Корректирующая линза

Корректирующая линза — это пропускающее оптическое устройство , которое надевается на глаз для улучшения зрительного восприятия . Чаще всего используется для лечения аномалий рефракции : близорукости , гиперметропии , астигматизма и пресбиопии . Очки или «очки» носят на лице на небольшом расстоянии перед глазом. Контактные линзы носят непосредственно на поверхности глаза. Интраокулярные линзы чаще всего имплантируются хирургическим путем после удаления катаракты , но могут использоваться и исключительно для рефракционных целей .

Назначение корректирующих линз

линзы обычно назначаются офтальмологом Корректирующие или оптометристом . В рецепте указаны все характеристики, необходимые для изготовления линзы. Рецепты обычно включают характеристики мощности каждой линзы (для каждого глаза). Сильные значения обычно назначают с шагом в четверть диоптрии (0,25 Д), поскольку большинство людей обычно не могут отличить меньшие приращения (например, шаг в восьмую диоптрию / 0,125 Д). Использование неподходящих корректирующих линз может оказаться бесполезным и даже усугубить нарушения бинокулярного зрения . Специалисты по офтальмологии (оптометристы и офтальмологи) обучены выбирать конкретные корректирующие линзы, которые обеспечат наиболее четкое, комфортное и эффективное зрение, избегая двоения в глазах и максимизируя бинокулярность.

Внебиржевая коррекция

Готовые однофокальные очки для чтения имеют множество названий, в том числе продаваемые без рецепта очки, готовые считыватели, читеры, лупы, считыватели, отпускаемые без рецепта, или универсальные считыватели. Они предназначены для уменьшения нагрузки на концентрацию при работе вблизи, например при чтении. Обычно они продаются в торговых точках, таких как аптеки и продуктовые магазины, но также доступны в книжных магазинах и магазинах одежды. Они доступны в обычных рецептах для чтения с силой от +0,75 до +3,50 диоптрий . Хотя эти «лупы» действительно увеличивают изображение просматриваемого объекта, их основное преимущество заключается в фокусировке изображения, а не в увеличении.

Эти очки не приспособлены к индивидуальным потребностям человека. Разница в аномалиях рефракции между глазами или наличие астигматизма не будут учитываться. Люди, практически не нуждающиеся в коррекции зрения вдаль, могут обнаружить, что готовые очки вполне подходят для улучшения зрения при выполнении задач ближнего зрения. Но если у человека есть значительная потребность в коррекции расстояния, маловероятно, что продаваемые без рецепта очки будут абсолютно эффективными. Хотя такие очки обычно считаются безопасными, индивидуальный рецепт, определенный офтальмологом или оптометристом и сделанный квалифицированным оптиком , обычно приводит к лучшей коррекции зрения, уменьшению головных болей и зрительного дискомфорта. Другая критика продаваемых без рецепта очков заключается в том, что они могут облегчить симптомы, заставляя человека отказываться от других преимуществ обычных проверок зрения, таких как ранняя диагностика хронических заболеваний.

Самостоятельно подобранные корректирующие линзы

Хотя линзы обычно прописывают оптометристы или офтальмологи, в развивающихся странах есть данные о том, что предоставление людям возможности самостоятельно выбирать линзы дает хорошие результаты в большинстве случаев и стоит менее одной десятой стоимости рецептурных линз. ^[1]

Типы объективов

Единое видение

Однофокальные линзы корректируют только одно расстояние. Если они корректируют дальнее расстояние, человек должен приспособиться, чтобы видеть вблизи. Если человек не может аккомодировать, ему может потребоваться отдельная коррекция для ближних расстояний или использование мультифокальной линзы (см. ниже).

Очки для чтения — это однофокальные линзы, предназначенные для работы вблизи и включающие продаваемые без рецепта очки. Они бывают двух основных стилей: полные оправы, в которых вся линза выполнена по рецепту для чтения, и очки в форме полуглаза, которые сидят ниже на носу . ^[2] Полнокадровые считыватели необходимо снять, чтобы четко видеть расстояние, в то время как расстояние можно четко видеть поверх считывателей с полуглазом.

бифокальный

линза Бифокальная — это линза, состоящая из двух секций, разделенных линией (см. изображение справа). Обычно верхняя часть линзы используется для зрения вдаль, а нижняя часть — для зрения вблизи. Область линзы, отвечающая за зрение вблизи, называется дополнительным сегментом. Существует множество различных форм, размеров и положений дополнительного сегмента, которые выбираются с учетом функциональных различий, а также зрительных потребностей пациента. Бифокальные очки позволяют людям с пресбиопией четко видеть вдаль и вблизи без необходимости снимать очки, что потребовалось бы при коррекции одного зрения.

трифокальный

Трифокальные линзы аналогичны бифокальным, за исключением того, что две фокальные области разделены третьей областью (с промежуточной коррекцией фокуса) посередине. Этот сегмент корректирует зрение пользователя на промежуточных расстояниях примерно на расстоянии вытянутой руки, например , на расстоянии компьютера. Линзы этого типа имеют две сегментные линии, разделяющие три различных корректирующих сегмента.

Прогрессивный

Прогрессивные аддитивные линзы или варифокальные линзы обеспечивают плавный переход от коррекции на расстоянии к коррекции на близком расстоянии, устраняя сегментные линии и обеспечивая четкое зрение на всех расстояниях, включая промежуточные (примерно на расстоянии вытянутой руки). ^[3] Отсутствие резкого изменения оптической силы и однородный внешний вид линзы дали основание названию «беслинейная бифокальная линза».

Мультифокальный

Мультифокальные контактные линзы (например, бифокальные или прогрессивные) сравнимы с очками с бифокальными или прогрессивными линзами , поскольку они имеют несколько фокусных точек . Мультифокальные контактные линзы обычно предназначены для постоянного просмотра через центр линзы, но в некоторых конструкциях предусмотрено смещение положения линзы для увеличения силы считывания (аналогично бифокальным очкам).

