棱镜眼镜主要用于校正斜视患者的视力,它不仅解决物体成像于视网膜前后的问题,还要矫正或训练眼肌麻痹或功能不足的问题。随着验光水平的不断提高,棱镜越来越多的出现在验光处方上,根据实际工作经历,浅谈一点棱镜眼镜加工制作与检测方面的体会。
下面我们结合一些实例来讲解制作棱镜的两种常用方法:
1、 移光心法
三棱镜是组成一切眼用透镜的最基本的光学单位,球面透镜和柱面透镜均可以看做由无数个大小不等的三棱镜组成,当我们偏离镜片光心注视物体时,会出现三棱镜效果(可根据P=FC计算),我们可以在配装眼镜时,故意让镜片的光心不对准配戴者的瞳孔中心,让此时产生的棱镜效果恰好与处方上要求的棱镜效果相同,这种方法就是移光心法,移心距离可以通过C=P/F(C的单位为cm)计算。
镜片的移心法则为:正镜片的移心方向与所需的三棱镜底向方向相同,负镜片的移心方向与所需的三棱镜底向方向相反。如下例:
例1:
右眼-5.00DS / -1.00DC X 45 2△B135°,
左眼为-4.00DS,
镜架尺寸为50-18,
镜架高度为40mm,
瞳距为64mm,
瞳高为24mm。
这副眼镜就可以使用库存镜片通过移光心法装配达到处方的要求。
右眼: 水平方向屈光力F:-5.00+(-1.00)Xsin245=-5.50D
水平方向棱镜度P:2Xcos45=1.4△BO
水平方向棱镜所需的移心量:
c=P/F=1.4/5.5=0.25cm=2.5mm 内移
水平方向几何中心所需移心量:
(50+18-64)/2 =2mm 内移
水平方向总移心量:2.5+2=4.5mm 内移
垂直方向屈光力F:-5.00+(-1.00) X sin245=-5.50D
垂直方向棱镜度P:2 X sin45=1.4△BU
垂直方向棱镜所需的移心量:
c=P/F=1.4/5.5=0.25cm=2.5mm 下移
垂直方向几何中心所需移心量:
24-40/2=4mm 上移
垂直方向总移心量:4-2.5=1.5mm 上移
左眼: 水平方向移心量:(50+18-64)/2 =2mm 内移
垂直方向移心量:24-40/2=4mm 上移
配装此副眼镜时,在正常点轴的情况下只需将右眼的光心水平方向内移4.5mm,垂直上移1.5mm,即可以保证处方中的棱镜效果,无需定做棱镜镜片。
例2:
R:-5.00DS/-2.00DC×45 2△ B135°
L:-5.00DS 镜架尺寸为52□18,镜架高度为40mm
PD为64mm,瞳高为25mm。
这付眼镜可以通过移动光心法使用库存镜片装配达到处方的要求。
R:水平方向屈光力F:-5.00+(-2.00) ×Sin245=-6.00D
水平方向棱镜度P:2×cos45=1.4△BO
水平方向棱镜所需的移心量:
C=P/F=1.4/6=0.23cm=2.3mm内移
水平方向几何中心所需移心量
(52+18-64)/2=3mm内移
水平方向总移心量:2.3+3=5.3mm内移
垂直方向屈光力:-5.00+(-2.00)×cos245=-6.00D
垂直方向棱镜度P:2×sin45=1.4△ BU
垂直方向棱镜所需的移心量:
C=P/F=1.4/6=0.23cm=2.3mm下移
垂直方向几何中心所需移心量:
25—40/2=5mm 上移
垂直方向总移心量:5-2.3=2.7mm上移
L:水平方向移心量:(52+18-64)/2=3mm,内移。
垂直方向移心量:25-40/2=5mm上移。
装配这副眼镜时,在正常点轴的情况下,只需将右眼的光学中心水平方向内移5.3mm,垂直上移2.7mm,即可以保证处方中的棱镜效果,无需定做棱镜镜片。
2、 车房定做
当镜架尺寸过大、镜片直径过小、镜片屈光度过小和所需棱镜度较大的情况下,就不可以通过移动光心的方法来完成棱镜加工,如+1.00DS产生5△,则:C =P/F=5/1=5CM,显然光学中心移动5cm是不可能的,此时就需要车房定做棱镜的镜片,一般我们通过制作镜片厚度差的方法来完成棱镜的加工。
例: +1.00DS折射率为1.56的透镜为产生5△,镜片直径为60mm,求此时镜片的棱镜方向上的厚度差。
解:根据 P = 100g(n-1)/d => g=Pd/100(n-1)=5X60/100(1.56-1)=5.4mm
