第十八章眼镜光学 - 眼科屈光学

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第十八章眼镜光学

2009-12-09 10:36:45 来源:网络作者:马丁【大中小】浏览:73537次评论:0条

到目前为止，眼屈光不正的矫正仍以配戴眼镜为主要解决途径。一副合适的眼镜不但可使患者视力提高，还可使由于屈光不正所带来的视觉干扰症状予以消除。随着科学的发展，眼镜已从最初用来矫正老视眼和各种屈光不正，进而为矫正无晶状体而努力。本章仅就一般眼镜的光学予以描述。

第一节概述
现引用吴燮灿《眼镜学》中一段论述作为本章概述。
眼镜是用于矫正眼屈光不正和一些视觉功能异常(调节障碍和双眼视功能不全等)的透镜或透镜组合，是提高视觉功能的医疗工具之一，是人类应用最广泛的一种医疗措施。早在公元前50年左右，我国已有用水晶治疗眼病的记载，很可能就是现代眼镜的雏形。13世纪初，我国已有用水晶作出凸球面透镜以帮助老年人阅读书籍的记载。当时称之为“叆叇”，实际上就是老视眼镜，但直到15世纪以后，才正式应用“眼镜”这一名称。以后玻璃制造方法的发明和研制技术的改进，眼镜制作渐形普及而精良。随着眼科学和光学的进展，眼镜应用的范围已从老视、近视、远视、散光发展到防治眼病；眼镜的配戴方法已从手持、夹鼻、耳挂发展到贴附于角膜及植入眼内。眼镜的配制已形成了一门专门的学科，这就是眼镜学。现代眼镜学的内容，包括眼镜史、物理光学、几何光学、眼的生理光学、眼屈光学、验光方法、眼镜光学、眼镜材料学(玻璃、塑料等)、眼镜的制造工艺、眼镜的装配、有关眼镜与眼联合后的各种情况等等。它涉及生理学、医学、物理学、心理学、工程技术和工艺美术等许多方面的理论和实践知识，是一门尚未被充分认识而有关全人类生活和工作的重要学科。
随着科学的日趋发达，人类生活环境和需求的不断改变，眼镜的应用范围也愈来愈广。根据功效的不同，目前眼镜可分为5大类。
(1)矫正眼镜:用于矫正眼屈光不正或眼屈光功能某些缺陷的眼镜。如远视眼矫正眼镜、近视眼矫正眼镜、散光眼矫正眼镜、老视眼矫正眼镜等。
(2)治疗眼镜:用于治疗某些眼病的眼镜。如斜视眼镜、载药眼镜等。
(3)防护眼镜:防护有害光线损伤眼的眼镜，如防强光的墨镜(太阳镜)和光变色眼镜，防止某特定波长光通过着色眼镜，防止异物或毒物损伤眼睛的工业防护眼镜和战场防护眼镜。
(4)美容眼镜:无医疗作用只起美容效果的眼镜。可为普通眼镜，亦可为角膜接触眼镜。
(5)低视力眼镜:亦称低视力助视器，用以帮助低视力患者使之能较清楚地看见所要看的物体。
所有这些眼镜中，主要的是矫正眼镜，这也是本章所要重点讲述的。按照配戴矫正眼镜的目的，可以归纳为3点。
(1)病人眼有屈光不正，裸眼视力不佳，戴上矫正眼镜可使其看清外界物体，增加视力者。
(2)屈光异常患者，每有不适感，戴上矫正眼镜，可使患者的不适感消失或减轻者。
(3)戴矫正眼镜，可使视觉效能加强，能较长时间从事阅读及其他工作者。
其中矫正屈光不正提高视力，是戴用矫正眼镜的主要目的。但配戴时必须三者兼顾，否则，常常给戴镜者带来困扰而被拒绝使用。如何才能配好一副能使患者视物清晰、舒适而又能提高视效能的好眼镜，是眼科医师和验光师的职责，必须运用眼科学、眼镜光学和各种有关知识和技术，结合戴镜者的主观感觉，认真仔细地从事配制，才能如愿。因而配眼镜不但是一门科学、一种技术，也是一门艺术。
本章主要讲述矫正眼镜的光学作用。矫正镜片之所以能矫正人眼屈光不正的论点，概括起来有如下3点。
(1)矫正镜片与屈光不正眼的屈光系统形成一个新的屈光组合，它可使远方物体所发出的光恰好在该眼的视网膜感光细胞层结成清晰的像。
(2)矫正眼镜的作用是利用适当度数的透镜放置在眼前改变进入眼内光束的集散度，使之恰好在视网膜上结像。
(3)矫正眼镜的作用，是利用眼镜的折光能力，使位于无限远处的物体结像于非正视眼的远点平面上，屈光不正的眼将这一位于远点平面上的像作为物再结像于视网膜的感光层，即间接地使远方物体在视网膜上结像。
上述3种论点各有侧重并无矛盾。第一种说法最为简单易于理解，但后两种论点很有价值，为眼科学界和验光师们通常所采用。根据上述远点平面学说，患者戴上矫正镜片后，所看见的世界即从原来所见的实物世界变成了观看影像的世界。影像与实物的大小位置并不完全相同，因而戴镜后所看见的世界与原来听觉、触觉等所直接感到的有所区别，必须通过一段重新适应的时间，使新的视觉和其他感觉系统所感知的世界互相接一、互相协调才可能生活自如、工作顺利。因此，如何使每一戴镜者能够得到最佳视力、最小的像畸变、最小的两眼像差并可达到双眼单视等一系列视觉问题，就成为眼镜光学中需要研究的重点课题。此将在以后各节中分别讨论。

第二节眼镜片和眼镜架
一、眼镜片
Duke-Elder的《眼科学》中记载，马可.波罗在元朝任官时已看到中国人用水晶做的凸透镜矫正老视眼，至今已有500多年。但据聂崇候考证，中国眼镜是由宋朝一位叫史沆的狱官所发明，所以，中国是使用眼镜最早的国家。那时的眼镜是用水晶制成，玻璃眼镜则由欧洲传入。水晶的最大优点是硬度大，磨成后不易磨损，再者水晶石是天然结晶体，其中含有其他元素，因而带有不同的颜色，减少了镜片的透光度，可使怕光的患者有舒适感。所以，有“水晶镜可养眼”的说法。但实际上水晶石密度不匀、有杂质，常积聚有呈半透明状的束状条纹与微小气泡，可产生双折射现象，影响视力；且不能完全吸收短波紫外线，不能降低红外线透过率，光学性能远不符合眼镜玻璃的要求，所以水晶镜并不“养眼”，加之价格昂贵，目前用水晶石磨制镜片的办法已被淘汰，取而代之的是光学玻璃、树脂材料制成的镜片。
目前在我国，光学玻璃镜片正逐步失去其市场主导地位，树脂镜片的市场占有率正在迅速扩大，发达国家如美国、日本在20世纪90年代中期约90%的配镜者配戴树脂片。可以预料这种前景在我国也已为期不远。现仅依镜片材料、性能特点作一简介，以助配镜工作中对镜片的正确选择。

1.光学玻璃类镜片

(1)目前国内外普遍采用的是UV光学白托片，(UV是英文ultra-Violet缩写，具有阻止紫外线性能的意思)折射率稳定在1.523，透光率(2mm厚)可达91%以上，能吸收波长小于 340nm的紫外线，且机械性能、化学稳定性良好，是制作矫正各种屈光不正镜片的优质材料。

光学克罗克斯片(简称光学克斯片)和光学克罗赛片(简称光学克赛片)，是在钡冕牌光学玻璃基础上分别加入氧化铈、氧化钕和氧化锰等制成。克斯片在日光下呈浅蓝色，白炽灯下呈紫红色。即有双色效应，使戴者舒适愉快。它不仅具有良好的透光和防紫外线性能，还有吸收红外线的作用，适于高温车间工作的屈光不正者戴用。克赛片呈淡粉红色，也具有良好透光和防紫外线损伤的作用，

(2)光致变色镜片是20世纪60年代初发展起来的一种新型光学玻璃镜片，是依据照相的化学原理在光学玻璃基础上加入卤化银等化合物熔炼而成。在阳光下或受到紫外线照射后分解为银原子及卤素，使镜片变成深色；而停止照射后，卤素和银原子再度结合，镜片又恢复到原有淡色。可防止紫外线和眩光对眼的有害刺激，又具有光中性吸收光谱特性，极适于驾驶员、野外作业等人员用作护目镜及轻度屈光不正矫正用镜。但若度数深 (±5.00D以上)由于镜片厚，会变色太暗，加以中央和周边的厚度差别大，变色不均匀，会影响视力和外观，故不适宜。

随着近年科技发展，集高折射率、高致变色性能于一身的所谓“高折射率变色片”也已问世，并进行表面多层真空镀膜和化学强化处理。近期美国 Fast Cast Len System正在研究根据光线强弱自动变色的镜片。这种镜片可在数秒内迅速变化颜色，不仅在同色组，而且可拥有数十种其他色彩组合(目前系原色系变深)，如从淡粉色变暗红、深蓝、墨绿等。

(3)高折射率镜片是20世纪70年代初面世的一种高折射率但密度却相当低、厚度比普通玻璃薄的所谓“超薄镜片”。因其折射率高达1.70~1.80。应用公式(n’-n)/R可测知，当用同一曲率磨制镜片时，高折射率片的镜度要比折射率1.523镜片的镜度高出 33.8%。换言之，亦即使用n＝1.523及n＝1.70两种玻璃，欲磨制相同屈光度镜片，超薄片曲率半径要比普通片曲率半径大得多，所以高度屈光不正患者可大大减少镜片的边缘厚度(凹镜)或中心厚度(凸镜)(表18-1，图18-1)。这样既增加美感，又可减轻镜片重量。

表18-1 Φ65mm不同折射率镜片边缘厚度值

屈光度D n=1.523 n=1.70 差值

-5.0 6.17 4.85 -1.32
-10.0 12.32 8.35 -3.97
-15.0 22.23 14.12 -8.11

目前已有1.8或1.9超高折射率玻璃镜片，它保持了普通玻璃片的透明度，且抗刮擦、外观纤薄、美观、重量轻、很受高度数患者青睬。除此以外，树脂镜片也推出了比普通树脂片折射率高的超薄片，不过超搏片的色散系数(阿贝数)多在35~42间，这使配戴者在斜视物体时，常在边缘处出现色斑、色带而给人以视觉干扰，其原因为棱镜效果所致横向色散像差。为此人们设法改进，提高阿贝数值减小色散，如英国制成V＝51，d＝3.3的超薄片。如何在提高折射率，而又不增加比重，同时还要追求V值的提高，这是正在致力研究的课题。
(4)镀膜镜片是在镜片表面镀上具有一定厚度光学薄膜的镜片。按薄膜性能特点区分，主要有减反射膜(即增透膜)，加硬保护膜，防止或减弱红外线、紫外线、微波辐射等功能膜、憎水膜等。在国内眼镜市场上俗称的“镀膜镜片”，系指镀减反射膜镜片，即在镜片表面镀上一层或多层减反射膜，以减少反射光的不良影响。镀膜材料目前一般选用折射率1.38的氟化镁，镀膜厚度采用1/4波长或1/4波长的奇数倍。该镜片是利用光的干涉原理，使薄膜前后表面上的反射光发生干涉而彼此抵消，从而大大提高镜片透光率。如普通冕牌玻璃透光率仅为92%，镀膜后可提高至98%以上，增加了像的亮度；同时来自镜片前后表面的反射光在透镜内辗转反射，进入眼睛投照在视网膜上产生眩光，使所视物体像的对比度降低，镀膜后减少了这些“杂光”，提高了成像质量，从而使视物更加清晰。另外也大大消除了高屈光度镜片的光圈和耀眼光点，增进美观。

2.光学树脂镜片在20世纪50年代以前，玻璃镜片一统天下，但其易于破碎，不安全，有时造成眼部损伤，分量又重，人们一直在探讨研究新材料的镜片。随着科技的飞跃发展，由具有光学性能的有机物质制成的镜片_光学树脂镜片问世，在镜片市场上以其轻、抗冲击力等优点受到普遍欢迎。在美国树脂镜片的市场占有率1975年为30%，1985年60%，至1995年则上升至88%，日本等发达国家也均如是。在我国也已显现逐渐取代玻璃镜片趋势的端倪。尤其是近年多种新型树脂片如超轻、超薄树脂片、渐进片、PC片等集矫正视力与美化装饰于一身，体现了现代眼镜的潮流，更加速了树脂镜片的市场涵盖。目前市面流行的有如下两种。
(1)CR-39树脂镜片(CR是哥伦比亚树脂英文的缩写，数字为自然顺序号)出现于20世纪60年代初。其折射率1.498~1.54，密度1.32，色散系数55.95~58.00。该片与玻璃片比较，具有下述特点:
①重量轻:仅为玻璃镜片的一半。
②不易破裂:可承受较大冲击力，即使碎裂，碎片也较小，边缘较钝。
③能有效地吸收紫外线，尤其经染色或镀膜处理后可减少99%以上紫外线、蓝光和散射性眩光。
④化学稳定性良好:耐高温、耐酸碱，并抗有机溶剂。另外，由于热传导系数低，故因蒸汽等引起模糊的情形少见。
⑤易染色，可变换色彩、种类丰富。
缺点是硬度较差，易磨损擦伤，所以最宜镀加固保护膜。近年来，现代的表面处理技术已经能使其耐磨性接近玻璃镜片水平。厚度虽较玻璃厚，但由于在折射率、基弯、减少中心厚度等方面进行了改良，故在使用上不成问题。
(2)聚碳酸酯镜片简称PC片，原系20世纪50年代末美国航天局研制的用于太空的材料，80年代后这种高科技材料逐步走向民用，如用于相机镜头、CD、LD及电脑光盘等。90年代才用其制成镜片，这是较理想的镜片材料。在美国短短几年，已占领市场 15%，且每年以30%速度增长，其突出的优点如下。
①轻:是目前最轻镜片，PC材料比重为1.20，相比CR-39树脂片1.32、玻璃片的2.61可谓超轻。换言之，要比玻璃片轻57%，比传统树脂片轻37%，比超薄片还要轻9%。
②薄:与超轻超薄树脂片一样薄。
③安全:具有高度抗撞性。承受冲击力可高达62kg/cm2，比玻璃片强60倍，比树脂片强 10倍(其厚度达2.5cm时，即成防弹玻璃)。
4)100%防紫外线。
故极适合儿童、学生、运动员、户外作业及高度屈光不正患者戴用。
该片缺点是:表面较软且易磨损；折射率为1.586~1.591，故光反射率较高，这些均需经镀膜处理予以弥补。另外，阿贝数低，色散高易导致周边色像差。但该镜片作为一种创新性材料，代表了未来镜片领域的发展趋势。

