近視眼鏡的原理是什么

1、對(dui)于同種材料制成(cheng)的凸(tu)透(tou)鏡, 其凸(tu)度越(yue)大, 屈光度數越(yue)大, 反之(zhi)越(yue)小(xiao)。換言之(zhi), 對(dui)同一只(zhi)眼球(qiu)而言, 近視度數越(yue)高, 眼球(qiu)越(yue)突出, 需戴近視鏡度數越(yue)高。

2、眼球的(de)屈光系統(tong)是個(ge)可(ke)(ke)調的(de)“凸透鏡(jing)”, 因而形態可(ke)(ke)變(bian), 當眼前放上凹透鏡(jing)時, 眼球仍具有自我調節功能, 眼睛能看清不同距離的(de)目標和近視或(huo)老視患者戴鏡(jing)能適應本身(shen)就說明(ming)了這一(yi)點。

3、由于(yu)普通眼(yan)(yan)鏡(jing)與眼(yan)(yan)球相分離(li), 形象直觀, 容易計算。本節探討(tao)的重(zhong)點(dian)是眼(yan)(yan)鏡(jing)對(dui)(dui)眼(yan)(yan)球屈(qu)光的影響, 對(dui)(dui)有關眼(yan)(yan)鏡(jing)的論(lun)述, 都是針(zhen)對(dui)(dui)普通眼(yan)(yan)鏡(jing)。戴角膜接觸鏡(jing)與普通眼(yan)(yan)鏡(jing)在屈(qu)光方面具有相同(tong)的效(xiao)果, 其原理和技術在眼(yan)(yan)鏡(jing)行業(ye)已經(jing)很成(cheng)熟, 因此(ci)不再論(lun)述。

4、在(zai)(zai)屈光(guang)(guang)學(xue)中, 只有(you)(you)在(zai)(zai)某些特(te)殊情況下, 屈光(guang)(guang)度(du)(du)數為P1、P2兩透鏡(jing)(jing)(jing)(jing)組(zu)(zu)合(he)產生的(de)(de)(de)(de)屈光(guang)(guang)效(xiao)果(guo)(guo)才是屈光(guang)(guang)度(du)(du)為P1+P2的(de)(de)(de)(de)透鏡(jing)(jing)(jing)(jing)。在(zai)(zai)眼球(qiu)(qiu)與透鏡(jing)(jing)(jing)(jing)組(zu)(zu)成的(de)(de)(de)(de)光(guang)(guang)路中, 在(zai)(zai)效(xiao)果(guo)(guo)上(shang)或定性的(de)(de)(de)(de)計算(suan)中, 也可(ke)(ke)以(yi)有(you)(you)P1+P2這種(zhong)情況, 這并非(fei)透鏡(jing)(jing)(jing)(jing)組(zu)(zu)合(he)后的(de)(de)(de)(de)實際屈光(guang)(guang)效(xiao)果(guo)(guo), 而(er)是一種(zhong)簡化(hua)和(he)近(jin)似, 因(yin)(yin)為眼睛具有(you)(you)自我改變屈光(guang)(guang)度(du)(du)的(de)(de)(de)(de)能力。雖(sui)然(ran)較(jiao)難(nan)用(yong)(yong)實驗(yan)(yan)驗(yan)(yan)證(zheng), 但(dan)(dan)從眼球(qiu)(qiu)的(de)(de)(de)(de)調(diao)節效(xiao)果(guo)(guo)看, 它應當(dang)具有(you)(you)抵消鏡(jing)(jing)(jing)(jing)片屈光(guang)(guang)度(du)(du)的(de)(de)(de)(de)作用(yong)(yong), 而(er)該公式卻具有(you)(you)簡化(hua)計算(suan)的(de)(de)(de)(de)作用(yong)(yong)。對(dui)于眼球(qiu)(qiu)和(he)透鏡(jing)(jing)(jing)(jing)所組(zu)(zu)成的(de)(de)(de)(de)系統來(lai)(lai)說, 至多是兩個透鏡(jing)(jing)(jing)(jing)組(zu)(zu)成的(de)(de)(de)(de)屈光(guang)(guang)系統, 因(yin)(yin)此可(ke)(ke)以(yi)利用(yong)(yong)屈光(guang)(guang)學(xue)理論(lun)(lun)(lun)進(jin)行計算(suan)。當(dang)戴上(shang)透鏡(jing)(jing)(jing)(jing)時, 因(yin)(yin)眼球(qiu)(qiu)特(te)殊的(de)(de)(de)(de)調(diao)節作用(yong)(yong), 將(jiang)透鏡(jing)(jing)(jing)(jing)的(de)(de)(de)(de)屈光(guang)(guang)度(du)(du)和(he)眼球(qiu)(qiu)調(diao)節適(shi)應后的(de)(de)(de)(de)屈光(guang)(guang)度(du)(du)相加(jia)減, 也可(ke)(ke)得到近(jin)似值, 雖(sui)然(ran)與準確地測(ce)量眼球(qiu)(qiu)的(de)(de)(de)(de)屈光(guang)(guang)力尚有(you)(you)一段距離, 但(dan)(dan)在(zai)(zai)效(xiao)果(guo)(guo)上(shang)卻接近(jin)。在(zai)(zai)該論(lun)(lun)(lun)證(zheng)中, 盡管從理論(lun)(lun)(lun)上(shang)進(jin)行了推導, 但(dan)(dan)實驗(yan)(yan)和(he)測(ce)量都非(fei)常困(kun)難(nan), 就象配制近(jin)視(shi)鏡(jing)(jing)(jing)(jing)需(xu)要(yao)試(shi)戴一樣(yang), 在(zai)(zai)用(yong)(yong)來(lai)(lai)指導配鏡(jing)(jing)(jing)(jing)的(de)(de)(de)(de)過程中還要(yao)進(jin)行試(shi)驗(yan)(yan)。

