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棱镜处方的加工
棱镜处方的加工
棱镜处方的加工
江苏金陵眼镜学校 邓可立
眼用三棱镜(以下简称为棱镜)。
是两折射面成一定夹角的透镜。
具有无焦性,不能改变入射光线的聚散度,只能改变其折射方向。
依折射定率,折射光线总是折向底的方向。
棱镜可将可见光中不同波长的单色光通过棱镜产生色的分散。
棱镜在屈光处方中大多小于10Δ,是小顶角三棱镜。
光学计算比较简单。
第一节 棱镜的作用
双眼视理论引入我国视光界。
在双眼视功能检查中,用来检查隐性斜视、斜视,检查双眼的垂直、水平聚散度,训练眼外肌,并根据原则直接用棱镜处方配合屈光矫正。
改善双眼视功能,减少视疲劳,提高立体视精确度。
一、用棱镜检查隐性斜视、斜视及双眼远近垂直、水平聚散。
检查隐性斜视、斜视。
隐斜检查的方法有他觉法和主觉法两类(略)。
检查水平聚散和垂直聚散,聚散是检查两眼的集合力和散开力,以期达到清晰,舒适,健康的视力,并获得最佳立体视(方法略)。
二、疏解水平双眼视异常可采用棱镜。
较大的外隐斜或向歇性外斜,可用BI棱镜疏解。
其原则用sheard(雪德)准则。
内隐斜兼AC/A正常或较底,用BO棱镜疏解。
其原则遵循1:
1原则。
水平疏解棱镜量的经验值:
棱镜度等于水平隐斜量的1/3—2/3。
三、疏解垂直双眼视异常的棱镜使用。
垂直隐斜可采用棱镜疏解,上隐斜用BD棱镜(无下隐斜专业词汇,如果右眼“下隐斜”判断左眼上隐斜)。
棱镜的量采用隐斜量的2/3—1疏解。
临床中,常有垂直隐斜伴随水平隐斜。
London发现,矫正垂直隐斜者时。
同时对水平产生矫正效果。
因此,垂直伴水平隐斜者,优先矫正垂直隐斜。
四、训练眼外肌,用棱镜做视觉训练可缓解融像性聚散的需求。
如:
BO棱镜可减少对负融像性聚散的需求。
BI棱镜可缓解正融像聚散的需求。
但训练预后,一般不理想。
儿童不配合,老人易失败。
第二节棱镜的结构与量度
棱镜是透镜的一种。
它是由两折射面的一定夹角的透镜。
棱镜不像球镜、柱镜,可以对入射光线,改变聚散度,形成一定屈光力。
而入射光线进入棱镜的一个折射面,不能改变其聚散,只能改变其折射方向。
根据折射定理,折射光线只能向底的方向折射。
透过棱镜看物体,会产生向顶方向的视像移。
一、棱镜的结构
棱镜有两折射面成一定夹角组成。
也就是棱镜一边厚一边薄,其厚端称为基底,夹角薄图1 棱 镜 的 结 构
顶
底
端为顶(尖)(如图1)底和顶的连线称为底顶线。
图2 棱 镜 对 光 折 射
二、棱镜的量度。
1、棱镜的光学效应。
⑴.单纯棱镜是无焦的透镜。
只能改变折射光线的方向而不能改变聚散(如:
图2)。
单色光的折射方向,依折射定律始终向底的方向偏折,平行光线入射、平行光线折射。
⑵.通过棱镜观察物体,物像总是向顶的方向产生视像移。
(如:
图3)图3 视 像 移
眼睛
视像移的量(实际上是棱镜量)与棱镜的折射率(n)成正比。
与顶角的大小成正比。
⑶含有几种单色光组成的白色光通过棱镜后,依其单色光波长的不同,会产生一条不同色光色带。
2、棱镜的量度:
棱镜的量度单位有数种。
有偏向角(d)法、棱镜度(Δ)法、厘弧度(D)法等。
免得造成混乱。
现代视光学理论,一般采用棱镜度(Δ)法。
⑴定度法:
棱镜度(Δ)定镜度法C·F·prentice1888nian所倡导,其符号为“Δ”,1Δ的棱镜度动议为能是光线在100单位距离处的物体,偏离1单位的距离。
也就是透过棱镜看1米远的物体产生1cm的视像移。
如果棱镜使1m距离物体产生4cm视像移,就是4Δ。
(图4)
⑵定底法:
由于棱镜对光的折射向基底的方向偏折。
因此,棱镜在眼前置放的位置不同,光的折射方向也不同,就是要定一个方向。
用基底朝向的定位法最为合适。
在矫正隐性和斜视时,所标示底的方向为处方指导。
内隐斜(内斜)基底向外(颞侧);外隐斜(外斜)棱镜的基底向内;上隐斜(上斜)棱镜基底向下或另一眼底基底向上。
定底法有两类:
① 棱镜底的主方向法:
将棱镜基底位置,用基底上(BU)、基底下(BD)、基底内(BI)、基底外(BO)表示。
(如:
图5)
②360°标示法。
棱镜的主方向法,标示底在斜方向的棱镜就有困难。
在1949年TABO(TechnicherAnsammLungfurdieBrilienoptik),提出棱镜的360°标示法。
360°标示法与散光定轴TABO法起始点相同。
将单眼左侧定为基底O°,逆时针旋转一周为360°
(如:
图6)。
底顶线
水平参考线
基底
3、棱镜的标划。
棱镜线上的标记应有:
水平参考线、顶底线、基底位置.......如(图7)
4、处方中棱镜度,应平均分置双眼。
在处方中常记录单眼有棱镜,或双眼中棱镜量和底的位置,在眼镜加工时,都应将棱镜平均分配给两眼。
1)处方中,单眼棱镜的平均分配:
例1.处方R 4ΔBI 平均分配处方R 2ΔBI
L 0Δ L 2ΔBI
例2.处方R —3.00DS/6ΔBO 平均分配处方R—3.00DS/3ΔBO
L —2.50DS L—2.50DS/3ΔBO
例3.处方R +2.25DS/+1.00DCX90/3ΔBI
L +3.00DS/+1.00DCX105
平均分配处方R +2.25DS/+1.00DCX90/1.5ΔBI
L +3.00DS/+1.00DCX105/1.5ΔBI
例4.处方R -8.00DS/-2.00DCX180/4ΔBD
L -8.00DS/-2.00DCX180
平均分配处方R -8.00DS/-2.00DCX180/2ΔBD
L -8.00DS/-2.00DCX180/2ΔBU
2)处方中双眼棱镜的平均分配:
例1.处方 R 2ΔBO 平均分配处方R1ΔBO/1.5ΔBD
L 3ΔBU L1ΔBO/1.5ΔBU
例2.处方 R-11.00DS/-2.50X15/6ΔBO
L-11.50/-2.00X165/4ΔBU
平均分配处方R-11.00DS/-2.50X15/3ΔBO/2ΔBD
L-11.50BS/-2.00X165/3ΔBO/2ΔBU
第三节 棱镜的合成与分解
处方中棱镜有时需合成与分解。
平均分配双眼的棱镜,单眼有垂直、水平棱镜,需合成单一棱镜,底在斜向度。
在镜片加工棱镜时,采用360度底斜向度标示,称为棱镜合成。
将底斜向度的棱镜分解为互为垂直的棱镜效果,称棱镜的分解。
一.棱镜的合成,垂直和水平两棱镜,在眼镜加工时,需合为单一斜向度棱镜,方便加工
计算公式:
合成棱镜度P=√H2+V2 (其中H是水平棱镜度,V是垂直棱镜度)
合成棱镜底:
(先计算底与水平夹角α,再计算底)
tanα=V/H 底=180或360-α
例1. 将右片3ΔBU和4ΔBI的棱镜,合成的单一棱镜(如图7)
合成后的棱镜度:
√3²+4²=5Δ
合成后的右片棱镜底:
tanα=3/4,α=37゜
例2。
右-11.00D/-2.50X15/3ΔBO/2ΔBD
左-11.50D/-2.00X165/3ΔBO/2ΔBU
为了方便镜片加工,需将右、左的棱镜各自合成新的棱镜。
右片合成的棱镜度(图9):
P=√32 +22=3。
7Δ
左片合成的棱镜度(图9):
P=√32+22 =3。
7Δ
右片棱镜底:
tanα=2/3 α=33.70 底:
180-33.7=146.30