二、眼镜架

一个完整的镜架分镜框、鼻架和镜腿三大部分。要使眼镜得到良好的光学效果，镜架的安装非常重要。

镜框所用材料既要坚韧、轻，又要美观，且对皮肤没有刺激。过去镜架多用金属和玳瑁制作，现在已为各种加工塑料所替代。镜框要使镜片与视轴保持垂直。因为眼向下看的时间较多，特别是高个病人，需要把镜片轻度向前倾斜(5°)。阅读用的眼镜向前倾斜的角度还要大些，并保持轻度内集。依照配戴者的习惯，其倾斜角为10°~15°(图18-2)。按照理论，镜片应放在正视眼的前焦点处，视网膜成像大小不变。所以，镜片中心应距角膜尖端15.7mm，才可与眼的前主焦点相符合。但在实际应用中，这个距离要求不很严格。一般说来，镜片不要接触到眼睫毛，在角膜前端13~14mm即可。为了保证足够的视野，透镜要够大，这一点对于儿童来说特别重要。

带有镜腿的镜架戴着比较牢固，能保证镜片的光学效果，因而应用广泛。特别对于儿童、体力劳动者、剧烈运动者和高度屈光不正者等更显必要。再者，散光眼或合并眼肌力不平衡需要做轻微的光学矫正，并且要严格保持镜片的位置者，都要用带腿的镜架。镜间梁架要做得宽些，并适合鼻型。皮肤所受的压力要小。镜框两边的镜腿要轻轻地压在两侧太阳穴上，而镜腿末端的耳钩要确实与耳根相符，防止站立时镜子向前移动，但不要太紧以免过度压迫皮肤。幼儿所戴眼镜，为了避免脱落，可以在耳钩上系两条弹性带子(图18-3)。

鼻架型镜架拿上拿下比较容易。这类的代表是夹鼻眼镜。但偏斜过大，可使球面透镜变为球面柱镜，使镜片中的柱镜部分屈光力量增大。故较高度的屈光不正，尤其是矫正散光或斜视者不宜采用这种夹鼻式眼镜。

单眼眼镜没有临床实用价值。这种镜片常为老年人采用。例如长柄眼镜，可以用于选购物品，观赏图画展览或者看戏等。

三、镜片的联合应用

1.双焦镜和多焦镜为了避免老视眼的既看远又看近，拿上拿下时更换镜片的不方便，因而把几种用途的透镜合并在一副眼镜上，成为联合透镜。最常用的是双焦点透镜，这种镜片的上半部分用于看远，下半部分用于看近。这个想法首先由美国富兰克林所提倡(图18-4)。因此人们把上下平分两半的双光眼镜称为富兰克林型。后经改进，用小的薄镜片贴在主镜的后面。例如，60岁的+2.0D远视眼，看远用+2.0D，看近时要再加+3.0D。这个看近用的薄镜片为了与主透镜的表面相符合，其一面磨成-2.0D，而另一面为+5.0D(图18-5)。由于贴附的双焦眼镜不美观，而且易于移动，以后又提出把附加小镜片塞进主镜片的当中，逐渐改进成为现在用的“看不见”的双光镜(图18-6)。另一种镜片的制法是在冕牌玻璃的主镜片的下部，在眼镜的表面磨上一个小的凹陷，用屈光力量较大的隧石玻璃磨成同样大小的小镜片塞进凹陷中，在600°C中热处理，使两块透镜熔合成为一块，这样制成的透镜分界不易看出，而且便于擦拭。这是现今流行的一种形式(图18-7)。近年来又有人建议，用一种光学物质，在它的表面磨上两种不同的弯曲度成为联合透镜。

双焦点透镜的要求为重量要轻，两个镜片之间的分界线尽量不明显或看不到，两部分镜片都要有足够的视野，两个镜片都要有正确的倾斜度及适合视轴的光学中心。双焦点透镜最困难之处，在于如何保证看远看近都清楚，并且没有畸变。更为重要的是，如何避免两个镜片连结处发生的像跳现象。然而一种透镜要满足上述的许多条件有困难。虽然双焦点透镜尚有不足之处，但仍有其应用价值，故目前仍在广泛应用。联合透镜的光学中心要仔细调整，它的重要性在下面透镜的正光心和偏光心节中详述。两种镜片之间的分界线虽然不明显，但也要十分注意。否则会影响视力和引起其他干扰症状。这种镜片有一个不可避免的缺点是，当眼向下看，视线越过阅读镜片边缘时，由于三棱镜效应，引起像跳或使视野内的物体移位。附加的阅读镜片的度数愈高，所引起的视觉干扰症状就愈明显。克服的办法是在阅读镜片部分配上一个基底向上的三棱镜，或者利用偏光心的方法，使两截镜片的光心在分界线处相融合。这样可使物像的明显跳动消除或减轻。经验告诉我们，任何配戴双光眼镜者，都需要经过相当时间的训练方可习惯。因为用双光镜的下部看几米之外的物体都是模糊的，再加上像跳干扰，戴着这种眼镜在高低不平的路上行走，尤其是上下楼梯，如果对于这种光学效应还未养成习惯，确实存在很大危险。这个困难可用图18-8的设计方法予以克服，即大阅读镜片下面尚未达到看远镜片底部的边缘，保留一个看远镜片的带状区。用来阅读的镜片可以很小，因为大多数人在阅读时，眼球向两侧运动很少超过 12°，这样的角度，在镜片上的正切平面上为12.4mm×8.2mm。通过留下的2~3mm宽的带状区观察2m处物体，可以看到 25~30cm宽的范围，这个范围对于大多数的使用者均可满足。即使比较小的镜片，也有 28mm的高度，若阅读镜片为9mm高，仍可留下2mm的带状区。

消除上述干扰的另一种方法是，在阅读时把眼镜向上推，走路时把眼镜向下拉。亦有在眼镜架上安上升降设置，升起时用以阅读，下降时用来走路。
根据职业不同，观察距离有远有近，双焦镜片可做成不同类型。当年老调节功能减弱时，采用三焦镜是有益的。从节约的观点及减轻阅读部分所引起的像跳出发，设计成如图18-9和图18-10的三焦镜，具有一定的实际意义。实践证明，当阅读镜片度数大于2.0D时，在中间区域加上看近所用的一半屈光力量的带状镜的办法是可取的。对于一个+1.0D远视的老视眼，把看远用+1.0D放在镜片顶部，中间部为+2.5D，看近用的+4.OD放在下面，就可以在较大的桌面上阅读大量文件，并在环视室内景物时不用更换眼镜。

我国由张莪医师建议设计的专为看书用的小型眼镜，各大城市已推广使用。这种眼镜小而轻、携带方便、价格便宜，正视眼的老视眼戴这种眼镜更为合适。因为镜片较小且在眼的下半部，抬头看远处物体时不用摘掉眼镜。如将这种眼镜的镜框上面部分去掉，改为部分无边型镜框，则由于减少了上部镜框的干扰，将会更受配戴者欢迎。

2.渐进多焦点镜片双焦镜虽能获得清晰的远用、近用视力，开拓了老视矫正的新纪元，但其中间距离视物不清，由看远转为看近时产生像跳以及镜片中的明显分界都是其缺点所在。渐进多焦点镜片则克服了这些不足，这种镜片具有渐变的镜度，使戴镜者对从远至近所有距离的景物均有连续性清晰视觉，而且由于没有屈光度的突然变化，所以不存在影像跳动现象，还由于外观上又不存在分界线故很美观，因此一经问世倍受青睬，近年递增率已达10%。

首先获得商业化成功的渐近多焦点镜片为Essel(依视路前身之一)“Varilux”镜片，其镜片上部的远光部分具有稳定的镜度，镜片下部的近光部分，度数也为固定值。这两部分中间有一称为“渐变槽”的过渡区域，在该区域是通过镜片正面曲率半径的逐渐减小，而达到镜片屈光力即镜度的逐渐增加。如图18-11所示，DP表示远光部分，其曲率中心在d，P'N为近光部分，其曲率中心在n点，PP'为渐变过渡部分，曲率中心则在dn上，亦即dn代表该渐变曲面上P’P” P"等曲率中心的轨迹。该面与远光及近光部分连续相接，曲率的改变不易用肉眼看出，故外表犹如单光镜片。

由于渐进多焦点镜片的镜度呈变化状态，因此在镜片两侧不可避免地存在像差，这种像差主要是斜散像差。初期该镜片系硬性设计，即远光部分与近光部分宽大，两者之间距离短，即渐变槽比较窄，渐变速度较快，这使斜散像差急速堆积在两侧。故虽然戴镜者通过渐变部分获得了清晰视力，但在其两侧产生严重成像变形，配戴者出现头晕、走路不稳、恶心等症状，往往需要较长的适应时间。现几经改进，采用软性设计，即使远光部分与近光部分略有减少，加长两者间距离，渐变槽则比较宽，渐变速度比较慢，斜散像差分布在较大区域，成像变形就不那么明显了。通过分析镜片横截面可知，其所有光学特性的变化速度(如棱镜作用、镜度等)均极平缓，且左、右眼镜片对应点的垂直棱镜度、像差等基本相等，从而为戴镜者不仅提供了良好的视力、中间视力、近视力，还提供了较好的运动视力和舒适的双眼视力。但仍需3~14d的适应期，下加光深者适应期还要稍长。
目前国际上还有众多品牌的渐进多焦点镜片，虽然是由无数个连续变化的曲率半径结合而成，但却有着各自的不同设计:如球面设计或非球面设计、单纯设计或多样设计、对称设计或非对称设计等。又如美国“Ominifocal”渐进多焦点镜片镜度自远光部分即开始变化，逐渐增加直至镜片底部。这些设计上的细微变化都会引致镜片远光、近光、渐变过渡等各部分分布的改变，都各有千秋，为不同年龄、不同要求的戴镜者提供了选择的余地。相信通过设计方面的不断改进，渐进多焦点镜片一定能在为配戴者看清远、近任何距离景像的同时，也为戴镜者提供一宽阔、真切、稳定的远近视野，并能在自然头位及眼球随意转动下很快适应，获得最佳视觉效果，从而使镜片更具生理相容性，配戴更加舒适。
综上所述，渐进多焦点镜片是为老视者提供了自然方便和较舒适的矫正方式，它尤适用于老视早期、加光区浅、像差小的患者。有强烈愿望不显露“人到老年”痕迹、对渐进多焦点镜有相当了解、习惯戴镜(尤戴近视镜)、有较好阅读姿势、无晕车及内耳疾病等均是容易适应的配戴对象。当然，科学的屈光检测、规范严谨的配镜技能，乃是渐进多焦点镜片验配成功的首要基础。
戴渐进多焦点镜片阅读时附加正镜的功能近年来还被用于青少年近视眼防治的研究。虽然近视眼机理至今未能阐明，但长时间近距离作业与近视发生发展密切相关是公认的事实，调节是重要因素，所以从调节入手寻求防治对策是长期以来人们设想最多、使用最广的一种实用方法。20世纪80年代我国就有对青少年学生采用戴低度正透镜(即近雾视法)以减轻眼的调节负担防治近视的观察报道，提示近距阅读附加正镜在一定程度上可有效预防近视发生或减缓近视发展。虽然后来对此尚有争议，但仍具有进一步研究价值。而渐进多焦点镜片可在阅读时附加一定度数正镜，不似原来视近时用低度正透镜，总是戴上取下不方便，也不似双焦镜片有外观问题和像跳干扰。美国自1997年5月开始，曾对400名近视儿童进行为期3年戴用渐进多焦点镜片缓解近视进展作用的研究，但研究结果显示该镜片对延缓近视发展并无显著作用。因此，其用于防治近视尚需进一步研究。我国一些近视研究者也正在从研究设计标准化着手，开始投入该课题的研究工作。此外，渐进多焦点镜片近年还用于某些双眼视觉功能异常的患者，这些特殊应用都赋予了渐进多焦点镜片新的使命和内涵。

第三节眼镜的透镜

一、透镜的大小和形状

从透镜的外观来看，有圆形和卵圆形等。镜片的大小和形状因个人的爱好和脸形而异。儿童的眼镜片要大些，以保持足够的视野，防止配戴者在透镜外面看东西。把柱镜的镜片做成卵圆形的一大优点是防止镜片在镜框内旋转。圆形的柱镜片，要在镜框的凹槽内安上小的突起与透镜的特制缺口相吻合，防止柱镜旋转引起的轴位改变。由于透镜两表面曲率配合不同，透镜大致可以分为对称的、非对称的、平凸的、周视的、新月形的或鼓边形的(图18-12)。

对称性透镜两面均磨成相同的屈光度数，因而又分为双凸透镜和双凹透镜；非对称性透镜为两面所磨的度数不同；平凸形透镜是把全部的屈光力量都磨在透镜的一面，另一面保持平面。例如+2.0DS的球面镜，可以做成每面为+1.0DS的对称形；或做成一面为+0.5DS，另一面为+1.5DS的非对称性；亦可做成一面为+2.0D另一面为平面的平面透镜。此外还有新月形镜片(图18-12)，磨制透镜时亦可在一面磨上球面，另一面磨成柱形，称为散光镜片。为了保证透镜的光学效应，在磨制透镜时要注意下面几点。
首先应当考虑到的是眼球的不停旋转，而镜片不能跟着眼球协同一致地移动。为了得到最好的光学效果，两眼必须保持固定在镜片的中心。当戴镜者要看清侧方物体，一定要把整个头部转向所要看的物体，用以保持眼和眼镜之间的固有排列关系，才能使镜和眼成为一个同光心的光学系统。当偏离光心观察一个不在正前方的物体时，瞳孔和黄斑要围绕着眼的旋转中心旋转。再者，要想得到一个清楚的物像，必须使远点处的物像恰好落在黄斑处。这就是远点与黄斑互成扼焦点。故当眼球运动时，远点必将在以眼球的旋转中心为球心的球面上运动。近视眼的远点在眼前的有限距离(图18-13)，其运动轨迹是一个真实的球面。远视眼的远点在眼球的后方(图18-14)，其运动轨迹是在眼后假设的球面上。假若物点在球面上运动，运动着的物点都集中地对着眼球的旋转中心。由球面上所有物点发出的光进入眼球后，经过眼的屈光系统，均集结在图18-13的Z点。假若眼球跟着物点运动，物的像点均落在黄斑区。如果调节力不存在，只有在这个球面上的物点才可看得清楚。如果调节力存在，所能看清楚的范围将扩大到两个同心球之间，一个球面是图18-13的远点轨迹，另一个球面代表近点的轨迹。为了使成像清楚，眼镜透镜的弯曲必须与前面所说的球面相符合。这样，当眼镜在眼前固定不动，眼球进行搜索运动时，视野中的物体才可看得清楚，所以眼镜的透镜宜设计成周视透镜型。