(P为棱镜度,g为厚度差,d为镜片直径,n为折射率)
所以只要在车房进行二次加工镜片时,改变透镜的边缘厚度,保证磨好的透镜在棱镜方向厚度差为5.4mm,此时镜片几何中心处的棱镜度就为5△。
工厂一般制造棱镜厚度差的方法是在研磨镜片时使用专门的厚薄环,厚薄环产生相反的厚薄差,根据计算厚薄差,选择合适的厚薄环,在镜片研磨上盘时使用合适的厚薄环,在二次加工结束后即可得到处方的棱镜度。
二、棱镜眼镜加工的具体步骤:
以上两种方法均可以制作棱镜,实际加工棱镜的步骤为(以使用全自动磨边机为例):
1、 扫描镜架或衬板:
根据镜架选择合适的扫描方法,左眼扫描、 右眼扫描或双眼扫描。
2、 确定镜片加工中心点和加工基准线:
⑴将镜片水平的放在电脑查片仪的镜片支架上,将屏幕和处方的棱镜表示方法调整一致。
⑵前后左右移动镜片,使查片仪屏幕上显示的球镜、柱镜、轴位、棱镜和棱镜基底方向均与处方上的一致。
⑶按下打点器,打印出三个点,中间的一个点即为加工中心点,三点的连线即为加工基准线。
⑷靠近测量者的是镜片的上部,靠近电脑查片仪档板的是镜片的下部,在镜片上标示左右眼和鼻侧位置。
⑶磨边后进行倒棱和倒边处理,对于无框和半框眼镜要注意打孔的角度和开槽的位置、深浅等。
5、 装配
将加工好的镜片上到镜架中,此时加工基准线要严格水平,同时注意镜面角度和内面与面部的距离。
棱镜眼镜加工检验的一般两种方法:
方法一
找出具有标称值所显示的三棱镜度及底向的位置,并记录打点,与处方所明示的底向相比较是否一致,此时必须将眼镜的上或下框缘靠紧焦度计的靠板并平行移动。
测量左右两镜片三棱镜度位置间的水平距离及垂直距离,并与配镜者的瞳距相比较。若相等,则该三棱镜度符合处方要求;若不相等,则可通过计算分析偏差是否在允差范围之内(先根据处方中棱镜的大小、方向,和测得的符合此棱镜的位置,推算出光学中心位置,然后再根据P=FC计算出处方中瞳距、瞳高对应的镜片上位置处的棱镜度数和基底方向,根据棱镜度大小,查找国家标准中的允许误差值,比较计算值与处方的误差,是否在国家标准的允许误差范围内,确定配装眼镜是否合格 )。
例:
已知配装好的眼镜R:-4.00DS/-1.00DC×60,L:-5.00DS/-2.00DC×120,双眼再各加2△BI,配镜者远用瞳距为65mm,观测左右两镜片具有2△BI的位置间水平距为63mm,判断该副眼镜的棱镜度加工质量是否符合要求。
R:水平方向屈光力为:-4.00+(-1.00×sin260=4.75D
2△BI的位置:63/2=31.5mm
C=P/F=2/4.75=4.2mm(10.5px,外移)
单眼光学中心位置:31.5+4.2=35.7mm
单眼瞳距:65/2=32.5mm
C=35.7-32.5=3.2mm(8px) 。
单眼瞳距处棱镜度:P=FC=4.75×0.32=1.52BI,国家标准允许误差:±0.25△,此处单眼棱镜度偏差为1.52-2.00=-0.48△,不符合国家标准。
简易计算法:2△BI的位置:63/2=31.5mm,单眼瞳距:65/2=32.5mm,两者相差1mm,由此引起的棱镜度偏差P=FC=4.75×0.1=0.48,不符合国家标准。
方法二
根据处方中的单眼瞳距和单眼瞳高确定瞳孔中心在镜片上的对应位置,在镜片上做出标记;
将镜架的底部靠在焦度计档板上,眼镜要水平,镜片上的标记点对准测量头的中心;
读出此时焦度计屏幕上的屈光度和棱镜度及底向,根据棱镜度大小,查找国家标准中的允许误差值,判断配装眼镜是否合格。
棱镜眼镜在检测时需要注意
棱镜镜片的厚薄差较大,在焦度计上打点和检测时,需将棱镜尖端稍抬起,使镜片的前表面处于水平位置;因为棱镜镜片在磨边装配过程中,考虑到美观等因素,尖边位置往往在厚端的靠外处,也就是说镜片的外表面比内面更接近于水平线,因而在配戴眼镜时的视轴也更接近于外表面的光轴,而不是里表面的光轴。所以这个方向的度数应该是实际矫正值,也就是说,焦度计在这个方向的测量值为实际矫正值。
总之,棱镜的加工制作要求精度比一般眼镜高,加工中心必须对准瞳孔,加工基准线必须严格水平,我们只有熟练掌握磨边技巧,清楚棱镜加工的注意事项,并严把检测关,才能让装配的眼镜符合国家标准。