5、從眼(yan)(yan)(yan)球(qiu)的(de)(de)屈(qu)光(guang)特(te)點看, 有人(ren)測得眼(yan)(yan)(yan)球(qiu)的(de)(de)靜屈(qu)光(guang)力為(wei)+58.6D, 這雖然(ran)是一(yi)(yi)特(te)例, 但也(ye)基本(ben)反映(ying)出眼(yan)(yan)(yan)球(qiu)具(ju)有很強(qiang)的(de)(de)屈(qu)光(guang)力, 其調節(jie)相(xiang)對較小, 正常眼(yan)(yan)(yan)為(wei)0——10D左右, 近視(shi)眼(yan)(yan)(yan)為(wei)n——10D(n指眼(yan)(yan)(yan)球(qiu)的(de)(de)近視(shi)屈(qu)光(guang)度數)左右, 而它又固定在(zai)眼(yan)(yan)(yan)眶內, 因(yin)此對某一(yi)(yi)個(ge)人(ren)來(lai)說(shuo), 可以認為(wei)眼(yan)(yan)(yan)球(qiu)的(de)(de)屈(qu)光(guang)系統(tong)——“透鏡(jing)”的(de)(de)中心(xin)到(dao)視(shi)網(wang)膜(mo)的(de)(de)距離不變, 在(zai)以后的(de)(de)計算中, 可認為(wei)像距為(wei)常數K, 對于眼(yan)(yan)(yan)球(qiu)的(de)(de)屈(qu)光(guang)來(lai)說(shuo), 如果能在(zai)視(shi)網(wang)膜(mo)上成清晰的(de)(de)像, 該屈(qu)光(guang)系統(tong)仍滿足透鏡(jing)成像公式1/u+1/k=P

其中K是(shi)(shi)常數(shu), P為(wei)眼(yan)球(qiu)的(de)(de)屈光度數(shu), 是(shi)(shi)變(bian)量, 意思(si)是(shi)(shi)不(bu)同的(de)(de)人看(kan)不(bu)同距離的(de)(de)目標和不(bu)同的(de)(de)人眼(yan)球(qiu)的(de)(de)屈光度數(shu)不(bu)同, U指(zhi)目標到眼(yan)球(qiu)的(de)(de)距離。

