近視眼鏡的原理是什么

1、對于同種(zhong)材料(liao)制成的凸透鏡, 其凸度(du)(du)越大(da), 屈(qu)光(guang)度(du)(du)數(shu)越大(da), 反之越小(xiao)。換言(yan)之, 對同一(yi)只眼(yan)球而言(yan), 近視度(du)(du)數(shu)越高, 眼(yan)球越突出, 需戴近視鏡度(du)(du)數(shu)越高。

2、眼球的(de)屈光系統(tong)是(shi)個可(ke)(ke)調的(de)“凸透(tou)鏡”, 因而形態(tai)可(ke)(ke)變, 當眼前放(fang)上凹透(tou)鏡時, 眼球仍具有自我調節功能(neng), 眼睛能(neng)看清不同距離(li)的(de)目標和近(jin)視或老視患者(zhe)戴鏡能(neng)適(shi)應(ying)本身就(jiu)說明了這(zhe)一點。

3、由于普通(tong)(tong)(tong)眼(yan)鏡(jing)(jing)與眼(yan)球(qiu)相(xiang)分離(li), 形(xing)象直(zhi)觀(guan), 容(rong)易計算。本節探討的(de)重(zhong)點是(shi)眼(yan)鏡(jing)(jing)對(dui)眼(yan)球(qiu)屈(qu)光(guang)的(de)影響, 對(dui)有關眼(yan)鏡(jing)(jing)的(de)論述(shu)(shu), 都是(shi)針(zhen)對(dui)普通(tong)(tong)(tong)眼(yan)鏡(jing)(jing)。戴(dai)角膜接(jie)觸鏡(jing)(jing)與普通(tong)(tong)(tong)眼(yan)鏡(jing)(jing)在屈(qu)光(guang)方面(mian)具有相(xiang)同的(de)效果, 其原理和技術在眼(yan)鏡(jing)(jing)行業已(yi)經很成熟, 因此不再(zai)論述(shu)(shu)。

4、在(zai)(zai)(zai)屈光(guang)(guang)(guang)學(xue)(xue)中(zhong)(zhong), 只有(you)在(zai)(zai)(zai)某(mou)些特殊(shu)(shu)情(qing)況(kuang)下, 屈光(guang)(guang)(guang)度數為(wei)P1、P2兩透(tou)(tou)鏡(jing)(jing)(jing)組(zu)(zu)合產生的(de)(de)屈光(guang)(guang)(guang)效(xiao)(xiao)果才是屈光(guang)(guang)(guang)度為(wei)P1+P2的(de)(de)透(tou)(tou)鏡(jing)(jing)(jing)。在(zai)(zai)(zai)眼(yan)球(qiu)與透(tou)(tou)鏡(jing)(jing)(jing)組(zu)(zu)成(cheng)(cheng)的(de)(de)光(guang)(guang)(guang)路(lu)中(zhong)(zhong), 在(zai)(zai)(zai)效(xiao)(xiao)果上或定性的(de)(de)計算中(zhong)(zhong), 也(ye)可以有(you)P1+P2這(zhe)種情(qing)況(kuang), 這(zhe)并(bing)非(fei)透(tou)(tou)鏡(jing)(jing)(jing)組(zu)(zu)合后的(de)(de)實際屈光(guang)(guang)(guang)效(xiao)(xiao)果, 而(er)是一(yi)種簡化(hua)(hua)和(he)(he)近(jin)(jin)似(si), 因(yin)為(wei)眼(yan)睛具(ju)有(you)自我改變屈光(guang)(guang)(guang)度的(de)(de)能力(li)。雖(sui)然較難用(yong)實驗驗證, 但(dan)從眼(yan)球(qiu)的(de)(de)調節(jie)(jie)效(xiao)(xiao)果看(kan), 它應當具(ju)有(you)抵(di)消鏡(jing)(jing)(jing)片屈光(guang)(guang)(guang)度的(de)(de)作用(yong), 而(er)該公式卻具(ju)有(you)簡化(hua)(hua)計算的(de)(de)作用(yong)。對于眼(yan)球(qiu)和(he)(he)透(tou)(tou)鏡(jing)(jing)(jing)所組(zu)(zu)成(cheng)(cheng)的(de)(de)系統來(lai)(lai)說, 至多是兩個透(tou)(tou)鏡(jing)(jing)(jing)組(zu)(zu)成(cheng)(cheng)的(de)(de)屈光(guang)(guang)(guang)系統, 因(yin)此可以利用(yong)屈光(guang)(guang)(guang)學(xue)(xue)理論進行(xing)計算。當戴(dai)(dai)上透(tou)(tou)鏡(jing)(jing)(jing)時, 因(yin)眼(yan)球(qiu)特殊(shu)(shu)的(de)(de)調節(jie)(jie)作用(yong), 將透(tou)(tou)鏡(jing)(jing)(jing)的(de)(de)屈光(guang)(guang)(guang)度和(he)(he)眼(yan)球(qiu)調節(jie)(jie)適應后的(de)(de)屈光(guang)(guang)(guang)度相加減, 也(ye)可得到近(jin)(jin)似(si)值(zhi), 雖(sui)然與準確地(di)測(ce)量眼(yan)球(qiu)的(de)(de)屈光(guang)(guang)(guang)力(li)尚有(you)一(yi)段距離, 但(dan)在(zai)(zai)(zai)效(xiao)(xiao)果上卻接近(jin)(jin)。在(zai)(zai)(zai)該論證中(zhong)(zhong), 盡(jin)管從理論上進行(xing)了推導(dao), 但(dan)實驗和(he)(he)測(ce)量都非(fei)常困難, 就象配制(zhi)近(jin)(jin)視鏡(jing)(jing)(jing)需要試戴(dai)(dai)一(yi)樣, 在(zai)(zai)(zai)用(yong)來(lai)(lai)指導(dao)配鏡(jing)(jing)(jing)的(de)(de)過程中(zhong)(zhong)還要進行(xing)試驗。