Регулируемый фокус

Мощность или фокусное расстояние регулируемого или переменного фокуса можно изменить в соответствии с потребностями пользователя. Типичное применение такой линзы — перефокусировка коррекции, обеспечивающая четкое зрение на любом расстоянии. В отличие от бифокальных очков, коррекция зрения вблизи достигается по всему полю зрения в любом направлении. Переключение между зрением вдаль и вблизи осуществляется путем повторной настройки линзы, а не путем наклона и/или вращения головы. Необходимость постоянной настройки при переключении внимания человека на объект, находящийся на разном расстоянии, является проблемой проектирования такого объектива. Ручная регулировка более громоздка, чем бифокальные очки или аналогичные линзы. Автоматизированным системам требуются электронные системы, источники питания и датчики, которые увеличивают стоимость, размер и вес коррекции.

Плоский

Корректирующая линза с нулевой оптической силой называется плоской линзой. Эти линзы используются, когда один или оба глаза не требуют коррекции аномалии рефракции . Некоторые люди с хорошим естественным зрением любят носить очки как стильный аксессуар или хотят изменить внешний вид своих глаз, используя новые контактные линзы.

Оптический профиль линзы

Хотя корректирующие линзы могут быть изготовлены самых разных профилей, наиболее распространенным является офтальмологический или выпукло-вогнутый. В офтальмологической линзе как передняя, так и задняя поверхности имеют положительный радиус, в результате чего образуется положительная/сходящаяся передняя поверхность и отрицательная/расходящаяся задняя поверхность. Разница в кривизне передней и задней поверхности определяет корректирующую силу линзы. При дальнозоркости необходима собирающая линза; следовательно, сходящаяся передняя поверхность превосходит расходящуюся заднюю поверхность. При близорукости все наоборот: расходящаяся задняя поверхность больше по величине, чем сходящаяся передняя поверхность. Для коррекции пресбиопии линза или часть линзы должна быть более сходящейся или менее расходящейся, чем линза для дали человека.

Базовую кривую (обычно определяемую по профилю передней поверхности глазной линзы) можно изменить, чтобы добиться наилучших оптических и косметических характеристик по всей поверхности линзы. Оптометристы могут выбрать конкретную базовую кривую при назначении корректирующих линз по любой из этих причин. Множество математических формул и профессиональный клинический опыт позволили оптометристам и разработчикам линз определить стандартные базовые кривые, которые идеально подходят большинству людей. В результате кривая передней поверхности становится более стандартизированной, а характеристики, определяющие уникальный рецепт человека, обычно определяются геометрией задней поверхности линзы.

Бифокальные и трифокальные очки

Бифокальные и трифокальные очки приводят к более сложному профилю линзы, объединяющему несколько поверхностей. Основная линза состоит из типичной офтальмологической линзы. Таким образом, базовая кривая определяет переднюю поверхность основной части линзы, а геометрия задней поверхности изменяется для достижения желаемой дальности действия. «Бифокальный» — это третий сферический сегмент, называемый дополнительным сегментом , расположенный на передней поверхности линзы. Более крутой и сходящийся, чем базовая кривая, дополнительный сегмент объединяется с задней поверхностью, обеспечивая коррекцию вблизи. Ранние технологии производства соединяли отдельную линзу с передней поверхностью, но современные процессы разрезают всю геометрию на единый кусок материала линзы. Существует множество местоположений, профилей и размеров добавляемых сегментов, которые обычно называют типом сегмента. Некоторые примеры «сегментного типа» включают Flat top, Kryptok, Orthogon, Tillyer Executive и Ultex A. Трифокальные линзы содержат два дополнительных сегмента, позволяющие получить линзу, которая корректирует зрение человека на трех различных расстояниях.

Оптический центр дополнительного сегмента может располагаться на поверхности линзы или может свисать в пустом пространстве вблизи поверхности линзы. Хотя профиль поверхности бифокального сегмента имеет сферическую форму, его часто обрезают так, чтобы его края были прямыми, чтобы он находился в пределах небольшой области общей поверхности линзы.

Прогрессивная линза

Линза с прогрессивным увеличением (PAL, также обычно называемая беслинейной или варифокальной линзой) устраняет линию в би/трифокальных линзах и имеет очень сложный профиль. PAL представляют собой постоянно изменяющуюся параметрическую поверхность , которая начинается с использования одной базовой кривой сферической поверхности и заканчивается другой, причем радиус кривизны постоянно меняется при переходе от одной поверхности к другой. Этот сдвиг кривизны приводит к тому, что из разных мест линзы подается разная мощность.

Расстояние вершины

Вертексное расстояние — это пространство между передней частью глаза и задней поверхностью хрусталика. В очках с оптической силой выше ±4,00D расстояние между вершинами может влиять на эффективную мощность очков. ^[4] Более короткое вертексное расстояние может расширить поле зрения, но если вертексное расстояние слишком маленькое, ресницы будут соприкасаться с задней частью линзы, загрязняя линзу и вызывая раздражение у пользователя. Квалифицированный стилист оправы поможет владельцу подобрать правильный баланс модного размера оправы с хорошим расстоянием между вершинами для достижения идеальной эстетики и поля зрения. Среднее вертексное расстояние в очках составляет 12-14 мм. Контактная линза помещается непосредственно на глаз и, таким образом, имеет нулевое вертексное расстояние.

Показатель преломления

В Великобритании и США показатель преломления обычно указывается относительно желтой линии He -d Фраунгофера , обычно обозначаемой сокращенно _nd . Материалы линз классифицируются по показателю преломления следующим образом:

Нормальный индекс: 1,48 ≤ $n$ _d < 1,54
Средний индекс: 1,54 ≤ $n$ _d < 1,60
Высокий индекс: 1,60 ≤ $n$ _d < 1,74
Очень высокий индекс: 1,76 ≤ $n$ _d

Это общая классификация. Часто в маркетинговых целях материалы со $значениями n$ _d , равными или превышающими 1,60, могут называться «высокоиндексными». Аналогичным образом, Trivex и другие материалы, находящиеся на границе нормального/среднего индекса, могут называться среднеиндексными.

Преимущества более высоких индексов

Более тонкие, иногда более легкие линзы ( см. ниже ).
Улучшенная защита от ультрафиолета по сравнению с CR-39 и стеклянными линзами.