另外，要注意到眼镜透镜所引起的光学偏差。其中最重要的是球面差。应用任何形式的透镜，都不可避免地因入射光线偏斜的程度不同而发生不同程度的球面差。球面差随着光线的偏斜度增加而增大。图18-15中的3种透镜，B图凸面向着入射线，入射角和折射角几乎相等。所以B图的透镜的球面差最小。根据这一点，故在实用中要把透镜的平面或者凹面靠近眼球，把凸面对着入射光。从数学上计算，图18-15C的球面差为 1.67cm，B者仅1.16cm。最适合形式的球面差为1.07cm。

再者，当光笔斜着投射在透镜上时，要产生散光。图18-16是平行光笔与透镜轴成θ角斜着通过透镜所形成的散光模式图，从中可以看到，和图1-46一样也形成前后两个焦线。垂直子午线上的光聚焦于F’m，水平子午线上的光聚焦于F’s。如果光笔的主光线的倾斜度愈增加，散光度愈增大，则图中的F’m和F’s两条焦线之间的距离愈加大。当主光线的倾斜度慢慢减小则F'm和F's的距离随之慢慢缩短，两焦线之间的距离也慢慢变短，最后合二为一成为一点，即焦点，则散光消失。

图18-17为用一个双凸透镜片所看到的情况。把所有水平的和矢状的焦线所在处之点分别联合起来就可以在每条焦线所在的位置描绘出两条曲线。图中曲线(M)代表与纸面平行的光的焦合处，称为正切焦面；曲线(S)代表与纸面垂直的光的集合面，称为矢状焦面。若以“+”作为观察目标，放在偏离光学中心的位置，因沿正切面来的光，其像点均呈水平方向散开，故 “+”中的垂直线模糊。因沿矢状面来的光，其像点均呈垂直方向散开，故“+”中的水平线模糊，也就是说，“+”的横竖两条线均模糊不清。在上述两个表面之间，由散光圆锥中最小弥散圈所在位置所形成的第三个表面上的像点，均呈模糊不清的弥散圈，所成图像也不清楚。但如把透镜弯曲成新月形，则上述的斜散光可以大大减轻或者消失。
现用图解的方式，说明两种不同透镜在削减斜散光方面的优劣差别。从图中可以看到，双凸透镜(图18-17)的效果最差。若将透镜弯曲成为新月形(图18-18)，两个平面几乎融合到一起，散光趋向于消失。但若把透镜弯曲过度(图18-19)两个平面又分开。

理想的透镜要把所有光学缺陷，如慧形像差等都予以矫正。但其中影响最大的是斜散光，一且斜散光被消除，其他缺陷也随之矫正。这种消除了上述光学缺陷的透镜称之为最佳透镜。很多学者都曾为最佳透镜的设计而努力，其中以Percival方法最被重视。他认为眼球经常使用的旋转中心在新月形透镜之后27mm，其经常使用的旋转范围在30°的实体角以内。据此，可以设计最佳透镜，使透镜在视网膜上的像正好落在黄斑区范围以内，影像才可清晰，感觉才可舒适。
为了节省磨制镜片的磨具，可把磨具表面弯曲度分为若干等级。透镜一面的弯曲度为标准表面，即基础表面，而另一面称为联合表面。这样就可根据不同的配镜处方选用不同的磨具进行磨制。现把最常用的磨具曲度举例如下。
从+7.0D到0，靠眼的一面为-6.0D；
从0到-6.0D，镜片的外面为+6.0D；
从-6.0D到-10.0D，镜片的外面为+1.25D；
从-10.0D到-20.0D，镜片的外面为平面。
如透镜的基础弯曲为6.0D，称为深新月形透镜。基础弯曲为1.25D，称为周视透镜。正透镜要用负的弯曲率为基础，负的透镜要用正的弯曲度为基础，并且在安装镜片时，要求凹面永远靠近眼球。这样就可达到上述最佳透镜的目的。

二、托力克(Toric)透镜

散光眼要用球面圆柱镜或者圆柱镜来矫正。为了增加视野，减少球面差和斜散光，要把眼镜用的透镜弯成新月形。这种新月形的球面柱镜，很像由中国古代庙堂的立柱下面的柱础上切下的一部分，故称双曲面或托力克透镜，Toric一词源于拉丁文，直译应为柱础。这种透镜的特点是，在透镜的一个表面上的两条主子午线的弯曲程度不同，两条子午线上弯曲度之间的差，即柱镜的散光力量。托力克透镜的基础弯曲度通常为6.0D。如果水平的弯曲度大于垂直弯曲度，即成枇杷桶形的透镜表面。

托力克透镜表面的产生可用图18-20来解释。图中以AC为半径的ASB圆弧绕着0O’中心轴旋转，但O0'并不是ASB的圆心(C’)，因而在顶点S处有两个强度不同的弯曲线相交叉。当ASB以OO'为轴旋转时，即形成鼓边形或枇杷桶形表面。在图18-21中，垂直子午线上弧形面的半径为r1，水平弧面的半径为r2。这两个弧形面彼此垂直交叉，其顶点为S。如r2＞r1为鼓边形表面；当r1＞r2为枇杷桶形表面。

有人提出用中央与周边部弯曲不同的办法做成所谓非球形透镜来矫正近视或高度远视。因为戴了这种镜片使周边视力极差，因而这种方法未能付诸实用。这类镜片的最大优点是，重量轻，并可保证一部分的中央视力。因此，这种方法用于白内障术后的无晶状体眼镜，是很有益的。

三、透镜度的转换
把一个透镜从原有的形状改变为另一种形状的等量透镜的方法，称透镜的转换。可分3类，即:简单转换、托力克转换和正交柱镜转换。
1.简单转换在散光矫正中，透镜的简单转换比较多见。这种转换往往在周视形、新月形或其他类型之间互相变换中遇到。简单转换只是数学上的简单加减法。在柱镜的转换中应注意两点:①尽量地使透镜的重量减轻；②尽可能地使两眼柱镜的轴接近于同一个轴向。
举例说明:假若一眼的屈光为-0.5DS/-1.0DC×180，为了老视要戴+1.5DS看近.故可把原有镜片变为-1.5DS/+1.0DC×90。
有时交叉柱镜比球面柱镜轻些，并且视野较广，可按下面举例转换为交叉柱镜。例如:+3.0DS/-4.0DC×180，可以转化成
+3.0DC×90/-1.0DC×180
如两眼都有散光，为了配戴舒适，可将正交柱镜转换为与另一眼散光同轴位的球面柱镜。
例如:0C+2.0DC×90/-1.0DC×180
0S-3.0DC×180
把右眼转换为-1.0DS/+3.0DC×90，虽然是正确的，但两眼的散光轴位垂直交叉，戴着不舒适。较好的转换为:+2.0DS/-3.0DC×180。这样就可与左眼的散光轴位相同。
但上面的球面柱镜又使镜片增加了厚度，在这种情况下采用前面正交柱镜的方法可能是最好的。
同样把球面透镜转换为周视的或深月形状，亦是简单的数学加减法。但所采用的度数应包含与基础弯曲相反符号的部分。
如一个+2.0DS透镜改变为周视形状，即以-1.25DS为基础弯曲度合着一个 +3.25DS。同样，一个-2.0DS的镜片可以改变为+1.25DS的弯曲度合并着一3.25DS。
以相同的方法，把+2.0DS改成深新月形，则以-6.0DS为基础弯曲率，合并着 +8.0DS。若为-2.0DS，则以+6.0DS为基础弯曲度合并着-8.0DS。

2.托力克转换虽然托力克透镜的转换更为复杂，但所遵循的原则相同。托力克透镜可以写成分数式，分子是球面部分，分母由基础弯曲和需要的柱镜总和所组成。转换步骤如下。
(1)把配镜处方改为与所要使用的基础弯曲同符号的一个柱镜处方。
(2)由(1)中的球镜部分减去基础力量即为球面，以此为公式的分子。
(3)把柱镜的基础弯曲，固定在与(1)的柱镜轴位相垂直的子午线上。
(4)把(1)中的柱镜加到基础弯曲上面，柱镜的轴与基础弯曲相垂直。
举例说明:把+3.0DS/-1.0DC×90转换为鼓边形透镜，其基础弯曲为-6.0D。
(1)在原镜中已提供了与基底相同符号的圆柱镜，即+3.0DS/-1.0DC×90。
(2)为了要得到+3.0DS的力，球面部分用+9.0DS，即由原来的球面中减去基础部分，即+3.0DS-(-6.0DS)＝+9.0DS。
(3)柱镜的基础弯曲为-6.0D，其轴与(1)中的散光轴成直角，即位于180°，成为-6.0DC×180。
(4)鼓边形的另一个屈光力，为把-1.0DC加-6.0DC即-7.0DC，其轴与(3)中柱镜轴相垂直，成为7.0 DC×90。
转换后的透镜组合在鼓边形面上为:
-6.0DC×180/-7.0DC×90
或-6.0DSC/-1.0DC×90
其公式为:

同样的办法，把+5.0DS/-2.0DC×180转换为鼓边形，其基础为+6.0D。
首先把柱镜的符号改变与基础相同，其处方应改为+3.0DS/+2.0DC×9O。
按照上述的步骤，其公式为：

3.正交柱镜的转换无论柱镜的两个轴彼此平行或垂直，它的光学特性易理解。
(1)两个柱镜的轴平行地合并在一起，其结果为两者的代数和，轴的方向不变。
例如:+1.0DC×180/+2.0DC×180=+3.0DC×180
把两个度数相符，符号相反的柱镜加在一起，就变为平光镜，失去柱镜的作用。
(2)两个正交柱镜的轴垂直合并在一起，其结果有二个。
①要把正交柱镜转换成球柱联合时，以两个柱镜中屈光力量较小者，作为球面镜的度数。以两柱镜之间的差作为柱镜的度数，其轴向和符号均与较强柱镜者相同。
例如:+2.0DC×90/+4.0DC×180＝+2.0DSC+2.0DC×180
②也可用两个柱镜中屈光力较强的作为球面镜度数，由力较弱的减去力较强的，以其差作为柱镜力。其轴与较弱柱镜的轴平行，柱镜的符号与较强柱镜者相反。
例如:+2.0DC×9O/+4.0DC×180＝+4.0DS/-2.0DC×90。这个公式如按下面的图解分析仍为一个复性远视散光(+2.0DS/+2.0DC×180)。
按照上面的道理，假若两个柱镜的符号和度数相同，其轴垂直交叉，可转换为与柱镜度数相等的球面透镜。
例如:+2.0DC×90/+2.0DC×18O＝+2.0DS
相反，任何一个柱镜都可以转换成为一个度数相等的球镜，合并着一个度数相等，符号相反，且其轴与原柱镜垂直的球柱联合。
例如:+4.0DC×180＝+4.0DS/-4.0DC×90
此外，还有斜交叉柱镜和顶点的转换，从略。
透镜的转换，如用图解表示不但看得清楚而且便于转换。
1.平光镜，即水平和垂直子午线上的屈光均为零。
2.+2.0DS，即水平和垂直子午线上的屈光度均为+2.0D。
3.-2.0DS，即水平和垂直子午线上的屈光度均为-2.0D。
4.+2.0DC×90，即在180°的子午线的屈光度上为+2.0D。
5.-2.0DC×180，即在90°的子午线的屈光度上为-2.0D。
6.+2.0DS/+2.0DC×90，即两条子午线相差为+2.0D。
7.-2.0DS/-2.0DC×180，即两条子午线相差为-2.0D。
8.+2.0DS/-3.0DC×180如以-1.0DS为球，则为-1.0DS/+3.0DC×90。
按照上述图解，为+1.0DS/+2.0DC×90，此者为复性远视散光。由此说明+3.0DS/-2.0C×180这个处方貌似混合性散光，但用图解分析后则为复性远视散光。也就是说，混合性散光的处方中球镜与柱镜的符号一定不同，而且柱镜的屈光度一定大于球镜的屈光度。

第四节透镜的像放大
矫正眼镜是透镜和视觉器官密切联结的一种助视工具。由本章概述中谈及矫正眼镜的光学作用可知，屈光不正患者戴上矫正镜后所看见的世界与未戴镜所看到的世界有所区别。戴镜后视网膜上所成影像大小与眼本身屈光不正性质、程度有关，更与戴用矫正眼镜的屈光度 (镜度)、镜片位置、镜片片形(厚度、形状)等因素有关。这涉及眼镜的放大率，下面将介绍透镜的像放大。

一、配镜矫正后视网膜像大小与眼本身屈光不正性质的关系

理论上，屈光不正分为轴性和屈折性。配戴眼镜时如系轴性屈光不正，按Knapp法则，矫正眼镜戴在眼前焦点位置(角膜顶点前15.7mm)时，则不论此眼是远视性或近视性，也不论其屈光不正度是多少，远方物体的视网膜影像大小和正视眼相同，因而不存在戴矫正眼镜后视像大小不等问题。该法则可由图18-22清楚看出。这亦即轴性屈光不正时矫正眼镜的相对放大倍率为1。即:
RSM=矫正后屈光不正眼视网膜大小/模型眼视网膜大小

但实际上，眼镜很难准确地放在前焦点位置，依图18-23所示，眼的前焦点是像不变化的位置，如放置近角膜，则凸透镜在视网膜上的像缩小，凹透镜则为放大(图18-24)。这也可由公式1/[1-(L-f’)D]计算出，L＝眼镜片后顶点(像侧主点)至眼物侧主点距，眼的物测主点在角膜顶点后方1.35mm处。

f’＝眼的前焦点距离17.05mm

D＝矫正眼镜屈光度

例如右眼-6.00DS，左眼-3.0DS，轴性屈光不正时，眼镜戴于角膜顶点前方12mm时，视网膜像放大率分别为:
右眼：1/[1-(0.01335-0.01705)×(-6.00)]≈1.023
左眼：1/[1-(0.01335-0.01705)×(-3.00)]≈1.011
两者相差1.2%。