5、從眼(yan)球(qiu)(qiu)的(de)(de)(de)屈(qu)光特點看(kan), 有(you)人測得眼(yan)球(qiu)(qiu)的(de)(de)(de)靜屈(qu)光力為+58.6D, 這(zhe)雖然是(shi)一特例, 但也基本反(fan)映出(chu)眼(yan)球(qiu)(qiu)具有(you)很強的(de)(de)(de)屈(qu)光力, 其調(diao)節(jie)相對較小, 正常眼(yan)為0——10D左右, 近視眼(yan)為n——10D(n指眼(yan)球(qiu)(qiu)的(de)(de)(de)近視屈(qu)光度(du)數)左右, 而它(ta)又固定在眼(yan)眶內(nei), 因(yin)此對某一個(ge)人來說, 可以(yi)認為眼(yan)球(qiu)(qiu)的(de)(de)(de)屈(qu)光系(xi)統——“透鏡(jing)”的(de)(de)(de)中(zhong)心到視網膜的(de)(de)(de)距離(li)不變, 在以(yi)后的(de)(de)(de)計算中(zhong), 可認為像距為常數K, 對于(yu)眼(yan)球(qiu)(qiu)的(de)(de)(de)屈(qu)光來說, 如果能在視網膜上成清晰的(de)(de)(de)像, 該(gai)屈(qu)光系(xi)統仍滿足透鏡(jing)成像公式1/u+1/k=P

其中(zhong)K是(shi)常數, P為(wei)眼(yan)球(qiu)的(de)(de)屈(qu)光度數, 是(shi)變量, 意思(si)是(shi)不(bu)同的(de)(de)人看(kan)不(bu)同距(ju)離的(de)(de)目標和不(bu)同的(de)(de)人眼(yan)球(qiu)的(de)(de)屈(qu)光度數不(bu)同, U指(zhi)目標到眼(yan)球(qiu)的(de)(de)距(ju)離。

該公(gong)式成(cheng)立的(de)條(tiao)件(jian)是: 某一時刻, 眼(yan)睛(jing)看某一距離的(de)目(mu)標(biao), 且目(mu)標(biao)在眼(yan)睛(jing)的(de)近(jin)、遠點之間(jian)。

從公式(shi)看, 正視眼(yan)看無窮遠(yuan)處時(shi)(shi)1/u=0, 上式(shi)可化為(wei)(wei)P=1/K, 可令1/k=P0, 即(ji)P0為(wei)(wei)眼(yan)球的(de)(de)靜屈(qu)(qu)光(guang)度。當看距(ju)眼(yan)球為(wei)(wei)L的(de)(de)目(mu)標(biao)時(shi)(shi), “透鏡”成像公式(shi)變為(wei)(wei)1/L+1/K=1/L+P0, 1/L為(wei)(wei)眼(yan)球增加的(de)(de)屈(qu)(qu)光(guang)度數, 1/L+P0即(ji)為(wei)(wei)眼(yan)球看距(ju)離(li)為(wei)(wei)L的(de)(de)目(mu)標(biao)時(shi)(shi)的(de)(de)屈(qu)(qu)光(guang)度。

對于戴鏡者來說, 在一般情況下, 眼球到眼鏡中心的距(ju)(ju)離(li)約為1.2——2.4CM, 以下用h表(biao)示, 但對于某人某一時刻的值(zhi)是確定的, 設屈光度為P'的透鏡的焦距(ju)(ju)為F, 當看距(ju)(ju)離(li)為L的目標時, 鏡片成像公式(shi)如下:

1/L+1/V=P' ==> 1/V=P'-1/L ①

此(ci)時透鏡所成像到眼(yan)球這(zhe)一“透鏡”的(de)距離(li)為|V|+h, 眼(yan)球的(de)屈光(guang)情況滿足(zu)公式: 1/(|V|+h)+1/K=P ②

從公(gong)式(shi)看(kan), 如果(guo)|V|比h大(da)得多, 根據①公(gong)式(shi), ②式(shi)可近似(si)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(dui)于薄(bo)透鏡(jing)來(lai)說, 如果忽略(lve)眼球到鏡(jing)片的(de)距(ju)離, 可(ke)(ke)以認為因戴(dai)近(jin)視(shi)眼鏡(jing)致使眼球調節(jie)增加的(de)調節(jie)度數(shu)等(deng)于透鏡(jing)的(de)屈(qu)光(guang)度數(shu)。在眼球與眼鏡(jing)組成的(de)光(guang)學系統中(zhong), 各(ge)部(bu)分所產生的(de)屈(qu)光(guang)度數(shu)可(ke)(ke)近(jin)似(si)相加減, 這種分析(xi)可(ke)(ke)使計(ji)算簡(jian)化, 使問題變(bian)得(de)容(rong)易。在以后(hou)的(de)論(lun)述中(zhong), 我們將利用這一結果進(jin)行定性分析(xi)和近(jin)似(si)計(ji)算。

6、誤(wu)差(cha)分析。如果以公式為(wei)標準, 那么產生誤(wu)差(cha)的(de)原因是多(duo)方面的(de), 現對此分析。

(1) 因(yin)為眼(yan)(yan)球(qiu)的(de)(de)調節與(yu)形(xing)(xing)變(bian)(bian)同時進行, 有(you)調節就(jiu)有(you)形(xing)(xing)變(bian)(bian), 有(you)形(xing)(xing)變(bian)(bian)就(jiu)有(you)眼(yan)(yan)球(qiu)前后(hou)徑的(de)(de)變(bian)(bian)化, 還由(you)于(yu)(yu)晶(jing)(jing)狀體和(he)角(jiao)(jiao)膜(mo)(mo)本(ben)身(shen)形(xing)(xing)變(bian)(bian)而導致的(de)(de)角(jiao)(jiao)膜(mo)(mo)、房水、晶(jing)(jing)狀體所組成(cheng)的(de)(de)“凸透鏡”光(guang)(guang)(guang)心的(de)(de)變(bian)(bian)化。雖然(ran)近(jin)(jin)(jin)視或老視本(ben)身(shen)并不(bu)能(neng)說(shuo)(shuo)明其前后(hou)徑的(de)(de)變(bian)(bian)化(一(yi)(yi)說(shuo)(shuo), 近(jin)(jin)(jin)視眼(yan)(yan)是(shi)眼(yan)(yan)球(qiu)成(cheng)像(xiang)在視網膜(mo)(mo)前方, 但近(jin)(jin)(jin)調節的(de)(de)過強或睫狀肌(ji)不(bu)能(neng)放(fang)松都可實現這一(yi)(yi)點, 不(bu)能(neng)充(chong)分(fen)說(shuo)(shuo)明眼(yan)(yan)球(qiu)前后(hou)徑變(bian)(bian)長(chang)), 但更不(bu)能(neng)說(shuo)(shuo)明其不(bu)變(bian)(bian)性(xing)。這些因(yin)素的(de)(de)存(cun)在決定了公式(shi)中(zhong)K只是(shi)一(yi)(yi)個(ge)近(jin)(jin)(jin)似, 而且(qie)近(jin)(jin)(jin)調節幅(fu)度(du)(du)越(yue)大, K值變(bian)(bian)化越(yue)大, 這是(shi)產生誤(wu)差的(de)(de)一(yi)(yi)個(ge)原(yuan)因(yin)。但考慮(lv)到(dao)在眼(yan)(yan)球(qiu)調節中(zhong), 晶(jing)(jing)狀體的(de)(de)屈(qu)(qu)(qu)光(guang)(guang)(guang)度(du)(du)調節和(he)眼(yan)(yan)球(qiu)的(de)(de)屈(qu)(qu)(qu)光(guang)(guang)(guang)度(du)(du)(約60屈(qu)(qu)(qu)光(guang)(guang)(guang)度(du)(du))相差很(hen)遠,而眼(yan)(yan)球(qiu)調節幅(fu)度(du)(du)一(yi)(yi)般少于(yu)(yu)10個(ge)屈(qu)(qu)(qu)光(guang)(guang)(guang)度(du)(du), 相對(dui)較小, 角(jiao)(jiao)膜(mo)(mo)屈(qu)(qu)(qu)光(guang)(guang)(guang)度(du)(du)變(bian)(bian)化更小, 因(yin)此, 可認為“透鏡”光(guang)(guang)(guang)心到(dao)視網膜(mo)(mo)的(de)(de)距離幾乎(hu)不(bu)變(bian)(bian)。