Недостатки повышенных индексов

Меньшее число Аббе , что означает, среди прочего, повышенную хроматическую аберрацию .
Ухудшение светопропускания и увеличение отражений на задней и внутренней поверхности (см. уравнение отражения Френеля ), что увеличивает важность антибликового покрытия .
Производственные дефекты оказывают большее влияние на оптическое качество. ^{[ нужна ссылка ]}
Теоретически качество внеосевой оптики ухудшается (косая астигматическая ошибка). На практике это ухудшение не должно быть заметным – современные стили оправ намного меньше, чем они должны быть, чтобы эти аберрации были заметны пациенту, причем аберрация возникает на некотором расстоянии от оптического центра линзы (вне оси).

Оптическое качество

Число Аббе

Из всех свойств конкретного материала линзы наиболее тесно связано с его оптическими характеристиками — его дисперсия , которая определяется числом Аббе . Более высокие числа Аббе означают лучший материал линз, а более низкие числа Аббе приводят к наличию хроматических аберраций (т. е. цветных полос выше/ниже или слева/справа от высококонтрастного объекта), особенно в линзах большего размера и с более строгими рецептами ( за пределами ±4,00 Д ). Как правило, более низкие числа Аббе являются свойством линз со средним и высоким индексом, которого невозможно избежать, независимо от используемого материала. Число Аббе для материала с определенной формулой показателя преломления обычно указывается как его значение Аббе.

На практике изменение числа Аббе с 30 на 32 не принесет практически заметного преимущества, но изменение с 30 на 47 может быть полезным для пользователей с сильными предписаниями, которые двигают глазами и смотрят «вне оси» оптического центра. объектив. ^{[ нужна ссылка ]} Некоторые пользователи не ощущают цветовую окантовку напрямую, а просто описывают «размытие вне оси». ^{[ нужна ссылка ]}Даже такие высокие значения Аббе, как ( $V$ _d ≤ 45), вызывают хроматические аберрации, которые могут быть заметны пользователю в линзах диаметром более 40 мм и особенно в линзах с силой, превышающей ±4 Д. При ±8 Д даже стекло ( $V$ _d ≤ 58 ) создает хроматическую аберрацию, которую может заметить пользователь. ^{[ нужна ссылка ]} Хроматическая аберрация не зависит от того, имеет ли линза сферическую, асферическую или торическую форму.

Число Аббе глаза не зависит от важности числа Аббе корректирующей линзы, поскольку человеческий глаз:

Перемещается так, чтобы зрительная ось находилась близко к ее ахроматической оси, которая полностью свободна от дисперсии (т. е. чтобы увидеть дисперсию, нужно сконцентрироваться на точках на периферии зрения, где четкость зрения довольно плохая)
Очень нечувствителен, особенно к цвету, на периферии (т. е. в точках сетчатки, удаленных от ахроматической оси и, следовательно, не попадающих в ямку , где колбочки, сосредоточены отвечающие за цветовое зрение. См.: Анатомия и физиология сетчатки ). )

Напротив, глаз перемещается, чтобы просмотреть различные части корректирующей линзы, когда он перемещает взгляд, некоторые из которых могут находиться на расстоянии нескольких сантиметров от оптического центра. Таким образом, несмотря на дисперсионные свойства глаза, дисперсию корректирующей линзы нельзя сбрасывать со счетов. Хроматическая аберрация может повлиять на людей, чувствительных к эффектам хроматических аберраций, или имеющих более строгие предписания, или часто смотрящих за пределы оптического центра линзы, или предпочитающих корректирующие линзы большего размера. Чтобы минимизировать хроматические аберрации:

Постарайтесь использовать наименьший удобный размер вертикальной линзы. Как правило, хроматические аберрации более заметны, когда зрачок движется вертикально ниже оптического центра линзы (например, при чтении или взгляде на землю стоя или при ходьбе). Имейте в виду, что меньший размер линзы по вертикали приведет к большему количеству движений головы по вертикали, особенно при выполнении действий, связанных с просмотром на близком и среднем расстоянии, что может привести к увеличению напряжения шеи, особенно при работе с большим вертикальным полем зрения. зрения.
Ограничьте выбор материала линз максимальным значением Аббе при приемлемой толщине. Самые старые и широко используемые материалы для линз также обладают лучшими оптическими характеристиками за счет корректирующей толщины линзы (т.е. косметические). Новые материалы ориентированы на улучшение внешнего вида и повышенную ударопрочность в ущерб оптическому качеству. Линзы, продаваемые в США, должны пройти Управлением по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов испытание на удар при падении шарика , и в зависимости от необходимого индекса они, по-видимому, в настоящее время имеют «лучшие в своем классе» показатели Abbe vs Index ( $N$ _d ): стекло (в 2 раза больше веса пластика) или CR-39 (толщина 2 мм против 1,5 мм, типичная для новых материалов) 58 при 1,5, Sola Spectralite (47 при 1,53), Sola Finalite (43 при 1,6) и Hoya Eyry (36 при 1,7). Для ударопрочности предлагается безопасное стекло с различными индексами и высоким числом Аббе, но оно по-прежнему в 2 раза тяжелее пластика. Поликарбонат ( $V$ _d = 30–32) обладает высокой дисперсией, но обладает превосходной устойчивостью к разрушению. Trivex ( $V$ _d = 43 @ 1,53) также широко позиционируется как ударопрочная альтернатива поликарбонату для людей, которым не нужен индекс поликарбоната. Trivex также является одним из самых легких материалов.
Используйте контактные линзы вместо очков или вместе с ними. Контактная линза лежит прямо на поверхности роговицы и движется синхронно со всеми движениями глаз; следовательно, контактная линза всегда почти идеально совмещена по центру со зрачком, и между зрачком и оптическим центром линзы никогда не возникает какого-либо значительного смещения вне оси.

Ошибка питания

Ошибка оптической силы — это изменение оптической силы линзы, когда глаз смотрит через различные точки на поверхности линзы. Как правило, он меньше всего присутствует в оптическом центре и ухудшается по мере того, как человек смотрит к краям хрусталика. Фактическая величина погрешности оптической силы сильно зависит от силы предписания, а также от того, была ли использована при изготовлении линзы лучшая сферическая форма или оптически оптимальная асферическая форма. Как правило, лучшие линзы сферической формы стараются сохранить кривую глаза в пределах четырех-семи диоптрий.

Косой астигматизм, индуцированный линзами

Когда глаз отводит взгляд от оптического центра корректирующей линзы, величина астигматизма, вызванного линзой, увеличивается. В сферических линзах, особенно с сильной коррекцией, базовая кривая которых имеет не лучшую сферическую форму, такое увеличение может существенно повлиять на четкость зрения на периферии.

