Фотохромные материалы
Светофильтры из цветных стекол ослабляют как сильное, так и слабое излучение. В этом отношении они постоянны. В условиях переменной освещенности целесообразны переменные свето- фильтры, ослабляющая способность которых зависела бы от ос- вещенности. Такие светофильтры могут быть получены на основе фотохромных материалов.
Фотохром ное стекло (ФХС) - стекло обратимо изменяющее свою прозрачность в видимой области спектра в зависимости от освещенности и длительности облучения ультрафиолетовым и ко- ротковолновым видимым излучением. После прекращения облуче- ния пропускание стекла восстанавливается. В настоящее время фотохромные материалы - это особый большой класс веществ, насчитывающий десятки видов. По виду матричного вещества они подразделяются на три типа: кристаллические вещества, органи- ческие материалы и фотохромные стекла, и существенно отлича- ются по ряду свойств и по возможности их применения.
Наиболее перспективными для целей оптической промыш- ленности являются фотохромные неорганические стекла. Сущест- вует ряд факторов, обосновывающих такое предпочтение: механи- ческая прочность, влагостойкость, температуроустойчивость, тех- нология изготовления не отличается от технологии изготовления обычного стекла; фотохромные параметры не ухудшаются со вре- менем и в процессе работы.
Неорганические ФХС бывают двух типов:
1) стекло, имеющее фотохромную матрицу.
2) стекло с активизирующими добавками.
В первом случае добавки служат для усиления фотохромных свойств, во втором превращают матрицу в фотохромное стекло. Более распространен второй тип (добавками являются серебро, медь, кадмий и др.).
Кристаллы галоидного серебра обладают светочувствитель- ностью, т.е. под воздействием актиничного излучения происходит восстановление серебра. Пока действует излучение, образуется металлическое серебро, частицы которого вызывают потемнение
стекла (концентрация частиц пропорциональна интенсивности из- лучения). Как только излучение прекращается, серебро вступает в реакцию с галогенами и стекло обесцвечивается.
Полученные любым способом и отожженные заготовки дета- лей из ФХС подвергаются специальной обработке (наводке), для придания стеклу фотохромных свойств. Наводка производится при температуре 650°-700°.
Наиболее широкое применение ФХС получило для солнце- защитных очковых линз. Медикобиологические исследования пока- зали целесообразность использования очковых ФХС. Для защиты от световых вспышек существуют ФХС с высокими скоростями по- темнения.
Фотохромные линзы из минерального стекла имеют несо- мненные достоинства (высокую абразивоустойчивость и долговеч- ность). Но в затемненном состоянии у таких линз с высокой реф- ракцией наблюдаются различия в окраске центральной и перифе- рической зоны. Кроме того они, как и любые минеральные линзы, довольно травмоопасны в силу своей хрупкости.
Органические фотохромные линзы появились в начале 80-х годов, но по своим свойствам они уступали имеющимся на рынке минеральным линзам (медленное затемнение, нежелательные цветовые оттенки и т.д.). В настоящее время разработано множе- ство органических фотохромных материалов не уступающих мине- ральным по своим свойствам.
Существует три способа внедрения полимерных добавок в состав линзы.
1. Добавки распределены во всем объеме полимерной линзы (полимеризация в массе). При этой технологии обеспечивается большая долговечность фотохромных линз по сравнению с линза- ми, содержащими пигмент только в поверхностном слое. Долговеч- ность линз объясняется тем, что по мере исчерпания ресурса фо- тохромных молекул на поверхности начинают активизироваться и темнеть под воздействием ультрафиолетового излучения молеку- лы, расположенные более глубоко.
2. Добавки содержатся в тонком поверхностном слое линзы. При этой технологии фотохромные пигменты диффундируют
внутрь материала линзы на глубину примерно 0,15-0,20 мм. Такой способ позволяет изготавливать фотохромные линзы различных дизайнов из широкого диапазона материалов. Для таких линз ха- рактерно, что равномерность затемнения не зависит от рефракции линзы.
3. Добавки содержатся в слое органического покрытия на по- верхности линзы. Данный метод производства предусматривает погружение готовых линз в ванну с реакционно-способными орга- ническими фотохромными пигментами. Последние разработки та- ких линз активизируются под воздействием коротковолнового ви- димого излучения, по этому линзы могут темнеть во время вожде- ния автомобиля.
