1010223常用視覺輔具吳文陽老師講義 (1)

2012/2/20

常用視覺輔具眼鏡片
「眼鏡」的主角當推「眼鏡片」
鏡片眼鏡片或稱透鏡
眼鏡英文名稱－Lens－拉丁文「扁豆」
（Lentile Seed）
隱形眼鏡前、後兩個凸曲面組成
狀似扁豆的扁平種子
僅限幫助閱讀
稱眼鏡片或透鏡－Lens

2012/2/20 弗布斯光學眼鏡中心吳文陽 1 2012/2/20 弗布斯光學眼鏡中心吳文陽 2

鏡片眼鏡製造業的興起
一般鏡片 AD1250→德國已熟知「眼鏡」
◎玻璃鏡片 AD1270~1275 →綠寶石、透明石英、水晶
◎樹脂鏡片 AD1300 →義大利威尼斯晶體公會，制定玻
◎PC鏡片璃製成晶體或鏡片
◎壓克力鏡片 AD1450 →德國活版印刷興起，閱讀人口增
隱形眼鏡加，眼鏡需求量大，眼鏡製造業遂興起
◎軟式鏡片－拋棄式、長戴式 AD1700 →真正興起，光線折射原理為依據
◎硬式鏡片


眼鏡製造業的興起光的曲折
中國的眼鏡製造業的興起較晚木棍斜插入水中的那一段好像由水面向上彎
距今五、六百年前明宣宗年間，「眼鏡」由折
西方傳入游泳池或水池中的水，其深度看起來比實際
達官富貴者方用得起感覺較淺
這些都是光之折射現象
稜鏡或透鏡的作用既是根據此一理論


1

2012/2/20

折射率例
光由一介質進入另一介質時，將改變其進行由空氣進入玻璃，由玻璃進入水等，以該兩
之方向。此乃光在不同介質中有不同速度介質中之光速比質表示之
之所致。
光在真空之速度作為標準，則光在其他介光在空氣中速度
質中之相對速度為：光在真空速度 / 光在介折射率（ n ）＝
質速度。此一比質謂之絕對折射率（n）
絕對折射率光在玻璃中速度
所有介質（不包含氣體）之絕對折射率均大
於1，恆在水的折射率1.33與金鋼鑽的折射 186,000
水的折射率（n ）＝＝1.33
率2.42之間。 140,000

例介質
水-----------------------------1.3336 折射率大的介質→密
加拿大膠 ----------------------1.526
西洋杉木油---------------------1.510 折射率小的介質→疏
硼矽皇冠玻璃-------------------1.509 酒精（1.362）與水（1.333）比較，酒精
硬皇冠玻璃---------------------1.5175 在光學上就變為密
眼鏡皇冠玻璃-------------------1.5230
密火石玻璃---------------------1.6214
特密火石玻璃-------------------1.7129
石英----------------------------1.5442 , 1.5534
鑽石----------------------------2.4173


折射折射
光線傾斜投射於折射率不同兩介質之分界面疏法線
而繼續進入另一介質，其進行方向必將改變，
此現象謂之折射。
折射
疏介質進入較密介質，光線折向法線。
密
密介質進入較疏介質，則折離法線。

法線疏


2

2012/2/20

曲介面之曲折作用單位
當光束所存在空間的介質不在空氣中時，其基準面左側為負（－），右側為正（＋）
聚散率（ Vergence ）為：單位：diopter 簡稱為 D

1
聚散率（ Vergence ） D＝
f（m）
光束所存在空間的介質折射率n1
＝
光束發光點與基準面間之距離（m）


例 1 發散光例 2 收束光
n=1.5
N=1.33

50㎝

20㎝

1.5 1.5 1.33 1.33
D＝＝＝－3.00D D＝＝＝ 6.65D
f －0.5（m） f 0.2（m）

面曲折力符號

n −n n1為第一介質曲率半徑應加予記號
D= 2 1 n2 為第二介質
曲率中心在基準面左方為負（－）
r 曲率中心在基準面右方為正（＋）
r為曲率半徑


3

2012/2/20

面曲折率面曲折率

n2=1.5
n1=1 n1=1.33 n2=1.5
10㎝ 10㎝

c c

n − n1 1 .5 − 1 n 2 − n1 1 . 5 − 1 . 33
D = 2
= = 5D D = = = 1 .7 D
r 0 .1 r 0 .1

面曲折率透鏡的曲折作用（薄透鏡）
透鏡是使用透明材料製成的薄片，其表面皆
經過磨光。
n1=1 n2=1.5
10㎝
其中最少有一面為曲介面。
c 並且對於入射光線有收束或發散的作用。

n 2 − n1 1 .5 − 1
D = = = −5D
r − 0 .1

透鏡的分類
依照形狀的分類 1. 雙凸透鏡
2. 平凸透鏡
3. 凸新月形透鏡
4. 雙凹透鏡
5. 平凹透鏡
6. 凹新月形透鏡

1 2 3 4 5 6

4

2012/2/20

透鏡的分類人眼的角膜
依照作用的分類形狀→凹新月形透鏡
收束（會聚）（＋）透鏡作用→強度的收束（會聚）折射作用
發散（－）透鏡透鏡形狀與透鏡作用，會因周圍介質不同而
平面透鏡差異。
在空氣中凸透鏡為收束（會聚）（＋）透鏡
在空氣中凹透鏡為發散（－）透鏡


