鏡片特性—「阿貝數、反射率、色像差…」

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本篇你將學到

  • 阿貝數(Abbe value)、反射率(Reflectance)、折射率(Refractive Index)、比重(Mechanical Properties)。
  • 色像差(Chromatic aberration)、球面像差(Spherical aberration)、彗星像差(Coma)、斜散光差、離軸像散(off axis astigmatism)、場曲(Curvature of field)—度數誤差、畸變(Distortion)—放大率。

阿貝數(Abbe value)

  • 測量入射光被鏡片色散程度的數值。
  • 顯示眼睛通過鏡片的中心區域觀看時的影像想對失真度。
  • 阿貝數與色散成反比。

色散(dispersion)

  • 表示一個材料分散不同光波長的光之能力。
  • 色散越大,會在鏡片的周圍看見色像差(chromatic aberration)。
  • 鏡片偏移時,伴隨著鏡片材料的色散值一起發生的稜鏡效應,會影響配戴者所看到「色彩條紋」影像的程度。

反射率(Reflectance)

  • 反射現象會降低鏡片的透明度並造成鏡片表面不必要的反射。
  • 鏡片的折射率越高,表面的光反射比例越大。通常在高折射率的鏡片材料中更需要抗反射鍍膜。
反射率=100(n-1)2/(n+1)2%

吸收(Absorption)

  • 通常指材料內部的吸收,即在鏡片的前表面與後表面之間的區域之光吸收百分比。
  • 鏡片的吸收率可根據朗柏定律(Lambert’s law)來計算。

折射率(Refractive Index)

  • N=光在空氣中的速度/光在介質中的速度。
  • 光疏介質傳播至光密介質時,光的傳播速度會變慢。
  • 材料的折射率越高,光線的折射角較小,其屈光能力就越大。

比重(Mechanical Properties)

  • 低密度不代表鏡片的質量一定較輕,材料的用量視其折射率和最小厚度而定。
  • 需要高屈光力處方的患者通常建議使用高折射率鏡片。

單色像差(Zernike階數)

  1. 稜鏡
  2. 離焦&散光
  3. 彗星&三葉草
  4. 球面&其他
  5. ~10.高階不對稱

色像差(Chromatic aberration)

  • 原因:鏡片無法將多色光聚焦在同一個焦點,所導致的缺陷。
  • 解決:選擇色散值小的鏡片材料、單眼瞳距、前傾角參考點高度1:2、短的頂點距離、前傾角不應超過10度、注意邊厚。
  • 縱向色像差(光軸):度數/阿貝值=D;橫向色像差(稜鏡)。

球面像差(Spherical aberration)

  • 原因:某物的平行光入射的大面積球面鏡片表面時,周邊光線和近軸光線在光軸上的聚焦點將有所不同(所有焦點都在光軸上),會使影像稍微變模糊。
  • 解決:使用非球面鏡改善,受瞳孔大小影響;可以縮小鏡片尺寸。

彗星像差(Coma)

  • 原因:不在光軸的點所發出的傾斜光線,通過鏡片邊緣的斜向光線會比通過鏡片中心的光線偏離更多,並聚焦在主軸附近。
  • 物點在光軸外,透過鏡片上不同區域的光線其放大率各異,導致影像被不均等放大、影像周邊失真失焦,用前導波機器測量。
  • 解決:非球面鏡片有助於減少高屈光度鏡片的彗星像差。

斜散光差、離軸像散(off axis astigmatism)

  • 正切矢狀像非單一焦點、散光失焦。瞳孔無法抑制邊緣像散的影響。
  • 矯正弧度理論(corrected curve theory)進行鏡片設計。
  • 概念:特定的曲率可被用來控制特定的矯正,鏡片外觀通常是新月形的(meniscus form)。
  1. 正切軸:Ft=F(2n+sin2θ/2n+cos2θ)。
  2. 矢狀軸:Fs=F(1+sin2θ/2n)。
  3. 柱面:Ftan2θ。
  4. Ft-Fs=產生的柱面。

P.s.傾斜2度,下降1mm。

場曲(Curvature of field)—度數誤差

  • 眼睛透過鏡片觀看物體,所造成的像無法準確地會聚在一個平面上的一種現象。
  • 成像面會因為鏡片材料的「折射率、以及鏡片的表面曲率」有不同程度的彎曲。

畸變(Distortion)—放大率

  • 以球面透鏡的「邊緣」觀看一個寬大的物體時,物體邊緣的像會被扭曲。
  • 因為鏡片周邊稜鏡效應造成影像不均等的放大所致。
  • 鏡片周邊區域各點至光中心距離不同。
  • 凹透鏡:桶型畸變。凸透鏡:枕型畸變。
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