Минимизация погрешности мощности и астигматизма, вызванного линзой

По мере увеличения корректирующей способности даже оптимально спроектированные линзы будут иметь искажения, которые может заметить пользователь. Это особенно затрагивает людей, которые используют внеосевые области своих линз для задач, требующих зрительных усилий. Для людей, чувствительных к ошибкам линз, лучший способ устранить аберрации, вызванные линзами, — это использовать контактные линзы. Контакты устраняют все эти аберрации, поскольку в этом случае линза движется вместе с глазом.

За исключением контактов, у хорошего разработчика линз не так много параметров, которыми можно было бы воспользоваться для улучшения зрения. Индекс мало влияет на ошибку. Обратите внимание: хотя хроматическая аберрация часто воспринимается как «размытое зрение» на периферии линзы и создает впечатление ошибки оптической силы, на самом деле это происходит из-за смещения цвета. Хроматические аберрации можно улучшить, используя материал с улучшенным ABBE. Лучший способ борьбы с погрешностью оптической силы, вызванной линзой, — это ограничить выбор корректирующей линзы той, которая имеет наилучшую сферическую форму. Разработчик линз определяет сферическую кривую наилучшей формы, используя кривую Освальта на эллипсе Чернинга . Такая конструкция обеспечивает наилучшее оптическое качество и наименьшую чувствительность к установке линз. Более плоскую базовую кривую иногда выбирают из косметических соображений. Асферическая или торическая конструкция может уменьшить ошибки, вызванные использованием неоптимальной, более плоской базовой кривой. Они не могут превзойти оптическое качество сферических линз наилучшей формы, но могут уменьшить ошибку, вызванную использованием более плоской, чем оптимальная, базовой кривой. Улучшение за счет уплощения наиболее очевидно для сильных дальнозорких линз. При высокой близорукости (-6D) использование линз большего размера может дать небольшой косметический эффект. Мягкие назначения не принесут ощутимой пользы (-2D). Даже при высоких рецептах некоторые рецепты с высокой близорукостью и маленькими линзами могут не заметить никакой разницы, поскольку некоторые асферические линзы имеют сферическую центральную область для улучшения зрения и удобства посадки. ^[5]

На практике лаборатории, как правило, производят предварительно обработанные и готовые линзы группами с узким диапазоном оптической силы, чтобы сократить складские запасы. Силы линз, попадающие в диапазон предписаний каждой группы, имеют постоянную базовую кривую. Например, поправки от -4,00D до -4,50D можно сгруппировать и принудительно использовать одни и те же характеристики базовой кривой, но сферическая форма лучше всего подходит только для рецепта -4,25D. В этом случае ошибка будет незаметна для человеческого глаза. Однако некоторые производители могут еще больше снизить затраты и сгруппировать объективы по более широкому диапазону, что приведет к заметной ошибке для некоторых пользователей этого диапазона, которые также используют внеосевую область своего объектива. Кроме того, некоторые производители могут стремиться к более пологой кривой. Хотя, если будет внесен лишь небольшой уклон в сторону плоскости, он может быть незначительным с косметической и оптической точки зрения. Эти оптические ухудшения из-за группировки базовой кривой также применимы к асферическим элементам, поскольку их формы намеренно сплющены, а затем асферизированы, чтобы минимизировать ошибку для средней базовой кривой в группировке.

Косметика и вес

Уменьшение толщины линзы

Наибольшее косметическое улучшение толщины (и веса) линз достигается за счет выбора оправы, вмещающей физически небольшие линзы. Самый маленький из популярных размеров линз для взрослых, доступных в розничной торговле, составляет около 50 мм (2,0 дюйма) в поперечнике. Существует несколько размеров 40 мм (1,6 дюйма) для взрослых, и, хотя они довольно редки, они позволяют уменьшить вес линз примерно вдвое по сравнению с версиями 50 мм. Кривые передней и задней части линзы идеально сформированы с учетом определенного радиуса сферы. Этот радиус устанавливается разработчиком линз на основании рецепта и косметических соображений. Выбор линзы меньшего размера будет означать, что меньшая часть поверхности этой сферы будет представлена поверхностью линзы, а это означает, что линза будет иметь более тонкий край (близорукость) или центр (дальнозоркость). Более тонкий край уменьшает попадание света на край, уменьшая дополнительный источник внутренних отражений.

Чрезвычайно толстые линзы для близорукости могут быть скошены , чтобы уменьшить блики на очень толстом крае. Толстые близорукие линзы обычно не монтируются в проволочную оправу, поскольку тонкая проволока контрастирует с толстой линзой, что делает ее толщину более заметной для окружающих.

Индекс может улучшить тонкость линзы, но в какой-то момент улучшения не будет. Например, если индекс и размер линзы выбраны с разницей толщины от центра до края 1 мм, то изменение индекса может улучшить толщину лишь на небольшую часть этого значения. Это также справедливо и для линз с асферическим дизайном.

Минимальную толщину линзы также можно варьировать. Испытание FDA на падение шарика (стальной шарик весом 5/8 дюйма весом 0,56 унции упал с высоты 50 дюймов) ^[6] эффективно устанавливает минимальную толщину материалов. Для стекла или CR-39 требуется 2,0 мм, но для некоторых новых материалов требуется минимальная толщина всего 1,5 мм или даже 1,0 мм.

Масса

Плотность материала обычно увеличивается по мере уменьшения толщины линзы за счет увеличения индекса. Также существует минимальная толщина линзы, необходимая для поддержания формы линзы. Эти факторы приводят к получению более тонкой линзы, которая не легче оригинала. Существуют материалы для линз с более низкой плотностью и более высоким индексом, что позволяет сделать линзу действительно более легкой. Эти материалы можно найти в таблице свойств материалов. Уменьшение размера оправы линз даст наиболее заметное улучшение веса для данного материала. Способы уменьшения веса и толщины корректирующих линз (в примерном порядке важности):

Выбирайте оправы для очков с маленькими линзами; то есть так, чтобы самое длинное измерение поперек линзы под любым углом было как можно короче. Это дает наибольшее преимущество из всех.
Выберите оправу, которая позволяет зрачку занимать точно середину линзы.
Выбирайте линзу как можно более круглую. Они встречаются реже, чем другие формы.
Выбирайте для материала линз настолько высокий показатель преломления, насколько это позволяет стоимость.