該公式成立(li)的(de)條件是(shi): 某一(yi)時刻, 眼(yan)睛看某一(yi)距離的(de)目(mu)標(biao), 且目(mu)標(biao)在眼(yan)睛的(de)近、遠點之間(jian)。

從公式看, 正視眼(yan)(yan)(yan)看無窮遠處時(shi)1/u=0, 上式可化為(wei)P=1/K, 可令1/k=P0, 即(ji)P0為(wei)眼(yan)(yan)(yan)球(qiu)的(de)靜屈光度(du)。當看距眼(yan)(yan)(yan)球(qiu)為(wei)L的(de)目(mu)標(biao)時(shi), “透(tou)鏡”成像公式變為(wei)1/L+1/K=1/L+P0, 1/L為(wei)眼(yan)(yan)(yan)球(qiu)增加的(de)屈光度(du)數, 1/L+P0即(ji)為(wei)眼(yan)(yan)(yan)球(qiu)看距離(li)為(wei)L的(de)目(mu)標(biao)時(shi)的(de)屈光度(du)。

對于(yu)(yu)戴鏡(jing)者來說(shuo), 在一般情況下, 眼(yan)球(qiu)到眼(yan)鏡(jing)中心的(de)(de)(de)距離約為1.2——2.4CM, 以下用h表示, 但對于(yu)(yu)某人某一時刻的(de)(de)(de)值是確(que)定的(de)(de)(de), 設屈光度為P'的(de)(de)(de)透鏡(jing)的(de)(de)(de)焦(jiao)距為F, 當看距離為L的(de)(de)(de)目標時, 鏡(jing)片成像公式如下:

1/L+1/V=P' ==> 1/V=P'-1/L ①

此時透鏡所成像到(dao)眼球這一“透鏡”的(de)距離(li)為(wei)|V|+h, 眼球的(de)屈光情況滿足公式: 1/(|V|+h)+1/K=P ②

從公式(shi)看(kan), 如果|V|比h大得多, 根據(ju)①公式(shi), ②式(shi)可近似簡化為:

1/|V|+1/K=D=|D'-1/L|+1/K ③

由于眼睛透過透鏡看到的是虛像, V<0, 則1/|V|+1/K=1/L+1/K-D'=D1+D0-D'

從該公式看, |V|的大小取決于物距L和透鏡的焦距, 考慮到實際情況, 近視眼鏡的屈光度大多數大于-6D, 學生看書、寫字的距離大多大于0.25M, 而且根據透鏡成像公式可知, 凹透鏡屈光度數P'(注D'<0, 下同)越小, |V|越小; 物距越小, |V|越小, 如當D'=-5, U=0.25時, |V|=0.111M, 仍比0.02M大很多。所以作為理論計算, 在看距離不太近、鏡片度數不太高的目標時, 可忽略h, 這樣可簡化計算, 有利于定性分析。
換言之, 對于(yu)(yu)薄透(tou)鏡(jing)(jing)來(lai)說, 如果忽略眼(yan)球到鏡(jing)(jing)片的(de)距離(li), 可以(yi)認為因(yin)戴(dai)近視眼(yan)鏡(jing)(jing)致使(shi)眼(yan)球調節增加(jia)的(de)調節度(du)數(shu)等于(yu)(yu)透(tou)鏡(jing)(jing)的(de)屈光度(du)數(shu)。在(zai)眼(yan)球與(yu)眼(yan)鏡(jing)(jing)組(zu)成(cheng)的(de)光學(xue)系統中, 各部分(fen)(fen)所產生的(de)屈光度(du)數(shu)可近似相(xiang)加(jia)減, 這(zhe)種(zhong)分(fen)(fen)析可使(shi)計算(suan)簡化(hua), 使(shi)問(wen)題變得容易。在(zai)以(yi)后(hou)的(de)論述中, 我們將利用這(zhe)一結果進(jin)行(xing)定性分(fen)(fen)析和近似計算(suan)。

