число аббе в оптике что это такое
Линзы с высоким значением показателя преломления
В этой статье мы рассмотрим свойства линз из материалов с высоким показателем преломления (далее — высокопреломляющих линз), их особенности и преимущества. Кроме того, с представителями оптических компаний — производителей очковых линз обсудим ассортимент высокопреломляющих линз на оптическом рынке и рекомендации к их назначению.
Показатель преломления материалов очковых линз
Показатель преломления – величина, характеризующая преломляющую силу прозрачной среды. Он обозначается латинской буквой n и определяется как отношение синуса угла падения к синусу угла преломления луча света, входящего извне в данную прозрачную среду. С физической точки зрения показатель преломления материала показывает отношение скорости распространения света в воздухе к скорости его распространения в данном материале.
Показатель преломления зависит как от свойств среды, так и от длины волны света, в частности увеличивается с ее уменьшением. Поэтому к букве n приписывают индекс, указывающий, к какой длине волны относится показатель. Например, для стекла ТФ-1 показатель преломления в красной части спектра nC составляет 1,64210, а в фиолетовой – nG’ = 1,67298.
Сегодня на оптическом рынке представлены органические материалы для очковых линз со значениями показателя преломления от 1,49 до 1,76 и минеральные материалы с его значениями от 1,52 до 1,90. Согласно одной из классификаций, оптический материал в зависимости от значения n можно отнести к какой-нибудь из групп со следующим показателем преломления:
Очковые линзы. Индекс, материал, покрытия
Выбирая очки важно уделить внимание выбору линз. Какое покрытие выбрать? Чем они отличаются? В этой статье мы расскажем о очковых линзах. Очковые линзы отличаются материалом, индексами, покрытиями и функционалом. Функционал очковых линз – это отдельная большая тема, в этой статье мы её не затронем.
Линзы изготавливают из стекла (минеральные линзы) или полимеров (органические линзы). Стеклянные линзы используются уже очень давно, но в последнее время теряют популярность, связано это с несколькими причинами:
— большой вес
— минимальная ударопрочность.
Но стекло имеет и свои плюсы:
— При аккуратном обращении оно долговечно и устойчиво к царапинам.
— Именно стеклянные линзы бывают ультратонкими с индексом 1,9.
Линзы из полимеров появились в 50х годах прошлого века и с тех пор идет непрерывный процесс улучшения. Их отличает:
— высокая ударопрочность.
— вес линзы из полимера меньше, чем вес стеклянной линзы.
— есть возможность покрыть полимер различными покрытиями, которые улучшают характеристики линзы.
— возможность сделать линзы практически под любой дизайн.
Какие бывают индексы?
1,49/1,50 – стандартные линзы. Линзы с индексом 1,49 это первые линзы сделанные не из стекла. Именно с них начинался путь пластика в очковых линзах. Тогда это был прорыв в области очковых линз, но года идут и технологии ушли вперед.
1,56 – линзы тоньше стандартных на
1,60/1,61 – линзы тоньше стандартных на
25%. Идеально подходят для безободковых и полуободковых оправ. Обычно линзы с этим индексом изготавливаются из особых материалов обладающим повышенной прочностью.
1,67/1,74 – ультратонкие и ультра легкие линзы. Они тоньше стандартных на
Мы не будем уходить в теоретические дебри физики. Если говорить просто – по числу Аббе можно судить о «комфортности» линзы для адаптации. У числа Аббе и индекса линзы есть обратно пропорциональная зависимость. Чем выше индекс, тем ниже число Аббе и тем дольше будет процесс привыкания.
Линзы бывают без покрытий, с многофункциональными покрытиями и марочными.
Линзы без покрытий – обычно их обозначают буквами CR-39. Именно эти линзы устанавливают в абсолютном большинстве готовых очков. Линзы с индексом 1,49(1,50) имеют самое большое число Аббе, как следствие к ним легче всего адаптироваться. Поскольку у них нет защитных слоев они не защищены от царапин, ультрафиолета и срок службы при не надлежащем уходе будет не велик.
Подытожим плюсы:
+ Легкая адаптация.
+ Низкая цена.
+ Линзы пригодны к окраске и тонированию.
Минусы:
— Не долговечность, линзы легко поцарапать.
— Отсутствие всех защитных слоев, в том числе от ультрафиолета. Ходить на улице в таких линзах не рекомендуется.
— В диоптриях больше +/- 5 края линзы могут значительно выходить за края оправы, что портит эстетически вид.
