近視眼鏡的原理是什么

1、對于同種材料制(zhi)成(cheng)的(de)凸透鏡, 其(qi)凸度(du)越大(da), 屈光(guang)度(du)數(shu)(shu)越大(da), 反之越小(xiao)。換言(yan)之, 對同一(yi)只眼(yan)球(qiu)而(er)言(yan), 近(jin)視度(du)數(shu)(shu)越高(gao), 眼(yan)球(qiu)越突出, 需戴近(jin)視鏡度(du)數(shu)(shu)越高(gao)。

2、眼(yan)球(qiu)的(de)屈光系統是個可(ke)調的(de)“凸(tu)透鏡”, 因而形態(tai)可(ke)變, 當眼(yan)前放上(shang)凹透鏡時, 眼(yan)球(qiu)仍具有自我(wo)調節功能, 眼(yan)睛能看清不同距(ju)離的(de)目標和近視(shi)或老視(shi)患者(zhe)戴鏡能適(shi)應本身就(jiu)說明了(le)這一點。

3、由于普通(tong)眼(yan)(yan)鏡(jing)(jing)(jing)與眼(yan)(yan)球相分離(li), 形象直(zhi)觀(guan), 容易計算。本(ben)節探(tan)討的重點是眼(yan)(yan)鏡(jing)(jing)(jing)對(dui)眼(yan)(yan)球屈光(guang)的影響, 對(dui)有關眼(yan)(yan)鏡(jing)(jing)(jing)的論(lun)述, 都是針對(dui)普通(tong)眼(yan)(yan)鏡(jing)(jing)(jing)。戴角膜接觸鏡(jing)(jing)(jing)與普通(tong)眼(yan)(yan)鏡(jing)(jing)(jing)在屈光(guang)方面具有相同(tong)的效果, 其原理和技術在眼(yan)(yan)鏡(jing)(jing)(jing)行業已經很成熟, 因此不再論(lun)述。

