Выбираем очки, проверяя их центровку

Важные различия

Следует быть очень внимательными, чтобы отличать схождение или расхождение лучей от конвергенции или дивергенции линзы. Виды линз и пучков света могут не совпадать. Лучи, связанные с объектом или точкой изображения, называются расходящимися, если они «разбегаются», и сходящимся, если они «собираются» вместе. В любой коаксиальной оптической системе оптическая ось представляет собой путь лучей. Луч вдоль этой оси проходит без какого-либо изменения направления движения из-за преломления. Это, по сути, хорошее определение оптической оси.

Луч, который с расстоянием отдаляется от оптической оси, называется расходящимся. А тот, который к ней становится ближе, носит название сходящегося. Лучи, параллельные оптической оси, имеют нулевое схождение или расхождение. Таким образом, когда говорят о схождении или расхождении одного луча, его соотносят с оптической осью.

Некоторые виды линз, физика которых такова, что луч отклоняется в большей степени к оптической оси, являются собирающими. В них сходящиеся лучи сближаются еще больше, а расходящиеся отдаляются меньше. Они даже в состоянии, если их сила достаточна для этого, сделать пучок параллельным или даже сходящимся. Аналогично рассеивающая линза может развести расходящиеся лучи еще больше, а сходящиеся – сделать параллельными или расходящимися.

Индивидуальные линзы: прогресс продолжается

Первые индивидуальные линзы появились в начале 2000-х годов в категории прогрессивных линз у компаний Carl Zeiss и Rodenstock и стали настоящим прорывом в коррекции зрения. До этого традиционные прогрессивные линзы изготавливались из фабричных полузаготовок, предназначенных для производства линз нескольких значений оптической силы и усредненных и принятых за стандартные параметров посадки оправы. Пациентам приходилось приспосабливаться, и у некоторых возникали проблемы с адаптацией. Индивидуализация очковых линз стала возможной благодаря появлению технологии Free Form, мощных компьютеров и расчетных программ, автоматического оборудования, позволяющего производить сложные поверхности с высокой точностью. Высокоточные поверхности этих линз помогают уменьшить некоторые аберрации высшего порядка, влияющие на размер поля зрения и контрастность изображения при недостаточной освещенности. В результате каждая линза изготавливается в соответствии с параметрами конкретного пациента, что обеспечивает высокое качество зрения и быструю адаптацию.

Количество учитываемых индивидуальных параметров постепенно увеличивалось. Первоначально это были конкретные данные рецепта и посадки оправы (так называемые параметры ношения), монокулярные значения PD, затем к ним добавилась форма оправы, привычное положение головы и особенности зрительной активности пациента, учет доминантного глаза и анизометропии

Некоторые дизайны учитывают наиболее важное зрительное расстояние при ношении прогрессивных линз, анатомию глаза – например, положение центра его вращения, и даже то, является человек левшой или правшой

Несколько позже появились и индивидуальные однофокальные линзы, при расчете которых учитываются параметры ношения – монокулярные значения PD, пантоскопический угол наклона оправы, радиус изгиба рамки оправы, вертексное расстояние, то есть все параметры, от которых зависит реальное формирование рефракции средства коррекции зрения. Некоторые производители наряду с этими показателями учитывают дополнительные данные, позволяющие более точно охарактеризовать индивидуальные особенности зрительной системы пользователя очков: например, соотношение между движениями головы и глаз, анатомию глаза – расстояние до центра вращения глаз и др. В расчетах индивидуального дизайна можно вводить требуемое пациенту расстояние для работы вблизи или на промежуточных расстояниях. Первоначально индивидуальные однофокальные линзы рекомендовались для коррекции высоких степеней аметропии и астигматизма, что позволяло в этих случаях достигать оптимального зрения при любом направлении взгляда без периферических аберраций по краям линзы, с увеличением поля четкого видения, улучшением контрастности изображения. Адаптация к новым очкам с индивидуальными линзами проходит легче и быстрее.

Оптические приборы. Глаз как оптическая система

Оптические приборы – это устройства, предназначенные для получения на экране, светочувствительных пленках, фотопленках и в глазу изображений различных предметов.

