基本镜片知识
染色玻璃
在玻璃材料中混合入一些具有特殊性质的金属盐 后会表现出着色的效果。 加镍和钴(紫色);钴和铜(蓝色);铬(绿 色);铁、镉(黄色);金、铜和硒(红色)。 这些染色材料主要应用于在规模生产平光太阳镜 片或防护镜片。 具有特殊过滤性质的浅色材料(棕色、灰色、绿 色、粉红色)也用于生产屈光矫正镜片。 需求不多,主要因为近视或远视镜片的中心厚度 与边缘厚度不同,从而使镜片的颜色深浅不一致, 屈光度越高,颜色差异就越明显。
如何制作优质镜片?---光线折射
折射率
透明媒质的折射率是光线在真空中的速度C与在媒质中的速度V的 比值。N=C/V。该比值没有单位且大于1。 折射率越高,从空气进入该媒质的光束偏离越多。从空气到折射 率的透明媒质所发生的偏离或折射可根据斯涅耳-笛卡尔定律来 计算,规定如下:折射光线与入射光线和法线仅次于同一平面入 射角I和折射角R分别由法线与入射光线、折射光线构成。计算公 式:sin I=N sin R 由于透明媒质的光速随着波长而变化,所以折射率的值总是参考 某一特定波长。欧洲与日本,参考波长e线546.07nm(汞-绿光谱 线);美国等其他国家则是d线587.56(氦-黄光谱线)。区别仅仅反 映在折射率值的第三位小数上。 折射效果是由弯度和折射率决定 折射率越高则弯度越平 折射率通常决定镜片厚度
如何制作优质镜片?-几何特性
弯度设计 选择合适的弯度以获得最佳的光学性能 在保证最佳视觉效果的前提下,尽可能采取最平 的弯度设计 弯度可以是球面或非球面
F1=+6.00D
F2=-4.00D
透镜前表面顶焦度为F1,透镜后表面顶 焦度为F2,则: F= F1+F2 F=F1+F2=+6.00D-4.00D=+2.00D
E
蓝:460-430nm
E
紫:430-380nm
如何制作优质镜片?---光线吸收
透光率 材料的光线吸收遵循郎伯定律,根据镜片珠不同厚度呈指数性的 变化。 镜片的光线透过率:光线通过镜片而没有被反射和吸收的光的总 量。通过镜片抵达眼睛的光通量相当于镜片前表面的入射量,减 去镜片前、后表面的反射量,减去可能被材料吸收的能量, 对消费者视觉受三方面影响:入射光的强度和入射光谱范围、镜 片吸收和对光谱的选择、以及眼睛对不同可见波长的敏感度。 选择具有最小的表面反射的材料 选择具有良好透光率的材料 *CR39对可见光的透光率为92%(%T) *CR39镜片的每个表面反射率为4% *光学常识:折射率提高1个百分点,反射率随着增加1个百分点 材料的本身吸收光的特性会减少镜片的光线透过率,这部分的光 量损失对于非染色眼镜片可以忽略,但如为染色或变色镜片,光 的吸收量会很大,这也此类镜片设计的目的
如何制作优质镜片?--机械性质
反映块状固体材料的特性,规定了材料的质量、体积和尺寸,以及材料 对变形和冲击抵抗力。 比重 -选择较轻的材料 *材料的重量由比重来衡量(S.G) *S.G.克/cm³ 硬度 弹性系数E(杨氏系数):压力和在排除后恢复最初形状时产生的相应 变形之间的比率 抗冲击性:采用美国食品和药物管理(FDA)规定的一项落球实验。 -选择配戴安全的材料(不易破裂) -这是非常重要的特点,在许多国家的法律中都有明确规定 *美国-FDA抗冲击规定 *法国-儿童视觉矫正规定 *日本-合格产品法律 抗断开点:采用由欧洲标准化委员会制定的“100牛顿”CEN静态变形 测试;该测试是在一个恒定速度下增加压力直到100牛顿。