左片棱镜底:
tanα=2/3 α=33.70 底;360-33.7=326.30
二 棱镜的分解;
斜向度的棱镜用焦度计检查时,需要分解成互相垂直的两棱镜。
计算公式:
水平棱镜度PH=PCosθ
垂直棱镜度Pv=Psinθ
例1. 右棱镜4Δ,底210゜。
分解为垂直和水平的两棱镜。
(如图10)
解:
水平棱镜度PH=PCosθ P=4Δ θ=210-180=30
ph=4XCos30=3.5ΔBO
垂直棱镜度Pv=Psinθ
PV=4Xsin30=2ΔBD
例2. 加工完成的眼镜,检测时,将棱镜斜向轴分解成水平、垂直棱镜。
(图11)
右+2。
00/+1。
00X90/3ΔB225
左+3。
00/+1。
00/X90/3ΔB45
解:
1)右水平棱镜度及底,垂直棱镜度及底。
θ=225-180=45
PH=3XCoS45=2.1ΔBO
PV=3Xsin45=2.1ΔBD
2)左水平棱镜度及底,垂直棱镜度及底。
PH=3XCon45=2.1ΔBO
PV=3XPsin45=2.1ΔBU
第四节 棱镜处方镜片加工的途经
一.移动光学中心
从眼镜光学基础知道,球镜是由无数力不相等的棱镜组成。
正球镜是由底向对的棱镜组成。
负球镜是由底向背的球镜组成。
正球镜可使光线会聚,负球镜会使光线散开。
在球镜上除光学中心外,任何地方都会有棱镜效应,越远离光学中心,棱镜效应越大。
棱镜效应还与球镜力成正比。
1 移心透镜。
在加工眼镜时,要求将光学中心与瞳孔重合。
常常光学中心位置需根据瞳孔位置移动,偏离几何中心。
比如眼镜架的几何中心距66毫米,瞳孔距离60毫米,加工眼镜时,就需将每只镜片的光学中心向鼻侧移动3毫米,才能使眼镜的光学中心与瞳孔距离相等。
瞳孔与光心重合。
由于处方的需要,处方中的棱镜成分,可以通过移动光心来解决。
这个光心的移动,按照移心关系式来计算(即著名的普林蒂斯公式)。
2 移心关系式:
P=CF,C=P/F。
其中P是棱镜度(Δ)。
C是光心移动量(CM)。
F是镜片后顶镜度(D)。
光心移动的方向与计算后正负号有关。
正号;光心移动与底向同方向。
负号;光心移动与底方向相反。
3 单纯球镜处方的移心。
(举例说明)
眼镜割边加工时,球镜含棱镜处方,可以用移心法。
应考虑:
棱镜因素,镜架因素,总和计算。
例1 处方:
R-5.00/2ΔBI
L-5.00/2ΔBI
解:
CR=P/F=2/-5=-0.4CM=-4MM 负号,光心向外移4MM
CL=P/F=2/-5=-0.4CM=-4MM 负号,光心向外移4MM
例2. 处方R+4.00/2ΔBO PD=60MM 镜架光心距64MM
L+5.00/2ΔBO
1)棱镜的光心移动
CR=P/F=2/4=0.5CM=5MM 正号,光心向外移动5mm
CL=P/F=2/5=0.4CM=4MM 正号,光心向外移动4mm
2)镜架光心的移动
(64-60)/2=2mm 光心向鼻侧移动2mm
3)总体光心移动 R光心移动5-2=3mm外移
L光心移动4-2=2mm外移
因此该眼镜考虑到棱镜光心移动因素和镜架光心因素后,右光心外移3mm,左光心向外2mm,就可以满足处方的要求.
例3:
处方 右 -4.00DS/1ΔBU
58mm 镜架光心距64mm
左 -4.00DS/1ΔBD
求:
光心移动量及方向
解:
①棱镜的光心移动
C右=P/F=1/-4=-0.25cm=-2.5mm 负号与BU相反,光心下移2.5mm
C左=P/F=1/-4=-0.25cm=-2.5mm 负号与BD相反,光心上移2.5mm
②镜架因素的光心移动(64-58)/2=3mm 左右光心均向内移3mm.