人眼的角膜角膜表面曲折力
凹新月形透鏡
n − n1 1.376−1
n=1.376 D1 = 1 = = 48.83D
角膜
r1=7.7mm r 0.0077
n1=1 (空氣) r2=6.8mm
n2 − n 1.336−1.376
D2 = 2 = = −5.88D
n2=1.336(房水) r 0.0068
D ≒43.00D D = D1 + D2 = 48.83+ (−5.88) ≅ 43.00D

透鏡作用透鏡作用
將透鏡視為是很小的稜鏡之集合體時，可直凸透鏡的作用
覺的了解，透鏡的收束（會聚）與發散作用


5

2012/2/20

透鏡作用透鏡的構造
凹透鏡的作用二個曲介面所組成的透明體，連結第一曲介
面中心（曲率中心）C1與第二曲介面中心
（曲率中心）C2連線稱為法線。
曲介面的半徑稱為曲率半徑


透鏡的構造透鏡的構造
雙凸透鏡雙凹透鏡

r1 r1
r2 r2
光軸光軸
c1 c2 c1 c2


透鏡的構造透鏡的構造
凸新月形透鏡凹新月形透鏡

r2
r1 光軸 r1 c2
光軸
c1 c1
c2
r2


6

2012/2/20

透鏡的曲折力透鏡的曲折力
透鏡因為在兩個介面發生折射作用
n −1
所以將兩個介面折射率加起來的數值就是透第一介面的曲折力為 D1 =
鏡的曲折力。 r1

1− n
第二介面的曲折力為 D2 =
r2

透鏡的曲折力透鏡的曲折力
凹透鏡

D = D1 + D2
n=1.6
總曲折力 r1=12cm

r2=7.5cm

空氣 n’=1 空氣 n’=1


透鏡的折射率眼鏡鏡片的材料
凸透鏡玻璃與塑膠
玻璃→光學玻璃大約200種以上
眼鏡專用
N=1.523 r2=261.5mm
冕玻璃（crown glass）
nd≧1.6且vd≧50
nd≦1.6且vd≧55
r1=87.17mm 鉛玻璃（flint- glass ）
上述以外的光學玻璃全部
空氣 n’=1 空氣 n’=1


7

2012/2/20

製造商製造商
德國－ SCHOTT 美法－ CORNING
鹼玻璃鹼玻璃
折射率－1.523 折射率－1.6
比重－2.54 比重－2.58~2.63
色散－55~59 色散－40~41


製造商製造商
英國－ PILKINGTON 日本－ RICON
鉛玻璃超重鉛玻璃
折射率－1.7 折射率－1.8
比重－2.99~3.20 比重－3.54~4.80
色散－31~43 色散－32~41


製造商眼鏡鏡片的材料
日本－ RICON 塑膠→太陽眼鏡
超重鉛玻璃硬質隱形眼鏡的PMMA
折射率－1.9 樹脂鏡片CR-39
比重－3.77 調光（變色）鏡片
高折射率膠片
色散－32~41
PC安全鏡片→安全帽
防彈車窗
飛機門窗

8

2012/2/20

眼鏡鏡片的特性眼鏡鏡片的特性
折射率：最重要因素透光率：無色透明
比重愈大則折射率愈增加玻璃純度 99.999%
光學常數正確穩定透光率 91%
誤差：±0.001以下均質性：折射率均勻
逆像散率：Abbe數或vd
無條紋
重要數值、愈大色像差愈小
無氣泡
此數值的倒數稱為像散率
誤差：±0.5以下無雜質


眼鏡鏡片的特性眼鏡鏡片的特性
均等性：無變形冕玻璃：折射率（nd=1.523）
加熱後緩冷消除變形逆像散率（vd=58.6）色像差小
其他：比重（s）鉛玻璃：折射率（nd=1.6~1.9）
耐熱性（a）逆像散率（vd=30~40）色像差大
耐濕性（h）塑膠：折射率（nd=1.5）
耐濕性（f）逆像散率（vd=57.8）色像差小
著色（g）
硬度


理想中的鏡片玻璃眼鏡片的加工流程
高折射率球面
逆像散率粗磨－車弧機、彎度計、厚度計
粗磨
量輕材物料－鑽石砂輪、切削油
安全（不易破裂）作用－決定度數、厚度
表面硬度優良（加工性良好）
調光（變色）速度快
漸進多焦點盲區小


9

2012/2/20

玻璃眼鏡片的加工流程玻璃眼鏡片的加工流程
細磨（凹凸面加工）－研磨機（雙軸）拋光－拋光機（二軸、四軸、八軸）
材物料－鑽石粒、金鋼砂（氧化鋁）材物料－拋光粉（氧化鈰）
作用－粗面~細面作用－細面~光面