Упрочняющее покрытие – линзы из органических материалов не такие твердые как стеклянные. Их можно поцарапать даже салфеткой при ежедневном уходе. Упрочняющий, лаковый слой, защищает линзу и тем самым увеличивает срок её службы.
Просветляющее (антирефлексное) покрытие – увеличивает четкость изображения, убирает блики и аберрации. Особенно это актуально для водителей в сумерках и при мокрой дороге. На линзах с таким покрытием вы не увидите отражения своего глаза или окружающих предметов.
Водогрязеотталкивающее (гидрофобное) покрытие – особый верхний слой на линзе, который делает её идеально гладкой. Каплям влаги просто не за что зацепиться, и они почти бесследно соскальзывают с очков. За счет этого слоя линзы меньше загрязняются, а уход за ними становиться проще. Линзы с гидрофобным покрытием быстрее отпотевают при резкой смене температуры, что очень актуально в наших, Российских, условиях.
Антистатическое покрытие. Помимо жидких загрязнителей, с которыми справляется гидрофобное покрытие, есть еще пыль. Линзы без антистатического покрытия легко перенимают электрический заряд от кожи, тканей, таких как нейлон или шелк. За счет статического электричества на таких линзах формируется пылевое загрязнение, а в процессе их очистки салфеткой – пыль будет царапать линзу. Антистатическое покрытие решает эту проблему. В этих линзах нет электрического заряда и статическое электричество не накапливается на них и как следствие меньше пыли на очках.
Многофункциональное покрытие. В большинстве линз, продаваемых в оптике, имеется сочетание всех или почти всех выше перечисленных покрытий. Они имеют буквенные обозначения.
Перечисленные выше – самые распространённые, но еще есть фирменные покрытия у крупных производителей линз. Их названий существует великое множество и отличаются они в основном улучшением того или иного слоя или всех разом.
Антикомпьютерное покрытие. Линзы с защитой от синего спектра излучения от мониторов компьютеров, телефонов, планшетов, телевизоров и т.п. Именно интенсивное излучение синего цвета на сегодняшний день считается главной причиной усталости глаз при длительном взаимодействии с мониторами. Линзы с фильтром синего позволяют минимизировать это вредное воздействие.
Фотохром (Хамелионы). Фотохромные линзы могут менять степень тонированности в зависимости от условий внешней среды. К примеру, на улице в солнечный день линзы будут либо серого, либо коричневого цвета (самые распространённые цвета). Очки будут и коррекционными, и солнцезащитными одновременно. В этих же очках вы зайдете в помещение, где на вас не будут попадать прямые солнечные лучи – линзы станут прозрачными.
Очки – это средство, которые повышает качество нашей жизни. Средний срок использования очков составляет 3 года. Что бы использование было комфортным нужно выбирать не только красивую оправу, но качественные линзы. В этой статье мы постарались дать основы выбора линз максимально просто и доступно, что бы вы ориентировались и понимали свои потребности.
Что надо знать об очковых линзах
Свойства материалов для очковых линз
При описании и сравнении очковых линз необходимо применять термины, которые возможно, неизвестны читателю, их краткие описания приводятся ниже:
Аберрации – искажение изображения линзой. Применительно к очковой оптике рассматриваются следующие виды аберраций: астигматизм, хроматизм, дисторсия, в наиболее сложных линзах учитываются сферическая аберрация и кома.
Астигматизм – аберрация по краям поля зрения линзы, дающая размытость, нечеткость изображения;
Хроматизм – аберрация, выражающаяся в окрашивании изображения;
Дисторсия – искривление изображения по краям поля зрения.
Число Аббе (коэффициент средней спектральной дисперсии) характеризует хроматические аберрации, вызывающие появление окрашенных контуров у изображений предметов при взгляде на них через периферическую часть линзы. Аберрации возникают из-за того, что показатель преломления светового излучения зависит от длины волны. Достаточно хорошие оптические свойства липзы получают, если число Аббе выше 30. Следует иметь в виду, что число Аббе и показатель преломления, как правило, зависят друг от друга обратно пропорционально. У высокопреломляющих материалов число Аббе ниже, чем у CR-39 (около 58).
Дисторсия (от лат. distorsio, distortio — искривление), погрешность изображения, при которой нарушается геометрическое подобие между объектом и его изображением;
Прямые линии, проходящие через главную оптическую ось, отображаются в виде прямых, а прочие искажаются. Рассмотрим на примере квадратной сетки:
А Б
Дисторсия.
