第四章第四节透镜的棱镜效果 - 眼镜技术

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第四章第四节透镜的棱镜效果

2010-06-06 12:03:31 来源:网络作者:凯越【大中小】浏览:67715次评论:0条

球面透镜和棱镜相似，对光线有偏折作用。可以想像球面透镜是由无数个棱镜组合而成的，这些小棱镜的棱镜度随着它到光心的距离增加而增加，故球面透镜上各点的偏折力不一样。球面透镜上任一点对光线的偏折力，称为该点的棱镜效果(prism effect)。这种效果随该点至光心的距离增加而增加，如图4—20。
在光心位置，球面透镜的两个面是平行的，故光心的棱镜效果等于零。由于正球面透镜的最厚部在光心，所以各点棱镜效果的底都朝向光心。对于负球面透镜来说，其最厚部位在边缘，故各点棱镜效果的底都朝向周边。

一、透镜移心所产生的棱镜效果
棱镜的效果就是将所视物体向棱镜尖的方向偏移。在矫正屈光不正时，一般情况下，透镜光心应对准眼睛的瞳孔。有时为了某种特殊需要，需要将光心偏离瞳孔位置。这种移动光心的过程称为移心。经过移心的透镜称作移心透镜，透镜移心的作用是用来产生所需的棱镜效果。
由于入射至光心的光线不会被偏折，故通过光心看物体，其位置将不移动。如果通过一正球面镜看物体，当透镜向下移动时，就像是在眼前加入底朝下的棱镜，故所见物体的像将向顶角方向移动，其移动方向与透镜移动方向相反。对于负球面镜，当将它向下移动时，就像是在眼前加入底朝上的棱镜，所见物体的像也向下移动，与球镜的移动方向相同(图4—21)。

换言之，正透镜向下移时产生底朝下的棱镜效果；负透镜向下移时产生底朝上的棱镜效果。反之亦相反。
例题：某眼睛需要+5.00 DS矫正屈光不正，同时需要2△底朝下的棱镜矫正眼肌缺陷，即处方为：+5.00 DS/2△B270°。这时就可将镜片的光心向下移动，直至产生2△棱镜效果时为止。
只要需要，在任何方向都可进行光心移位，也可将向某一方向的移心分解为垂直和水平两方向的移心。比如，要向30°方向移心4 mm，就等于向90°方向移位2 mm(4sin30°)，向0°方向移位3.46 mm(4cos30°)。移心的分解与棱镜的分解原理相同。
综上所述，可建立以下法则：要想通过透镜移心产生预期的棱镜效果，正球面镜移心的方向应与所需棱镜之底的方向相同，而负球面镜移心的方向则应与所需棱镜之底的方向相反。例如，要想产生底朝内的棱镜效果，就将正球面镜光心向内移，或将负球面镜光心向外移。

二、移心透镜的关系式
透镜上任何一点的棱镜效果就是位于该点所具有的棱镜度，它对入射光线所产生的偏折与透镜在这一点上所产生的偏折相等。设入射点距光心为c(m)，与光轴平行的光线经正球面透镜P点后发生偏折并通过像方焦点F’，其偏角为θ，(图4—22)则该点的棱镜度为：
P=100tanθ=100c/f’= 100cF (4-4)
上式为移心透镜的关系式。式中，f’为透镜的像方焦距；F为透镜的屈光力；f’和c的单位是m；F的单位是m-1。
如果c的单位为cm，则上式可写成：
P=cF (4—5)

换言之，将屈光力为F透镜的光心移动c(cm)距离，所产生的棱镜效果等于移心距离与透镜屈光力的乘积。忽略透镜产生的像差，这一关系式对任一入射角的光线均为有效。如，+5.00 DS透镜的光心向下移0.4 cm，在视轴处产生的棱镜效果为0.4×5=2△(底朝下)。在讨论透镜移心的问题时，要特别注意透镜的正负，以区分棱镜效果的基底方向。正球面镜的光心代表其棱镜效果的底，负球面镜的光心则代表其棱镜效果的顶点。移心方向及棱镜基底的方向应予注明。

三、球面透镜上任意点的棱镜效果
球面透镜上除光心以外的各点都存在棱镜效果。眼睛通过球面透镜的光心视物时，其棱镜效果为零，如果眼睛离开光心视物时，将逐渐产生棱镜效果。视点离光心越远，棱镜效果就越大。下面举例说明球面透镜上棱镜效果的计算方法。
例4-8：求左眼镜片+4.00 DS在光心下方5 mm及光心内侧4 mm两处的棱镜效果。
解：对于+4.00 DS透镜，光心代表棱镜底的位置。
(1)光心下方5 mm：
P=cF=0.5 ×4=2△B90°(底朝上)
(2)光心内侧4 mm：
P=cF=0.4 ×4=1.6△B0°(底朝外)
例4-9：右眼+4.00 DS镜片的光心下方8 mm且偏内5 mm处一点，试计算其垂直、水平和合成棱镜效果。

