鏡師選擇鏡片毛胚，毛胚應(yīng)具有正確的小鏡片（稱為補片）以及接近處方規(guī)定度數(shù)的基本曲面。為使鏡片度數(shù)與處方完全一致，還需在鏡片毛胚背面打磨出另一個曲面。· 多數(shù)配鏡室的設(shè)備都用

9、于打磨凹透鏡，因此通常選用度數(shù)偏高的凸透鏡作為毛胚。· 如果基本曲面度數(shù)過高，則可以在鏡片背面打磨出凹透鏡曲面，以降低鏡片的整體度數(shù)。例如，常見鏡片毛胚的屈光度為+6.00。如果處方要求總屈光度為+2.00，則需要在背面打磨出屈光度為-4.00的曲面：（+6.00d） + （-4.00d） = +2.00d。（請參考下方的插圖。）如有需要，配鏡師還可以同時打磨出柱鏡曲面。如果處方規(guī)定的是凹透鏡，我們?nèi)匀豢梢允褂们舛葹?6.00的鏡片作毛胚。為制作屈光度為-2.00的鏡片，我們需要在毛胚背面打磨出屈光度為-8.00的曲面：（+6.00d） + （-8.00d） = -2.00d。第1

10、步第3步定義鏡面加工器：一種復合鏡面打磨機，用于在鏡片表面打磨曲面 誘導棱鏡：指讓光心偏離瞳孔中心的工藝技術(shù)矯正鏡片可以由玻璃或塑料制成，現(xiàn)在塑料鏡片最為常見。雖然有多種不同的塑料都可以制作鏡片，但制作流程大致相同。以下列出的大部分步驟同樣適用于制作玻璃鏡片，但最后我們會注明兩者的一些主要差異。配鏡室，無論是人工或是自動的，一般都按照以下12個步驟制作處方鏡片：步驟1： 配鏡師選擇合適材料和基本曲面的鏡片毛胚，并根據(jù)需要增加度數(shù)。鏡片毛胚需要進行打磨，以匹配病人的處方步驟2：如果處方中需要柱鏡，則在鏡片正面畫線標明180度位置，并另畫一條線標出第二個曲面的軸向。如果使用小鏡

11、片，則以小鏡片的邊緣作為180度線。鏡片光心通常略高于小鏡片的邊緣，與水平線保持一定的距離。（注意：若不使用小鏡片或誘導棱鏡，則不必預先標出鏡片軸向，可在打磨后確定柱鏡軸。）鏡片毛胚進行標記目的在于注明柱鏡軸的位置。步驟3：由于鏡片正面不做任何加工，可覆蓋特殊膠膜進行保護。配鏡師在鏡片毛胚正面貼上保護膜，防止損壞。步驟4步驟6步驟4：根據(jù)設(shè)備類型，鏡片首先需要進行準備以便放入鏡面加工器。它通常是能夠同時打磨兩個曲面的復合鏡面打磨機。復合打磨機，也稱鏡面加工器，在鏡片毛胚背面打磨出所需的曲面。操作臺上的兩個大刻度盤可設(shè)置鏡片需要打磨的球鏡和柱鏡曲面。卡盤（也稱為擋蓋）放置在鏡片正面的保護膠膜上。

12、如果鏡片帶有柱鏡曲面，那么要調(diào)整鏡片方向，使柱鏡軸與鏡面加工器的柱鏡曲面軸相重合。卡盤，也稱鏡片蓋，應(yīng)該裝在鏡片正面以便將其裝配到加工器上。卡盤中心將會加工成鏡片的光心。根據(jù)不同設(shè)備，使用特殊粘合襯墊將鏡片固定，即用特殊合金或塑料將鏡片“粘貼”在卡盤上。步驟5：將鏡片插入加工器。將固定在鏡片卡盤上的毛胚插入加工器。加工器的固定針腳可以將鏡片對齊。除用加工器打磨復合曲面外，鏡片可能還需要進行其他加工，因此鏡片與卡盤之間可能有一定的傾斜度。這個傾斜度可以使光心發(fā)生一定偏移（稱為誘導棱鏡），通常用于打磨較薄的鏡片，或者適應(yīng)處方的特殊要求。鏡片在襯有橡膠的打磨室內(nèi)進行加工。圓錐形套管軸或打磨輪位于打磨