基本镜片材料
无机材料-玻璃
普通玻璃材料 高折射率玻璃材料 染色玻璃材料 光致变色玻璃材料
有机材料
热固性材料
普通树脂材料 高折射率树脂材料 染色树脂材料 光致变色树脂材料
热塑性材料
镜片分类
按材质分:天然镜片、玻璃镜片、 光学树脂镜片、特殊镜片。
天然镜片:水晶镜片 玻璃镜片 :白片;红片(克罗克塞片);蓝 片(克斯片);1.6玻璃片;1.7、1.8、1.9超 薄玻璃镜片。 光学树脂镜片:CR-39;压克力PMMA;聚碳 酸脂PC
高折射率玻璃材料- , , 高折射率玻璃材料 1.7,1.8,1.9
经多年研究,制造商已找到提高材料折射率的同时 又保持低色散的方法,在玻璃中加放新的化学元素。
1975年生产含钛元素的镜片,折射率为1.7,阿贝数为41。1.7超薄 片此种镜片在原料中添加有Ti02、Pb0,使折射率提高为1.70。它 的表面反射率高,比普通同一屈光度的白片或红片约薄1/3,适合 高度近视配戴,外表美观。另外由于阿贝系数低,色像差大,超薄 片容易引起周边视力降低,线条弯曲时会出现色彩。 就同度数而言,超薄片弧度设计较一般扁平,外观没有厚重的感觉。 镜片的中心厚度设定在安全范围内。 1990年生产含镧元素的镜片,折射率为1.8,阿贝数为34; 1995年出现折射率为1.9,加入无素铌,阿贝数为30。此镜片特超 薄镜片更轻、更薄、非球面处理使边缘的“度数圈”不明显。更美 观 随着折射率的增加,材料的比重也随之增加,这样就抵消了因镜片 而带来的重量上的减轻。
如何制作优质镜片?--光性能
光线折射 通过镜片的光线会在镜片前后表面发生折射或偏离现象,光线的 偏离幅度由材料的折射率和入射光线在镜片表面的入射角决定。 折射率 色散系数 光线吸收 眼镜片的光线吸收是指材料内部的光线吸收,可通过镜片的前、 后表面吸收光线的百分比表示。 光线反射 光线在镜片表面产生折射的同时,也会产生反射现象。光线反射 会影响镜片的清晰度,且在镜片表面会产生干扰性反射光。折射 越高,反射而损失的光线就越多。
白片
这种镜片也称为白托片、白片、光 学白片、其基本成分为钠钛硅酸盐, 无色透明,清晰度较高,能吸收 330A以下的紫外线。在白托片中加 入Ce02、Ti02可防止346A以下的紫 外线所以又称为UV白片。其可见光 透光率为91-92%,折射率为1.523。
红片-克罗克赛片 红片 克罗克赛片
俗称克赛片,在白托镜片材料中添 加Ce02和Mn02,可提高紫外线吸收 能力。此种镜片在日光和白炽灯下 均呈淡红色,故又称红片。它对 350A以下的紫外线均可吸收,透光 率为88%以上。
镜片分类
按屈光原理分:近视镜片、远视镜片、近视近散、 远视远散、混和散。 按曲率设计原理分:球面镜片、非球面镜片(单 非球面、双非球面) 按折射率分: 玻璃:1.523,1.6,1.7,1.8,1.9 树脂:1.499,1.5,1.56,1.6,1.67,1.74 按焦点分:单焦点、双焦点、三焦点、多焦点 按护目原理及装饰分:太阳镜(有色镜片),变 色镜片,防辐射镜片,偏光镜片。
克罗克斯片-蓝片
俗称克斯片,透光率为87%。这 种镜片有双色效应,在日光下呈 淡蓝色(所以又称蓝片),可吸 收340A以下的紫外线、一部分红 外线及580A的黄色可见光。