4、在(zai)屈(qu)(qu)(qu)(qu)(qu)(qu)光(guang)(guang)(guang)學(xue)中(zhong), 只有(you)在(zai)某些特(te)殊情況下, 屈(qu)(qu)(qu)(qu)(qu)(qu)光(guang)(guang)(guang)度(du)數為P1、P2兩透(tou)(tou)鏡(jing)(jing)(jing)(jing)組(zu)合產生的(de)(de)(de)(de)(de)屈(qu)(qu)(qu)(qu)(qu)(qu)光(guang)(guang)(guang)效(xiao)果(guo)才是(shi)屈(qu)(qu)(qu)(qu)(qu)(qu)光(guang)(guang)(guang)度(du)為P1+P2的(de)(de)(de)(de)(de)透(tou)(tou)鏡(jing)(jing)(jing)(jing)。在(zai)眼(yan)球(qiu)與透(tou)(tou)鏡(jing)(jing)(jing)(jing)組(zu)成(cheng)的(de)(de)(de)(de)(de)光(guang)(guang)(guang)路(lu)中(zhong), 在(zai)效(xiao)果(guo)上(shang)(shang)或定性(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)計(ji)算中(zhong), 也(ye)可(ke)以有(you)P1+P2這種(zhong)情況, 這并非(fei)透(tou)(tou)鏡(jing)(jing)(jing)(jing)組(zu)合后的(de)(de)(de)(de)(de)實(shi)(shi)際屈(qu)(qu)(qu)(qu)(qu)(qu)光(guang)(guang)(guang)效(xiao)果(guo), 而(er)是(shi)一(yi)種(zhong)簡化(hua)和近(jin)(jin)似, 因(yin)為眼(yan)睛具(ju)有(you)自我改(gai)變屈(qu)(qu)(qu)(qu)(qu)(qu)光(guang)(guang)(guang)度(du)的(de)(de)(de)(de)(de)能力(li)。雖然(ran)較難(nan)用實(shi)(shi)驗驗證, 但從(cong)眼(yan)球(qiu)的(de)(de)(de)(de)(de)調(diao)節效(xiao)果(guo)看, 它(ta)應當具(ju)有(you)抵消(xiao)鏡(jing)(jing)(jing)(jing)片屈(qu)(qu)(qu)(qu)(qu)(qu)光(guang)(guang)(guang)度(du)的(de)(de)(de)(de)(de)作用, 而(er)該(gai)公式(shi)卻具(ju)有(you)簡化(hua)計(ji)算的(de)(de)(de)(de)(de)作用。對于眼(yan)球(qiu)和透(tou)(tou)鏡(jing)(jing)(jing)(jing)所組(zu)成(cheng)的(de)(de)(de)(de)(de)系統(tong)來(lai)說, 至多是(shi)兩個透(tou)(tou)鏡(jing)(jing)(jing)(jing)組(zu)成(cheng)的(de)(de)(de)(de)(de)屈(qu)(qu)(qu)(qu)(qu)(qu)光(guang)(guang)(guang)系統(tong), 因(yin)此(ci)可(ke)以利用屈(qu)(qu)(qu)(qu)(qu)(qu)光(guang)(guang)(guang)學(xue)理(li)論(lun)進(jin)行計(ji)算。當戴上(shang)(shang)透(tou)(tou)鏡(jing)(jing)(jing)(jing)時, 因(yin)眼(yan)球(qiu)特(te)殊的(de)(de)(de)(de)(de)調(diao)節作用, 將透(tou)(tou)鏡(jing)(jing)(jing)(jing)的(de)(de)(de)(de)(de)屈(qu)(qu)(qu)(qu)(qu)(qu)光(guang)(guang)(guang)度(du)和眼(yan)球(qiu)調(diao)節適應后的(de)(de)(de)(de)(de)屈(qu)(qu)(qu)(qu)(qu)(qu)光(guang)(guang)(guang)度(du)相(xiang)加減, 也(ye)可(ke)得(de)到近(jin)(jin)似值, 雖然(ran)與準確地(di)測(ce)量眼(yan)球(qiu)的(de)(de)(de)(de)(de)屈(qu)(qu)(qu)(qu)(qu)(qu)光(guang)(guang)(guang)力(li)尚有(you)一(yi)段距離, 但在(zai)效(xiao)果(guo)上(shang)(shang)卻接近(jin)(jin)。在(zai)該(gai)論(lun)證中(zhong), 盡管從(cong)理(li)論(lun)上(shang)(shang)進(jin)行了推導(dao), 但實(shi)(shi)驗和測(ce)量都非(fei)常困難(nan), 就象配制(zhi)近(jin)(jin)視鏡(jing)(jing)(jing)(jing)需(xu)要試(shi)戴一(yi)樣, 在(zai)用來(lai)指導(dao)配鏡(jing)(jing)(jing)(jing)的(de)(de)(de)(de)(de)過(guo)程中(zhong)還要進(jin)行試(shi)驗。

5、從眼球(qiu)(qiu)(qiu)的(de)(de)(de)屈光(guang)特點看, 有人(ren)測(ce)得眼球(qiu)(qiu)(qiu)的(de)(de)(de)靜屈光(guang)力(li)為+58.6D, 這(zhe)雖然(ran)是一(yi)(yi)特例, 但也基本反映出眼球(qiu)(qiu)(qiu)具有很(hen)強的(de)(de)(de)屈光(guang)力(li), 其調節相(xiang)對較小(xiao), 正常(chang)眼為0——10D左右, 近視(shi)眼為n——10D(n指(zhi)眼球(qiu)(qiu)(qiu)的(de)(de)(de)近視(shi)屈光(guang)度數)左右, 而它又固(gu)定在眼眶內, 因此對某一(yi)(yi)個人(ren)來(lai)說(shuo), 可(ke)以認(ren)為眼球(qiu)(qiu)(qiu)的(de)(de)(de)屈光(guang)系統——“透鏡(jing)”的(de)(de)(de)中心(xin)到視(shi)網(wang)(wang)膜(mo)的(de)(de)(de)距離不變, 在以后(hou)的(de)(de)(de)計算(suan)中, 可(ke)認(ren)為像距為常(chang)數K, 對于眼球(qiu)(qiu)(qiu)的(de)(de)(de)屈光(guang)來(lai)說(shuo), 如果能在視(shi)網(wang)(wang)膜(mo)上成(cheng)清晰的(de)(de)(de)像, 該屈光(guang)系統仍滿足(zu)透鏡(jing)成(cheng)像公式1/u+1/k=P