13、室中心。套管軸的外緣是切割鏡面用的金剛石，有一定傾斜角度，因此只有套管軸的外緣接觸鏡片。步驟6：在加工器上設(shè)置曲面參數(shù)，對鏡片進行打磨。該步驟可以全部自動或人工操作完成。人工操作由操作人員手動將套管軸（打磨輪）劃過鏡片，逐漸推進，直到將鏡片打磨成理想厚度。鏡片厚度由曲面類型（凸透鏡或凹透鏡）、鏡片材質(zhì)（有些塑料材質(zhì)比較堅固，可以打磨得很薄）和其他考慮因素（例如，安全眼鏡比日常使用的眼鏡更厚）決定。操作過程中如果鏡片過熱，就可能出現(xiàn)彎曲或斷裂的情況，因此必須進行水冷處理，同時，水還可以沖走在此過程中產(chǎn)生的切割物料（即廢料）。步驟7步驟9步驟7：將鏡片從加工器中取出并放入一種稱為柱鏡機的特殊砂磨機

14、，以消除加工器留下的打磨痕跡。為此，首先將砂紙粘在逆向契合的曲面卡盤上（例如，+2.00基本曲面/ +2.50 柱鏡曲面與 -2.00 / -2.50 的打磨曲面恰好契合），將鏡片和卡盤壓緊。同時，使用清水冷卻并清潔鏡片。柱鏡機可以同時砂磨兩片鏡片。氣壓將鏡片和砂磨卡盤緊緊壓在一起，定時器可在預設(shè)的時間關(guān)閉機器。砂磨后，把鏡片放入同類型設(shè)備中進行拋光，這個機器使用拋光板和拋光劑取代砂紙和水。拋光步驟完成后，鏡片應(yīng)當清澈透光，無明顯劃痕。砂磨之后，對鏡片進行拋光，以便使其完全透光，沒有任何劃痕。液態(tài)拋光劑沖洗鏡片后，流入儲液槽，以循環(huán)使用。步驟8：從鏡片上取下卡盤，清洗并檢查鏡片。有時需在鏡片上

15、涂覆特殊涂層。此時，鏡片毛胚背面已打磨出新的曲面，并進行了拋光。為了匹配鏡架，這塊大口徑的毛胚的尺寸和形狀還需進行加工。根據(jù)不同的設(shè)備，可以采用不同方法，但通常都須按照以下說明操作。步驟9：鏡片毛胚利用一種帶有陶瓷或金剛石打磨輪或者不銹鋼刀片的線性車床（稱為軋邊機）加工成形。在此過程中，仍然要使用卡盤固定鏡片，但因為只需切割鏡片邊緣，因此可以使用更為柔和的系統(tǒng)。將小型卡盤放置在需切割鏡片的幾何中心上，并調(diào)整鏡片方向，使其對準180度軸線。通常，只需使用粘性襯墊就可以將卡盤固定到鏡片上。鏡片裝入軋邊機，并在反面用壓力襯墊將鏡片固定（就像用大拇指和食指夾住一枚巨型硬幣的中心）。鏡片裝入軋邊機。軋邊

16、機卡盤緩慢轉(zhuǎn)動，同時鏡片切割成形。步驟10步驟12步驟10：把與鏡架相符的樣片插入軋邊機。樣片通常用塑料制成，由鏡架制造商提供或配鏡室自行制造。鏡架樣片軋邊機使用紅色樣片確定鏡片的最終形狀。新型軋邊機不使用樣片，而是用探針測量鏡架的形狀，并將信息存入計算機，然后由計算機控制軋邊機的加工操作。加工時，緩慢轉(zhuǎn)動的鏡片被放入快速轉(zhuǎn)動的切割面，直到導桿碰到樣片為止。切割面是打磨輪或不銹鋼刀，而樣片同樣不斷轉(zhuǎn)動以匹配鏡片。若使用全框鏡架，則需在鏡片邊緣切割出斜角或脊面，以便嵌入鏡架的凹槽內(nèi)。若不是全框的，則鏡片邊緣可保留平面。步驟11：根據(jù)鏡架形狀切割鏡片后，就可以準備將鏡片裝入鏡架了。· 如