1.60玻璃镜片-雅薄片
这种镜片的折射率为1.60,较普通玻璃 镜片(1.532)更薄,而较超薄镜片比(1.70) 比重更小,所以很轻,非常适合中度数 配戴者,一些厂商称之为超轻超薄镜片。 弧度设计亦较一般为平滑;较大直径, 凹面散光研磨,可任意挑选美观大方之 镜架。
玻璃
玻璃是非常特殊不定型的材料,在常温下呈现固体,坚硬但易碎, 在高温下具有粘性。 玻璃没有固定的化学结构,因而没有确切的熔点。随温度的上升, 玻璃材料会变软、粘性增加,并逐渐由固体变为液体,叫玻璃状 态。意味玻璃在高温时可加工和铸型。 适合制作镜片的玻璃属于光学玻璃,质量要求特别严格。如折射 率、色散、透过率等等。其主要成分是二氧化硅(Sio2)60-70%, 其次是氧化钙、钠和三氧化硼(B203)和五氧化磷(P205)多种物质 混合。硫化锑增加玻璃的透光度。 硬度好,不会比水晶差。 掺入各种氧化物后可着色,可减少强光刺激与吸收紫外光、红外 线等有害射线。三百年的历史。 重量重;随折射率的增加,比重明显增加,致使配戴者不舒适。 抗冲击性差,机械性的损伤容易造成眼睛伤害。
天然材料——水晶镜片 水晶镜片 天然材料
这种材料的主要成分是二氧化硅Si02,纯水晶中含Si0299.99%。 用石英矿磨制而成 无色:Si02纯度高 茶色(茶晶):因含其他元素洏 显不同颜色,可减少可见光的透过 率,使畏光者戴着更舒适,能养目。 材质硬度大,不易磨损,热膨胀系数小,不易受潮。 不能完全吸收短波紫外线。紫外线透过率高 不能减少红外线的透过率,在佩戴时,过高的红外线透过容易引 起疲劳。 水晶材质密度不均匀,含有杂质者会出现条纹和气泡,引起双折 射现象,从而影响视力。是不适合做光学镜片的材质 是不适合做光学镜片的材质。 是不适合做光学镜片的材质 但物以稀为贵
如何制作优质镜片?--光学性能
光线散射和衍射 散射:是光线在各个方向上被散播的一种现象,它一般 在固体的表面以及透明材料内部产生。 理论上眼镜片表面没有散射现象中,因为镜片在磨片过 程(抛光)消除了这一现象。镜片在外界污染而弄脏或 表面由于而模糊不清进会产生散射。同时镜片内部的散 射也非常有限,偶尔情况下,可能会使镜片呈现黄色或 乳白色。 衍射:是当光波遇到小障碍而改变行径方向的一种现象。 衍射会使镜片表面产生异常干扰,尤其在使用不当或不 小心在镜片表面造成的磨损情况下。这种现象值得引起 重视。
如何制作优质镜片?---光线折射
色散 由光波引起的折射率变化会使白光根据不同的折射产生色散现象。 波长越短,折射率越高,可见光的折射从光谱的红光区延伸到蓝 光区。色散由阿贝尔数描述,欧日用E线,美国用D线。 折射率越高,色散力越大,而阿贝尔系数就越低。 也可理解为当一束白光通过棱镜后,分散成七种不同颜色的光。 镜片材料规定的范围30-60;数值越大,色散越少。 高色散材料制造的镜片周边部,色散现象越易察觉,表现的是离 轴物体边缘带有彩色条纹。 红:750-630nm 选择具有最小色散的材料 *色散是由阿贝尔系数衡量(V value) 橙:630-600nm *色散=棱镜指数/阿贝尔系数 黄:600-570nm * 阿贝尔数与材料的色散力成反比 绿:570-490nm *视觉界限~~0.12棱镜指数 青:490-460nm