6、誤差(cha)分析。如果(guo)以公式(shi)為標(biao)準, 那么產生誤差(cha)的原因是(shi)多方面的, 現對此分析。

(1) 因(yin)為(wei)眼(yan)球(qiu)(qiu)的(de)調(diao)節(jie)(jie)與形變同時進行(xing), 有調(diao)節(jie)(jie)就(jiu)有形變, 有形變就(jiu)有眼(yan)球(qiu)(qiu)前后徑的(de)變化(hua), 還由于晶(jing)(jing)狀(zhuang)(zhuang)體和(he)角(jiao)(jiao)膜本身(shen)形變而(er)導致(zhi)的(de)角(jiao)(jiao)膜、房水、晶(jing)(jing)狀(zhuang)(zhuang)體所組成的(de)“凸透(tou)(tou)鏡”光(guang)心(xin)的(de)變化(hua)。雖(sui)然近(jin)視或老視本身(shen)并(bing)不能說(shuo)明其前后徑的(de)變化(hua)(一(yi)(yi)說(shuo), 近(jin)視眼(yan)是眼(yan)球(qiu)(qiu)成像在視網(wang)膜前方, 但(dan)(dan)近(jin)調(diao)節(jie)(jie)的(de)過強或睫狀(zhuang)(zhuang)肌(ji)不能放松都可實現(xian)這(zhe)一(yi)(yi)點, 不能充分說(shuo)明眼(yan)球(qiu)(qiu)前后徑變長), 但(dan)(dan)更(geng)不能說(shuo)明其不變性。這(zhe)些因(yin)素的(de)存在決定了公式(shi)中(zhong)K只(zhi)是一(yi)(yi)個(ge)近(jin)似, 而(er)且近(jin)調(diao)節(jie)(jie)幅度(du)越大(da), K值變化(hua)越大(da), 這(zhe)是產生誤(wu)差(cha)的(de)一(yi)(yi)個(ge)原因(yin)。但(dan)(dan)考慮到(dao)在眼(yan)球(qiu)(qiu)調(diao)節(jie)(jie)中(zhong), 晶(jing)(jing)狀(zhuang)(zhuang)體的(de)屈(qu)(qu)光(guang)度(du)調(diao)節(jie)(jie)和(he)眼(yan)球(qiu)(qiu)的(de)屈(qu)(qu)光(guang)度(du)(約60屈(qu)(qu)光(guang)度(du))相(xiang)(xiang)差(cha)很遠,而(er)眼(yan)球(qiu)(qiu)調(diao)節(jie)(jie)幅度(du)一(yi)(yi)般(ban)少(shao)于10個(ge)屈(qu)(qu)光(guang)度(du), 相(xiang)(xiang)對(dui)較(jiao)小, 角(jiao)(jiao)膜屈(qu)(qu)光(guang)度(du)變化(hua)更(geng)小, 因(yin)此, 可認為(wei)“透(tou)(tou)鏡”光(guang)心(xin)到(dao)視網(wang)膜的(de)距(ju)離幾乎不變。

(2) 因每個(ge)人(ren)的眼球(qiu)(qiu)前(qian)后(hou)徑不(bu)等, 對不(bu)同的人(ren)而(er)(er)言(yan), K并非常(chang)數, 很(hen)難準(zhun)確測(ce)量, 但具體到某一(yi)個(ge)人(ren)的某一(yi)階段而(er)(er)言(yan), 眼球(qiu)(qiu)前(qian)后(hou)徑不(bu)變, 可認為K是(shi)常(chang)數。

(3) 對(dui)不同的(de)人(ren)而言(yan), 眼鏡(jing)片到(dao)“凸透鏡(jing)”光學中心的(de)距離是(shi)一(yi)較難測(ce)量(liang)的(de)變量(liang), 這(zhe)也影響(xiang)到(dao)計算的(de)準確性。由(you)計算可(ke)知, h增大(da)時, 誤差(cha)增大(da), 反之越(yue)小。