Лупа – это короткофокусная двояковыпуклая линза, предназначенная для относительно небольшого увеличения изображения.

Увеличение лупы рассчитывается по формуле:

где ​\( d_0 \)​ – расстояние наилучшего зрения, ​\( d_0 \)​ = 0,25 м.

Для получения увеличенного изображения предмет помещают перед линзой на расстоянии немного меньше фокусного. Изображение получается мнимым.

Микроскоп – это оптический прибор, предназначенный для рассматривания очень мелких предметов под большим углом зрения.

Микроскоп состоит из двух собирающих линз – короткофокусного объектива и длиннофокусного окуляра, расстояние между которыми может изменяться:

где ​\( F_1 \)​ – фокусное расстояние объектива; ​\( F_2 \)​ – фокусное расстояние окуляра.

Фотоаппарат – прибор, предназначенный для получения действительных, уменьшенных, перевернутых изображений предметов на фотопленке.

Предметы могут находиться на разных расстояниях.

Мультимедийный проектор – оптическое устройство, с помощью которого на экране получают действительное, увеличенное изображение, снятое с источника видеосигнала.

Человеческий глаз – оптическая система, подобная фотоаппарату.

Зрачок регулирует доступ света в глаз. Диаметр зрачка уменьшается при ярком освещении и увеличивается при слабом.

Хрусталик имеет форму двояковыпуклой линзы с показателем преломления 1,41. Он может изменять свою форму, в результате чего меняется его фокусное расстояние. При рассмотрении близких предметов хрусталик становится более выпуклым, при рассмотрении удаленных предметов – более плоским.

На сетчатке глаза образуется действительное, уменьшенное, перевернутое изображение предмета. Благодаря большому количеству нервных окончаний, находящихся на сетчатке, их раздражение передается в мозг и вызывает зрительные ощущения.

Зрение двумя глазами позволяет видеть предмет с разных сторон, т. е. осуществлять объемное зрение.

Если смотреть на предмет одним глазом, то, начиная с 10 м, он будет казаться плоским, если смотреть на предмет двумя глазами, то это расстояние увеличивается до 500 м.

Угол зрения – это угол, образованный лучами, идущими от краев предмета в оптический центр глаза.

​\( \varphi \)​ – угол зрения.

Аккомодация глаза – это свойство глаза, обеспечивающее четкое восприятие равноудаленных предметов путем изменения фокусного расстояния оптической системы.

Предел аккомодации – от ​\( \infty \)​ до 10 см.

Расстояние наилучшего зрения – это наименьшее расстояние, с которого глаз может без особого напряжения рассматривать предметы:

Дефекты зрения

• Близорукость – это дефект оптической системы глаза, при котором ее фокус находится перед сетчаткой. Близорукий глаз плохо видит отдаленные предметы.
• Дальнозоркость – это дефект оптической системы глаза, при котором ее фокус находится за сетчаткой. Дальнозоркий глаз плохо видит близкие предметы.

Очки – это простейший прибор для коррекции оптических недостатков зрения.

Близорукость исправляют с помощью рассеивающих линз.

Дальнозоркость исправляют с помощью собирающих линз.

Построение изображения тонкой собирающей линзой

При изложении характеристики линз был рассмотрен принцип построения изображения светящейся точки в фокусе линзы. Лучи, падающие на линзу слева, проходят через её задний фокус, а падающие справа — через передний фокус. Следует учесть, что у рассеивающих линз, наоборот, задний фокус расположен спереди линзы, а передний позади.

Построение линзой изображения предметов, имеющих определённую форму и размеры, получается следующим образом: допустим, линия AB представляет собой объект, находящийся на некотором расстоянии от линзы, значительно превышающем её фокусное расстояние. От каждой точки предмета через линзу пройдёт бесчисленное количество лучей, из которых, для наглядности, на рисунке схематически изображён ход только трёх лучей.

Три луча, исходящие из точки A, пройдут через линзу и пересекутся в соответствующих точках схода на A₁B₁, образуя изображение. Полученное изображение является действительным и перевёрнутым.

В данном случае изображение получено в сопряжённом фокусе в некоторой фокальной плоскости FF, несколько удалённой от главной фокальной плоскости F’F’, проходящей параллельно ей через главный фокус.