如为屈折性屈光不正眼，眼球轴长正常，系屈光介质折射力差异所致。如图18-25所示，物侧主点才是网膜像不变化的位置，所以近视性矫正眼镜的放大倍率总小于1，是缩小的，而远视性矫正眼镜的放大倍率总大于1，是放大的。恰与轴性屈光不正相反。屈折性屈光不正RSM＝1/(1-LD)，如上例为屈折性屈光不正，则:
右眼:1/[1-0.01335×(-6.00)] ≈0.925
左眼:1/[1-0.01335×(-3.00)] ≈0.961
均系缩小，两者相差 3.6% 。

这说明轴性屈光不正和屈折性屈光不正虽所戴矫正眼镜屈光度相等，镜眼距相同，其放大倍率却不相同。从这个角度讲，轴性屈光参差以眼镜矫正比较理想，而角膜接触镜矫正时反而出现视网膜像差大，屈折性屈光参差则反之。

但由于屈光不正的轴性或屈折性分类在普通检测中很困难，且又常常是共存的，所以即使测知眼轴长，按正视化理论，角膜曲率也可能已代偿性变小，从而眼屈光系屈光度已起了变化。同时像不等又与视网膜到大脑的整个过程有关，日本粟屋认为通过视系统传至大脑皮层中枢形成的皮层像，特别是指在高级中枢作用下形成融合像之前的最终印象，其有效大小、形状是受镜片倍率、眼屈光系倍率及中枢过程(含心理过程)倍率的影响。而视觉高级神经活动如调节、集合以及精神心理因素都因影响中枢过程倍率而有不容忽视的作用。由此也可以说明像差引发症状是有个体差异的。这也是轴性或屈折性屈光不正的临床实测值与理论值不相一致的缘由。由此看出相对眼镜放大率只具理论价值。

二、配镜矫正后视网膜像大小与镜片位置、屈光度、片形因素的关系

人戴了矫正眼镜后，外界物体所反射的光线首先要通过眼镜再通过眼屈光系的屈折使结像于眼底，此时眼底视网膜像的大小(指横向线性大小)与未矫正时视网膜像大小就不同。这也就是矫正眼镜的放大(或缩小)作用。二者的比例即眼镜放大率，其中由矫正眼镜屈光度不同而发生的放大(或缩小)作用，称为屈光度放大(或缩小)率，简称SMP。

SMP＝1/(1-dD）

D＝矫正眼镜屈光度

d值系眼镜与人眼这两组透镜的间距，其起点位置有的主张以眼的第一主点，或眼第一结点，或以入射光瞳中心。Bemett认为，模糊的视网膜像即朦像的大小由通过入射光瞳中心的光线所决定(图18-26)。

像的大小由通过入射和出射光瞳的中心(E和E')的光线所确定(Bennett)。像在入出射光瞳中心处所对角度分别为ω，ω’。以Gullstrand精密模型眼为据，角ω与角ω'具有恒定比例 (tgω’＝0.82tgω)。故视网膜上清晰像与朦像大小实际均随着物体在眼入射瞳中心处所对角度的大小而变化，所以主张以入射瞳值作为d的起点，即:d值＝镜眼距(mm)+3mm(入射瞳距角膜前顶点后方3mm)。

如将镜片片形因素(透镜厚度、形式)及后顶点屈光度考虑在内，即为矫正镜的总放大倍率 (或缩小倍率)，简写为SM。

SM＝｛1/[1-(t/n)D1]｝×[1/(1-dD)]
式中:t为镜片中央厚度；

n为镜片玻璃折射率；

D1为眼镜片前表面屈光度；

D为眼镜屈光度(一般指后顶点屈光度)；

d即为上述间距值。

根据这一公式可直接计算出不同屈光度及不同片形因素的眼镜所造成的网膜像差，如眼镜片处方为:
右:+2.00DS
左:+4.50DS
戴于眼前12mm处，镜片中央厚度 =3mm＝0.003m，镜片前表面屈光度D1=+6.00D，n ＝ 1.523，d＝0.015m 。

则右眼:SM＝｛1/[1-(0.003/1.523) ×6]｝×[1/(1-2×0.015)]=1.043
左眼SM＝｛1/[1-(0.003/1.523) ×6]｝×[1/(1-4.5×0.015)]=1.085
左眼像的放大率比右眼大 4.2%。

倘将右眼镜片增加厚度及增大前面屈光度，D1＝+9.00，t=0.005m，左眼镜片减少前面屈光度和减少厚度D1＝3.00，t=0.0025m，

则右眼 :SM＝｛1/[1-(0.005/1.523) ×9]｝×[1/(1-2×0.015)]=1.06
左眼:SM＝｛1/[1-(0.0025/1.523) ×3]｝×[1/(1-4.5×0.015)]=1.075
右左眼视像放大率之差由4.2%减少到1.5%。所以当两眼像大小严重不等(如屈光参差配镜)使患者难以戴用时，可保持(或基本保持)左右眼镜片屈光度，而改变镜片厚度和前表面屈光度(即片形因素)，可缩小左右眼像放大率差距，至少使该差值在患者能容忍范围(一般差值到达1%~2.5%即可)，这即是等像眼镜设计原理。这也是减轻双眼视像大小不等症的一种简便方法。但由于一般眼镜片的厚度很少超过5mm，如中央部太厚，镜片太笨重，不适配戴，且前表面屈光度很少超过+9.0D，前面屈光度太大，曲率半径就太短，斜向散光等像差增大，眼镜片不适用。因而“形式”放大率的改变也是有限的，其范围局限在3%内。另外，按理缩短镜眼距也有益处，对视像大小不等症而言，隐形眼镜远较普通眼镜为佳。这从另一角度也说明一副眼镜尽管镜度相同，若其形式或厚度不同其网膜像也会大小不等，从而使戴镜者出现眼胀、头晕、视疲劳甚至复视等症状。临床上常见到有的患者戴用眼镜十余年，甚至几十年，一旦换镜，即使相同镜度也常诉上述不适，其中镜片形式、折射率、厚度等改变导致像大小的变化是一不可忽视的原因。

第五节透镜的正光心、偏光心和棱镜效应
在配眼镜时，镜片的光学中心一定要和眼的视线相符合，此称为透镜的正光心，否则进入眼内的光便发生偏斜。前已述及，一个透镜可以看作是由无数个三棱镜所组成。如果光线不是由光心通过，光线在通过任何非光心部分均以透镜的最厚部分作为三棱镜的基底，从而使光线向基底偏斜。
光学中心是透镜的光学系统正中心，所有光线通过光心时都不发生偏斜。几何中心是透镜的几何学中心点，以镜架上的镜片来讲，它只是透镜放置的关系位置，两者不能混淆。因为依照眼眶形状及面形的不对称，透镜可以向任何方向移位来保证光学中心位于正确的位置。如从美容的观点来考虑，常常建议把透镜的几何中心对着瞳孔的中心。
每副眼镜都要测定光学中心，并要把它安装得适当。特别是镜片的度数较高时，测定时更要准确。如戴-10.0D的球面透镜，若每眼仅差1mm，就要引起1△的集散偏差。只按通常的方法测定瞳孔间距是不够的。这是因为视轴往往不与瞳孔中心相一致；再者，人类的面型也很少是完全对称的，故都要从鼻根的中央点分别测定每一眼的瞳孔距离。一个比较准确的测定方法是在患者的两眼前均戴上有“+”的镜片，并看眼前的光点目标，调节镜片距离，使两眼的角膜及光点与“+”融合成为一个。检查者坐在患者面前，当用左眼注视光点时，根据右眼的角膜反光点测定右侧的光学中心；用右眼注视时，测定左测的光学中心。患者看远处光点，测定看远用的镜片的光学中心；看近处光点，测定看近用的镜片的光学中心。

一、透镜的偏光心

有两种情况可以引起透镜的光心移位，成为偏光心透镜。首先是透镜的光学中心要和几何中心都与镜架的中心相重合，只是由于镜架中间的鼻架过短或过长，因而使整个镜片移位。其次是镜片本身在镜框内的偏位。这两种情况都可导致三棱镜效应。图 18-27中的V和C表示镜片整个移位所造成的偏光心。图18-28表示从一个大的透镜上取下两个小的偏光心透镜。大的透镜(Ⅰ)具有正常的光心，因为光学中心和几何中心重合在一处，如图18-29的O和G。较小的镜片(Ⅱ)虽然光心在O处，但几何中心在G’其光学作用如图18-30的O，不在镜片的中央。一条光线穿过几何中心G'时，发生三棱镜的折光作用。而最小的透镜(Ⅲ)，几何中心在G"，光学中心在镜片之外的O，图18-31为其示意图。上述各种情况的光学效应如图18-30所示，好像是把一个三棱镜插进透镜的光学物质里面，因而可以把它看作是一个球面三棱镜。

这类透镜中的三棱镜作用的强弱，随着光心偏离程度及透镜的屈光力而改变。从理论上讲，每偏离光心1cm，1.0D的透镜则产生1△的三棱镜效应。如把偏光心的距离用mm表示，其三棱镜效应公式为10N/D(N为三棱镜的度数，D是透镜的力)。总之，偏心的凸透镜不论向哪个方向偏离，都好像在透镜中合并着一个基底朝偏离方向的三棱镜，而凹透镜的作用相反。因此，一个向外偏斜的凸透镜或向内偏斜的凹透镜，都具有三棱镜基底向外的作用(图18-27)。

假若两眼的屈光强度不同，则偏离量也一定有所不同。如透镜是柱形，偏离的程度取决于轴的方向。仅就柱镜而言，沿其轴的方向不发生任何光学效应，而与轴成垂直方向的任何偏离，则与球面透镜的效果一样。因而+2.0DS/+3.0DC×90的透镜联合，若向上偏离仅有+2.0DS的作用，若向内或向外偏离，其作用和+5.0DS相同。假若柱镜是偏斜的，或根据需要使其垂直或水平柱镜发生偏斜，所引起的光学效应就更复杂。柱镜倾斜时，所形成的光学效应计算比较困难，最简单的测定办法，是用镜曲面率计。当曲率计的三个腿与+4.0DC柱镜的轴成30°时，其读数为1；如成60°，读数为3；如平行放着，读数为零；垂直放着，则为4。

要使镜片本身偏中心，有两种办法。可在透镜上联合一个三棱镜，或在三棱镜的一个边上磨上需要的透镜。因为这种镜片不可避免地要增加重量。故这种镜片的磨制范围具有一定的限制。

使镜片偏中心有以下几个目的。

(1)用眼镜去适合不对称的面孔以达美观的目的:如一眼的位置与另一眼差异较大，可借助于眼镜弥补其外貌之不足；再者，眼镜片偏离中心，还可使视线恰好穿过光学中心以减少不必要的三棱镜效应。

(2)为看近用的偏中心:因为看近处物体时，两眼要向内集并向下转动。故在看不同距离的物体时，光学中心要适当地改变位置。改变位置的数据可用前述方法来求得。若为了阅读，理想的中心点应在水平线的下方6.5mm。但此平均值依各人的阅读习惯而有改变。在阅读时头向下倾斜20°~30°，此时还要借助于眼球向下转动使视轴更向下转。其向下转动的角度约为15°，因而眼镜的光心也要相应地向下移动。两眼的集合角度是随瞳孔间距和所戴眼镜与眼的距离不同而有改变。平均离开中间线为2.0~2.5mm。

图18-32中的R代表眼球的旋转中心，RN是从鼻根至眼球旋转中心的距离。当两眼注视眼前近处的物体时，视轴变为RO。C'代表看远时镜片的光学中心，而C"为阅读的光学中心，于是C'C"可按下列公式求得:
RN/NO=tg∠RON＝tg∠C’RC"＝C'C"/C’R
因而C’C"＝RN/NO×C’R
RN可以测量出来，假设为30mm。

NO为物体到镜片和眼球的旋转中心到镜片的距离之和。如为300mm+25 mm＝325mm。

又因C'R也是25mm
因而C’C"＝(30/325)×C"R
＝(30/325)×25＝2.3mm即看30cm近处物时，在眼镜的平面处眼球约向侧旋转2.3mm。如光学中心不按上面的数值向偏，视轴RO就要穿过透镜的周边部，产生三棱镜效应，视物体时就变模糊。

在制作双焦眼镜中，确定光心常常发生困难，这经常是患者不愿配戴这种眼镜的原因。对两眼屈光参差明显的病例所造成的视觉干扰更为明显。

为了看远，右眼的屈光不正是+3.0DS，左眼是+6.0DS。在看书时要再加上+3.0DS。若这两块镜片对称地放着，由于左侧的透镜屈光力量较强，它所产生的三棱镜移位就较高。对此，可按下列的简单方法求得适合的矫正。

设D代表远用镜片的度数，d代表看书时附加的度数。如果要附加镜片的光学中心定在中间水平线的下方6.5mn，需要垂直方向偏中心的数值为V。则V＝D/d×6.5。

同样，附加镜片的中心要内集2.5mm，则水平偏中心H=D/d×2.5。

当眼镜是凸的，光学中心应向下向内偏；当眼镜是凹的，光学中心应向上向外偏。

用上述的举例所得结果如下:
0D V=3/3×6.5＝6.5 H＝3/3×2.5＝2.5
OS V＝6/3×6.5＝13 H＝6/3×2.5＝5
因而右眼的镜片要向下偏6.5mm，向内偏2.5nm，而左眼则要向下偏13mm，向内偏 5mm。上述的两种偏位，如单从病人的舒适考虑，水平偏位更为重要。

(3)用来矫正隐斜视或克服集合力的不足或过强:在隐斜视章节中论述。

(4)矫正眼位的眼镜:矫正眼位的眼镜是球面三棱镜。是用球面透镜解除调节困难，用三棱镜解除集合的困难。如因近工作需要，要戴+2.0DS镜片，可戴+2.0D的球镜联合着基底向内的三棱镜，成为球面三棱镜联合。使之产生2MA的集合。假若两个透镜都是从一个大的透镜上切下，并具有同样的光学效果，这两个透镜就具有共同的光学中心，实际上它们是两块相同的球面三棱镜。过去有些学者把这种透镜用来矫正老视眼，但因随着年龄的增加，调节力量逐渐减弱，而集合力量一般来说没有什么改变，所以把这种镜片当作老视眼的常规矫正办法并不适宜。但是利用这种透镜对于那些尚未到老视年龄并做极精细工作者较为合适。因为这些患者为了增加视力要把所需看到的物体拿得很近，配戴这种眼镜后，即帮助了调节又解决了集合。例如修表工或织袜工，如果两眼均带简单的放大镜，调节虽然解决了，但集合还要增加；在这种情况下，如果不用三棱镜帮助解决集合问题，则可能由于调节与集合之间的矛盾引起不可耐受的视觉症状。此外，利用此类型眼镜的光学原理，可制作手术放大镜，这是一种比较理想的方法。