其中K是常數(shu), P為(wei)眼球的(de)屈光度數(shu), 是變量(liang), 意(yi)思(si)是不(bu)同(tong)(tong)的(de)人看不(bu)同(tong)(tong)距離的(de)目標和(he)不(bu)同(tong)(tong)的(de)人眼球的(de)屈光度數(shu)不(bu)同(tong)(tong), U指(zhi)目標到眼球的(de)距離。

該公式成立的(de)條件是: 某(mou)一時(shi)刻, 眼(yan)睛(jing)看某(mou)一距離的(de)目標, 且目標在眼(yan)睛(jing)的(de)近、遠點之間。

從公(gong)式看, 正視眼看無窮(qiong)遠處(chu)時1/u=0, 上式可化為(wei)P=1/K, 可令1/k=P0, 即P0為(wei)眼球(qiu)的靜屈(qu)光(guang)度(du)。當看距(ju)眼球(qiu)為(wei)L的目標(biao)時, “透鏡”成(cheng)像(xiang)公(gong)式變(bian)為(wei)1/L+1/K=1/L+P0, 1/L為(wei)眼球(qiu)增加的屈(qu)光(guang)度(du)數(shu), 1/L+P0即為(wei)眼球(qiu)看距(ju)離為(wei)L的目標(biao)時的屈(qu)光(guang)度(du)。

對于戴鏡者(zhe)來說(shuo), 在(zai)一般情況(kuang)下(xia), 眼球(qiu)到眼鏡中(zhong)心的(de)(de)距離約為(wei)1.2——2.4CM, 以下(xia)用h表示, 但對于某人(ren)某一時刻的(de)(de)值(zhi)是確(que)定的(de)(de), 設屈光(guang)度為(wei)P'的(de)(de)透鏡的(de)(de)焦距為(wei)F, 當看距離為(wei)L的(de)(de)目標時, 鏡片成像公式如下(xia):

1/L+1/V=P' ==> 1/V=P'-1/L ①

此時透鏡所成像到眼球(qiu)這(zhe)一“透鏡”的距(ju)離為|V|+h, 眼球(qiu)的屈光情況滿(man)足公(gong)式: 1/(|V|+h)+1/K=P ②

從(cong)公(gong)式(shi)看, 如果|V|比h大(da)得多, 根據(ju)①公(gong)式(shi), ②式(shi)可(ke)近(jin)似簡化為(wei):

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(huan)言之, 對于薄透鏡(jing)來說, 如果(guo)忽略眼球到鏡(jing)片(pian)的(de)距(ju)離, 可以(yi)認(ren)為因戴近視眼鏡(jing)致使眼球調(diao)節增加(jia)(jia)的(de)調(diao)節度數(shu)(shu)等于透鏡(jing)的(de)屈(qu)光度數(shu)(shu)。在眼球與眼鏡(jing)組成的(de)光學系統(tong)中(zhong), 各部(bu)分所產生(sheng)的(de)屈(qu)光度數(shu)(shu)可近似相加(jia)(jia)減, 這(zhe)(zhe)種分析(xi)可使計(ji)(ji)算簡化, 使問題變得容(rong)易。在以(yi)后的(de)論述中(zhong), 我們將利用這(zhe)(zhe)一結果(guo)進行定(ding)性分析(xi)和近似計(ji)(ji)算。