Соблюдать вышеперечисленные пункты не всегда возможно из-за редкости таких кадров и необходимости более приятного внешнего вида. Однако это основные факторы, которые следует учитывать, если когда-нибудь это станет необходимым и возможным.

Искажение лица и социальная стигма

Очки для близоруких или дальнозорких людей с высокой диоптрией вызывают видимое искажение их лица, как его видят другие люди, в видимом размере глаз и чертах лица, видимых через очки.

При крайней близорукости глаза кажутся маленькими и запавшими в лицо, а через хрусталик можно увидеть боковые части черепа. Из-за этого у владельца создается впечатление, что у него очень большая или толстая голова по контрасту с глазами.
При крайней дальнозоркости глаза на лице кажутся очень большими, из-за чего голова владельца кажется слишком маленькой.

Любая ситуация может привести к социальной стигме. ^[7] из-за некоторых искажений лица. Это может привести к низкой самооценке того, кто носит очки, и привести к трудностям в приобретении друзей и развитии отношений.

Люди с очень мощными корректирующими линзами могут получить социальную пользу от контактных линз, поскольку эти искажения сведены к минимуму, а их внешний вид в глазах других выглядит нормальным. Асферическая/торическая конструкция очков также может уменьшить уменьшение и увеличение глаза наблюдателя под некоторыми углами.

Материалы линз

Оптическое кронное стекло ( B270 - Содово-известковое стекло )

Показатель преломления ( $n$ _d ): 1,52288
Число Аббе ( $Vd$ ₎ : 58,5 ^{[ постоянная мертвая ссылка ]}
Плотность : 2,56 г/см³ (самый тяжелый из широко используемых сегодня материалов для корректирующих линз)
УФ-отсечение : 320 нм ^{[ постоянная мертвая ссылка ]}

Стеклянные линзы стали менее распространенными из-за опасности разбиения и их относительно большого веса по сравнению с пластиковыми линзами CR-39 . Они по-прежнему используются в особых случаях, например, при очень высоких требованиях (в настоящее время стеклянные линзы могут изготавливаться с показателем преломления до 1,9) и в определенных профессиях, где твердая поверхность стекла обеспечивает большую защиту от искр или осколков материала. . Если требуется максимальное число Аббе, единственным выбором обычного оптического материала линз является оптическое кроновое стекло и CR-39.

Существуют материалы оптического стекла более высокого качества (например, боросиликатные кронные стекла, такие как BK7 ( $n$ _d = 1,51680, $V$ _d = 64,17, $D$ = 2,51 г/см³), которые обычно используются в телескопах и биноклях, а также флюоритовые кронные стекла , такие как Низкодисперсионное стекло наилучшего оптического качества, выпускаемое в настоящее время, N-FK58 производства немецкой компании Schott со следующими характеристиками ( $n$ _d = 1,456, $V$ _d = 90,90, $D$ = 3,65 г/см³) и обычно используется в высоко- концевые объективы камеры).

Следует иметь в виду, что сам человеческий глаз имеет число Аббе $V$ _d ≈ 50,2, поэтому упомянутые выше дорогие высококачественные оптические стекла не имеют большого значения для центрального зрения; однако зрение пользователя через боковую часть стеклянной линзы не сравнимо с центральным зрением через глаз: стекло с низкой дисперсией определенно делает оптически превосходные корректирующие линзы, поскольку оно значительно уменьшает цветную окантовку контрастных объектов, рассматриваемых по краям, по сравнению со всеми доступными пластмассы. Но стеклянные линзы намного тяжелее, и для их изготовления требуется специальное оборудование для шлифовки стекла, которое больше не встречается в обычных лабораториях по производству линз по рецепту: в настоящее время часто бывает трудно найти оптическую лабораторию, которая имеет необходимое оборудование для придания формы стеклянным линзам по индивидуальному заказу.

Еще одна сложность при поиске линз из более качественного стекла с еще более низкой дисперсией заключается в том, что специальное стекло часто стоит дорого. Кроме того, многие экзотические виды стекла с числом Аббе $V$ _d $≳$ 65 содержат оксиды тяжелых металлов, таких как мышьяк или лантан , некоторые из которых токсичны. Необходимость в специальной вентиляции для защиты технических специалистов от воздействия порошкообразного токсичного стекла еще больше ограничивает количество оптических лабораторий, которые могут безопасно измельчать стекло со сверхнизкой дисперсией/большим числом Аббе.

Числа Аббе ( $V$ _d ), превышающие Crown Glass и CR-39, в основном гарантируются только для необычных специальных применений, таких как

крайне положительных или отрицательных диоптрий рецепты
линзы очень большого размера, например, могут закрывать значительную часть лица
низкая переносимость цветной окантовки пользователем
профессии, предполагающие работу с очень контрастными элементами (например, чтение темного текста на белой бумаге при ярком свете)
строительные работы, требующие просмотра контрастных темных элементов здания на фоне облачного белого неба
рабочее место с ярким встроенным освещением или другим затемненным освещением помещения, сосредоточенным на небольших участках, освещающим яркие отражающие поверхности (например, витрины в ювелирных магазинах).

Оптические пластики

Пластиковые линзы в настоящее время являются наиболее часто назначаемыми линзами из-за их относительной безопасности, низкой стоимости, простоты производства и высокого оптического качества. Основными недостатками многих типов пластиковых линз являются легкость появления царапин, а также ограничения и затраты на производство линз с более высоким индексом.

CR-39

Показатель преломления ( $n$ _d ): 1,498 (стандарт)
Число Аббе ( $Vd$ ₎ : 59,3
Плотность : 1,31 г/см³
УФ-фильтрация : 355 нм

Линзы CR-39 по своей природе устойчивы к царапинам.