Далее приведены различные случаи построения изображений предмета, помещённого на различных расстояниях от линзы.

Если предмет находится на бесконечно далёком от линзы расстоянии, то его изображение получается в заднем фокусе линзы F’ действительным, перевёрнутым и уменьшенным до подобия точки.

Если предмет приближён к линзе и находится на расстоянии, превышающем двойное фокусное расстояние линзы, то изображение его будет действительным, перевёрнутым и уменьшенным и расположится за главным фокусом на отрезке между ним и двойным фокусным расстоянием.

Если предмет помещён на двойном фокусном расстоянии от линзы, то полученное изображение находится по другую сторону линзы на двойном фокусном расстоянии от неё. Изображение получается действительным, перевёрнутым и равным по величине предмету.

Если предмет помещён между передним фокусом и двойным фокусным расстоянием, то изображение будет получено за двойным фокусным расстоянием и будет действительным, перевёрнутым и увеличенным.

Если предмет находится в плоскости переднего главного фокуса линзы, то лучи, пройдя через линзу, пойдут параллельно, и изображение может получиться лишь в бесконечности.

Если предмет поместить на расстоянии, меньшем главного фокусного расстояния, то лучи выйдут из линзы расходящимся пучком, нигде не пересекаясь. Изображение при этом получается мнимое, прямое и увеличенное, то есть в данном случае линза работает как лупа.

Нетрудно заметить, что при приближении предмета из бесконечности к переднему фокусу линзы изображение удаляется от заднего фокуса и по достижении предметом плоскости переднего фокуса оказывается в бесконечности от него.

Эта закономерность имеет большое значение в практике различных видов фотографических работ, поэтому для определения зависимости между расстоянием от предмета до линзы и от линзы до плоскости изображения необходимо знать основную формулу линзы.

Очки для вас

1. В ассортименте продукции компании имеется серия прогрессивных линз Camber с двойной прогрессией (с 2017 года), то есть с переменной базовой кривой на передней поверхности и использованием технологии расчета DRP на внутренней поверхности. Новинка серии – линзы Camber S35 для начинающих пользователей. Другие линзы серии описаны ниже. 

Progressive Premium Camber Steady – базовый продукт 2018 года – универсальные индивидуальные прогрессивные линзы сбалансированного дизайна, подходящие как для новичков, так и для опытных пользователей. Эти линзы представляют собой уникальное сочетание переменной базовой кривой на передней поверхности и новейшей технологии Steady цифрового расчета внутренней поверхности, что позволило создать самые совершенные прогрессивные линзы, которые для пациента сравнимы по удобству с однофокальными. Пользователь этих линз получает улучшенное периферическое зрение, непревзойденное стабильное изображение даже в движении и при этом максимально широкие поля зрения на всех расстояниях.

Progressive Drive II – новинка 2019 года – индивидуальные прогрессивные линзы с зоной ночного зрения, предназначенные для очков водителей. В верхней части этих линз имеется дополнительная оптимизированная зона (на 4 мм выше установочного креста, дополнительная диоптрийная сила –0,25) для компенсации ночной миопии. Они обеспечивают панорамное зрение вдаль, полное отсутствие искажений и четкость зрения в необходимых водителю зонах, таких как дорога, панель приборов, зеркала. В дизайне линз также предусмотрена стабильная зона для близи и учтены особенности зрения в наиболее часто используемых зонах – зоне для дали, а также зоне для дали с фокусным расстоянием 4 м.

При назначении линз учитываются следующие характеристики: монокулярные значения PD, параметры оправы, базовая кривизна, индивидуальные особенности конвергенции, вертексное расстояние, пантоскопический угол наклона оправы и угол ее изгиба, индивидуальное рабочее расстояние для близи.

1. В ассортименте индивидуальных однофокальных линз представлены Mono Drive и Mono Premium. Mono Drive – линзы с зоной ночного зрения в верхней части. В этой зоне имеется дополнительная оптимизированная область (на 4 мм выше установочного креста, дополнительная диоптрийная сила –0,25) для компенсации ночной миопии.