Независимо от материала линз они чувствительны к темпе- ратуре. Чем ниже температура воздуха, тем сильнее, затемнение линзы. То есть в солнечный теплый день они пропускают больше света, чем в зимний ясный. Любые фотохромные линзы дают пре- красную защиту от ультрафиолета, что является несомненным преимуществом.
ОСНОВНЫЕ ВИДЫ ОЧКОВЫХ ЛИНЗ
Очковые линзы - основной элемент корригирующих и солн- цезащитных очков, применяемых для коррекции аномалий реф- ракции, расстройств аккомодации, исправления недостатков мы- шечного аппарата глаза, а также для защиты органов зрения от ультрафиолетового и избыточного видимого света солнечного излучения.
Линза (от лат. lens - чечевица), прозрачное тело, ограничен- ное двумя преломляющими световые лучи поверхностями, из ко- торых хотя бы одна является поверхностью вращения.
Классификация очковых линз по ГОСТ Р51044-97
Очковые линзы подразделяют: по числу оптических зон коррекции аметропии зрения на:
- афокальные,
- однофокальные,
- бифокальные,
- трифокальные;
• по возможности коррекции дефектов зрения на:
- стигматические,
- астигматические;
по возможности коррекции дефектов зрения при косоглазии и слабости мышц глаза на:
- призматические,
- непризматические;
по знаку значения задней вершинной рефракции на:
- положительные,
- отрицательные,
- отрицательно-положительные;
в зависимости от наличия лентикулярной фаски на:
- лентикулярные,
- нелентикулярные;
по технологии изготовления на:
- склеенные,
- спеченные,
- цельные;
• по наличию плоскости симметрии на:
- линзы для коррекции правого глаза,
- линзы для коррекции левого глаза;
в зависимости от номинального положения оптического центра относительно геометрического на:
- центрированные,
- децентрированные.
В зависимости от точности изготовления и показателей внеш- него вида линзы подразделяют на группы I и II.
Любая очковая линза характеризуется оптической силой, вы- ражаемой рефракцией. Заднюю вершинную рефракцию очковых линз определяют при помощи диоптриметров. Чаще всего в опти- ческих мастерских используется диоптриметр ДО-3. В зависимости от вида очковой линзы (стигматическая, астигматическая, бифо- кальная, линза обладающая призматическим действием) приёмы измерения будут несколько различны.
Рассмотрим некоторые типы линз более подробно.
Афокальные линзы
В соответствии с ГОСТ Р 51044-97 «Линзы очковые» афо- кальными или плановыми линзами называются линзы имеющие нулевое оптическое действие в каждом меридиональном сечении, то есть линзы не имеющие оптической силы. Такие линзы чаще всего применяются в обычных солнцезащитных и защитных очках.
Афокальные линзы подразделяются на призматические (об- ладающие заданным призматическим действием в геометрическим центре)и непризматические.
Однофокальные линзы
В соответствии с ГОСТ Р 51044-97 «Линзы очковые» одно- фокальная линза - линза, предназначенная для коррекции зрения на одном расстоянии видения.
Изготавливают однофокальные линзы следующих типов: од- нофокальные стигматические, однофокальные стигматические призматические, однофокальные астигматические, однофокаль- ные астигматические призматические
Однофокальные стигматические линзы
В соответствии с ГОСТ Р 51044-97 «Линзы очковые» - стиг- матическая очковая линза - линза сводящая пучок параксиальных световых лучей в один фокус.
Однофокальные стигматические линзы предназначены для коррекции зрения миопического, гиперметропического и афакиче- ского глаза.
Обе преломляющие поверхности линзы имеют сферическую форму, а геометрический центр такой линзы должен совпадать с оптическим центром. Предельно допустимая децентрация зависит
28
от рефракции линз и нормируется ГОСТ Р 51044-97. Невозможно знать заранее, линза какой рефракции нужна тому или иному паци- енту, поэтому линзы изготавливаются в соответствии с сущест- вующим рядом номинальных значений.
Линзы с рефракцией от 0.00 дптр до ±6.00 длтр изготавлива- ются с интервалом 0.25 дптр. Для коррекции более высоких степе- ней аметропии линзы изготавливаются с большим интервалом - 0.50 дптр между номинальными значениями. Рефракции линз свы- ше 20.0 дптр изготавливают с интервалом 1.0 дптр. Рефракция линзы зависит, в основном, от показателя преломления материала линзы и радиусов кривизны преломляющих поверхностей. Радиусы кривизны рассчитываются с точностью до сотых долей миллимет- ра, но при изготовлении линз возможно отклонение радиуса кри- визны от заданного значения, что приводит к отклонению рефрак- ции изготовленной линзы от номинального значения.