四、球面透镜的移心
移心关系式应用更多的用途是，要想在眼镜的视轴处得到某一棱镜效果时，应作的光心移位。即求c的大小及移动方向。在应用时要注意：正球面镜移心与所需的棱镜底同方向，负球面镜移心与所需的棱镜底反方向。
由移心关系式得：
c= P/F
式中c的单位为cm。
例4—10：要使左眼透镜-4.50 DS在视轴处产生(1)2△底朝下和(2)1.5△底朝内的棱镜效果，求移心量和方向。
解：(1)2△底朝下
c =P/F=2/4.5=0.44 cm 因是负球镜，向上移4.4 mm
(2)1.5△底朝内
c=P/F=1.5/4.5=0.33 cm 因是负球镜，向外移3.3 mm
例4—11：要使左眼镜片-8.00DS在视轴处产生2△B90°和1△B0°的棱镜效果，求移心量和方向

五、柱面镜的棱镜效果
柱面镜的轴向上没有屈光力，故无棱镜效果；在与轴垂直的方向上有屈光力，所以，该方向有棱镜效果存在。因柱面镜的屈光力在与轴垂直的方向上，故柱面镜棱镜效果的基底方向也在与轴垂直的方向上，即柱面镜轴向±90°。
例4—12：计算左眼镜片+3.00 DC90°在光心内侧3 mm处的棱镜效果。
解：P=0.3×3=0.9△B0°
例4—13：计算左眼镜片　-2.50 DC180在光心上方5 mm处的棱镜效果。
解：P：0.53=1.5△B90°

六、柱面镜的移心
可以通过柱面镜的移心得到需要的棱镜效果。因柱面镜在与轴垂直的方向上有屈光力，所以移心方向也在与轴垂直的方向上。
如，左眼处方+2.00 DC90/1△B180°可通过柱面镜向内(180°)移5 mm即可完成。移心量的求法与球面镜相同。

七、球柱面镜的棱镜效果
球柱面镜可看成是球面镜与柱面镜或两个正交的柱面镜叠加而成。所以，球柱面镜的棱镜效果也可看作是球面镜与柱面镜棱镜效果的叠加或相应两正交柱面镜棱镜效果的叠加。因此，应用前面的知识就可以求出球柱面镜的棱镜效果。
例4—14：试求右眼镜片+2.00 DS/+2.00 DC90在光心上方5 mm及光心偏内5 mm处的棱镜效果。
解：(1)先将透镜看成球面镜+柱面镜。
球面镜cV=0.5 cm cH=0.5 cm FS=+2.00
所以PV1 = cVFS=0.5×2=1△B270°
PH1=cHFS=0.5×2=1△B180°
柱面镜 cV =0.5 cm cH =0.5 cm FC =+2.00
所以PV2 =0(轴向)
PH2 =cVFf=0.52=1△B180°
球面镜+柱面镜 PV =PV1+PV2 =1△B270° PH =PH1+PH2=2△180°
结果，在光心上方5 mm处的棱镜效果为1△B270°；在光心偏内5 mm处的棱镜效果为2△180°。
(2)也可将透镜看成柱面镜+柱面镜
将处方变换为+4.00 DC90 /+2.00 DC180
对于+4.00 DC90
有PV1 =0(轴向) PH1 =cVF=0.5 4=2△B180°
对于+2.00 DC180
有 PV2 =cVF=0.52=1△B270° PH2 =O(轴向)
所以PV =PV1 +PV2 =1△B270° PH =PH1 +PH2 =2△B180°
可见，以上两种方法的结果相同。
例4—15：将右眼镜片-2.00 DS/+3.00 DC 180的光心向30°方向移心6 mm，求视轴处的棱镜效果。

八、球柱面镜的移心
球柱面镜通过移心可得到需要的棱镜效果。在实际应用中，经常为要得到某一棱镜效果而计算移心量及方向。
例4—16：要使左眼镜片-6.00 DS/+2.00 DC ×90在视轴处产生2△B90°和1△B180°的棱镜效果，求移心量及方向。

九、球面透镜的棱镜效果在临床中的应用
1.球镜棱镜效果应用的前提球镜度数本身达到一定量，所需要的棱镜量比较小，即稍稍移心即达到所需的棱镜量(P=cF)，不然太多的移心将影响球镜的矫正效果。
2.隐斜部分隐斜者会有一些症状，如用眼疲劳、视久后模糊等，需要少量的棱镜就可以达到矫正效果。矫正时，若同时戴上棱镜和眼镜会带来许多不便。利用球面镜移心所产生的棱镜效果达到目的，同时也矫正了屈光不正。
3.矫正辐辏功能不足对于辐辏功能异常者，如辐辏过度、辐辏不足等，在阅读长久后，会出现头痛等症状。若这些患者正好需要一定量的球镜处方，可以在远视力允许的前提下，通过透镜移心产生基底向内的棱镜效果，达到矫正辐辏功能不足或过度的目的。

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责任编辑：peijingshi

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