③总计光心移动:
右光心向内移3mm,向下移2.5mm
左光心向内移3mm,向上移2.5mm
例4:
处方 R -8.00/2ΔBU/1ΔBO
L -8.00/2ΔBD/1ΔBO
RPD:
30mm LPD:
32mm (镜架光心距66mm),求光心移动方向?
解:
①棱镜因素:
CR1=2/-8=--2.5mm光心向下移2.5mm CR2=1/-8=--1.25mm光心向内移1.25mm
CL1=2/-8=--2.5mm光心向上移2.5mm CL2=1/-8=-1.25mm光心向内移1.25mm
②镜架因素:
R=66/2-30=3mm内移
L=66/2-32=1mm内移
③总和:
R光心向下移2.5mm向内移1.25+3=4.25mm
L光心向上移2.5mm向内移1.25+1=2.25mm
4.球柱镜处方的棱镜移心。
球柱镜处方仍可通过移光学中心方法,满足处方要求。
除了上述步骤外,需要将球柱镜分解为水平,垂直两子午线的镜度来计算。
需考虑:
棱镜因素。
水平屈光力和棱镜度;垂直屈光力和棱镜度;移心。
镜架移心因素。
总计移心。
1)柱镜轴90,180的棱镜移心。
首先应将球柱镜力分解为水平,垂直两部分,再进行计算。
例1:
处方:
R-2.50DS/-0.50DCX180/2ΔBI
L-3.50DS/-0.50DCX180/2ΔBI
PD60mm 镜架几何中心距64mm
计算:
光心移动量及方向
解:
①棱镜因素
R球柱镜力的分解
CRH=2/-2.5=-8mm 外移
L球柱镜的力的分解
CLH=2/-3.5=-5.7mm外移
②镜架因素:
(64-60)/2=2mm 内移
③总计光心移动:
右8-2=6mm外移 左5.7-2=3.7mm外移
例2:
处方:
R+2.50DS/+1.50DCX90/2ΔBO
L+3.50DS/+0.50DCX90/2ΔBO
PD=60mm 镜架几何中心距64mm
计算:
光心移动量及方向。
解:
①棱镜因素:
R球柱镜力的分解
CRH=2/4=0.5cm=5mm 外移
L球柱镜力分解:
CLH=2/4=0.5cm 外移
②镜架因素:
(64-60)/2=2mm 内移
③总计光心移动:
右5-2=3mm 外移
左5-2=3mm 外移
2.柱轴不在90、180的棱镜移心。
首先利用公式,将斜轴柱镜分解为90,180的屈光力,公式:
FH=FC·COS²Q FV=FC·SIN²Q(FH为水平柱镜力,FC为柱镜度,FV为分解后的垂直柱镜力,Q为轴与水平夹鋭角)。
再加上球镜的屈光力,为移心依据。
例1:
R+2.00DS/+2.00DCX60/4ΔBO
L+2.00DS/+2.00DCX120/4ΔBO
PD62mm,镜架几何中心距68mm.
求中心移心量及方向。
解:
①R、L屈光力分解,只要水平向度
其中:
RH为右水平镜片屈光力(D)FS为球镜度(D),FC柱镜度(D)Q1为与轴夹锐角。
LH为左水平镜屈光力(D)Q2为与轴夹角的锐角。
RH=FS+FCcos²Q1
=+2+2xcos²60
=+2.50D
LH=FS+FCcos²Q2 Q2=180º-120º=160º
LH=2+2xcos²60º=+2.50D
②计算光心的移动:
a 棱镜因素:
CRH=4/2.5=1.6cm=16mm 外移
CLH=4/2.5=1.6cm=16mm 外移
b 镜架因素:
(68-62)/2=3mm内移
c 总计光心移动右16-3=13mm外移
左16-3=13mm外移
例2 R-8.00DS/-2.00X30/2ΔBD
L-10.00DS/-2.00X150/2ΔBU
PD60mm,镜架几何中心距64mm。
求:
用移心法加工镜片,如何定光心位置?