Тривекс

Показатель преломления ( $n$ _d ): 1,532
Число Аббе ( $Vd$ _{): 43–45 (} в зависимости от лицензирующего производителя)
Плотность : 1,1 г/см³ (самый легкий из широко используемых материалов для корректирующих линз)
УФ-фильтрация : 394 нм

Трайвекс был изобретен Эдвином К. Слагелем и запатентован в сентябре 1998 года. ^[8]

Trivex был разработан в 2001 году компанией PPG Industries для военных в качестве прозрачной брони. ^[9] Совместно с Hoya Corporation и Younger Optics компания PPG объявила о доступности Trivex для оптической промышленности в 2001 году. ^[9] Trivex – это преполимер на основе уретана. ^[8] Компания PPG назвала материал Trivex из-за его трех основных характеристик: превосходная оптика, сверхлегкий вес и чрезвычайная прочность. ^[9]

Trivex – относительный новичок, который обладает свойствами блокировки УФ-излучения и устойчивостью к разрушению поликарбоната, но в то же время предлагает гораздо более высокое оптическое качество (т.е. более высокое число Аббе) и немного меньшую плотность. Его более низкий показатель преломления $n$ _d = 1,532 по сравнению с поликарбонатом 1,586 может привести к получению немного более толстых линз в зависимости от рецепта. Наряду с поликарбонатом и различными пластиками с высоким показателем преломления, Trivex является фаворитом в лаборатории для использования в оправах без оправы из-за легкости, с которой его можно сверлить, и его устойчивости к растрескиванию вокруг просверленных отверстий. Еще одно преимущество Trivex перед поликарбонатом заключается в том, что его можно тонировать. ^{[ нужна ссылка ]}

Поликарбонат

Показатель преломления ( $n$ _d ): 1,586
Число Аббе ( $Vd$ ₎ : 30
Плотность : 1,2 г/см³
УФ-отсечение : 385 нм

Поликарбонат легче обычного пластика. Он блокирует УФ-лучи, устойчив к разрушению, используется в спортивных очках и очках для детей и подростков. Поскольку поликарбонат мягок и легко царапается, после придания формы и полировки линзы обычно наносится устойчивое к царапинам покрытие. Стандартный поликарбонат с числом Аббе 30 является одним из худших материалов с оптической точки зрения, если вызывает беспокойство непереносимость хроматических аберраций. Наряду с Trivex и пластиками с высоким показателем преломления поликарбонат является отличным выбором для очков без оправы. Подобно пластикам с высоким показателем преломления, поликарбонат имеет очень низкое число Аббе, что может раздражать людей, чувствительных к хроматическим аберрациям.

Высокоиндексные пластмассы (тиоуретаны)

Показатель преломления ( $n$ _d ): 1,600–1,740
Число Аббе ( $V$ _d ): 42–32 (более высокие индексы обычно приводят к более низким числам Аббе)
Плотность : 1,3–1,5 (г/см³)
УФ-фильтрация : 380–400 нм

Пластик с высоким индексом преломления позволяет использовать более тонкие линзы. Однако линзы не могут быть легче из-за увеличения плотности по сравнению с материалами со средним и нормальным показателем преломления. Недостатком является то, что пластиковые линзы с высоким индексом имеют гораздо более высокий уровень хроматических аберраций , что видно по их меньшим числам Аббе . Помимо тонкости линз, еще одним преимуществом пластиков с высоким индексом преломления является их прочность и устойчивость к разрушению, хотя они и не такие устойчивые к разрушению, как поликарбонат . Это делает их особенно подходящими для очков без оправы.

Эти пластмассы с высоким показателем преломления обычно представляют собой тиоуретаны, причем атомы серы в полимере отвечают за высокий показатель преломления. ^[10] Содержание серы может достигать 60 процентов по массе для материала с индексом $n$ _d = 1,74. ^[10]

Таблицы свойств офтальмологических материалов

Стекло
Материал	Рефрак- тив индекс	Аббат число	Специфический гравитация	УФБ	УФА	Отраженный свет ^[а]	Минимум толщина тип/мин	Примечания
Материал	( $н$ _д )	( $В$ _д )	(г/см³)	УФБ	УФА	Отраженный свет ^[а]	(мм)	Примечания
1.6 Стекло	1.604	40	2,62 г/см³	100%	61%	10.68%		VisionEase, X-Cel
1.7 Стекло	1.706	30	2,93 г/см³	100%	76%	13.47%		X-Cel, VisionEase, Филлипс
1.8 Стекло	1.800	25	3,37 г/см³	100%	81%	16.47%		X-Cell, Phillips, VisionEase, Zhong Chuan Optical (Китай)
1.9 Стекло	1.893	31	4,02 г/см³	100%	76%	18.85%		Zeiss, Zhong Chuan Optical (Китай)
Корона Стекло	1.525	59	2,54 г/см³	79%	20%	8.59%
ФотоГрей Экстра	1.523	57	2,41 г/см³	100%	97%	8.59%

^ Отраженный свет рассчитан с использованием уравнения отражения Френеля для нормальных волн от воздуха на двух границах раздела. Это отражение без AR-покрытия.

Оптические пластики
Материал	Рефрак- тив индекс	Аббат число	Специфический гравитация	УФБ	УФА	HDT	Отраженный свет ^[а]	Минимум толщина	Примечания
Материал	( $н$ _д )	( $В$ _д )	(г/см³)	УФБ	УФА	HDT	Отраженный свет ^[а]	(мм)	Примечания
CR-39 Твердая смола	1.49	59	1,31 г/см³	100%	90%		7.97%	2,0 мм
Эссилор Ормикс 1.6 ^[11]	1.6	41	1,30 г/см³	100%	100%		10.65%
Хойя ЭЙРИ	1.70	36	1,41 г/см³	100%	100%		13.44%	1,5 мм
МР-6 1,6 Пластик	1.6	36	1,34 г/см³	100%	100%		10.57%
МР-7 1.665 Пластик	1.665	32	1,35 г/см³	100%	100%		12.45%	1,2 мм	Дэмён Оптикал (Рамиа)
МР-7 1,67 Пластик ^[12]	1.67	32	1,35 г/см³	100%	100%	85 °С	12.26%
МР-8 1,6 Пластик ^[12]	1.6	41	1,30 г/см³	100%	100%	118 °С	10.43%
МР-10 1,67 Пластик ^[12]	1.67	32	1,37 г/см³	100%	100%	100 °С	12.34%
МР-20 1,6 Пластик	1.60	42	1,30 г/см³	100%	100%		10.65%
МР-174 1,74 Пластик ^[12]	1.74	33	1,47 г/см³	100%	100%	78 °С	14.36%		Гипериндекс 174 (Оптима)
Nikon 4 Пластик NL4	1.67	32	1,35 г/см³	100%	100%		12.59%
Nikon 5 Пластик NL5	1.74	33	1,46 г/см³	100%	100%		14.59%
Поликарбонат	1.586	30	1,20 г/см³	100%	100%		10.27%	1,0 мм	Tegra (Vision-Ease) Airwear (Essilor)
ППГ Тривекс (средний)	1.53	44	1,11 г/см³	100%	100%		8.70%	1,0 мм	PPG, Augen, HOYA, Thai Optical, X-cel, Younger
ТОЛЬКО Финалит	1.60	42	1,22 г/см³	100%	100%		10.65%
СОЛА Спектралит	1.54	47	1,21 г/см³	100%	98%		8.96%		(также Vision 3456 (Kodak)?)
Токай	1.76	30	1,49 г/см³	100%	100%		15.16%

