项目3眼镜片材料特性备课讲稿

2026年3月17日镜片材料特性

项目三

镜片材料天然介质玻璃塑料古代有水晶能“养颜明目”的说法实际：水晶的主要成分是二氧化硅（SiO2），优点：硬度高且不易受潮缺点：水晶质地坚硬，脆性又大，不容易研磨，加工困难，产量又较低紫外线及红外线的透过率较高天然水晶材料的中密度不均匀，含有条纹及气泡等产生，会形成双折射现象。较平没有弯度因此，无论从视力矫正或是保护眼睛亦或美观的角度均不作推荐水晶镜片。

镜片材料

常见类型玻璃

-冕牌(标准) -高折射率玻璃(不同的‘n’) -变色镜片树脂 -CR39(丙烯基二甘醇碳酸酯） -高折射率(不同的‘n’) -聚碳酸酯镜片（PC片） -变色镜片镜片材料不同点:材料特性

-物理性质 -光学性质材料特征:

特点物理性质密度

(重量)硬度抗冲击能力材料的稳定性（抗化学物质能力）光学性质折射率色散系数通透性光线的吸收材料特征:

特点表现重量/舒适度耐磨/镜片寿命破损/镜片寿命清洗剂的应用/清洗物理性质密度(重量)硬度抗冲击能力材料的稳定性材料特征:

表现厚度/曲率/重量色差可见光透过率防紫外线和红外线光学性质折射率色散系数通透性光线吸收折射率是用波长587.6nm的黄色光为基准测得的，是决定镜片屈光度的常数之一。色散系数：衡量镜片成像清晰度的重要指标，通常用色散系数的倒数，亦称阿贝数来表示。阿贝数越大，色散就越小，反之，阿贝数越小，则色散就越大，其成像的清晰度就越差。透光率：视物清晰度的重要指标，无色光学玻璃对可见光的透光率应在92%以上。透光率越高，视物就越清晰。

玻璃镜片的种类

眼镜片品种表

材料

玻璃镜片

树脂镜片

水晶石镜片结构单光镜片多焦点镜片球镜、球柱镜、柱镜双光镜片、三光镜片、渐进多焦点镜片用途矫正视力用镜片护目镜片近视、远视、散光镜片、老视镜片、三棱镜镜片有色镜片、偏光镜片、UV吸收紫外线镜片、IR吸收红外线镜片玻璃主要成分：二氧化硅可见光透过率80%~91.6%折射率n冕牌玻璃：1.523火石玻璃：1.6~1.9色散双折射光学白片----也称白托片、白片、冕玻璃基本成分：钠钙硅酸盐特点：无色透明、清析度高。透过率91%~92%吸收300nm以下的紫外线透过率:87%可防346nm以下的紫外线,称UV白片镜片材料

冕牌玻璃(n=1.523)优点:最耐磨的镜片材料低的色散系数非常适合于变色镜片缺点:很重(密度2.52克/立方厘米)低的抗冲击能力克罗克斯片以冕玻璃的基础，加入稀土氧化物透过率:87%双色效应(需要记住）日光下---淡蓝色白炽灯下---淡红色吸收340nm以下的紫外线、580nm的黄光及部分红外线克罗克赛镜片以冕玻璃的基础，加入CeO2、MnO2日光下---淡红色，也称红片(需要记住）透过率>88%可吸收350nm以下的紫外线镜片材料

高折射率玻璃

(n=1.60-1.80)在普通玻璃中增加氧化钛等金属化合物色差和密度都增加

特点薄（比同一屈光度镜片薄1/3），适合高度近视颜色--淡红色阿贝数低，色像差大，引起周边视力降低，线条弯曲，出现色彩塑料镜片PMMA又称：有机玻璃、亚克力、聚甲基丙烯酸甲脂折射率—1.499比重—1.19透过率>92%优点：比玻璃镜片轻缺点：表面硬度不够，易划伤。光学性能不及玻璃片树脂镜片CR-39聚丙烯基二甘醇碳酸脂折射率—1.499透过率—92%热稳定性：<150°C不变形耐水性、耐腐蚀性好、不溶于一般有机溶剂镜片材料

CR-39(n=1.499)最常用的镜片材料低色散重量轻(密度仅为玻璃的一半)优于玻璃镜片:耐冲击低导热性(较难于产生雾化)缺点:低折射率(厚度增加)耐磨性比玻璃镜片差必须小心处理镜片表面推荐:镜片护理指导加硬膜镜片材料

CR-39(Plastic)树脂镜片CR-39优点：质轻比重1.32为玻璃的1/2耐冲击、不易碎、安全、舒适抗紫外线能力高热传导率低、不易引其“水雾”易染色缺点耐磨性差、易擦伤折射率低，镜片相对比玻璃厚1.2~1.3倍树脂镜片CR-39发展克服材料耐磨性，80年代中期，表面加硬技术成功普通树脂镜片表面硬度2~3H加硬树脂镜片表面硬度4~5H高折射率树脂镜片研制成功，减少镜片厚度19851.56中折树脂镜片19881.60超薄树脂镜片19881.6119921.67超超薄树脂镜片19981.71镜片材料