洗淨－超音波洗淨機品檢－驗度儀、檯燈
材物料－洗劑、純水材物料－乙醚、酒精
鍍膜－真空鍍膜機
作用－增加透視力、抗反射
品檢
包裝


散光（凹面）拋光－拋光機（二軸、四軸、八軸）
凸面粗磨－車弧機、彎度計、厚度計材物料－拋光粉（氧化鈰）
材物料－鑽石砂輪、切削油作用－細面~光面
作用－決定前弧


10

2012/2/20

保護膜－合金貼付－合金機
材物料－液態膜、3M膠膜材物料－低溫金屬（70℃）
作用－保護鏡面、增黏作用－固定軸度


凹面粗磨－TC車弧機、彎度計、厚度計細磨（凹面加工）－TC研磨機（雙軸、四
材物料－鑽石砂輪、切削油軸心）
作用－決定度數（S、C）、厚度材物料－鑽石粒、金鋼砂（氧化鋁）
作用－粗面~細面


拋光－TC拋光機（二軸、四軸、八軸）洗淨－超音波洗淨機
材物料－拋光粉（氧化鈰）材物料－洗劑、純水
作用－細面~光面
脫合金


11

2012/2/20

玻璃眼鏡片的加工流程眼鏡片的加工流程
品檢－驗度儀、檯燈樹脂鏡片研磨
材物料－乙醚、酒精毛料半成品（單光、雙光、漸近多焦）
鍍膜－真空鍍膜機切削
作用－增加透視力、抗反射粗磨（凹面加工）
品檢細磨
包裝拋光
品檢


眼鏡片的加工流程眼鏡片的加工流程
樹脂鏡片加UV 樹脂鏡片染色
鏡片鏡片
洗淨洗淨
浸泡UV溶液染色
洗淨洗淨
品檢品檢


眼鏡片的加工流程眼鏡片的加工流程
樹脂鏡片硬化處理樹脂鏡片鍍膜
鏡片鏡片
洗淨洗淨
浸泡批覆凸面真空鍍膜
預烘凹面真空鍍膜
品檢品檢
硬化成型→品檢→包裝包裝


12

2012/2/20

樹脂鏡片RX處理程序 CR-39
RX 折射率－比重－色散－透光
1.499 － 1.32 － 58 － 92.2%
防水 1.56 － 1.36 － 40 － 90.6%
鍍膜
硬化 1.61 － 1.34 － 37 － 89.6%
染色
UV 1.67 － 1.35 － 32 － 88.0%
鏡片 1.74 － 1.46 － 33 － 85.9%


PMMA PC
折射率－比重－色散－透光折射率－比重－色散－透光
1.49 － 1.2 － 57.2 － 92.4% 1.58 － 1.2 － 30 － 90.2%


玻璃鏡框－材料
折射率－比重－色散－透光鈦合金
1.523 － 2.55 － 59 － 91.6% 航太鋼
1.6 － 2.58 － 41 － 89.6% 一般合金(不含鎳)
1.7 － 2.99 － 32 － 87.45% 鍍23K金(GP)鑲水晶
1.8 － 3.65 － 30 － 84.54% 18K金
1.9 － 4.06 － 30.6 －81.67% SPX(人造纖維)
板料(醋酸纖維)
碳纖維、玻璃纖維

13

2012/2/20

鏡框－製作方式隱形眼鏡－材質
射出成型－塑膠框、SPX(人造纖維) 硬式鏡片－非透氧即壓克力(P-MMA)片
金屬焊接－鈦合金、航太鋼、一般合金(不高透氧鏡片(R.G.P.)
含鎳) 、鍍23K金(GP)鑲水晶、18K金軟式鏡片－彈性物(Elastomer)矽橡膠
CNC電腦沖床－鋼片、鈦合金、航太鋼 (Silcone Rubber)
CNC電腦銑床裁型－板料、玻璃纖維水膠(Hydrogel) 、P-HEMA


隱形眼鏡－大小隱形眼鏡－目的
角膜鏡-直徑7.5~11.0mm位於角膜上光學矯正－球面片(Spherical)
半鞏膜鏡-直徑12.0~15.0mm角膜外緣鞏散光片(Toric)
膜上雙焦片(Bifocal)
鞏膜鏡-直徑16.0mm以上，覆蓋鞏膜上治療性－水膠鏡片，術後遮蓋傷口
裝飾性－角膜變色片、放大片


隱形眼鏡－製造方法隱形眼鏡－配戴方式
車削片－CNC車床、軟片、硬片日拋
旋轉成型片－旋轉離心力、控制轉速、軟片週拋
、硬片季拋
鑄模片－陰模、陽模鑄造法、週拋、日拋半年拋
混合法－鑄模前弧、後弧，再車削另一弧面長戴式


14

2012/2/20

隱形眼鏡－後弧設計
球片－單弧、雙弧、多弧
非球片
混合－中心球面、周圍非球面

2012/2/20 弗布斯光學眼鏡中心吳文陽 85

15

1010223常用視覺輔具吳文陽老師講義 (1)

Empfohlen

Empfohlen

Weitere ähnliche Inhalte

Andere mochten auch

Andere mochten auch (11)

Mehr von doc30845

Mehr von doc30845 (14)