6、誤差分(fen)析(xi)。如果以公式為標準, 那么產生誤差的原因是(shi)多方面的, 現對(dui)此分(fen)析(xi)。

(1) 因為眼(yan)球(qiu)(qiu)的(de)調(diao)節(jie)與形(xing)(xing)變(bian)(bian)(bian)同時進行, 有(you)調(diao)節(jie)就有(you)形(xing)(xing)變(bian)(bian)(bian), 有(you)形(xing)(xing)變(bian)(bian)(bian)就有(you)眼(yan)球(qiu)(qiu)前(qian)(qian)(qian)后(hou)徑的(de)變(bian)(bian)(bian)化, 還由于(yu)晶(jing)狀(zhuang)體(ti)和角膜(mo)(mo)本身形(xing)(xing)變(bian)(bian)(bian)而(er)導致的(de)角膜(mo)(mo)、房水、晶(jing)狀(zhuang)體(ti)所組成(cheng)(cheng)的(de)“凸透(tou)鏡”光(guang)(guang)心的(de)變(bian)(bian)(bian)化。雖然近(jin)(jin)(jin)視(shi)或(huo)老視(shi)本身并不(bu)(bu)能(neng)(neng)說明(ming)其(qi)前(qian)(qian)(qian)后(hou)徑的(de)變(bian)(bian)(bian)化(一說, 近(jin)(jin)(jin)視(shi)眼(yan)是(shi)(shi)眼(yan)球(qiu)(qiu)成(cheng)(cheng)像在(zai)視(shi)網膜(mo)(mo)前(qian)(qian)(qian)方, 但近(jin)(jin)(jin)調(diao)節(jie)的(de)過強(qiang)或(huo)睫(jie)狀(zhuang)肌不(bu)(bu)能(neng)(neng)放(fang)松都可實現這一點, 不(bu)(bu)能(neng)(neng)充分(fen)說明(ming)眼(yan)球(qiu)(qiu)前(qian)(qian)(qian)后(hou)徑變(bian)(bian)(bian)長), 但更不(bu)(bu)能(neng)(neng)說明(ming)其(qi)不(bu)(bu)變(bian)(bian)(bian)性。這些因素(su)的(de)存在(zai)決定了公(gong)式中K只是(shi)(shi)一個(ge)近(jin)(jin)(jin)似, 而(er)且近(jin)(jin)(jin)調(diao)節(jie)幅度(du)越(yue)大(da), K值變(bian)(bian)(bian)化越(yue)大(da), 這是(shi)(shi)產生誤差(cha)的(de)一個(ge)原因。但考慮到在(zai)眼(yan)球(qiu)(qiu)調(diao)節(jie)中, 晶(jing)狀(zhuang)體(ti)的(de)屈光(guang)(guang)度(du)調(diao)節(jie)和眼(yan)球(qiu)(qiu)的(de)屈光(guang)(guang)度(du)(約(yue)60屈光(guang)(guang)度(du))相(xiang)差(cha)很遠,而(er)眼(yan)球(qiu)(qiu)調(diao)節(jie)幅度(du)一般(ban)少(shao)于(yu)10個(ge)屈光(guang)(guang)度(du), 相(xiang)對較小(xiao), 角膜(mo)(mo)屈光(guang)(guang)度(du)變(bian)(bian)(bian)化更小(xiao), 因此(ci), 可認為“透(tou)鏡”光(guang)(guang)心到視(shi)網膜(mo)(mo)的(de)距離幾乎不(bu)(bu)變(bian)(bian)(bian)。

(2) 因每(mei)個人的(de)眼球(qiu)前(qian)后徑不(bu)等, 對不(bu)同的(de)人而言, K并非常數(shu), 很難(nan)準確測量, 但(dan)具體到某一個人的(de)某一階(jie)段而言, 眼球(qiu)前(qian)后徑不(bu)變, 可認為(wei)K是常數(shu)。

(3) 對不同的人而言, 眼鏡片到“凸透鏡”光學中心的距(ju)離是(shi)一(yi)較難測(ce)量的變量, 這也影(ying)響到計算的準確性。由計算可知, h增大(da)時(shi), 誤差增大(da), 反之越小。