С февраля в предложении линз Mono Premium 1,67 и 1,74 появится опция «эстет» –двойной асферический дизайн, что позволит добиваться минимальной толщины по центру линз, изготовленных по технологии Free Form, при максимальном оптическом качестве.

При расчете и изготовлении линз учитываются следующие индивидуальные характеристики: монокулярные значения PD, параметры оправы, базовая кривизна, индивидуальные особенности конвергенции, вертексное расстояние, пантоскопический угол наклона оправы и угол ее изгиба, индивидуальное рабочее расстояние для близи.

Не учитываются особенности зрительной активности пациента, наличие доминантного глаза, правша или левша пользователь очков, хотя на основании сбора анамнеза имеется возможность предложить наиболее оптимальное решение для клиента, например выбрать дизайн с более широкими зонами для дали или для близи.

1. Разумеется, индивидуальные линзы можно рекомендовать пациентам с высокой аметропией, астигматизмом, анизометропией, но кроме перечисленных категорий можно посоветовать их людям, чувствительным к аберрациям и трудно адаптирующимся к любым изменениям рефракции, а также клиентам, которые выбирают крупные и сильно изогнутые оправы.

Адаптация к новым очкам с индивидуальными линзами проходит легче и быстрее.

В некоторых случаях можно обойтись без индивидуальных линз. Например, если у клиента простой рецепт (рефракция до 2,0 дптр), нет астигматизма, анизометропии и нет бинокулярных нарушений, выбрана оправа со стандартными параметрами и правильно подобранной базовой кривизной для конкретной рефракции, ему можно обеспечить высокое качество зрения без аберраций в пределах 30º. 

1. В сети салонов оптики «Очки для Вас» для определения индивидуальных параметров оправы и посадки применяется измерительная линейка от разработчиков дизайнов (вручную), Impressionist – видеоцентровочное устройство, трейсер – прибор для измерения бокс-системы оправы.

Дисперсия света

Дисперсия света – это зависимость показателя преломления среды от длины волны (частоты) падающего на вещество света.

Опыт Ньютона (1672)

Из-за дисперсии световые волны с различной длиной волны поразному преломляются веществом, что приводит к разложению белого света на цветные монохроматические лучи – спектр.

Для лучей света различной цветности показатели преломления данного вещества различны, т. к. различны скорости распространения электромагнитных волн, у которых разная длина волны. Луч красного света преломляется меньше из-за того, что красный свет имеет в веществе наибольшую скорость, а луч фиолетового цвета преломляется больше, так как скорость для фиолетового цвета наименьшая. Это объясняется особенностями взаимодействия этих волн с электронами, входящими в состав атомов и молекул вещества среды, где они движутся.

Дисперсией света объясняется такое природное явление, как радуга.

Действительные и мнимые изображения

Точечный источник света называется действительным объектом, а точка сходимости пучка лучей, выходящего из линзы, является его действительным изображением.

Важное значение имеет массив точечных источников, распределенных на, как правило, плоской поверхности. Примером может служить рисунок на матовом стекле, подсвеченный сзади

Другим примером является диафильм, освещенный сзади так, чтобы свет от него проходил через линзу, многократно увеличивающую изображение на плоском экране.

В этих случаях говорят о плоскости. Точки на плоскости изображения 1:1 соответствуют точкам на плоскости объекта. То же относится и к геометрическим фигурам, хотя полученная картинка может быть перевернутой по отношению к объекту сверху вниз или слева направо.

Схождение лучей в одной точке создает действительное изображение, а расхождение – мнимое. Когда оно четко очерчено на экране – оно действительное. Если же изображение можно наблюдать, только посмотрев через линзу в сторону источника света, то оно называется мнимым. Отражение в зеркале – мнимое. Картину, которую можно увидеть через телескоп – тоже. Но проекция объектива камеры на пленку дает действительное изображение.