17、果鏡片需要上色，可以在此時完成染色。在加熱容器內(nèi)放入特殊染料，然后將鏡片浸入。鏡片在染料中浸沒的時間越長，染色就越濃。鏡片可以只進行部分染色（褪色效果）、上下部分染成不同顏色，或者混合各種顏色以染出客戶所需的特殊色彩。同時還能以相同的方式添加特殊的防紫外線染料。需上色的鏡片浸入高溫染料。· 如果使用無框鏡架，需沿鏡片邊緣切割出一條槽線，用于將鏡片固定到鏡架的細絲上。修剪打磨鏡片的尖銳邊緣，如果需要，可用拋光輪對邊緣進行拋光。步驟12：將鏡片裝入鏡架。再次檢查鏡架鏡片是否合適、方向是否正確，如有需要，替換損壞的螺絲、合葉，將鏡架調(diào)整平直。徹底清潔制作完成的眼鏡，然后包裝，準備交給患者。

18、配鏡師檢查制作完成的鏡片是否有劃痕或瑕疵。玻璃鏡片的打磨和拋光方法與塑料鏡片十分類似，不過玻璃鏡片要使用金剛石切割鏡面，同時兩者在一些細節(jié)上也可能會有所不同。鏡片毛胚通常由質(zhì)地相對柔軟的玻璃制成，裝入鏡架前，必須通過化學品或加熱進行回火，以增加強度。自動工藝的不斷進步正在迅速改變鏡片的制作流程。例如，目前絕大部分配鏡室都使用計算機決定曲面參數(shù)并選擇鏡片，有些設(shè)備可以一次自動完成多個加工步驟，甚至整個制作流程。有關(guān)眼鏡及相關(guān)主題的更多信息，請查看下一頁上的鏈接。、對于同種材料制成的凸透鏡, 其凸度越大, 屈光度數(shù)越大, 反之越小。換言之, 對同一只眼球而言, 近視度數(shù)越高, 眼球越突出, 需戴近

19、視鏡度數(shù)越高。 2、眼球的屈光系統(tǒng)是個可調(diào)的“凸透鏡”, 因而形態(tài)可變, 當眼前放上凹透鏡時, 眼球仍具有自我調(diào)節(jié)功能, 眼睛能看清不同距離的目標和近視或老視患者戴鏡能適應(yīng)本身就說明了這一點。 3、由于普通眼鏡與眼球相分離, 形象直觀, 容易計算。本節(jié)探討的重點是眼鏡對眼球屈光的影響, 對有關(guān)眼鏡的論述, 都是針對普通眼鏡。戴角膜接觸鏡與普通眼鏡在屈光方面具有相同的效果, 其原理和技術(shù)在眼鏡行業(yè)已經(jīng)很成熟, 因此不再論述。 4、在屈光學中, 只有在某些特殊情況下, 屈光度數(shù)為p1、p2兩透鏡組合產(chǎn)生的屈光效果才是屈光度為p1+p2的透鏡。在眼球與透鏡組成的光路中, 在效果上或定性的計算中, 也

20、可以有p1+p2這種情況, 這并非透鏡組合后的實際屈光效果, 而是一種簡化和近似, 因為眼睛具有自我改變屈光度的能力。雖然較難用實驗驗證, 但從眼球的調(diào)節(jié)效果看, 它應(yīng)當具有抵消鏡片屈光度的作用, 而該公式卻具有簡化計算的作用。對于眼球和透鏡所組成的系統(tǒng)來說, 至多是兩個透鏡組成的屈光系統(tǒng), 因此可以利用屈光學理論進行計算。當戴上透鏡時, 因眼球特殊的調(diào)節(jié)作用, 將透鏡的屈光度和眼球調(diào)節(jié)適應(yīng)后的屈光度相加減, 也可得到近似值, 雖然與準確地測量眼球的屈光力尚有一段距離, 但在效果上卻接近。在該論證中, 盡管從理論上進行了推導, 但實驗和測量都非常困難, 就象配制近視鏡需要試戴一樣, 在用來指導