7、在(zai)(zai)眼(yan)(yan)(yan)前放置(zhi)透鏡(jing)時, 與正常(chang)(chang)眼(yan)(yan)(yan)相比, 如果(guo)(guo)眼(yan)(yan)(yan)睛仍然(ran)能看清(qing)目標, 從眼(yan)(yan)(yan)球(qiu)的(de)(de)調(diao)節效(xiao)果(guo)(guo)看, 眼(yan)(yan)(yan)鏡(jing)首(shou)先抵消眼(yan)(yan)(yan)球(qiu)調(diao)節的(de)(de)不(bu)(bu)足, 因此在(zai)(zai)以(yi)后(hou)的(de)(de)計算中, 只要在(zai)(zai)眼(yan)(yan)(yan)球(qiu)正常(chang)(chang)的(de)(de)調(diao)節范(fan)圍內, 用(yong)(yong)于(yu)抵消透鏡(jing)的(de)(de)效(xiao)果(guo)(guo)在(zai)(zai)理論上能夠成立, 我們(men)無須注意眼(yan)(yan)(yan)球(qiu)實際(ji)屈光度的(de)(de)變(bian)化。對眼(yan)(yan)(yan)球(qiu)來說, 不(bu)(bu)管戴多少屈光度的(de)(de)眼(yan)(yan)(yan)鏡(jing), 要看清(qing)前面(mian)的(de)(de)目標, 必須低(di)消眼(yan)(yan)(yan)鏡(jing)的(de)(de)作用(yong)(yong)而(er)增加(jia)屈光度調(diao)節。

8、由(you)于配鏡(jing)誤差、適(shi)應等原因, 即(ji)使(shi)把各種(zhong)(zhong)因素(su)都(dou)考慮進(jin)去,理論(lun)(lun)對于實踐也只是(shi)一種(zhong)(zhong)近似(si), 眼(yan)球(qiu)調(diao)節幅度(du)較大時, 這種(zhong)(zhong)簡單(dan)化(hua)、理想化(hua)的理論(lun)(lun)會因自身形變而使(shi)誤差增大。再者, 鏡(jing)片到(dao)眼(yan)球(qiu)光學(xue)中心(xin)的距離(li)隨不同的人而不同, 這又無法用(yong)物理公式(shi)表(biao)示, 在具體(ti)配制時要具體(ti)問題具體(ti)分(fen)析。

9、對(dui)于(yu)眼(yan)(yan)球(qiu)和鏡(jing)(jing)(jing)(jing)片(pian)所(suo)組成的(de)(de)屈(qu)光(guang)系統(tong)來說, 鏡(jing)(jing)(jing)(jing)片(pian)度數是(shi)確定(ding)的(de)(de), 而眼(yan)(yan)球(qiu)的(de)(de)屈(qu)光(guang)度數卻是(shi)個變(bian)量, 因(yin)此, 把眼(yan)(yan)球(qiu)看(kan)成是(shi)一個可調凸(tu)透鏡(jing)(jing)(jing)(jing)的(de)(de)意思是(shi): 眼(yan)(yan)睛透過眼(yan)(yan)鏡(jing)(jing)(jing)(jing)能(neng)看(kan)清某(mou)一目標時, 眼(yan)(yan)球(qiu)的(de)(de)屈(qu)光(guang)度數確定(ding), 因(yin)而完全可以利用屈(qu)光(guang)學理論進(jin)行計算, 但眼(yan)(yan)球(qiu)看(kan)目標的(de)(de)距離(li)發(fa)生變(bian)化(hua)時, 其屈(qu)光(guang)度數也隨之變(bian)化(hua)。

10、對眼(yan)(yan)球與眼(yan)(yan)鏡組(zu)(zu)成的(de)(de)屈(qu)光系(xi)統而言, 只有兩個“透(tou)(tou)鏡”組(zu)(zu)成, 可看成一個等效的(de)(de)透(tou)(tou)鏡組(zu)(zu), 透(tou)(tou)鏡的(de)(de)度數(shu)可相(xiang)加(jia)減, 比如一個+5D的(de)(de)透(tou)(tou)鏡, 可看成是一個(+2D)+(+3D)的(de)(de)透(tou)(tou)鏡組(zu)(zu), 雖然在多數(shu)情況下并(bing)不成立(li), 但在理論(lun)為(wei)我(wo)們解決(jue)問題提供了(le)方便(bian)。