Зависимость коэффициента отражения от угла падения луча на поверхность
Особенности дизайна поверхности.
I.Сферические линзы
II.Асферические линзы
Самая простая и распространённая конструкция очковых линз – сферическая линза, т.е. линза, у которой и передняя, и задняя поверхности – сфера. Двояковыпуклая форма линзы (мениск) обусловлена тем, что таким образом в линзах исправляют астигматизм, никакие другие аберрации в сферической линзе не исправляются.
Обычные однофокальные линзы со сферическими (торическими) поверхностями обеспечивают высокое качество зрения в центральной части (оптические центры) линзы. При взгляде через периферию линзы возникают различные искажения изображения. Для их устранения поверхностям линзы придают асферическую форму (поверхность линзы получается как результат вращения вокруг оси не окружности, а кривой более высокого порядка – синусоиды, параболы и др.). Асферическими могут быть одна (передняя) или обе поверхности линзы. В последнем случае дизайн называют биасферическим. Аналогичным образом аторические поверхности получают, если цилиндрическая составляющая оптической поверхности формируется с применением кривых типа сисусоиды, параболы и т.п. Асферические и биасферические линзы не только обеспечивают высокое качество зрения, но и выглядят очень эстетично, так как они более тонкие, чем сферические линзы.
Асферическими называют линзы, одна или обе поверхности которых не являются сферическими.
Впервые линзы с асферическим дизайном были представлены в 50-х годах 20века. Однако, наибольшее распространение они получили в последние 10-15лет Чаще всего они гиперболическая, а об отдельном виде асферических линз – прогрессивных – будет сказано ниже.
Применение асферической поверхности позволило не только значительно лучше исправить астигматизм, но и избавиться от дисторсии. Кроме того, асферическая линза тоньше сферической (при применении одного и того же материала) и более плоская, а значит выглядит эстетичнее.
Следует иметь в виду, что применение асферических линз может быть ограничено при некоторых заболеваниях врачом – офтальмологом, а установка в оправу возможна только после специальной разметки. В последнее время появились линзы, в которых обе поверхности – асферические, к их назначению и установке в оправу следует подходит еще более аккуратно.
Асферические линзы поверхности более эстетичны, тоньше, легче, а их ношение комфортнее. Они в меньшей степени увеличивают глаза за линзами. Это позволяет людям с высокой степенью миопии чувствовать себя более уверенно в очках с асферическими линзами.
Преимущества линз асферического дизайна
— Более тонкие, легкие и плоские
— Не искажают вид глаз пользователя
— Улучшают качество зрения в периферийной зоне линз
— Обеспечивают более естественное изображение наблюдаемых предметов
— Имеют более широкое поле четкого зрения
— Обеспечивают более привлекательный вид готовых очков
Следует иметь в виду, что пациент не сможет в полной мере воспользоваться преимуществами асферических линз, если они неправильно подобраны или неправильно собраны в оправу
Адаптация к асферическим линзам Некоторые пользователи могут отметить, что когда они переходят от сферических линз к асферическим, все вокруг выглядит иначе. Это происходит потому, что асферические линзы могут снизить уменьшение или увеличение изображения на 20-30%, поэтому привычные окружающие предметы будут казаться другого размера. Необходимо понимать, что мир, видимый вами в асферических линзах, ближе к реальному и что вы скоро привыкнете к новым очкам. Если вы пользуетесь несколькими парами очков, необходимо иметь линзы асферического дизайна во всех очках. В этом случае вы не будете ощущать изменения размера предметов при переходе от асферических линз обратно к сферическим и наоборот.
В настоящее время все крупные производители имеют в своем ассортименте высококачественные асферические очковые линзы, причем асферический дизайн используется не только для однофокальных, но и для прогрессивных очковых линз.
Для всех типов линз в таблицах приводятся границы диапазона доступных значений оптической силы сферы в диоптриях (ДПТР). для астигматических линз дополнительно указан диапазон доступных значений цилиндра (CУL) (так называемая астигматическая разница). Для бифокальных и прогрессивных линз приводятся значения адидации (АДД), т.е. добавки к оптической силе зрения для дали, необходимой для обеспечения требуемой оптической силы в зоне для зрения вблизи.
Очковую линзу можно охарактеризовать по трем критериям: материал, конструкция и покрытие линз. Ознакомимся последовательно с ними.
