3.3.6 眼镜光学：眼镜镜片的曲率和厚度 |
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3.3.6 眼镜光学：眼镜镜片的曲率和厚度
1．眼镜镜片的曲率和测量方法 (1)曲率曲率在几何光学中的定义为圆弧的弧长与其所对应的夹角的比值，是表征一个曲面的重要参数。通俗地讲，曲率就是曲率半径的倒数。一般，曲率以大写字母R表示，曲率半径以小写字母r表示，二者的关系为：R=1/r若r以m(米)为单位，则R的单位为m-1(也称屈光度)。在眼镜光学中，已知单折射球面的屈光力为：F=(n’-n)/r。一般，镜片折射面的一方为空气(折射率n0=1.0)，另一方则处于镜片内，折射率为n。以F1表示镜片前折射面的屈光力，以F2表示镜片后折射面的屈光力，则：F1=(n-1)/r1=(n-1)R1F2=(1-n)/r2=-(n-1)R2F1、F2有时也称弯度。简化计算时，可将镜片按薄透镜公式计算：F=F1+F2 =(n-1)(1/r1-1/r2)=(n-1)(R1-R2)(2)测量方法曲率的测量一般采用球径仪法。专用于眼镜镜片曲率测量的球径仪也叫镜片测度表或眼表，它的测量头是由两边两个固定触针和中间一个活动触针所组成。如图3―37所示，当把三只触针垂直对着透镜的表面，中央可动的那只触针即按照透镜的表面弯曲形式上下移动，并带动指针转动，眼表将指针移动的距离(即镜面在两固定触针间的矢高)换算为折射面的屈光力。 如转动三只触针的方向，即可测定透镜表面不同子午线上的屈光力。据此即可算出透镜表面的散光度及其轴位。镜片测度表使用之前，要先放在平面上把指针校正为零，以保证所测数据准确。镜片测度表上的分度大多是根据某一固定折射率(nT=1.523或nT=1.530)为标准计算所得。任何其他折射率不同的透镜，如用这种仪器测定，都须附加校正。用镜片测度表所测得的面焦度(面屈光力)，称为显示焦度FT。对于符合该折射率的镜片，显示焦度FT即为实际面焦度FR。若镜片的折射率与镜片测度表所对应的折射率不同，则应通过下式计算：FR=(n-1)/0.523×FT2．眼镜镜片的厚度和测量方法眼镜镜片的厚度是在满足镜片的屈光力的前提下，并达到一定机械强度要求的必要参数，当然，人们也不希望镜片很厚。一般，凸透镜中心厚度最大，凹透镜边缘厚度最大。测量镜片的中心厚度比较容易，只要用厚度卡或百分表直接在镜片的几何中心点并垂直于镜片表面进行测量就可以了，但有时为保证镜片的机械强度，要测量镜片的最小厚度。对于凸透镜，其最小厚度为边缘厚度，测边缘厚度时就不能直接用厚度卡或百分表进行测量(因为较难保证测量方向与镜面垂直)，只有通过测镜片的中心厚度及两曲面的矢高来进行计算以得到镜片的边缘厚度。 如图3―38所示，其中粗圆弧代表镜片的一个曲面，以r代表曲面的曲率半径，y代表透镜弦长的一半，s代表该圆弧的弧矢高度(矢高)。根据几何公式可得： |
在图3―39中，t为中心厚度，e为边缘厚度，s1、s2分别为前曲面及后曲面的矢高。对于新月形凸透镜，有：e=s2-s1+t
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