^ Отраженный свет рассчитан по $N$ _d с использованием уравнения отражения Френеля для нормальных волн от воздуха на двух границах раздела. Это отражение без AR-покрытия.

Показатели преломления для ряда материалов можно найти в списке показателей преломления .

Покрытия линз

антибликовый

Антибликовое покрытие помогает сделать глаз за линзой более заметным. Они также помогают уменьшить обратное отражение белка глаза, а также ярких объектов позади пользователя очков (например, окон, ламп). Такое уменьшение обратных отражений увеличивает видимый контраст окружающей среды. В ночное время антибликовые покрытия помогают уменьшить блики фарами встречных автомобилей, уличных фонарей, а также ярко освещенных или неоновых вывесок.

Одна из проблем с антибликовыми покрытиями заключается в том, что исторически их было очень легко поцарапать. Новые покрытия пытаются решить эту проблему, сочетая устойчивость к царапинам с антибликовым покрытием. Они также обладают определенной устойчивостью к загрязнениям и пятнам благодаря своим гидрофобным свойствам. ^{[ нужна ссылка ]}

Защита от ультрафиолета

УФ -покрытие используется для уменьшения пропускания света в ультрафиолетовом спектре. УФ-В- излучение увеличивает вероятность возникновения катаракты , а длительное воздействие УФ-А -излучения может повредить сетчатку . Повреждение ДНК от УФ-излучения носит кумулятивный и необратимый характер. Некоторые материалы, такие как Trivex и поликарбонат , естественным образом блокируют большую часть ультрафиолетового света; их длина волны отсекания УФ-излучения находится за пределами видимого диапазона, и нанесение УФ-покрытия не дает им преимуществ. ^{[ нужна ссылка ]} Многие современные антибликовые покрытия также блокируют ультрафиолет.

Устойчивость к царапинам

Устойчивость к повреждению поверхности линз от мелких царапин.

Запутанная терминология индустрии корректирующих линз.

Сферические против асферических, аторических и т. д.

Производители линз утверждают, что асферические линзы улучшают зрение по сравнению с традиционными сферическими линзами. Это утверждение может ввести в заблуждение людей, которые не знают, что линзы неявно сравнивают со «сферой, сплющенной по косметическим причинам». ^{[ нужна ссылка ]} Эта квалификация необходима, поскольку сферические линзы наилучшей формы всегда лучше асферических для применения в офтальмологических линзах. ^[5] Асферики есть только ^{[ нужна ссылка ]} используется для корректирующих линз, когда для получения более плоской линзы по косметическим причинам конструкция линзы отклоняется от сферы наилучшей формы; это приводит к ухудшению визуальной коррекции, ухудшению которого можно частично компенсировать асферическую конструкцию. То же самое справедливо для аторических и биасферических.

Хотя асферические линзы действительно используются в фотоаппаратах и биноклях, было бы неправильно предполагать, что это означает, что асферические/торические линзы обеспечивают лучшую оптику для очков. Камеры и телескопы используют несколько линз и имеют разные критерии проектирования. Очки состоят только из одной офтальмологической линзы, и было доказано, что сферическая линза наилучшей формы обеспечивает наилучшее зрение. ^{[ нужна ссылка ]} В тех случаях, когда лучшая форма не используется, например, при косметических уплощенных, утонченных или закругляющихся солнцезащитных очках, асферический дизайн может уменьшить количество наведенных оптических искажений. ^{[ нужна ссылка ]}

Стоит отметить, что асферические линзы – это широкая категория. Линза состоит из двух изогнутых поверхностей, а асферическая линза — это линза, у которой одна или обе поверхности не являются сферическими. Проводятся дальнейшие исследования и разработки. ^{[ нужна ссылка ]} определить, могут ли математические и теоретические преимущества асферических линз быть реализованы на практике таким образом, чтобы обеспечить лучшую коррекцию зрения.

Оптические аберрации глазной линзы по сравнению с корректирующей линзой

Оптические термины используются для описания ошибок в хрусталике глаза и корректирующей линзе. Это может вызвать путаницу, поскольку «астигматизм» или «ABBE» совершенно по-разному влияют на зрение в зависимости от того, какая линза имеет ошибку.

Разрешение астигматизма

Астигматизм глаза. Пациенты, которым прописаны сферические и цилиндрические линзы, страдают астигматизмом глаза , и могут быть назначены торические линзы для его коррекции им .

Астигматизм корректирующей линзы. Это явление называется косой ошибкой астигматизма, вызванной линзой (ОАЭ) , или ошибкой мощности , и возникает, когда глаз смотрит через офтальмологическую линзу в точку, наклоненную к оптическому центру (OC). Это может стать особенно очевидным за пределами -6D.

Пример: Пациент с астигматизмом глаза (или без астигматизма) и высокой рецептурой может заметить астигматизм хрусталика (ОАЭ), глядя через угол очков.

Асферическое и торическое разрешение неоднозначности

В офтальмологической терминологии «асферическая линза» конкретно относится к подклассу асферических линз . В конструкциях с «более плоскими» кривыми оптическое качество меняется в пользу косметического внешнего вида. Используя несферическую форму линзы, асферическая линза пытается исправить ошибку, вызванную сплющиванием линзы. Обычно конструкция направлена на уменьшение ошибки (ОАЭ) по горизонтальным и вертикальным краям оси линзы. Это особенно полезно для дальнозорких людей, линзы которых имеют толстый центр.