При измерении задней вершинной рефракции стигматических очковых линз необходимо установить линзу на диоптриметр той поверхностью к коллиматору, которая должна быть обращена к глазу. Затем опустить рычаг и прижать линзу к вершине агатового стержня. Получив резкое изображение сетки коллиматора (точеч- ная сетка) в плоскости сетки с перекрестьем, перемещать линзу по торцу коллиматора до тех пор, пока центр изображения точечной сетки не совместится с центром перекрестия. По шкале рефракций определить значение задней вершинной рефракции измеряемой линзы (рис 8).
Рис. 8. Измерение рефракции стигматической линзы
Цена деления шкалы рефракций диоптриметра ДО-3 равна 0,25 дптр, но нониус делит её ещё на пять частей с ценой деления каждой части 0,05 дптр. Следовательно, при необходимости, воз- можно измерить заднюю вершинную рефракцию с точностью до 0,05 дптр (рис. 9).
Рис. 9. Вид шкалы рефракций и нониусной шкалы
Определение рефракции астигматической очковой линзы.
В соответствии с ГОСТ Р 51044-97 «Линзы очковые» - астиг- матическая очковая линза - линза сводящая пучок параксиальных световых лучей в два различных фокуса расположенных во взаим- но перпендикулярных плоскостях.
Однофокальные астигматические линзы
Однофокальные астигматические линзы предназначены для коррекции зрения миопического, гиперметропического и афакиче- ского астигматического глаза.
Астигматическая линза имеет одну поверхность сфериче- скую, а другую торическую. Сферическая поверхность характеризу- ется одним значением радиуса кривизны, а у торической поверхно- сти радиусы кривизны в разных меридиональных сечениях разные, но можно выделить два сечения в одном из которых радиус кри- визны поверхности максимальный, а в другом минимальный.
Таким образом, отличительной особенностью астигматиче- ских линз является наличие в них двух главных сечений, в каждом из которых задняя вершинная рефракция имеет свое значение. Се- чение, рефракция которого наименьшая по алгебраической вели-
чине принято называть первым главным сечением. Сечение, реф- ракция которого наибольшая по алгебраической величине принято называть вторым главным сечением. Сечения обозначается соот- ветственно F'vi и F'vii. Величина астигматизма характеризуется ас- тигматической разностью и определяется как разность значений рефракций в двух главных сечениях.
Для определения значения рефракций, а также для опреде- ления направления обоих главных сечений необходимо воспользо- ваться диоптриметром.
При измерении рефракции астигматической очковой линзы в поле зрения зрительной трубы вместо окружности из светлых точек виден ряд полос, расположенных параллельно одному из двух главных сечений очковой линзы.
Чем больше астигматическая разность данной линзы, тем более вытянутыми будут полосы.
Для измерения задней вершинной рефракции астигматиче- ской линзы необходимо установить очковую линзу на агатовый стержень. Добиться отчетливого изображения параллельных по- лос Перемещая очковую линзу по агатовому стержню, подвести середину группы параллельных-полос в центр перекрестия. По шкале рефракций снять отсчет.
Рекомендуется первый отсчет производить для первого глав- ного сечения.
При этом необходимо учесть, что при измерении рефракции астигматических очковых линз сечение, в котором измеряется реф- ракция, всегда перпендикулярно направлению видимой в поле зре- ния диоптриметра группе параллельных полос.
Для измерения рефракции второго главного сечения нужно группу параллельных полос в поле зрения окуляра поставить в по- ложение, перпендикулярное первому. Группа параллельных полос займет новое положение и будет наиболее отчетливо видна при расположении ее точно под углом 90° к первому (рис. 10).
Рис. 10. Измерение рефракций астигматической линзы
Разность между первым и вторым отсчетами дает значение астигматической разности линзы.
Примеры условного обозначения:
Упаковочный конверт очковой линзы российского производ- ства содержит следующие обозначения.
Линза очковая OA 062 II -4,0; -1,5 ГОСТ Р51044-97 - однофокальная астигматическая линза диаметром 62 мм, второй группы исполнения, имеющей задние вершинные рефракции в главных меридианальных сечениях минус 4,0 и минус 1,5 диоптрии.
Упаковочный конверт той же очковой линзы иностранного производства содержит значение рефракции в главном сечении и астигматическую разность.
Sph -4,0 = Cyl +2,5 062 или Sph -1,5 = Cyl -2,5 062.