7、在(zai)眼(yan)(yan)(yan)前放置(zhi)透鏡(jing)(jing)時, 與正常眼(yan)(yan)(yan)相比, 如果眼(yan)(yan)(yan)睛仍然能看(kan)清目標, 從眼(yan)(yan)(yan)球(qiu)(qiu)(qiu)的(de)(de)(de)調節效果看(kan), 眼(yan)(yan)(yan)鏡(jing)(jing)首先(xian)抵消眼(yan)(yan)(yan)球(qiu)(qiu)(qiu)調節的(de)(de)(de)不(bu)足, 因此在(zai)以后的(de)(de)(de)計算中, 只要(yao)在(zai)眼(yan)(yan)(yan)球(qiu)(qiu)(qiu)正常的(de)(de)(de)調節范(fan)圍內, 用于抵消透鏡(jing)(jing)的(de)(de)(de)效果在(zai)理論上能夠成(cheng)立, 我們(men)無須注(zhu)意眼(yan)(yan)(yan)球(qiu)(qiu)(qiu)實際(ji)屈(qu)光(guang)(guang)度的(de)(de)(de)變化。對眼(yan)(yan)(yan)球(qiu)(qiu)(qiu)來說(shuo), 不(bu)管戴多(duo)少屈(qu)光(guang)(guang)度的(de)(de)(de)眼(yan)(yan)(yan)鏡(jing)(jing), 要(yao)看(kan)清前面的(de)(de)(de)目標, 必須低消眼(yan)(yan)(yan)鏡(jing)(jing)的(de)(de)(de)作用而增(zeng)加屈(qu)光(guang)(guang)度調節。

8、由于配鏡誤差(cha)、適應(ying)等(deng)原因(yin), 即使把各(ge)種(zhong)因(yin)素都考慮進去,理論對于實踐也只是一種(zhong)近似, 眼球(qiu)調節幅(fu)度較(jiao)大時, 這(zhe)種(zhong)簡單化(hua)、理想(xiang)化(hua)的理論會因(yin)自(zi)身(shen)形變而使誤差(cha)增大。再(zai)者, 鏡片到眼球(qiu)光學中心的距離隨不同(tong)(tong)的人(ren)而不同(tong)(tong), 這(zhe)又無(wu)法用物理公式(shi)表(biao)示, 在(zai)具(ju)體配制時要具(ju)體問題具(ju)體分析(xi)。

9、對(dui)于眼(yan)球(qiu)和(he)鏡片所組(zu)成的(de)(de)屈(qu)光(guang)(guang)系(xi)統來說, 鏡片度數(shu)是(shi)(shi)確定(ding)的(de)(de), 而眼(yan)球(qiu)的(de)(de)屈(qu)光(guang)(guang)度數(shu)卻是(shi)(shi)個變量, 因(yin)此, 把眼(yan)球(qiu)看成是(shi)(shi)一個可(ke)調(diao)凸(tu)透鏡的(de)(de)意思是(shi)(shi): 眼(yan)睛(jing)透過眼(yan)鏡能看清某一目(mu)標時, 眼(yan)球(qiu)的(de)(de)屈(qu)光(guang)(guang)度數(shu)確定(ding), 因(yin)而完全(quan)可(ke)以利用屈(qu)光(guang)(guang)學(xue)理論進行(xing)計算, 但眼(yan)球(qiu)看目(mu)標的(de)(de)距離發生變化時, 其屈(qu)光(guang)(guang)度數(shu)也隨之變化。

10、對(dui)眼(yan)球與眼(yan)鏡組(zu)成(cheng)(cheng)的(de)屈光(guang)系統而言, 只有兩個(ge)(ge)“透鏡”組(zu)成(cheng)(cheng), 可(ke)(ke)看成(cheng)(cheng)一個(ge)(ge)等效的(de)透鏡組(zu), 透鏡的(de)度數可(ke)(ke)相(xiang)加減(jian), 比(bi)如一個(ge)(ge)+5D的(de)透鏡, 可(ke)(ke)看成(cheng)(cheng)是一個(ge)(ge)(+2D)+(+3D)的(de)透鏡組(zu), 雖(sui)然在(zai)多數情(qing)況下并(bing)不成(cheng)(cheng)立, 但在(zai)理(li)論(lun)為我(wo)們解決問(wen)題(ti)提供了方便。