Торическая линза

Поверхность торической линзы как «шапочка» (вверху справа) тора (здесь с R = 1,2 r ).

Торическая линза — это линза с разной оптической силой и фокусным расстоянием в двух перпендикулярных друг другу ориентациях. Одна из поверхностей линзы имеет форму «шапочки» тора ( см. рисунок справа), а другая обычно имеет сферическую форму . Такая линза ведет себя как комбинация сферической и цилиндрической линз . Торические линзы используются в основном в очках , контактных линзах и интраокулярных линзах для коррекции астигматизма .

Тор

Основная статья: Торус

Тор получается, когда круг радиуса r вращается вокруг оси, лежащей в той же плоскости, что и круг (здесь ось z ), на расстоянии R от центра круга.

Тор — это поверхность вращения, возникающая при вращении круга радиуса r вокруг оси, лежащей в той же плоскости, что и круг, на расстоянии R от центра круга (см. рисунок справа). Если R > r , кольцевой тор образуется . Если R = r , образуется роговой тор , в котором отверстие сжимается в одну точку. R < r приводит к образованию веретенообразного тора , в котором от отверстия остаются только два «провала»; эти провалы становятся менее глубокими по мере того, как R приближается к 0. Когда R = 0, тор вырождается в сферу радиуса r .

Когда большой радиус R приближается к 0 (здесь справа налево), тор становится сферой.

Радиус кривизны и оптическая сила

Наибольший радиус кривизны поверхности торической линзы R + r соответствует наименьшей преломляющей способности , S определяемой выражением

$S={\frac {n-1}{R+r}}$,

где n — показатель преломления материала линзы.

Наименьший радиус кривизны r соответствует наибольшей преломляющей способности s , определяемой выражением

$s={\frac {n-1}{r}}$.

Поскольку R + r > r , S < s . примерно как комбинация сферической линзы с оптической силой s и цилиндрической линзы с оптической силой s − S. Линза ведет себя В офтальмологии и оптометрии . s − S называют цилиндрической оптической силой хрусталика .

Обратите внимание, что как наибольшая, так и наименьшая кривизна имеют круглую форму. Следовательно, в отличие от популярного предположения, торическая линза не является эллипсоидом вращения .

Световой луч и его преломляющая сила

Лучи света внутри ( x , y )-плоскости тора (как определено на рисунке выше) преломляются в соответствии с наибольшим радиусом кривизны R + r что они имеют наименьшую преломляющую силу S. , что означает ,

Лучи света внутри плоскости, проходящей через ось вращения ( ось z ) тора, преломляются в соответствии с наименьшим радиусом кривизны r , что означает, что он имеет наибольшую преломляющую силу s .

Как следствие, существуют две разные силы преломления при ориентации, перпендикулярной друг другу. При промежуточных ориентациях преломляющая сила меняется постепенно от наибольшего значения к наименьшему или наоборот. Это компенсирует астигматическую аберрацию глаза.

Аторическая линза

Благодаря современному компьютерному дизайну, методам шлифовки и полировки можно добиться хорошей коррекции зрения для еще более широких углов обзора, допуская определенные отклонения от торической формы. Это называется аторическая линза (буквально неторическая линза). Они относятся к торическим линзам так же, как асферические линзы относятся к сферическим линзам.