(2) 因(yin)每個人的(de)眼(yan)球(qiu)(qiu)前后徑不(bu)等, 對不(bu)同(tong)的(de)人而言, K并非(fei)常數(shu), 很(hen)難準確測(ce)量(liang), 但(dan)具體到某(mou)一個人的(de)某(mou)一階段(duan)而言, 眼(yan)球(qiu)(qiu)前后徑不(bu)變, 可認為K是常數(shu)。

(3) 對不同的(de)(de)人而言, 眼鏡(jing)片到“凸透鏡(jing)”光學中(zhong)心的(de)(de)距離是(shi)一(yi)較難測量的(de)(de)變(bian)量, 這也影響到計算的(de)(de)準確性。由計算可知, h增(zeng)大時(shi), 誤差增(zeng)大, 反之越小(xiao)。

7、在(zai)眼(yan)(yan)(yan)前(qian)放置透鏡時, 與(yu)正常眼(yan)(yan)(yan)相比, 如果(guo)眼(yan)(yan)(yan)睛(jing)仍然能看清(qing)目(mu)標, 從眼(yan)(yan)(yan)球的(de)調(diao)節效(xiao)果(guo)看, 眼(yan)(yan)(yan)鏡首先抵(di)消(xiao)眼(yan)(yan)(yan)球調(diao)節的(de)不足(zu), 因(yin)此(ci)在(zai)以后的(de)計算中, 只要在(zai)眼(yan)(yan)(yan)球正常的(de)調(diao)節范(fan)圍內, 用(yong)于(yu)抵(di)消(xiao)透鏡的(de)效(xiao)果(guo)在(zai)理(li)論(lun)上能夠成立, 我們無(wu)須注(zhu)意眼(yan)(yan)(yan)球實際屈(qu)光(guang)度(du)的(de)變化。對眼(yan)(yan)(yan)球來說, 不管戴多少屈(qu)光(guang)度(du)的(de)眼(yan)(yan)(yan)鏡, 要看清(qing)前(qian)面的(de)目(mu)標, 必須低消(xiao)眼(yan)(yan)(yan)鏡的(de)作用(yong)而增加屈(qu)光(guang)度(du)調(diao)節。

8、由于配(pei)鏡誤差、適應等原因(yin)(yin), 即使(shi)把(ba)各種因(yin)(yin)素都考(kao)慮進去(qu),理論對于實踐也只(zhi)是一(yi)種近(jin)似, 眼球(qiu)調節幅度較大時, 這種簡單化、理想化的理論會因(yin)(yin)自身形變(bian)而(er)使(shi)誤差增大。再者, 鏡片到眼球(qiu)光學中心的距離(li)隨不同的人(ren)而(er)不同, 這又(you)無法用物理公(gong)式表示, 在具體(ti)配(pei)制時要具體(ti)問(wen)題具體(ti)分析。

9、對于(yu)眼(yan)(yan)球和鏡片所組成的(de)屈光(guang)系(xi)統來說, 鏡片度數(shu)是(shi)確(que)定(ding)的(de), 而眼(yan)(yan)球的(de)屈光(guang)度數(shu)卻是(shi)個變量(liang), 因(yin)此, 把眼(yan)(yan)球看成是(shi)一個可(ke)調凸(tu)透鏡的(de)意思(si)是(shi): 眼(yan)(yan)睛透過眼(yan)(yan)鏡能看清某一目標時, 眼(yan)(yan)球的(de)屈光(guang)度數(shu)確(que)定(ding), 因(yin)而完(wan)全可(ke)以利(li)用屈光(guang)學理論進行計算, 但眼(yan)(yan)球看目標的(de)距離發(fa)生變化時, 其屈光(guang)度數(shu)也隨之(zhi)變化。

10、對眼球與眼鏡組(zu)成的屈光系統而言, 只(zhi)有兩(liang)個“透鏡”組(zu)成, 可(ke)看成一(yi)個等效(xiao)的透鏡組(zu), 透鏡的度數(shu)可(ke)相加減, 比如(ru)一(yi)個+5D的透鏡, 可(ke)看成是(shi)一(yi)個(+2D)+(+3D)的透鏡組(zu), 雖(sui)然在多數(shu)情(qing)況(kuang)下并不成立, 但在理論(lun)為我們解(jie)決問題(ti)提供了方(fang)便。