在某些情况下，镜片不按通常的方法确定中心是有益的。在各种体育运动中更为明显。为了满足不同的目的，比较简单的方法是在镜片上安装可以调节倾斜度的附件。例如戴着眼镜打靶，如视线通过透镜的内上象限，不是通过镜片的光学中心，所看目标发生偏斜，故应注意光学中心的调整。

二、透镜的棱镜效应

1.位移、位移不等、隐形眼位参差如前所述，眼镜片可视为多块棱镜或基底相接或尖端相接而成的透镜片，由于光线通过棱镜后折向棱镜的基底，故当镜片光心距与瞳距不等时，就会产生棱镜效应，出现物像向棱镜尖端移位的现象(图18-33)。可依公式P＝dD求得(Prentice法测)。P为棱镜效应(以△为单位)，d为偏心距离，D为镜片屈光度值。其基底朝向:凸透镜时光心代表棱镜底的位置，凹透镜时光心则代表尖端位置。所以配镜必须要求光心距与瞳距一致。

但即使如此，当观看上下左右物体时，眼球转动致视轴不通过镜片光心，也会产生棱镜效应。若双眼屈光度相同，系从偏离光心相同距离的视点视物，其棱镜效应相同，基底方向相反，依“均分棱镜度法”，两棱镜作用彼此抵消，戴镜者不会有不适感。若左右眼矫正镜度不同时，偏心注视就会产生不同的棱镜效应，两者之差即所谓相对位移程度不等，所需视轴转向程度不同，眼肌的肌力差，戴镜者遂产生视觉干扰症状。
差异棱镜效应包含水平方向和垂直方向两部分(即使当柱镜轴向为斜向时，透镜产生棱镜效果虽也在倾斜方向，但仍可分解为垂直及水平效果)。一般而言，人眼水平方向转动范围最大，转动机会也最多，但因双眼水平方向融合储备力可达30△左右，镜片面积又有限，约束了眼左右转动范围，所以水平方向差异棱镜效应常能容忍，即使有症状也可用头的转动代替眼位转动减轻不适。而人眼垂直方向融合力却小得多，戴镜后垂直方向棱镜效应差异常不能超过 1.5△，如达2△以上两眼视觉则无法融合。
例如:某人眼镜处方:
右:-2.0DS
左:-6.0DS
在距光心下方8mm，偏内5mm处视物:
右眼:垂直棱镜效应:PV＝CVF＝0.8×2＝1.6△底朝下
水平棱镜效应:PH＝CHF＝0.5×2＝1.0△底朝内
左眼: PV＝0.8×6＝4.8△底朝下
PH＝0.5×6＝3.O△底朝内
由此可计算出相对差异棱镜效应:垂直差异为左眼3.2△底朝下，水平差异为4.0△底朝内。其垂直棱镜差异超出人眼容忍范畴。鉴于人眼视力区尤其局限于垂直棱镜差不超过 1.5△区，了解垂直差异棱镜效应为最重要。M.Jalie指出，一副眼镜距其光心y cm处的垂直差异棱镜效应可由下列公式直接求得，即:y(F1-F2)，该公式中F1为球镜镜度较深者，F2为较浅的球镜镜度。这样可非常简便而且迅速算出垂直棱镜差异，而不需要先求各点垂直棱镜效应再行相减了。如上例右眼-2.O0DS，左眼-6.0DS，在光心下8mm，其垂直差异依公式知为:左眼:0.8×[-6.0-(-2.0)]＝-3.2△，即左眼3.2△底朝下。
若为散光镜片时，
如某人眼镜处方为:右:+4.0DS/+2.00DC×90
左:-3.0ODS/-3.00DC×180
在阅读时，其视点在光心下方9mm，偏内2mm，Jalie指出可依下列公式直接求出散光镜片总垂直方向和总水平向棱镜效应。
PV＝yF球+F柱(ycos2θ+xsinθ·cosθ)
PH=xF球+F柱
(ysinθ·cosθ+xsin2θ)
PV:总垂直向棱镜效应。为正值时，其底朝上。
PH:总水平向棱镜效应。为正值时，底朝外。
y:自光心的垂直移心距离(cm)，若光心在移心点上方，y为正值。
x:自光心的水平移心距离(cm)，若光心在移心点颞侧，为正值。
F球透镜的球面镜度。
F柱:透镜的柱面镜度。
θ为柱镜轴向(自鼻侧起始的轴方向)。
依此公式可直接求出该散光镜的棱镜效应:
右眼:PV＝0.9×4+2(0.9cos290+0.2sin9O cos90)
＝+3.6△ 即底朝上
PH＝0.2×4+2(0.9sin90 cos90+0.2sin290)
＝+1.2△ 即底朝外
左眼:PV＝0.9×(-3)-3(0.9cos2180+0.2sin180 cos180)
＝-5.4△ 即底朝下
PH＝0.2×(-3)-3(0.9sin180 cos180+0.2sin2180)
＝-0.6△ 即底朝内
故两眼差异棱镜效应为:右眼9△底朝上，0.6△底向外。如此大的垂直差异，即使患者采取低头前倾位，也难以克服。

2.色散当戴镜者通过其镜片边缘看远处白色物体时，所见物体的周围有色彩环绕，如戴近视镜通过镜片光心以上部分看物，会看到蓝色边，远视镜者则可见到橙色边。这种横向色散像差（简写T.ch.Ab)也是因透镜的棱镜效果所致。

当白色光束从偏离透镜光心上方h cm点向着眼回转点入射，经透镜则散开为各单色光。 (图18-34)。在此仅考虑3种波长C'(红)、d(黄)、F'(蓝)。C'、F'分别为镉元素发出的红C'线、蓝F'线，波长是643.8nm、480nm，d为氦元素发出的黄d线，波长587.56nm。一般折射率，如未指明系对某色光或波长时，即被认为对黄d线而言。由于各色光波长的折射率不同，经透镜折射后偏向即不同。每一色光的偏向均可由棱镜效应公式求之。如hDC'，hDF’。如此，入射点的横向色散差T.Ch.Ab＝hDF’-hDc’＝h(DF’-Dc’)＝h(Dd/V)。V为透镜的阿贝数(色散系数)。h单位为cm。T.Ch.Ab单位为△。由上述公式不难看出，倘入射点恰在光心位置，h值为零，横向色散差自然为零。离光心位置愈远，即h值愈大，横向色散愈大；镜度愈高、镜片阿贝数愈低，横向色散也愈大。另外，棱镜效应为一矢量，若棱镜效应为底朝上(外)，所产生的横向色散差为正，所见色带则蓝色光在下边(或位鼻侧)，橙红色光在上边(或偏颞侧)，棱镜效果如为底朝下(内)，所产生的横向色散差为负，所见色带也恰与上相反。正如图18-34，设冕牌眼镜玻璃V＝60，D＝+5.00D，在光心上方1cm处视物，则其横向色散差T.Ch.Ab＝-1×5/60＝-0.089△ (依棱镜作用符号规则，偏心点在光心上方，其距离为负值)，故眼通过该镜片边缘看远处物体色带是蓝色光在上边，橙红色光在下边。

由于色散差致蓝和红重叠于像斑上，像的鲜明度自然降低。不过横向色散差对人视觉干扰程度要视色带宽度及人的个体因素综合而定。Schober认为色带宽在6′以上时即能看到，这相当于色散差在0.1△以上。依上述公式可计算出戴眼镜时镜度与能看到色带的偏心点间关系，例如:直径50mm镜片，在其边缘处(即偏心25mm)能看到色彩时，其镜度:D=(0.1×60)/2.5＝ 2.4D。换言之，当人戴用大约±2.50D以上眼镜斜侧视物时可产生上述色带现象。关于像的鲜明度，曾有学者使用棱镜进行测定，大体上每1△棱镜作用，鲜明度下降约3%(Reiner)。所以上例中D若为2.50D，离开光轴25mm处的棱镜作用为2.5×2.5＝6.25△，其像鲜明度下降约19%。不过对像不鲜明的感度因人而异。另外，人因渐渐习惯，所谓逐渐“适应”，感度也会下降，临床上常见到初戴超薄片(因其V值低33~42，故横向色散差大)看镜片周缘有色彩干扰，但久之将会不再出现，即是此理。

3.像跳戴双焦镜者常有视物突向上跳动的主诉，乃因人眼在从远看近过程中，随着视点与主片光心距离的增大，产生渐变的棱镜作用，而待视轴越过子片上缘时，子片下加光度与子片的近用光心距又决定了子片的棱镜效果。二者代数和成为此时的总棱镜效果。如主片-2.00DS，下加光度+2.ODS，远光心在子片上缘3mm，近光心在子片顶端下方3mm，视线越过分界缘时其棱镜作用为:0.6△底向下与2.4△底向下之和，即3△底向下。故视物将向上方跳动。如图18-35a，b即显示了该像跳现象。设戴上述双焦镜者身高1.5m，向下看2m处物体，可计算出该像跳高度h。计算过程为

cosθ＝ 1.5/2＝ 0.75
∴θ＝41.4°

因产生 3△棱镜作用，L＝3×2＝6cm

θ＝θ(∵θ＝180°-90°-ω＝θ')
h＝Lsinθ＝6×sin41.4＝3.96cm

可见像跳现象会给患者带来相当视觉困扰，尤在走路时看着路、台阶、楼梯等，由于像跳造成重大不便，同时还造成了相应的视野缺损。

另外，过去有的双光镜子片以火石玻璃做成，由于该玻璃阿贝数在30~40之间，故横向色散差严重，尤其是横向移动阅读时，不仅有垂直方向，而且有水平方向棱镜作用产生，因而由主片、子片产生额外的色散差，这样的阅读区域于字体周围出现色带现象(又称为彩虹效应)，也对戴镜者造成困扰。

4.环形盲区如图18-36所示，当戴用正镜，眼平视前方物体时，由B处发来的光线投射到镜片最边缘，经过透镜折射而成为进入瞳孔最边缘光线，A处发来光线则是不经镜片而直接射入人眼的最外侧光线，这样AB区内物体所反射的光线因棱镜效应过分倾斜而不能进入瞳孔，即不能为眼所见、是所谓盲区，盲区大小可用棱镜效应公式求得。镜片四周盲区联合成环形，称为环形盲区。这造成戴镜后的视野短缺。当头转动时，上述盲区内物体则又会重现在人的视野中。一般情况下，由于视网膜周边部视觉锐敏度减弱，故物体在视觉上短暂消失及重现常不被察觉，但当戴用高度正镜时，盲区现象常被人感知，而且在眼球转动时，中间距离的物体突隐突现，令人困扰。

第六节像的畸变

配戴眼镜者最常见的视觉干扰原因之一是镜片周边部放大或缩小所引起的像畸变。这种畸变在凸透镜为阳性，在凹透镜为阴性。当周边视野与中央视野相比较时，直的长线条变成弯曲。图18-37是通过镜片观察方格表的表现。因此，当用眼镜的周边部观察物体时，可以产生类似头动一样的物像运动。这种现象给配戴者带来极度的烦扰，是一种无法避免的缺点，只有在应用中通过锻炼慢慢习惯。

柱镜畸变也很重要，它随着柱镜轴向的变化而变化。当两眼的柱镜轴是平行的，并且每眼的偏斜度都相同，此畸变所引起的视觉干扰可大为减少。但当柱镜的轴位偏斜，畸变的干扰性症状就会加重。柱镜的畸变还可包括旋转性的偏位，故可使线性的物体变为歪斜，也可使物体的表面变形为倾斜。当两眼柱镜的轴向差异小于20°时，所引起的轻度干扰可以慢慢适应。但当轴向差异大于这个度数时，所引起的光学缺陷就会引起明显的视觉干扰。由于这种原因，看远和看近用的配镜处方应该有所不同，并且还要按照各种工作的需要，每块镜片都要准确地确定光心。再者，镜片愈靠近眼球，畸变的缺陷就愈减少。
同样，两眼屈光不等的病例，即使是球面性的屈光不正亦可发生畸变。尤其通过两个屈光力量不等的镜片向周边注视时。例如，一眼1.0D，另一眼是5.0D。则两镜片之间的三棱镜效应差异非常明显。如两眼视轴向下1cm，一只眼的三棱镜移位为1△，而另一眼为5△。再者，当屈光不正的度数较大时，则舒适的视野就被限制在很小的中央范围。因此，要想戴着这种高度远用镜片从事长时间的近距工作，要采用不同光心和不同倾斜度的办法才可使之耐受。
因此，具有高度屈光不正的眼，如无晶状体及高度远视，由于偶而不经过镜片的光学中心观察侧方物体，可以发生明显的视觉干扰，如下楼梯和下山坡时等。这种干扰现象无法避免，只有通过锻炼使之减轻。
戴眼镜后，在眼和眼镜联合体的光学系统变成3个主要部分，即眼镜、角膜和晶状体。要把这三者合并成一个完整而又协调的光学系统非常困难。而且当屈光不正的度数愈高，所戴镜片的力量愈大，视觉干扰症状发生的机会也愈多。故要在配镜之前，先把可能发生的症状告诉患者，并劝其设法克服坚持配戴下去。
无晶状体的患者戴了高度凸透镜后，开始很不习惯，需有一段的适应过程。如果另一眼仍有较好的视力，则双眼复视的干扰症状无法克服。但这些患者大多数都是老年人，并不需要从事精确的视觉作业。这类患者戴了高度凸透镜后，所看物体要比正常者大三分之一，因此无法形成双眼视觉和距离判断，所以在小范围内从事日常活动也受影响。在戴了高度凸透镜片后，对于外界一切物体将产生新的视觉认识，要继续从事精细的手工操作，要有一个熟悉和锻炼过程。这就要进行眼-脑-手之间的协调训练。
高度的凸透镜可以形成明显的畸变，因而患者看到外界物的直线变为弯曲，并使方形物体变为碗形，随着眼球的运动，畸变图像亦不断发生变化，干扰性更大。刚戴了高度凸透镜的无晶状体的患者，向直线条的门口走去，看到两侧门框向内弯曲，中间的门洞变得很窄，但当向门口走近时，门的开口逐渐加宽，使之通过。这种由于高倍透镜引起的畸变，可以引起明显的视觉干扰，如头晕、恶心等。这种视觉干扰可以通过训练，即坚持配戴，使症状减轻或消失，使之能在较小的生活环境中活动自如。若两眼保持不动，通过透镜的光心向外看(即在观察眼前物体时，只转动头部而两眼保持不动)，这样可以减少畸变的干扰，所看物体可呈现正确的形状。这种特殊的观察外界景物的习惯一旦养成，则畸变所造成的视觉干扰就会大大降低。
再者，通过高倍凸透镜的光学中心观察前方物体时，放大的中央视野的图像覆盖在眼前，使视野周边较暗部分相对成为环形盲区。这种视觉干扰对于看远和看近的影响并不很大，仅在看1~3m之间的中间距离物体时带来不便。配戴这种眼镜，偶而走进新的房间或观察前面的人物时，由于被观察的外界景物均呈现各种古怪现象，因而使观察者陷入惊奇和惧怕的困境。上述这些症状都可通过训练，使之减轻或消失。但所有无晶状体配戴普通眼镜所造成的上述视觉干扰症状，现在都可采用接触眼镜或工人晶体的办法予以克服。