Характеристики CR-39 (Omega 15)
индекс n = 1,502
плотность = 1,32
число Аббе = 58
поглощение (УФ) = 93%
NK-55.Материал для утоньшенных пластиковых линз с показателем преломления n=1.56. Популярность линз из этого материала обьясняется их невысокой стоимостью, число Аббе недостаточно для такого коэффициента. Кроме того, ввиду хрупкости, линза не рекомендуется в безободковую оправу и в оправу на леске.
Характеристики NK-55
индекс n = 1.56
плотность = 1.28
число Аббе = 38
поглощение УФ-излучения – 100%
Что включает в себя понятие «высокопреломляющие очковые линзы»
Расширение ассортимента высокопреломляющего материалов вносит некоторые коррективы в классификацию очковых линз по значению показателя преломления. Достаточно долго к высокопреломляющим очковым линзам относили материалы с показателем преломления свыше 1,59. Сегодня к высокопреломляющим оптическим материалам относятся такие, значение показателя преломления которых находятся в диапазоне от 1,67 до 1,74.
Преимущества очковых линз из высокопреломляющих материалов
Высокопреломляющие очковые линзы
— могут быть на 40-50% тоньше очковых линз из традиционных пластмасс (CR-39) и обычного стекла (nd=1.52).
— легче своих аналогов из традиционных пластмасс и стекла
— при отрицательных рефракциях, как правило, имеют толщину по центру от 1,5 до 1,0мм
— не производятся без упрочняющих и просветляющих покрытий,
— упрочняющие покрытия таких линз могут быть окрашены по стандартной методике в условиях лабораторий по производству линз,
— полностью блокируют ультрафиолетовое излучение,
— обеспечивают более привлекательный внешний вид готовых очков
— в сочетании с асферическим и аторическим дизайном являются наиболее совершенными на сегодняшний день средством коррекции зрения для пациентов с высоким значениями миопии и геперметропии
— доступны в фотохромном исполнении с показателем преломления до 1.74 по технологии «Transitions»
— с показателем преломления 1,67 специально создавались для сборки в модные очки с креплением очковых линз на винтах и на леске
Виды покрытий органических очковых линз:
Для улучшения потребительских свойств органических линз на их поверхность наносят специальные покрытия. В зависимости от выполняемых ими функций покрытия подразделяются на следующие виды:
— упрочняющие
— просветляющие
— водо- и грязеотталкивающие
— многофункциональные
Покрытия в разрезе
Линза со стандартным многофункциональным покрытием.
Оптические пластмассы, из которых изготавливают органические линзы, гораздо мягче минерального стекла. Поэтому на поверхности органических линз без упрочняющего покрытия легко образуются царапины, из-за которых готовые линзы быстро теряют свои оптические свойства. Особенно важна защита от образования царапин для поликарбонатных линз. В настоящее время упрочняющие покрытия часто применяются не как отдельный тип покрытий, а как составная часть многофункционального покрытия линз в виде отдельного слоя. Упрочняющие покрытия наносят на органические линзы различными способами (погружением в раствор с защитными веществами, вакуумными напылением и др.). для получения хорошего качество упрочняющего покрытия (или слоя) необходимо решить ряд довольно сложных задач.
Например, для обеспечения хорошего сцепления упрочняющего слоя с материалом линзы часто используется еще один промежуточный слой (адгезивный). Предлагаемые ведущими производителями органических линз фирменные упрочняющие покрытия надежно защищают линзы от появления царапин и продлевают их срок службы. В настоящее время упрочняющее покрытие чаще применяется в едином комплексе с просветляющими и гидрофобным слоями, образуя многофункциональное покрытие.
Коэффициент пропускания света через обычные, без специальной обработки, линзы заметно меньше 100% (80%-90%). Это в основном обусловлено эффектом отражения света от поверхностей линзы. Отражение света на границе линза – воздух не только уменьшает количество достигшего глаз света, но и приводит к появлению бликов, ложных изображений и гало вокруг ярких источников освещения. Все это в целом заметно снижает контраст изображения и ухудшает зрительный комфорт. В определенных ситуациях обусловленное ложными изображениями ухудшение зрения может иметь серьезные последствия. Например, ослепление ночью водителя светом едущего сзади автомобиля может привести к созданию аварийной ситуации на дороге. Кроме того, блики на поверхности линз мешают собеседнику видеть глаза человека за линзами. Блики и ложные изображения появляются на любых видах линз, включая солнцезащитные и фотохромные, причем они становятся особенно заметными для линз из материалов с высокими показателем преломления.