21、配鏡的過程中還要進行試驗。 5、從眼球的屈光特點看, 有人測得眼球的靜屈光力為+58.6d, 這雖然是一特例, 但也基本反映出眼球具有很強的屈光力, 其調(diào)節(jié)相對較小, 正常眼為010d左右, 近視眼為n10d(n指眼球的近視屈光度數(shù))左右, 而它又固定在眼眶內(nèi), 因此對某一個人來說, 可以認為眼球的屈光系統(tǒng)“透鏡”的中心到視網(wǎng)膜的距離不變, 在以后的計算中, 可認為像距為常數(shù)k, 對于眼球的屈光來說, 如果能在視網(wǎng)膜上成清晰的像, 該屈光系統(tǒng)仍滿足透鏡成像公式 1/u+1/k=p 其中k是常數(shù), p為眼球的屈光度數(shù), 是變量, 意思是不同的人看不同距離的目標和不同的人眼球的屈光度數(shù)不同, u指

22、目標到眼球的距離。 該公式成立的條件是: 某一時刻, 眼睛看某一距離的目標, 且目標在眼睛的近、遠點之間。 從公式看, 正視眼看無窮遠處時1/u=0, 上式可化為p=1/k, 可令1/k=p0, 即p0為眼球的靜屈光度。當看距眼球為l的目標時, “透鏡”成像公式變?yōu)?/l+1/k=1/l+p0, 1/l為眼球增加的屈光度數(shù), 1/l+p0即為眼球看距離為l的目標時的屈光度。 對于戴鏡者來說, 在一般情況下, 眼球到眼鏡中心的距離約為1.22.4cm, 以下用h表示, 但對于某人某一時刻的值是確定的, 設(shè)屈光度為p'的透鏡的焦距為f, 當看距離為l的目標時, 鏡片成像公式如下: 1/l+

23、1/v=p' =%26gt; 1/v=p'-1/l 此時透鏡所成像到眼球這一“透鏡”的距離為|v|+h, 眼球的屈光情況滿足公式: 1/(|v|+h)+1/k=p 從公式看, 如果|v|比h大得多, 根據(jù)公式, 式可近似簡化為: 1/|v|+1/k=d=|d'-1/l|+1/k 由于眼睛透過透鏡看到的是虛像, v%26lt;0, 則1/|v|+1/k=1/l+1/k-d'=d1+d0-d' 從該公式看, |v|的大小取決于物距l(xiāng)和透鏡的焦距, 考慮到實際情況, 近視眼鏡的屈光度大多數(shù)大于-6d, 學生看書、寫字的距離大多大于0.25m, 而且根據(jù)透鏡成像

24、公式可知, 凹透鏡屈光度數(shù)p'(注d'%26lt;0, 下同)越小, |v|越小; 物距越小, |v|越小, 如當d'=-5, u=0.25時, |v|=0.111m, 仍比0.02m大很多。所以作為理論計算, 在看距離不太近、鏡片度數(shù)不太高的目標時, 可忽略h, 這樣可簡化計算, 有利于定性分析。 換言之, 對于薄透鏡來說, 如果忽略眼球到鏡片的距離, 可以認為因戴近視眼鏡致使眼球調(diào)節(jié)增加的調(diào)節(jié)度數(shù)等于透鏡的屈光度數(shù)。在眼球與眼鏡組成的光學系統(tǒng)中, 各部分所產(chǎn)生的屈光度數(shù)可近似相加減, 這種分析可使計算簡化, 使問題變得容易。在以后的論述中, 我們將利用這一結(jié)果進行定性分析和近似計算。 6、誤差分析。如果以公式為標準, 那么產(chǎn)生誤差的原因是多方面的, 現(xiàn)對此分析。 (1) 因為眼球的調(diào)節(jié)與形變同時進行, 有調(diào)節(jié)就有形變, 有形變就有眼球前后徑的變化, 還由于晶狀體和角膜本身形變而導致的角膜、房水、晶狀體所組成的“凸透鏡”光心的變化。雖然近視或老視本身并不能說明其前后徑的變化(一說, 近視眼是眼球成像在視網(wǎng)膜前方, 但近調(diào)節(jié)的過強或睫狀肌不能放松都可實現(xiàn)這一點, 不能充分說明眼球前后徑變長), 但更不能說明其不變性。這些因素的存在決定了公式中k只是一個近似, 而且近調(diào)節(jié)幅度越大, k值變化越大, 這是產(chǎn)生誤差的一個原因。但考慮到