第七节由眼镜引起的不适感觉

患者戴了眼镜后感到不适，有3种可能:①由于验光的结果不正确，或者试镜的结果没有换算成适当的透镜等值；②镜片安装的位置不合适；③镜片本身某些光学设计的不合理，此者与所采用的透镜类型有关。本节仅就第三种情况即透镜的光学性能方面略加描述。

主要谈谈透镜的有效力量。配镜处方是用验光盘中的透镜经过客观和主观方法所确定，它常常是几个镜片在镜架上的联合。如果要得到相同的效果，就必须使眼镜透镜的光学效果与试镜片的效果相同。

一个物体要在视网膜上形成清晰的像，物体一定要位于眼的远点，所以一切矫正方法，都是把眼的远点移至无限远。这样在看远时不用任何调节，看近时才随着被观察物体的距离而使用相应的调节。看远用的矫正镜片应当戴在眼前的最适合位置，即眼的前主焦点。由于眼的屈光系统能够把远点处的物像聚焦在视网膜上，并且由眼内发出的光经过眼镜屈光后又变为平行。因此，眼镜镜片的最重要作用是借助于透镜的屈光力，把平行光聚焦在视网膜上。除了透镜的屈光力量和眼镜离开眼球的距离之外，还有透镜的形状和厚度也与透镜的有效力量有关，应当予以考虑。

如图18-38所示，A处放一个薄透镜用以矫正远点在F'处的屈光不正。若把矫正镜片改放在B处，为得到同样的光学效果，其焦距要按图中d'的大小来减少。要使A和B处两个透镜得到相同的效果，则B处的镜片必须改变其屈光力，即凸透镜的焦距要减小，凹透镜的焦距要增大。因而对于平行光来说，矫正镜片离开眼球愈远，远视眼者所需镜片的度数愈低，反之近视眼者则愈高。也就是说，当镜片离眼球愈远，凸透镜的有效屈光力愈增加，而凹透镜的有效屈光力愈减低。

当散开光进入屈光系统，也就是当眼看近物时，所有透镜不论是凸的还是凹的，有效屈光力都比平行光者减少。根据上述原理，若用同一个透镜即看远又看近时，由于前者是平行光后者是散开光，为把散开光聚焦在视网膜上，在看近时，就要用较强的矫正镜片。如一个远视患者看远用+3.0DS，当看30cm处的物体要增加9%的屈光力，即要戴+3.27DS的镜片。也就是说，看远戴+3.0DS看近戴+3.27DS才可具有相等的光学作用。并且，戴着+3.27DS看近时，仍要用3.3D的调节。对此，本书在调节一章中已有论述。
任何强度的透镜，如超过5.0D，都要根据试镜片离眼的距离、镜片的厚度和镜片联合的形式来寻求正确的相关因素。再者，一双凸透镜不能用一个透镜表面力相同的新月形透镜或者托力克透镜来替代，因其等量焦距有所不同。所有屈光不正，尤其是两眼屈光参差较大，不管透镜的力如何，所戴镜片都要和试镜架上的透镜联合具有相同的光学效力，才可得到理想的矫正效果。

第八节眼镜片度数的检验

镜片度数的检验包括屈光度的核对或透镜的后顶点屈光力的测定以及镜架安装的校正等。

一、镜面曲率计法

透镜的表面力可用如图18-39A所示的镜面曲率计来测定。镜面曲率计也叫透镜卡表，俗称镜表。它是由两个固定脚架和一个活动脚架所构成。如图18- 39B所示，当把3只脚架放在透镜的表面，中央可动的那只脚，即按照透镜的表面弯曲度变长或变短地上下移动，并根据图中的机械原理带动上面指针，将指针移动的距离(即镜面凸凹程度)换算为屈光力量。如将3只脚的位置予以转动，即可测定透镜表面不同子午线上的屈光度。根据各子午线上屈光力量的不同，即可算出透镜表面的散光度及其轴位。这种仪器的优点是简单方便、可以很快将透镜的类型查出，如双凸、双凹、新月形或鼓边形。表上的分度是根据屈光率为1.523的光学玻璃为标准计算所得。任何其他屈光率不同的透镜，如用这种仪器测定，都须附加校正系数。国产的光学玻璃屈光率大多为1.53，与原设计标准相差不大。如果国产的镜面曲率计用国产眼镜光学玻璃的屈光率作为设计标准，所测数值要更为精确。镜面曲率计使用之前，要先放在平面玻璃上把指针校正为零，所测数据方可准确。

二、中和法

用相反符号的镜片去中和被测镜片的屈光度的方法称为中和法。此法应用最广。图 18-40I为供观察用的视标。若镜片中有柱镜成分，当镜片水平旋转时，从镜中所看到的"+"如图Ⅱ，成剪刀状偏移运动。当把透镜水平地慢慢旋转，直至如图Ⅲ不发生变形时，即表示柱镜的轴与"+"的交叉线正好重合。当被检查镜片的轴沿着"+"交叉的一个线条的方向移动时，从镜中所观察到的视标即发生偏移；如镜片上下移动，则被观察目标的水平线如图Ⅳ偏移；把镜片旋转90°后，沿水平子午线移动，则垂直线表现如图Ⅴ的偏移。根据凸面镜者反向运动和凹面镜者同向运动的现象及镜中线条移动的方向，即可确定透镜是凸还是凹。从试镜盘中取出符号相反的透镜，并逐渐增加其屈光力，直到被观察物像的运动被中和为止。由此可测出一个轴上的屈光度，再将透镜与前面所查成垂直方向运动，假若线条不偏斜，则说明另一条子午线上的屈光力同时亦被中和，此时该透镜变为一个球面镜。若发生图Ⅵ偏斜，应根据被观察"+"移动的方向，挑选试镜片的种类和度数，再把水平子午线的屈光度查出。两条子午线上屈光度的差即柱镜的力。用玻璃笔标上轴位，两轴相交之点即光学中心。将被检透镜的一个子午线对准图18-41分度规的零度刻度线，另一个子午线所在的度数即可读出柱镜轴的度数。透镜的几何中心可用几何学的方法求出，如有任何偏离光心的现象可以立刻查出。

通过三棱镜看"+"时，像的移动如图18-40的Ⅵ(当"+"的线条与三棱镜的基底平行时，也产生图18-40Ⅳ或Ⅴ的移动)。这是三棱镜使像移动的特点，不要和其他透镜使像移位的现象相混淆。在被试验的镜片已被试镜盘中的球面镜和柱镜确实中和后，此镜片联合即变成一个平面镜，再向任何方向移动时，"+"应当没有任何改变。若有三棱镜存在，当移动被检镜片时，即发生如图 18-40Ⅵ的移动，需要再用三棱镜片来中和并求其度数。
在中和试验过程中，一定要把两个透镜的中心对好，并把几个透镜片尽量靠紧，因为任何程度的分开都可引起误差。当两个镜片有分离存在时，凸透镜的屈光度要比真实的度数有少量的增强。因而如果要用较强的透镜进行中和试验时，在透镜联合中的凸透镜都要增多些。反之凹透镜都要减少些。

三、镜度计法

假若被检镜片的度数较高，为了测量准确，可用镜度计，亦称焦距计、顶点计和屈光度计，从业者通常称为查片仪或查片机。这类设备有两种:光学镜度计和电子数字式镜度仪。这类仪器的基本光学原理如图18-42所示，在把被测镜片放上之前，要先把视标(B)调到标准镜(S)的焦点处，这样才可使进入望远镜的光是平行的，把B看得清楚。被测镜片的后表面朝向标准镜。如被测镜片是凸透镜，要把视标向标准镜方向移动，才可看得清楚。反之，如为凹透镜要把视标离开标准镜。以看得清楚时所指刻度为被测镜片的顶点屈光度。

当透镜的度数和轴向测定之后，还要检查镜片的安装是否合适。先测定每只眼的视轴至中间线的距离，根据上述结果，校正各眼看远时镜片中心是否合适，如有必要还需测定近用时的数据。镜片中如有小的误差，特别是双焦镜的附加镜片，更易于产生不适。假若把凸透镜放得太近或凹透镜放得太远，都要引起误差，使症状更加明显。

四、检查镜片的偏斜度
镜面要尽可能地与视轴相垂直，这样才可使镜片的入射线成为镜片切面的一条法线。假若有任何角度的倾斜，都可轻度地增加球镜的力量，并附带产生斜散光的光学效应。当镜片的度数较低时，这种变化则很小；当镜片度数较高时，就产生由镜片偏斜所致的症状，应引起重视。
关于镜片偏斜后，镜片度数的变化计算比较复杂。下面介绍两个简单公式用以求其近似值。
下面公式中的D是镜片的度数，θ为是镜片的倾斜度。
新的球镜＝D·(1+1/3sin2θ)
新的柱镜＝D·tg2θ
表18-2和表18-3是percival于1928年按照玻璃的折射率为1.523，以1.0D和10.0D球面镜为例，所求得的不同倾斜度所产生的球面和柱镜的误差。
表18-2 1.0D球面镜不同倾斜度的误差
倾斜度新球镜值(D)柱镜值(D)
10°1．01020．031
15°1．02280．073
20°1．04060．138
25°1．06320．231
301．08330．347

表18-3 10.0D球面镜不同倾斜度的误差
倾斜度新球镜值(D)柱镜值(D)
10°10.1010.314
15°10.2280.734
20°10.4091.379
25°10.6482.315
30°10.9483.349

由光笔通过偏斜的镜片所引起的散光，对于需要用水平柱镜，但又不适于戴球面柱镜的病例，具有一定好处。无晶状体的眼，常在水平轴位上有散光存在，因而此法对于无晶状体的眼亦有用。但晶状体摘除后所引起的散光，经过一段时间之后会慢慢减轻，故手术后不要马上处理。为了降低柱镜的矫正力量，只要把镜片放垂直些，就可达到降低柱镜力量的目的。此法的另一个优点，是因为没有附加柱镜从而减轻了透镜的重量。
假若镜片不是10.0D球面镜而是其他度数的镜片，其误差可用下述方法求得。如果球面镜的强度是9.0D或者11.0D，要用0.9或1.1相乘。因为如果需要配戴一个+11.5DS/+1.5DC×180的透镜联合，可用下法解决。
由于1.1×10.409=11.45DS
并且1.1×1.379＝1.5DC
因而可给予+11.0DS的镜片，使其向下倾斜20°，就可得到上面效果。
同样，假若一个-20.0DS/-2.5DC×180的患者，诉及此镜片太重且太贵时，可用下法解决。
由于1.9×10.409＝19.78DS
并且1.9×1.379＝2.62DC
于是配戴一个-19.78DS的镜片，倾斜20°。这样既减轻了重量又减少了患者的经济负担。

第九节瞳孔距的测定与配镜处方

为使视线恰好通过矫正镜片的光学中心，故无论配制何种矫正眼镜都要测定两眼的瞳孔距离。现已有光学的瞳孔距离测量器，临床应用极为方便。无测量仪器者可采用图18-43所示测量法。检查者与受检者面部相对，相距约30cm，用普通米尺或瞳距尺进行测量。将尺放于被检眼前约15mm处。令受检者的右眼注视检者左眼，这样受检者的右眼视轴与检者左眼相重合。将尺平行移动使尺的零点与被检眼瞳孔鼻侧缘相重叠，如图18-43左侧所示。然后如图18-43右侧所示，检查者用右眼看被检左眼瞳孔颞侧边缘的刻度，即该受检者看远的瞳孔距离。如检查者与被检的瞳距有些不等，但所测误差极小，可以忽略。

测定看近的瞳孔距离时，如图18-44所示，检查者的左眼位于受检者两眼的中线处。如检者与受检者之间的距离与受检者常用的近作业距离相等，令受检者两眼注视检查者左眼。将瞳距尺的零点对着受检者右眼瞳孔的鼻侧缘，检查者观察受检者左眼瞳孔颞侧缘时，视线与瞳距尺相交处的刻度即看近的瞳孔距离。

高度屈光不正者最好配两副眼镜，一副用于看远，一副用于看近，否则视线偏离光学中心所引起的三棱镜作用易于引起视疲劳。如为远近兼用，镜片光学中心最好位于远近视线距的平均验光值处。
配镜处方笺的格式国内尚未统一。现将一般眼镜店通常采用的格式图示如下(图18- 46)，供作参考。柱镜的轴位除在处方中写明外，最好在镜架的刻度图上用箭头标出更为稳妥。对所用三棱镜，要填明度数，并注明基底方向。远、近视力都要填写。配镜处方要保留存根作为今后统计资料。