Для борьбы с бликами и ложными изображениями на поверхность линз наносят просветляющие покрытия, состоящие из нескольких просветляющих слоев. Механизм действия просветляющие слоя, представляющего собой очень тонкую пленку специальных оптически прозрачных веществ ( окислов таких металлов, как титан, цирконий и др.), состоит в замене одной границы раздела воздух-линза двумя: воздух-пленка и пленка-линза. Толщина пленки подбирается так, чтобы отраженные от обеих границ световые волны находились в противофразе и гасили друг друга. Для эффективного уменьшения отражения света во всем видимом диапазоне света применяются многослойные просветляющие покрытия ( с числом просветляющих покрытий от 3 до 7 и более).
Преимущество линз с просветляющими покрытиями
— меньше утомляемость глаз и выше качество зрения при наличии посторонних источников освещения
— меньше ослепление глаз при вождении автомобиля в ночных условиях
— более эстетичный вид человека в очках (эффект «отсутствия» линз, глаза за линзами хорошо видны собеседнику)
Благодаря таким просветляющим покрытиям отражение света от линзы может быть уменьшено до 1% и ниже.
Остаточное отражение света от поверхности линзы с просветляющим покрытием (его часто называют остаточным рефлексом) не зависит от количества и качества слоев создается умышленно, должно быть слабым и имеет для каждого фирменного покрытия свой характерный цвет.В последнее время появились просветляющие покрытия без остаточного рефлекса, однако, они не получили широкого распространения, т.к. возникает эффект «пустой» оправы.
Некоторые линзы, произведенные заводами, расположенными в Юго-Восточной Азии, применяют просветляющие покрытия, наоборот, с ярким, броским цветом остаточного рефлекса. Это свидетельствует о неоднородности коэффициента отражения линзы в видимом диапазоне света (из-за ограниченного числа просветляющих слоев). Однако яркий цвет остаточного отражения, по мнению производителей таких линз, не является их недостатком, а, наоборот делает линзы более привлекательными для определенной категории клиентов.
Итак, линзы с высококачественными просветляющими покрытиями – это линзы, на обе поверхности которых нанесено несколько просветляющих слоев для уменьшения отражения света от линзы. У таких линз очень слабый остаточный рефлекс.
Водо- и грязеотталкивающие покрытия
ПокрытиеTransition– фотохромное покрытие, наносимое на материал линзы под упрочняющее покрытие.
Преимущество фотохромных линз Transition перед обычными фотохромными линзами очевидны:
покрытие темнеет равномерно по всей поверхности независимо от диоптрийности
скорость затемнения и просветления существенно выше, чем у обычных фотохромных линз
возможность нанести покрытие Transition на сверхтонкую линзу с n = 1.74
в помещении линзы с покрытием Transition светлее, а на улице – темнее, чем обычные фотохромные линзы.
Всем этим объясняется их более высокая цена по сравнению с классическими фотохромными линзами, но и, безусловно, более высокий комфорт при ношении.
Поляризационные линзы 
Осветляющие блики снижают остроту зрения, изменяют восприятие формы и цвета предметов, снижают контрастность изображения, вызывают утомляемость глаз. Оптики – профессионалы сегодня хорошо представляют себе преимущества поляризационных линз. Напомним, что основным их элементом является поляризационный фильтр, который не пропускает к глазам мешающий блеск от гладких отражающих поверхностей, таких как снег, лед, мокрый асфальт. Световые волны естественного солнечного излучения являются неполяризационными. Когда свет под определенным углом падает на гладкую поверхность, он отражается и становится поляризационным. Поляризованный свет создает так называемые оптические помехи, или блеск. Эти оптические помехи приводят к ухудшению видимости, заставляют человека щуриться, мешают ему при вождении автомобиля, ловли рыбы и т.д. Поляризационные линзы не пропускают наиболее вредную горизонтальную составляющую поляризованного света и обеспечивают пользователю более четкое и комфортное зрение. Поляризационные линзы рекомендованы для активного образа жизни (для рыбалки, катания на лыжах, отдыха в горах или на море др.), для вождения автомобиля (защищают от бликов на лобовом стекле и на дорожном покрытии), а также людям с повышенной светочувствительностью глаз, после операций на роговице и после экстракции катаракты. Для поляризационных солнцезащитных линз указывается их цвет и категория фильтра защиты от солнечного света.