球面透镜和散光透镜_1课件

透镜和球面透镜 聂昊辉 光束的聚散度 v光束 一系列有一定关系的光线的组合 光束的聚散度 v概念 光束会聚或发散的程度 在光束的不同位置，聚散度可以不同 光束的聚散度 v波阵面(wavefronts)与光线(rays) 光束的聚散度 v光束的聚散度用该位置的波阵面的曲率 来表示 聚散度的计算公式： 聚散度与会聚点或发散点的距离成反比 光束的聚散度 v聚散度的计算 聚散度的计算： v若光束不在空气中： 单位：屈光度 符号：发散为负，会聚为正，平行为零 当光束位于空气中 n为该介质的折射率 光束的聚散度 v计算A点和B点的聚散度 光束的聚散度 v光束的聚散度与透镜的屈光力的关系 透镜屈光力就是透镜改变光束聚散度的能力 符号规则 v符号规则 光线的方向是从左向右的 距离从透镜向左衡量为负，向右为正 透镜概述 透镜概述 v什么是透镜 透镜的概念 v什么的透镜 至少有一个面是弯曲面 可以改变光束的聚散度 透镜概述 v什么是透镜 弯曲面 球面柱面环曲面 球面透镜 v概念： 前后两个面都是球面 一个球面一个平面 球面 球面透镜的分类 v凸透镜 中央比边缘厚 v凹透镜 中央比边缘薄 球面透镜的光学 v焦点焦距 球面透镜的光学 v第二焦点与第一焦点 球镜透镜的屈光力 v聚散度公式 平行光线通过透镜 vU0 v得出 球镜透镜的屈光力 v以球面透镜（第二）焦距的倒数表示 v单位：屈光度 v公式： v举例：一凸透镜焦距40cm，该透镜的屈光力 为多少？ 球镜透镜的屈光力 v球面透镜屈光力的规范写法 v实际工作中屈光度的增率 1/4系统 1/8系统 球面透镜的屈光力 v球面透镜的叠加 屈光力为F1的球镜和屈光力为F2的球镜叠加 F1F2 U1V1V2 球面的屈光力 v当光束从一种介质通过球面进入另一种介质 时，光束的聚散度将发生改变 球面的屈光力 v计算公式： 举例：如图，光线从空气通 过球面进入玻璃（n=1.5） ，球面的曲率半径是20cm ，求此面的屈光力。 空气玻璃 球面的屈光力 举例：如图，光线从玻璃 （n=1.5）经过球面进入水 中（n=1.33）,球面的曲率 半径为50cm，求此球面的 屈光力。 玻璃水 球镜的表面屈光力 v透镜的表面屈光力： 前表面屈光力： 后表面屈光力： r1 r2 F1F2F 球镜的表面屈光力 v薄球镜屈光力公式： 举例：一新月形凸透镜，折射率1.5，前表面曲率 半径为20cm，后表面曲率半径为50cm，求此透 镜的屈光力。 r1r2 F1 F F2 表面屈光力与透镜屈光力 v为什么角膜占眼球总屈光力的2/3？ 球镜的形式 v同一屈光度的球镜可以有无数种前后表面组 成方式 v最佳透镜形式 尽可能减少或消除像差 配戴清晰舒适 最佳球镜的形式 透镜屈光度 基弧 透镜屈光度 基弧 +1.00DS -6.50-1.00DS+6.50 +2.00DS-6.00-2.00DS+6.00 +3.00DS-5.50-3.00DS+5.50 +4.00DS-5.00-4.00DS+5.00 +5.00DS-4.50-5.00DS+4.50 +6.00DS-4.50-6.00DS+4.00 +7.00DS-4.50-7.00DS+3.50 +8.00DS-4.00-8.00DS+3.00 球镜屈光力的测量 v镜度表 v焦度计 散光透镜 散光透镜 v光学：平行光线通过散光透镜，不能形成一 个焦点。 