第十节配眼镜时宜用视线距代替瞳孔距
一、为什么配眼镜时一直用瞳孔距代替视线距
配一副合适的眼镜有一个重要问题不可忽视，那就是当两眼通过镜片看外界物体时，两眼的视线都要恰好通过各眼前镜片的光学中心。这应是科学和理想的目标。但目前所有配镜的处方上都附有两眼瞳孔距的数据。这就是说，目前配镜时是以瞳孔距代替视线距。这种做法从视光学的观点来讲是不科学的。但为什么不予更正，一直沿用至今呢?笔者认为，可能有下述几个原因:其一，眼科医生都认为测定患者视线距要患者自诉，而患者的主诉是不可靠的，只有医生或验光师自已检查的结果才是客观的和可靠的。其二，早在1949年Duke-Elder所著眼科教科书的第四册指出，配眼镜时要使镜片的光学中心恰好位于该眼的视线上，估计眼科学者都已看到过，也一定会理解的，但为什么无人采纳呢?很可能由于Duke-Elder所提出的方法使用起来有困难，因此未予推广。其三，很可能由于很多验光者认为瞳孔距与视线距两者相差不大，而目前国内外均生产了瞳孔距测量仪，用起来较为方便。所以，有的验光师承认，视线距比瞳孔距合理，但一则两者差距不大，另一方面目前对于视线距的测定尚无科学简便的方法，也没有测定仪器，所以配镜时一直沿用瞳孔距。其实，目前很多验光者对视觉生理中的下述内容还不很理解。

二、关于视轴和光轴的简介

大家都知道，两点可以连成一条直线。由图18-47可以看到，由外界物点"O"发出的光，通过眼屈光系统在视网膜上"F"点成像。所以，图中的0F即代表人眼观察外界物体的视线。再者，由图中"M"发出的光，通过眼的节点(N)在视网膜的B处成像。所以，图中的MB即代表人眼观察外界物体的光轴。从图中还可看到，这两条轴线的之间的夹角(α)，经眼科学者测算为＜5°。

人眼的屈光系统是由角膜、房水、晶状体和玻璃体等屈光介质所组成。虽经科学的精细的测定，确认角膜的光轴和晶状体的轴并非精确地位于同一轴线上，但该偏离度很小可以忽略不计，故仍把两者看做统一的光学系统。也就是说，屈光系统的光轴是通过角膜中心，因此用两眼的瞳孔中心距代替两眼的光轴距是符合科学道理的。再者，0F与MB夹角的形成是由于F处的物像位于B处物像的颞下侧约1.25mm，故在"N"处形成夹角"α"。

三、视线、光轴和瞳孔连线之间差异描述

图18-48是所有眼科书上公认的视线(OF)、光轴(MB)和瞳孔连线之间差距的示意图。由于光轴难以测定，故以瞳孔中心(D)与被观察物(O)的连线(OD)来代替光轴(MB)。图中以"S"代表镜片并位于正常的配戴位置，则OF与OD在镜片(S)上的距离为bb'。由此可以明显地看出，如在配眼镜时用瞳孔距代替视线距是不符合视觉生理学要求的。因而提出在配眼镜时用视线距代替瞳孔距。

四、视线距的测定

本书的前面几章均谈到，当两眼看远处目标时视线距的测量方法。在验光配镜时测定视线距肯定要比前述测定看远的瞳孔距困难。图18-49是用针孔镜测定双眼视线距并使视线穿过镜片光学中心的示意图。0代表物点，即被测眼前故置的点状视标(或垂直视标)；F代表视网膜黄斑区的中心凹；OF代表视线。L代表放于试镜架上的两个针孔镜。实际操作时，被测者戴上通用的配镜时试镜架，两侧都放上针孔镜或一侧放上裂隙镜。先用遮片将左眼遮住，使未遮盖的右眼通过针孔镜(或裂隙镜)看位于5m处的点状视标(或垂直视标)。嘱被测者轻轻转动镜架上的镜片间距旋钮，当通过针孔镜恰好看到点状视标(或垂直视标)时，说明针孔恰好位于该眼看远的视线上，所配镜片的光学中心应该位于针孔的位置上，为该眼镜片的光学中心。然后将左眼前遮片拿掉，把右眼遮住，采用同法测定左眼视线通过针孔的位置。两眼镜片的视线点分别测出后，再令被测者两眼同时通过针孔镜(或裂隙镜)看远方的点状视标(或垂直视标)。若不能同时看到远处的视标时，可轻轻转动间距旋钮，待两眼可同时通过各眼前的针孔看到同一点状视标(或垂直视标)时，镜架上所显示的间距，或用直尺测得两针孔间的距离就是该眼看远时的视线距，也就是看远时两侧眼镜镜片应该保持的光学中心距。同法，根据受试者的工作性质和所从事工作的习惯距离，令被测者两眼注视设定的近目标，即可测定近用镜片的光学中心了。此法更适用于配制双焦或渐进多焦点眼镜，镜片需要上部看远下部看近，两眼的光学镜片在上下不同的部位需要不同的光学中心距，因此测定起来更为准确方便。

尽管本文介绍的针孔镜测定双眼视线距的方法具有科学根据又便于操作，但由于瞳孔距作为确定镜片光学中心的标准沿用已久，所谓习惯成自然，可能还存在积习难改的问题，尚望视光学专家和广大验光师在改用视线距代替瞳孔距的纠偏和推广工作中起到责无旁贷的导向作用。
图18-50是用双眼合像法测定两眼视线距的示意图。其中两侧曲线代表眼镜架。A和B代表观察孔，C代表调节旋钮。为了容易合像，其中一侧可以为竖立的小孔。再者，为使被试者易于认识双眼合像，可在两个观察孔处放上互为补色的镜片。当双眼合像时，被试者就把两眼不同颜色看成白色，或在一种光条中间形成一个白色的光点。此时，AB的间距即为看远或看近时的视线距。

五、目前视线距的测定情况
上海齐备视光学研究所所长，我国视光学专家齐备，于1990年与中国眼镜科技杂志合办了"眼科视光学知识特刊"。该刊第9期中刊登了由笔者撰写的"视线距代替瞳孔距和视线距的测定法"。最近由齐备和杨晓军两位学者，以上述由笔者所提的视线距测定法(图18-49所示)，测定了看远(5m)和看近(30cm)的视线距并与目前国内通用的瞳距仪和瞳距尺所测看远和看近的结果相对比。经过实验和统计分析后，最近在2004年11月份的《中国眼镜科技》杂志上发表了"视线距与瞳孔距的对比分析与建议"。该文对笔者所提"验光配镜时要测定视线距"的理论予以肯定，并用市面通用的两种方法所测瞳孔距与所测视线距互相对比。其结论认为，无论看远或看近视线距均比瞳孔距明显缩小。因此，该文最后建议:①尽快停止使用瞳距尺，推广瞳距仪。②开展用瞳距仪测量"视线距"的过渡办法。看∞距离者减去2mm，看30cm者减去1mm。由该文所述，两位学者认为，用作者如图18-49所示测定视线距的方法从理论上是肯定的，并经实验予以初步证实，但由于该方法尚未研制成简便的仪器，故难推广，目前只好用通用瞳距仪所测结果略为减少用以代替视线距。
最近，温州医学院的金成鹏教授和天津的宋慧琴教授都对视线距和瞳孔距的差距进行了测定和计算。结果均认为视线距较瞳孔距要小，每侧相差为0.58~0.62mm。由此推算，两侧视线距与瞳孔距相差1.16~1.24mm。此者亦证明上述齐备和杨晓军用图18-50所示视线距测定方法所测结果是正确的。
由此可以看到，视线距与瞳距两者相差虽然并不很大，但配眼镜时以瞳孔距代替视线距是不符合视觉光学要求的。故笔者提出，如图18-50所示，在眼镜架的两侧镜片上，以A和B为两个观察目标，当两眼同时看远或看近时，通过双眼合像，测定两眼的视线距。
关于用图18-50所示原理研制测定视线距的仪器，笔者目前正与北京最知名的视觉科研单位协作，计划用目前最科学的理论和方法研制成可配戴在眼前的眼镜式的测定仪器，使之在看远和看近时均可很方便地测定其视线距。这样就可大面积推广。

一、防护眼镜
防护眼镜的种类很多，以其防护用途不同可分为以下几种。
1.反射型防护镜是用具有反射作用的介膜所制成。按照设计要求将光谱中一定波长范围的光反射掉，使之不能进入眼内，达到防护作用，这种反射膜面是用金、银，或铂等金属作原料。这种膜面极薄，一般只有10~15ppm，它可使大部分的可见光透过。这种极薄的反射膜非常脆弱，应放在两个透镜的中间，用粘合或熔合的方法贴在一起。反射膜也可镀在镜的内面或其内外两面，这种方法比较简单，但因暴露在空气中，易于沾污、受潮、发霉或磨损。
2.吸收型防护镜这种镜片是在光学玻璃中加入某些具有特殊颜色的化学物质，使之具有吸收某一波段光谱的性能。玻璃中常用的附加配料都是金属性的，如铜、金、镁、铁、钴和铬等。所有这些物质都具有特殊颜色，故这类防护镜都是着色的。因为上述物质掺入玻璃后均匀地分布在整块玻璃中，因而随着镜片的厚度不同其颜色有深有浅。凸透镜的中央部分颜色深些；反之，凹透镜的周边部颜色最深。因凹透镜中央部分较薄，故可保证中央部分的透明度，使之成像清晰。
为了防止上述颜色分布不均的缺点，可先用无色玻璃按照透镜的一般制作方法制成后，再将无色透镜浸在含有特制的化学胶液中，使吸光物质均匀地涂布在透镜上，用这种方法制作的带色玻璃的高度凹透镜，可以形成小而清楚的像，对于高度近视眼非常适合。这种玻璃的另一个优点是这种透镜可以做得尽量薄。如果采用屈光率较大的隧石玻璃代替常用的冕牌玻璃，可以大大地变薄并减轻重量。再一种方法是在平凸和平凹透镜上粘上一小块化学着色玻璃，或将一小块着色玻璃镶在劈开的透镜当中。这些眼镜统称着色眼镜。
为了挡住一部分可见光并减少眩光所引起的不适感觉，可采用各种形状的着色眼镜。所谓眩光，是在阳光下工作时或者海面上、雪地上和热带沙漠上旅行时或者由于反射镜面的反光所产生。但在一般照明条件下，对于健康眼来说，不需要特制的防护眼镜，只用中性滤光眼镜，把可见光的总强度予以降低即可。这种眼镜，可阻止部分强光进入眼内，正常眼戴着也会感到舒适。对于某些怕光的眼病，可以减少过强光线射入，起到保护和休息的作用。阿托品扩瞳后或白化病患者戴了这种滤光眼镜亦可减少强光刺激的干扰。再者，刚做过白内障摘除术后，由于摘除了一个混浊的晶状体，眼对于外界的强光还不习惯，亦可临时使用这种防护眼镜。
理想的防护眼镜要尽量少遮掉一些需要光。在使用滤光镜时，被挡住的光谱要均一，并要尽量减少颜色的图像变化所产生的干扰。这样就可使所有着色镜所经常引起的昏暗和沉闷感减到最低限度，尽可能保持原有的物体形状。眼吸收大量的红外线后，可引起白内障和烧灼性视网膜病灶。日光中虽含有大量的这种光线，除非裸眼直接观察日食，很少产生日食盲样的病灶。某些工业现场有相当大量的红外线产生，如冶金工业和玻璃业的工人要配戴透过率更低的防护眼镜。一般来说，这些眼镜至少要减少95%的红外线、紫外线和一部分可见光，方可起到防护作用。
在一般的日光中，虽包含大量的紫外线，但并不足以引起任何眼部损伤。不过，在雪地或海洋等反光强的地方由于紫外线增多，故可引起角膜上皮剥落的电光性眼炎，造成极度的疼痛。再者，电焊、弧光灯、电影摄影的水银灯或紫外线理疗等都有大量的紫外线产生，都要配戴适合的防护镜。若能设法将光谱两端的无用光挡住，并使可见光减低到柔和的程度，这样既起到防护作用又可保证适当的照明强度，这是最理想的。按照反射型防护镜的办法，将一层很薄的铂夹在两层光学玻璃之间，利用这种极薄的铂可把98%的红外线反射回去，并允许75%的可见光通过。
3.偏振光滤光防护镜若将两片偏振滤光片置于一眼之前，改变两镜片交叉的角度，可以用来调节进入眼内的光强度，作为改变透光度的中性滤光片来使用。汽车在公路上行驶时，往往遇到路面反射来的偏振光的干扰，驾驶员可用偏振滤光镜予以防止。再者，偏振滤光镜还可用作激光防护镜。
4.光化学反应型防护镜镜片上涂上或在两层之间注入光敏性化学物质，随着射入光的强弱或波长的不同改变其透光度，起到防护效果。
5.护目镜为了防止机械性的损伤，常常在镜框的周边镶上防护边，这种眼镜称为护目镜。此者可用平面玻璃制成，为了提供较大的视野也可弯成弧形。
为了避免镜片破裂后对眼发生损伤，可将夹层玻璃或其他更新型的不碎玻璃用在防护镜中。这些眼镜是为摩托驾驶员、飞行员、大强度运动员和好动的孩子所设计。夹层玻璃的眼镜是在两层薄玻璃中间夹有一层塑料膜，把三者粘合在一起，即使镜片破裂也不会成为碎片损伤眼睛。
避免镜片破碎的另一种方法是硬皮透镜，它是按照一般方法制成后，放在炉内加热到 1330°F，然后很快地用油浸的办法使之淬火。这种温度恰好不使透镜发生畸变，但又可适合淬火。经过这样处理的玻璃，其外壳变硬故称硬皮玻璃。这种玻璃在遇到外力冲击时，外层虽有破裂但其碎片不致脱裂，故对眼睛危害较小。

二、等像透镜

等像透镜是为矫正两眼视网膜像大小不等而设计的一种特殊透镜。其特点在于仅有放大作用，但不改变透镜的屈光力量。为了达到上述只有放大而无屈光作用的目的，首先可以利用增加透镜厚度的办法，再者是利用平板玻璃弯曲后，对于所通过的光无集散作用的特点，进行设计。

图18-51中的CD代表平板玻璃，AB为被观察的物体，E代表观察眼。当眼通过CD观察AB时，AB的像向眼移动，其移动的距离，即图中的BB'(BE-B'E＝BB')。图像距变小，相对地视角增大物像随之变大。根据计算， BB'约为CD厚度的1/3，故其放大作用很小。

平板玻璃的另一特点，即当斜的光束通过时，经过折射之后，其射出光束仅发生位置的移动，而光束本身并无集散变化，故无聚焦作用，即无屈光度的改变。把平板玻璃均匀地弯曲，利用光束斜向穿过弯曲的平板介质，使整个光束产生位置移动，从而起到增加放大物像的作用(图18-52)。

