角膜接触经既是一种属于高分子材料的用品，又是一种用于矫正屈光的光学器具，要深入了解和掌握角膜接触镜方面的知识和技能，就必须了解与它有关的光学理论和特性，虽然角膜接触镜在光学特性方面与框架眼睛有许多相似之处，但又有其特殊的方面。本节介绍与角膜接触镜相关的光学知识，包括阐述镜片与眼结合的光学特点。
角膜接触镜光学几乎包括了一切与眼科和视光学有关的光学方面问题，但作为光学基础，主要还是几何光学方面的知识。
一、角膜接触镜屈光力的计算
由于角膜接触镜屈率很小，从镜片的曲率与轴性厚度关系来看，角膜接触镜应被看成“厚”镜片。即在计算镜片表面屈光力时，应将镜片的厚度考虑在内，而不是将其作为“薄”镜片而将厚度忽略不计。
一般是这样来计算：角膜接触镜的后光学曲率半径（BOZR）是固定的（与角膜相匹配）；镜片折射率（n）由材料确定；轴性厚度（tc）由镜片设计确定；镜片的后顶点屈光度（BVP）是由前光学区的曲率半径（FOZR）来确定，所以角膜接触镜屈光力计算的关键就是求出前光学区的曲率半径（FOZR）。

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如上图1-12所示，我们可以采用简单公式：Fv’=Fao+Fo –(tc/n)FaoFo来计算，这里
FV'（BVP）=－8.00D
rO（BOZR）=8.00mm
tc= 0.30mm（计算时用米）
n=1.49
rao（FOZR）=？
由于这里ro用毫米，所以
Fo=1000(1－n)/ro
得：Fo=－61.25D
将结果代入

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得：Fao =52.69D
这样：FOZR(rao)=1000(n-1)
rao=9.30mm
如果此时不考虑镜片厚度的话，Fao=53.25D,与实际度数有明显的差异。
 

二、泪液镜屈光力
在配戴硬镜时，角膜接触镜对眼的总有效度数是镜片屈光度加上镜片与角膜之间泪液层所产生的有效度数的总合。图1-13所示，镜片的曲率大于角膜曲率时，会产生一个负屈光度的泪液效果，反之则产生正屈光度的泪液镜效果。我们可以把角膜接触镜和泪液镜想象成两个分别存在于空气中的镜片，这样就容易计算它们的度数。

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例如：硬镜的BOZR为8.0mm,配戴在角膜上，该角膜的角膜曲率计读数为7.8mm，这时泪液镜的度数为多少？
首先要考虑泪液的折射率，一般取1.336，这样在空气中：
泪液前表面的屈光度=1000（n-1）/rao=336/8,0=+42.00D；
泪液后表面的屈光度=1000（1-n）/ro=-336/7.8=-43.08D；
所以泪液镜的屈光度数为－1.08D，如果如果硬镜的度数为－4.00D，戴在角膜上的有效屈光度为－5.08D。
由上述计算我们可以得出一个粗略的关系式：在配戴硬镜时，镜片BOZR与角膜曲率读数相差0.05mm时，会产生0.25D的泪液镜。这条关系式在应用时应谨慎，特别是用于超陡或超平坦角膜时，该关系式会失去其准确性。

三、散光的矫正和环曲面镜片
应用球性硬镜矫正角膜散光时，效果极佳。角膜折射率为1.367，泪液的折射率为1.336，从这个关系式中我们可以看出，球性镜片只能中和336/376×100%=90%的角膜散光，但是，一般都这样认为，角膜的后表面中和了大约10%由角膜前面产生的散光。
例如：一球性硬镜的BOZR为8.00D，角膜的曲率读数7.50mm和8.00mm。由于镜片的后表面和泪液镜的前表面均为球性，所以在计算散光时不必将它们考虑在内。
角膜：折射率为1.376,散光：（50.13－47.00）=3.13D
泪液后面：折射率为1.336，散光：－(44.80－42.00)=－2.80D
据估计角膜散光的10%（－0.31D）由角膜的后表面来矫正。在这种情况下，未被角膜接触镜矫正的散光称为残余散光。
但是球性硬镜并不能矫正所有的散光，在这种情况下可以用环曲面角膜接触镜，这种镜片的后曲率与角膜匹配，此时可以忽略泪液镜的度数。
角膜：折射率为1.376；散光为（50.13－47.00）=3.13D
角膜接触镜后面：折射率为1.490；散光为－(65.33－61.25)=－4.08D
在这种情况下，镜片折射率越高，诱发产生的散光越高，所以只好按照镜片前面加环曲面来矫正矫正剩余的散光。
 

四、角膜接触镜的有效屈光度
     
框架眼镜与角膜的距离一般为10~15mm，而角膜接触镜贴在角膜上，这样矫正相同屈光不正度数眼时，所需角膜接触镜的屈光度数和框架眼镜的度数就不一样，如图1-14所示，镜架平面离角膜顶点距离为d，将远物聚焦在远点（MR），所需的镜片焦长为fs，即镜片的焦点F'与MR共轭。
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眼离MR的距离为k，其倒数K为眼的屈光度，眼屈光和眼镜屈光的关系为：
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