v分类：根据透镜前后表面的形状： 柱面透镜 球柱面透镜 环曲面透镜 柱面透镜 v柱面 柱面的轴 柱面的主子午线 v柱面在与轴平行的方向上 是平的 v柱面在与轴垂直的方向上 是圆形的，弯度最大 v这两个方向称为柱面的两 条主子午线方向。 柱面透镜 v一个柱面和一个平面组成 正柱面透镜 负柱面透镜 柱面透镜 v主子午线： 轴向子午线：与轴平行的子 午线，在柱面上是平的，没 有弯度。 屈光力子午线：与轴垂直的 子午线，在柱面上的圆形的 ，弯度最大。 柱面透镜 v光学 光线通过轴向子 午线（图中垂直 方向） 不会出现聚散度 的改变 柱面透镜 v光学 光线通过屈光力 子午线（图中水 平方向） 会出现聚散度的 改变 柱面透镜 v光线通过柱面透镜，将形成一条焦线 焦线与轴向平行 柱面透镜 v柱面透镜的屈光力 v轴向上屈光力为零 曲率半径 r 柱面透镜的表示方法 v光学十字 柱面透镜的表示方法 v表示： 柱面透镜的两条主子午线在水平和垂直方向上 垂直方向为轴向，屈光力为零 水平方向屈光力最大，为+3.00D 0 +3.00 轴向标示法 v国际标准轴向标示法（TABO法） 柱面透镜的表达式 v记录柱镜度和轴位 v规范记录方法：+3.00DC90 v表示+3.00D的柱面透镜，轴在90方向 0 +3.00 柱镜中间方向的屈光力 v在柱镜轴向与垂轴方向之间任意方向的屈光 力计算公式： n为所求的子午线方向 与柱镜轴的夹角 柱镜中间方向的屈光力 v例题： 一柱面透镜+3.00120，求60方向上的屈光力 。 柱面透镜的正交联合 v正交柱镜 两个柱面透镜轴向相同或互相垂直，并紧密贴合 v同轴位的柱面透镜联合 效果为一个柱镜，柱镜度为两者的代数和 柱面透镜的正交联合 v轴位互相垂直，柱镜度相同 效果为一个球镜，球镜度为柱镜的度数 v轴位互相垂直，柱镜度不相同 构成一个球柱面透镜 球柱面透镜 v概念 柱面透镜只有一条主子午线有屈光力 要使两条主子午线都有屈光力 v将柱面透镜的另一面做成球面 v将柱面透镜的另一面做成轴位与之垂直，但柱镜度不 相等的柱面 v这样的透镜称为球柱面透镜 球柱面透镜 v如果将 做成球柱镜形式： +3.00 +2.00 其中一面另一面 球柱面透镜 v形式 +3.00 +2.00 球柱面透镜 v用表达式表示球柱面透镜： 球镜度 正柱镜度 球镜度 负柱镜度 柱镜度 柱镜度 （ ） （ ） （ ） 球柱联合形式 正交柱镜形式 球柱面透镜形式的转换 v光学十字转换为球柱联合形式 +1.00 +2.50 球面柱面 + 球柱面透镜形式的转换 v光学十字转换为球柱联合形式的法则 以其中一度数“A”作为球镜度 “B-A”作为柱镜度 “A”的方向作为轴向 球柱面透镜形式的转换 v光学十字转换为球柱联合形式 练习：将以下光学十字转化为球柱联合形式 +2.50 +3.75 -1.00-2.25 -0.50 +1.25 球柱面透镜形式的转换 v正负柱镜形式的选择 负柱镜形式最常用 什么时候用到正柱镜形式 正交柱镜形式用得很少 球柱面透镜形式的转换 v正负柱镜形式的相互转换 球柱相加作为新的球镜度 柱镜度改变正负号 轴位转90 球柱面透镜形式的转换 v其他表达方式之间的转化 光学十字形式 球柱联合形式 v正负柱镜形式 正交柱镜形式 球柱面透镜的光学 v史氏光锥 球柱镜透镜的光学 v史氏光锥 史氏光锥的计算 v焦线的位置 +3.00 +2.00 +3.00 +2.00 33cm 50cm 史氏光锥的计算 v焦线的长度 +3.00 +2.00 +3.00 +2.00 33cm 50cm 透镜直径50mm 史氏光锥的计算 v最小弥散圈的位 置和直径 +3.00D +2.00D 33cm 50cm 25.76mm 17mm 50mm 50mm a 最小弥散圈在距离透镜 40cm处，直径10mm 17mm 史氏光锥的计算 v最小弥散圈 最小弥散圈对应的 屈光度为前后两条 焦线对应屈光度的 平均值 平行光线通过散光 透镜形成的最小弥 散圈对应的屈光度 也称为这个散光透 镜的等效球镜度 +3.00 +2.00 50cm +2.00D 33cm +3.00D 40cm +4.00D 史氏光锥的计算 v一散光透镜+5.00/+4.0090，直径40cm，求透 镜前1m处物体发出的光线所成焦线和最小弥散 圈的位置和大小。 水平方向+9.00D 垂直方向+5.00D 水平焦线 垂直焦线 n垂直焦线：12.5cm处 n水平焦线：25cm处 n最小弥散圈：16.7cm处 等效球镜度 v等效球镜度的计算 v等效球镜度的应用 球柱面透镜的叠加 v两块球柱面透镜正交 正交：两块球柱面透镜的主子午线相一致 正交叠加后，主子午线方向不变 两条主子午线方向的屈光力分别为这两块球柱面 透镜在该方向上屈光力的代数和 球柱面透镜的叠加 v两块球柱面透镜斜交（斜向叠加） S1 / C11和S2 / C22叠加 公式法: 先考虑C11与C22叠加 v定轴向 v定柱镜度 v定球镜度 球柱面透镜的叠加 v两块柱面透镜斜向叠加 作图法 v根据柱镜度C的大小和偏角2（二倍轴向）在坐 标上分别作出各自的矢量 v进行矢量叠加 v叠加后的长度为柱镜的量，与横轴偏角的一半为 柱镜的轴向 v球镜度按公式进行计算 球柱面透镜的叠加 v作图法 -1.0015与-1.5030叠加 球柱面透镜的叠加 v残余散光 眼的度数为-1.00180，配镜为-0.75180，残余 散光为？ 眼的度数为-1.00180，配镜为-1.00170，残余 散光为？ 环曲面透镜 v什么是环曲面透镜 +6.00 +8.00 -6.00 -6.00 +2.00 0 0 0 柱面透镜环曲面透镜 环曲面透镜 v将球柱面透镜变成环曲面透镜 +2.00+1.00180 +8.00 +8.00 -5.00 -6.00 球柱面透镜环曲面透镜 环曲面透镜 v环曲面 在两条主子午线上都有曲率，但不相等 环曲面透镜 v环曲面 将一段圆弧绕一轴旋转，轴和圆弧在同一平面内 ，但不通过圆弧中心，则产生环曲面。 轮胎形桶形绞盘形 环曲面透镜 v环曲面 基弧：曲率较小的圆弧 正交弧：曲率较大的圆弧 +0.50 +1.50 -2.75 -1.75 +1.0090/+2.50180 环曲面透镜 v一个面是环曲面，另一个面是球面 将散光透镜做成环曲面透镜，在外观和成像质量 上都优于柱面透镜和球柱面透镜。 环曲面透镜 v环曲面透镜的表示方式 或 n 所有散光透镜都能做成环曲面透镜的形式 n 且都有无数种环曲面透镜的形式 n 在散光透镜制作过程中，常要求按规定的 基弧或球弧制作镜片 环曲面透镜的转换 v指定基弧 首先将柱镜符号转换为与指定基弧符号相同 举例：一透镜屈光力为+1.00+0.7590，要求 转化成基弧为+6.00D的环曲面透镜形式 环曲面透镜的转换 v指定基弧 转换柱镜度符号（此题不需要转换） 思考： 环曲面透镜的转换 v指定基弧 +1.00+0.7590,要求基弧为-6.00D,如何转换 v转换柱镜形式：+