Аторическая конструкция линзы относится к линзам с более сложной конструкцией асферических линз. Конструкция торической линзы позволяет устранить ошибки в большем количестве углов линзы, а не только по горизонтальной и вертикальной оси.

Торическая линза предназначена для компенсации астигматизма глаза пациента. Несмотря на то, что эта линза технически является «асферической», термины «асферическая» и «торическая» зарезервированы для линз, которые исправляют ошибки, вызванные косметическим уплощением линзы.

Законодательные требования США к рецептам

В Соединенных Штатах законы на федеральном уровне и на уровне штата регулируют выдачу и дату вступления в силу рецептов на контактные линзы и очки. Федеральный закон требует, чтобы рецепты на очки и контактные линзы выдавались каждому потребителю на срок не менее одного года. (Раздел 456.2 Федеральной торговой комиссии «Разделение осмотра и отпуска» был пересмотрен в 2004 году: пересмотр раздела 456.2 Федеральной торговой комиссией в 2004 году ).

Законы штатов различаются. Например, закон Калифорнии также требует, чтобы рецепты выдавались клиентам независимо от того, требуются они или нет. Рецепты на очки должны быть выданы минимум на два года, а рецепты на контактные линзы должны быть выданы минимум на один год. ^[13]

См. также

Ссылки

^ Кей Л., Фридман Д.С. (2011). «Коррекция аномалии рефракции в странах с низким доходом (редакционная статья)» (PDF) . БМЖ . 343 : d4793. дои : 10.1136/bmj.d4793 . ПМИД 21828208 . S2CID 220113341 .
^ «Очки для чтения» . Более 40 . Все о зрении . Проверено 14 июня 2010 г.
^ «Прогрессивная память и исчисление — Прогрессивные очковые линзы Varilux — Вернер Кёппен — Прогрессивные линзы» . www.wernerkoeppen.com .
^ Шварц, Гэри С. (2006). Проверка зрения: полное руководство . Компания СЛАК. п. 62. ИСБН 1556427557 .
^ Перейти обратно: ^а ^б Мейстер, Дэррил. «Дизайн офтальмологических линз» . OptiCampus.com . Проверено 12 ноября 2008 г.
^ Свод федеральных правил, раздел 21 «Пищевые продукты и лекарства», гл. 801.410 Использование ударопрочных линз в очках и солнцезащитных очках
^ Рефракционная хирургия или контактные линзы – как и когда решить? , Клиническая оптометрия, Dove Press, стр. 68, 10 ноября 2011 г.
^ Перейти обратно: ^а ^б США, номер с истекшим сроком действия 6127505 , Слэгел, Эдвин К., «Ударопрочный полиуретан и методы его производства», опубликовано 3 октября 2000 г., выпущено 3 октября 2000 г., передано Simula, Inc.
^ Перейти обратно: ^а ^б ^с Брунени, Джозеф Л. (1 сентября 2001 г.). «Альтернативный материал линз» . Офтальмологический бизнес .
^ Перейти обратно: ^а ^б Небо — предел? Офтальмологические лаборатории и промышленность MAFO, апрель 2009 г.
^ «Ормикс 1,6» . www.essilorpro.co.uk . Архивировано из оригинала 25 февраля 2017 года . Проверено 14 марта 2022 г.
^ Перейти обратно: ^а ^б ^с ^д «Серия MR™ | Линейка продуктов» . www.mitsuichem.com . Архивировано из оригинала 6 октября 2017 года . Проверено 14 марта 2022 г.
^ «Поиск документов WAIS» . www.leginfo.ca.gov .

[Reflected_Light-11] Отраженный свет рассчитан с использованием уравнения отражения Френеля для нормальных волн от воздуха на двух границах раздела. Это отражение без AR-покрытия.

[Reflected_Light-12] Отраженный свет рассчитан по $N$ _d с использованием уравнения отражения Френеля для нормальных волн от воздуха на двух границах раздела. Это отражение без AR-покрытия.

[1] Кей Л., Фридман Д.С. (2011). «Коррекция аномалии рефракции в странах с низким доходом (редакционная статья)» (PDF) . БМЖ . 343 : d4793. дои : 10.1136/bmj.d4793 . ПМИД 21828208 . S2CID 220113341 .

[2] «Очки для чтения» . Более 40 . Все о зрении . Проверено 14 июня 2010 г.

[3] «Прогрессивная память и исчисление — Прогрессивные очковые линзы Varilux — Вернер Кёппен — Прогрессивные линзы» . www.wernerkoeppen.com .

[4] Шварц, Гэри С. (2006). Проверка зрения: полное руководство . Компания СЛАК. п. 62. ИСБН 1556427557 .

[Meister_lensdesign-5] Перейти обратно: ^а ^б Мейстер, Дэррил. «Дизайн офтальмологических линз» . OptiCampus.com . Проверено 12 ноября 2008 г.

[6] Свод федеральных правил, раздел 21 «Пищевые продукты и лекарства», гл. 801.410 Использование ударопрочных линз в очках и солнцезащитных очках

[7] Рефракционная хирургия или контактные линзы – как и когда решить? , Клиническая оптометрия, Dove Press, стр. 68, 10 ноября 2011 г.

[patent-8] Перейти обратно: ^а ^б США, номер с истекшим сроком действия 6127505 , Слэгел, Эдвин К., «Ударопрочный полиуретан и методы его производства», опубликовано 3 октября 2000 г., выпущено 3 октября 2000 г., передано Simula, Inc.

[eyecarebusiness-2001-9] Перейти обратно: ^а ^б ^с Брунени, Джозеф Л. (1 сентября 2001 г.). «Альтернативный материал линз» . Офтальмологический бизнес .

[mitsui-high-n-10] Перейти обратно: ^а ^б Небо — предел? Офтальмологические лаборатории и промышленность MAFO, апрель 2009 г.

[13] «Ормикс 1,6» . www.essilorpro.co.uk . Архивировано из оригинала 25 февраля 2017 года . Проверено 14 марта 2022 г.

[mitsuichem.com-14] Перейти обратно: ^а ^б ^с ^д «Серия MR™ | Линейка продуктов» . www.mitsuichem.com . Архивировано из оригинала 6 октября 2017 года . Проверено 14 марта 2022 г.

[15] «Поиск документов WAIS» . www.leginfo.ca.gov .

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[а]

[а]

[11]

[12]

[13]