可使各条子午线上产生同样放大作用的镜片，称为全面性等像透镜。在指定的一条子午线上起到放大作用者，称子午线等像透镜。而与该子午线相垂直的子午线上，则无放大作用。由于等像透镜也是弯曲的，故可把它与一般的矫正镜片合并在一起。必要时，还可做成双焦透镜的形式。由于等像透镜磨制时需要特殊器械，因而售价昂贵。为了节省，可把等像透镜作为一般眼镜的附属部件贴在矫正镜片上。更为简便的办法，可如图18-53所示做成单独的镜框附在其他的眼镜上。

三、菲涅耳眼镜(Frenel lenses)
18世纪中叶Buffon首先发现球面镜片的折光作用取决于镜片前后表面间相关角度而与镜片厚度无关。例如对于图18-54a和图18-54b中的凸球面透镜和凹球面透镜而言，平行光入射时，光的屈折程度与其折射率和表面曲率半径有关。若折射率恒定时，就主要取决于球面曲率半径，亦即该球表面各部分与平面间的夹角大小(如图中黑三角的夹角)而定。19世纪初Fresnel提出除去常规镜片中那些与镜片屈光度无关部分，而把负折光作用的球面表面与平面夹角部分自镜片中心至周边排列于一薄而平的透明膜上，如图18-54a和图18-54b所示，通称为Fresnel透镜。由图18-54c还可从正面观中看到无数的回旋的棱镜槽，故亦称回旋透镜。

从图18-54中的a和b清楚地显示了Fresne1棱镜片的原理，其夹角度数一如原有透镜前后两面的夹角，其屈光度数没有改变，但其原有厚度却大为减少故其重量大为减少，这对于高度近视或高度远视需配戴超厚眼镜所带来的不便大有帮助。
眼用Fresnel镜片是由硬性有机玻璃材料或软性聚氯乙烯塑料所制成。前者是最早作成的Fresnel棱镜，用时卡在现有的眼镜上，现在已很少使用。后者则可依照需要剪成相应形状贴附于光学镜片或塑料镜片的后表面而无需粘贴。
Fresnel镜片的优点如下。
(1)厚度薄、重量轻:一般厚度仅0.8mm，常称为薄片透镜。故可制成高镜度球镜片、高棱镜度棱镜片，适用于高度屈光不正眼的矫正，尤其屈光度正不断变更的临时矫治用镜、诊断性试验用镜等。薄片棱镜也因其轻薄的优点用于诸如抵消斜视眼或眼外肌麻痹所致复视、上下隐斜、偏盲的视野缺损、眼肌训练等，若与常规三棱镜相比较，考虑装置的重量及实用性，薄片棱镜常为更理想的选择。
(2)应用方便:可随时按需要剪切成任意大小及形状置于框架眼镜一定位置上。因其直径大，也足以敷用，一且需除去或更换即可立即取下，极为便捷。
(3)使用安全:该镜片贴附于眼镜片背面，可以在镜片破碎时提供对眼睛的保护。
但Fresnel镜片由于其表面是由不连续的有强度变化的槽组成，聚焦效果差；且这种槽挨槽的设计使光的衍射增加；又因塑料材料的色散能力高，对光的反射也较大，均导致视力及对比敏感度的下降，这种透镜的清洁也是一个难题。George Woo 等就曾通过临床观察证实，戴用薄片棱镜后，对比敏感度功能下降，其中尤对中空间频率和高空间频率影响较大。另外Kapash及Barkan的研究指出，应用薄片透镜时对物体的分辨率取决于相关物体的方向。平行于槽的方向分辨率最低，而与槽成垂直方向时则具有最佳分辨率。亦即与槽成平行方向的物体部分看起来较模糊，而与槽成垂直方向的物体部分则看起来较清晰。这些缺点加之其外观上一圈圈的环槽或条纹，有碍美观，使其在应用上多作为临时镜片、试验用镜片，如临时作为诊断性矫治之用。当然，某些病例，例如偏盲的视野缺损及视网膜色素变性者的视野缩小，将适宜度数的薄膜棱镜正确置于框架眼镜的恰当位置，就是一理想的视野增大镜。

四、助视器

临床上很多患者视力明显减退，使用一般镜片矫正后的最佳远视力仍在0.3~0.05，不能从事正常的工作、学习与生活，依1973年世界卫生组织(WHO)制定的盲及低视力标准，称为低视力，其中大部分患者在使用助视器后，能有效地利用其残余视力，提高视功能，获得一定阅读书写能力。所以，助视器是眼科一种重要康复手段，是仅次于一般眼镜的重要视觉光学用具，也可以说是为了提高视力所设计的特殊眼镜。
1.助视器放大作用原理增进低视力患者视功能的方法主要是使外界物体在视网膜上成像增大，为此才有利用光学原理作各种不同类型助视眼镜的设计。望远眼镜即是其中一种。它实质上系一小型伽里略(Galilean)望远镜式眼镜，由一正的物镜Fo及一负的目镜Fe所组成(图18-55)，正的物镜对远处物体成倒立实像，负的目镜作为观察实像的放大锑。伽氏望远镜是令物镜的像焦点与目镜的物焦点相重合，物镜与目镜间距离等于两焦距之和，全系统为无焦性。此时，如观察远处物体，平行光线通过物镜后应在物镜主焦面上成一倒立实像，但在成像前通过目镜因此又分散成平行光线而射入眼内，再经眼屈光系统后，最后在视网膜聚焦成像。该系统放大率实为角放大率，即经由望远镜所见像所张视角与物体对裸眼所张视角之比。一般都以正切表示角度如图18-55示。

该系统放大倍率M=tgω'/tgω=(h'/-fe)/(fe/fo)=-fo/fe=-fe/fo
即：目镜镜度/物镜镜度

目镜镜度数自然应高于物镜镜度数才能得到放大作用。而镜度系为相应焦距的倒数，所以也可知，当物镜焦距长，目镜焦距短时，可获得较大的角放大率。换言之，若需望远镜角放大率大，镜筒长度就必须长。
如放大倍数M为2倍，则-Fe＝2Fo；
若Fo＝+20.0D，Fe=-40.0D，两透镜间距离d＝fo+fe=50-25＝25mm则系统全长约为25mm。
由于伽里略望远镜是装在眼镜架上，故长度不宜太长，且角放大率太大也会使观察到的物方视野太小，一般2.5倍望远镜提供的视野接近15°~20°，故远用助视器放大倍数通常就只有几倍。
低视力者为了阅读和近距离工作，需近用助视器，它是在上述远用望远镜式助视器上加镜帽或称为阅读帽，这是一个焦距较大的正透镜组，物体位于其前焦面上，入射光线经该透镜组后形成平行光束，再由后面望远镜光组成像。其近用放大率应为M×(F/4)，其中M为原望远镜放大倍率，F为镜帽的焦度，F/4是镜帽这组放大镜放大率的传统计算公式(称标准放大倍率)。
如设伽里略望远镜放大率M＝2×。
镜帽F＝+12D。
则近用放大率为M＝2×(12/4)＝6×。
所以选择不同的镜帽即获得不同的放大作用。
望远镜式助视器近用时的另一种形式是不用镜帽，而根据工作距离要求直接调整并固定两透镜距离。如目前有的望远镜，转动物镜筒就可以对不同距离的物体清晰聚焦。也可通过缩短眼与观查目标距离，加大视角而呈距离性相应放大，如距离缩短一半，视网膜成像即增大一倍。当然还可将阅读物尺寸加大以使视角增大，即所谓尺寸性相应放大。如目前闭路电视助视器应用电子放大器可放大视标或阅读文字60倍以上，且无光学变形，而一般根据视力的水平，放大10~20倍即可，这乃是通过尺寸性相应放大方式使患者能有效阅读。
综上所述，目前各种助视器虽有通过光学、电子学等不同手段，但其放大作用原理涉及的是角放大，而缩短注视距离、放大视标均也加大视角，所以可以说低视力借助于助视器,是综合了这3种不同的放大方式以达到提高视觉能力的目的。

2.几种助视器

(1)远用望远镜式助视器:可以是装在眼镜上的眼镜望远镜 (图18-56)，也可以是手持望远镜 (图18-57)。前者常用2.5×望远镜，低视力患者戴后可在室内看电视，在商店看货品，在剧场看表演等，但其视野较小，只适用于静态情况，而不适于戴后行走，且戴时间稍长即产生头痛、眼痛等症状，只能短时间间歇应用，加之外形欠美观，在我国购置较困难，致一些患者常不愿接受或不能坚持使用。后者通常是单筒可加镜帽的单眼望远镜助视器，放大范围为1.8~10倍。目前我国研制成功的单筒便携式单眼望远镜，其镜物距可变，调焦容易，应用简单，灵活方便，价格又较便宜，可以满足低视力者康复需要。这类望远镜对外出看路标、门牌、识别公共汽车路线等均有一定帮助。缺点是需手持，易疲劳，镜物距需不断调节，有些患关节炎、震颤症患者使用上有困难。相信今后随着自动调焦眼镜式望远镜的面世，一定会为更多的低视力患者尤其为中距离作业及年老患者所接受，成为增进视力、提高生活质量的必备工具。

(2)近用助视器:近用助视器包括眼镜式、手持式、立式放大镜、闭路电视等，能提高低视力者的近视力，使大部分患者恢复有用的阅读书写能力，目前使用较多、效果也较满意。
眼镜式单透镜助视器因简易方便，使用较为普遍。在试用眼镜式助视器时约75%可获得成功，成功的标准是指患者戴镜后近视力在0.5或以上，可以阅读5号至小5号字体的书刊。近用眼镜助视器提高视力的原理，不是凸透镜的放大作用，而是使目标与眼的距离缩短、视角增大、视网膜成像增大的结果。但工作距离短，这使老年低视力者很不适应。
手持放大镜 (图18-58):这也是常用的近用光学助视器，实为单片凸球面透镜，即放大镜。使用手持式放大镜时，将阅读材料置于常用距离上，例如25cm，把透镜放在阅读材料上面，然后逐渐将放大镜离开，直到放大率达到要求。一般低视力助视器的放大镜屈光度多在10D以内，焦距为10cm以上，其标准放大倍率则在2.5倍以下，倍率高的放大镜焦距过短，物镜距、镜眼距都缩短，使用时需俯首贴近工作物，很易疲劳，也有碍照明，并可有畸变产生，所以实用价值反而不大。

(3)立式放大镜 (图18-59，图18-60):这是一种非球面的高屈光度镜片，镜体无需用手控制，且可带有光源。屈光度愈高，镜片直径则愈小。该镜放大率取决于阅读材料与透镜的距离及透镜与眼的距离。使用时，患者可戴通常的矫正眼镜。

(4)闭路电视(CCTV)助视器(图18-61):应用光学助视器的最高倍率一般为10倍，超过10倍即会出现视野缩小、严重畸变和放大色差、工作距离过短等。而闭路电视助视器放大倍率即使很高也不会出现光学像差。实际使用时放大倍率是由患者自已选择，采用能看清并完成阅读的最小放大倍率。Kitchin和Woo (1988)曾建议以患者用最大视野、最小字体放大率，每分钟阅读75个字以上定为阅读速度合格标准。依此可自行调试视野范围及放大字体倍率。另外还可调节亮度、对比度，可选择观看距离，姿势又舒适自然，易双眼单视。这些都优于光学助视器，尤其对知识分子患者帮助较大，但可惜价格较贵，不易携带，故目前尚未普及，仅有极少数患者应用。

当今助视器种类很多，上述仅是简要介绍，需要指出的是助视器使用效果受到很多因素影响，其中除与原始的矫正远视力与造成视力减退的眼病种类及助视器放大倍数有关外，还与心理因素有关，包括与患者文化程度、阅读习惯、患者灵敏合作程度以及要求解决阅读问题的迫切程度都有关。所以必须重视患者的心理治疗--要耐心讲解，热情指导，使其学会、开发助视器的使用；要定期检查随访，帮助摆脱心理负担，巩固康复效果；要因人而异，根据情况随时更换或增补不同类型的助视器。如是，才能使助视器在康复工作中发挥更大作用。
(5)阶梯三棱镜:阶梯三棱镜系根据图18-54的Fresnel透镜设计原理所制成，但图18-62的阶梯三棱镜系由无数三棱镜(非曲面的)的尖端所组成，故有体积小重量轻的优点。该图所示为贴附于原镜片内面，若用树脂与原矫正镜片模压为一个整体更为理想。此种三棱镜虽不能扩大视野，但可将位于盲区的目标移位到患者可视视野之内，故可用于增加偏盲者的视野。

五、针孔镜片
小孔成像可使视网膜上的焦深增加因而提高视力已是众所周知。如果角膜局部发生混浊，可用小孔镜片把孔对着透明部分的角膜使视力提高。冠状白内障者亦可用针孔镜片把周边不规的混浊遮住，既可减少视觉干扰，又可提高视力。屈光不正患者的眼镜打破后，亦可用针孔镜片临时解决问题。针孔镜片在雪地既可挡住紫外线对眼的损害，又可提高视力，故北极的爱斯基摩人过去曾采用横位裂孔镜片防止强光。横位裂隙既可保持双眼单视又可矫正顺例的近视散光是符合科学的。
眼生理学中早已提出，当瞳孔散大时由于Stiles-Craford效应使视力下降，瞳孔缩小可以提高视力。过去认为孔径小于1.0mm时由于光绕射作用使视力下降。Holladay于1991年实验证明，孔径为0.5mm时，可使±5.0D的各种屈光不正的视力均提高到0.5。在实用中孔径的大小和开孔的多少要根据用途不同而定。
目前流行利用针孔增视效应治疗青少年近视。但佩戴了小孔镜后，视野受到明显限制并且眼前好像蒙了一层纱网。戴这种小孔镜对幼小儿童最大的危害是，由于小孔镜的孔距是固定不变的，而配戴者在看远看近时两眼的视线距则不停地变化，不论镜片上开多少小孔也不能使配戴者在看不同距离时保持双眼单视。这必然使占优势的眼成为主视眼，视力较差的眼处于被遮挡或被抑制状态。视觉尚未完全发育成熟的孩子戴了这种镜片，难免使长期受抑制的眼形成弱视和使隐斜增加或变为显斜。因而从眼屈光学的观点认为，尽管小孔镜有明显的增视效果，但在治疗近视时，由于不能保持双眼单视，故对于儿童来讲，害大于益，不宜宣传推广。
(徐广第宋慧琴)

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