解:
①R、L屈光力分解,只要垂直向角度。
RV=Fs+Fcsin²Q1=-8+(-2)xsin²30º=-8.50D
LV=Fs+Fcsin²Q2=-10+(-2)xsin²(180º-150º)=-10.50D
②棱镜因素
CRV=P/FV=2/-8.5=-0.235cm=-2.35mm光心向上移动
CLV=P/FV=2/-8.5=-0.19cm=-1.9mm光心向下移动
③镜架因素:
光心因素=(64-60)/2=2mm 光心内移
④总合光心移动:
右光心上移2.35mm 向内移2mm
左光心下移1.9mm 向内移2mm
二.加工厚度差镜片
移动光心加工棱镜处方是最节约、最方便的方法。
但有时加工棱镜时,不能依靠移光心的方法。
如:
单纯棱镜右3ΔBO,左3ΔBO。
镜片没有屈光力,没有光学中心,因此无法移动光心。
还有,镜片的镜度较低,棱镜较高,也是无法移。
如:
右=+1.00DS/4ΔBO C=P/F=4/1=4cm=400mm。
镜片直径有限,光心移动到最边缘,也无法满足处方的要求。
还有渐进多焦点眼镜,也无法依靠移光心来解决棱镜处方。
这些情况,要通过加工研磨镜片时,采用厚度差的方法。
厚度差用Q表示,Q=基底厚度(t)-顶(尖)厚度(e)
厚度差公式(推导过程略):
Q=P.d/100(n-1)
其中Q为厚度差(mm),P为棱镜度(Δ),d为镜片直径(mm),n为该镜片的折射率。
厚度差镜片的光学中心与镜片的几何中心不重合,而且大多数已在镜片外面或根本没有光学中心。
在处方中,通过计算很容易算出,将厚度差提供镜片研磨加工。
例1 右3ΔBO(如图十五) Q=t-e d=60mm P=3 e=1mm n=1.5
Q=Pd/100(n-1)=3X60/100(1.5-1)=3.6mmt=Q+e=3.6+1=4.6mm。
镜片在研磨时,就加工为直径60mm,基底厚4。
6mm,顶厚1mm的镜片。
该镜片几何中心在加工割边时,就替代了光学中心。
不考虑棱镜光心的移动。
要在镜片上标划好棱镜的底顶线,定出底的位置。
还要考虑镜架因素。
采用常规割边方法。
棱镜厚度差公式,不考虑眼镜片的镜度,只与镜片直径,棱镜量及折射率相关。
例2 R+1.00DS/4ΔBO镜片直径d=65mm,n=1。
6。
解:
Q=Pd/100(n-1)=4x65/100(1。
6-1)=4。
33
三 棱镜处方的正确书写方法。
1 几个缩写符号:
R或OD,右;L或OS,左;DS,球镜度;DC,柱镜度;X或A,柱镜轴;/,联合;H,水平;V,垂直;P,棱镜;Δ,棱镜度;BO,基底向外;BI,基底向内;BU,基底向上;BD,基底向下;PD,瞳孔距离;ADD,加入度。
2 单眼棱镜处方(处方中棱镜在加工时,应平均分配双眼):
R 3ΔBO PD60mm
L 0
3 双眼棱镜处方:
OD 2ΔBU PD62mm
OS 2ΔBD
4 屈光不正合并棱镜处方:
例1 R -2。
00DS/1。
5ΔBI
L -2。
50DS/1。
5ΔBI PD64mm
例2 R +4。
00DS/+0。
75DCx90/1ΔBU
L +4。
50DS/+1。
00DCx90/1ΔBD
PD 64mm
例3 OD -11。
00DS/-2。
00DCx180/3ΔBD
OS -12。
00DS/-2。
50DCx180/2ΔBI
RPD=28mm LPD=30mm
5 渐进多焦点眼镜的棱镜处方:
R +0。
50DS/+1。
00DCx90/2ΔBO
L +1。
00DS/+1。
00DCx90/2ΔBO
ADD +2。
50D, 远PD 66mm
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