Ссылки[править]

1. http://bse.sci-lib.com/article070448.html
2. Whitehouse D. (1999-07-1). «World’s oldest telescope?». BBC News. BBC. Retrieved 2014-09-19.
3. «The Nimrud lens/The Layard lens». Collection database. The British Museum. Retrieved 2014-09-19.
4. Ландсберг Г.С., «Элементарный учебник физики», часть=§88. Преломление в линзе. Фокусы линзы,том=3. Колебания и волны. Оптика. Атомная и ядерная физика. Издание=13-е, изд.год=2003, М. Физматлит. страниц=656, страницы=236-242.
5. http://www.nsc.ru/HBC/hbc.phtml?15+320+1
6. http://inorg-chem.info/ref/propyskaet_yl5trafioletov6e.html
7. http://inorg-chem.info/ref/propyskaet_yl5trafioletov6e.html
8. В.В.Аристов, Л.Г.Шабельников Успехи физических наук, январь 2008г.,Том178, №1
9. .В.В.Аристов, Л.Г.Шабельников Успехи физических наук, январь 2008г.,Том178, №1
10. http://www.nsc.ru/HBC/hbc.phtml?15+320+1
11. http://onnes.ph.man.ac.uk/nano/index.html

• http://www.lomo.ru/site/catalog/view_main.cgi?l0=60&cid=60&ltb=cats
• http://www.jupiter-optics.com/proizvodstvo.htm
• http://www.nsc.ru/HBC/hbc.phtml?15+320+1
• http://inorg-chem.info/ref/propyskaet_yl5trafioletov6e.html

Сложности подбора и назначения

Стоимость индивидуальных линз намного превосходит стоимость линз стандартных, что объясняется сложными методами подбора, расчета и изготовления. Если при выборе новой оправы покупатель может оценить ее дизайн, цветовую гамму, качество изготовления, посадку и соответствие имиджу, то качество и свойства индивидуальных линз в момент выбора оценить ему намного сложнее. На практике, на первый взгляд неискушенных пользователей очков, индивидуальные линзы ничем не отличаются от обычных – такой же кружок (или овал) из прозрачной пластмассы. Сегодня для того, чтобы рассказать об этих линзах и объяснить их преимущества, оптики-консультанты применяют различные иллюстрации, программы-демонстраторы и даже очки виртуальной реальности, позволяющие клиенту оценить качество зрения в очках со стандартными и индивидуальными линзами.

Индивидуализация дизайнов линз потребовала увеличения точности измерения параметров центрирования, которую не могут обеспечить обычная линейка с маркером и даже пупиллометр. При неправильном проведении измерений, а также при нарушении параметров при сборке очков качество зрения в очках с индивидуальными линзами может стать даже хуже, чем со стандартными. Для исправления ситуации были созданы видеоцентровочные устройства и терминалы, которые позволяют достигнуть нужного уровня точности измерений; к тому же их удобно использовать для консультирования при выборе линз и оправ. На рынке доступны более бюджетные устройства – насадки для iPad или других планшетных компьютеров, которые дают возможность измерять параметры центрирования и ношения быстро и с высокой точностью.

Учет индивидуальных параметров для изготовления линз способствовал более активному вовлечению пациентов в их выбор: человек должен ответить на целый ряд вопросов, указать наиболее важные особенности профессиональной деятельности и хобби. Как правило, он заполняет анкету-опросник в электронном или бумажном варианте, на основании которой программа определяет наиболее значимые зрительные зоны, а следовательно, и дизайн линз. Составление зрительного профиля клиента уже возможно и через Интернет.

Мы попросили представителей компаний – дистрибьюторов очковых линз ведущих мировых производителей, а также отечественной фирмы, выпускающей очковые линзы, ответить на ряд вопросов о предлагаемых на оптическом рынке России индивидуальных линзах:

Какие новейшие индивидуальные прогрессивные линзы имеются в вашем ассортименте продукции? Какие индивидуальные параметры учитываются при их подборе и изготовлении? Какие наиболее современные индивидуальные однофокальные линзы есть в вашем перечне продукции? Какие индивидуальные параметры принимаются во внимание при их подборе и производстве? Кому следует рекомендовать индивидуальные линзы – пациентам с высокой аметропией, астигматизмом, анизометропией или всем потенциальным пользователям очков? Какие инструменты и приспособления требуется использовать при подборе линз и проведении необходимых измерений?

Предлагаем вашему вниманию полученные ответы.