高折射率树脂(n=1.52-1.71)用于降低重量和厚度,特别适合于：高度数镜片PC镜片聚碳酸酯又称太空镜片优点：折射率高n=1.586重量最轻抗冲击力最强（宜制做无框镜架）100%抗紫外线缺点表面极易划伤热稳定性不好，100°C变软加工困难高色散镜片材料每一种材料都有优缺点材料的选择是基于镜片配戴者的需求镜片的镀膜和处理可提高镜片的性能物理特性玻璃树脂密度Smallervalue,lighter&thinner物理特性GLASSPLASTIC耐磨Highervalue,lessscratching物理特性抗冲击能力N/AN/AHighervalue,lessbreakageGLASSPLASTIC材料的抗冲击能力抗冲击能力落球实验物理特性抗化学物质能力(ThermodyneClassification)N/AN/AN/ALowervalue,moreresistantGLASSPLASTIC光的折射irn1n2SnellenLaw：n1sini=n2sinr

d=587.56nm（美国,澳洲,英国,中国）

e=546.07nm（欧洲,日本）CR-39：1.4985CR-39:1.502光学特性折射率玻璃树脂光学特性色差系数(Abbe数)Highervalue,lessdispersionGLASSPLASTIC

光学特性通透性(可见光透过率的%)玻璃树脂光学特性紫外线防护玻璃树脂光学树脂材料镜片性能（部分要记住！）性能/种类CR-39PMMAPC性能特点比较折射率(ne)1.4981.4911.586PC＞CR-39＞PMMA阿贝数(ve)57.857.629.2CR-39＞PMMA＞PC透光率(%)89~929285~91基本相同，PC略差密度1.321.191.20CR-39＞PC＞PMMA耐磨性(H)4H2HBCR-39＞PMMA＞PC耐冲击性(kg-cm/cm²

))2.45.692PC＞PMMA＞CR-39耐热性(℃)＞210118153CR-39＞PC＞PMMA厚度vs度数随着镜片度数增高:正镜片中心厚度增高负镜片边缘厚度增高高折射率玻璃厚度降低特殊镜片光致变色镜片玻璃变色原理：卤化银光照增强光照减弱卤素离子+银离子玻璃中的光敏感微粒（卤化银）在紫外线照射下化合

树脂镜片的变色是在镜片表面吸收根据环境光亮自动地变暗、变亮不仅由由紫外线产生，还根据环境中的光的总量有关有时增加偏振光滤波片降低眩光不推荐在夜间驾驶时配戴可用玻璃镜片、树脂镜片、聚碳酸酯镜片等双光镜片、渐变镜也可使用镜片特征:

变色

光致变色镜片优点：可调节进入眼睛的光线，保持适当的视力。对紫外线吸收良好缺点高度镜片外观颜色不均匀镜片时间长久后，变色效果、速度变慢换单片颜色不一致光致变色镜片注意要点：换单片颜色不一致，建议同时更换屈光参差>2.00D，不宜配戴高度远视或老视，中心变色效果低，不宜配戴高度近视，中心与边缘色差大，不宜配戴变色影响因素

紫外线温度最近的变色情况光线下的强度和时间镜片变色存在记忆效果，并会逐渐降低变色能力，所以推荐同时更换双眼镜片！偏光镜片---具有只允许在某一方向上振动的光线通过的镜片（类似百叶窗的原理)使用目的：遮断某平面上反射的耀眼杂光注意：装镜架时，如出现内应力，会影响偏振效果驾驶／钓鱼偏光镜片的鉴别（重要）单片（测试片，手机）双片（重叠）思考问题分辨变色片和偏振片和有色镜片？镜片材料

镜片镀膜镀膜镜片染色抗冲击膜加硬膜（耐磨损膜）减反射膜顶膜（憎水膜）Substrate染色顶膜抗反射膜加硬膜底膜抗冲击膜处理以保持和增强其抗冲击性；加硬膜处理的目的是增加镜片表面的硬度，使其接近玻璃的硬度；减反射膜处理的目的是增加可见光的透光率和防紫外线的性能；顶膜处理，用来提高镜片表面防水防雾的能力等；

（1）镜面效应（“mirror”effect）：在镜片的前曲面(凸)面产生的反光会影响戴镜者的美观。光线通过镜片的前后表面时，不但会产生折射，还会产生反射。这种在镜片前表面产生的反射光会使别人看戴镜者眼睛时，看到的却是镜片表面一片白光。拍照时，这种反光还会严重影响戴镜者的美观。虚像(“鬼影”)（ghostimage）：镜片的前表面和后表面的不同曲率使镜片内部产生的反光会产生鬼影现象，影响视物的清晰度和舒适性。眼镜学理论认为镜片屈光力会使所视物体在戴镜者的远点形成一个清晰的像，也可以解释为所视物的光线通过镜片发生偏折并聚焦于视网膜上，形成像点。但是由于屈光镜片的前后表面的曲率不同，并且存在一定量的反射光，它们之间会产生内反射。内反射也会在远点球面附近产生虚像，也就是在视网膜的像点附近产生虚像点。这些虚像点会影响视物的清晰度和舒适性眩光（glare）：镜片的后表面(凹面)产生的反光会使我们产生眩光，降低视物的对比度。如同所有光学系统一样，眼睛并不完美，在视网膜上所成的像不是一个点，而是一个模糊圈。因此，二个相邻点的感觉是由二个并列的或多或少重叠的模糊圈产生的。只要二点之间的距离足够大，在视网膜上的成像就会产生二点的感觉，但是如果二点太接近，那么二个模糊圈会趋向与重合，被误认为是一个点

减反射膜降低镜片表面的反射例如没镀抗反射膜的镜片在镜片表面反射光线的8%，单层镀膜可使镜片表面的反射量降到4%，多层镀膜可降到1-2%一个表面或两个表面镀膜

入射光透过率入射光

空气/镜片界面

通透性吸收在媒质中持续地丢失厚度相关染色镜片反射4.3%persurfaceforglass镜面反射R=[(n1-n2)/(n1+n2)]²R---反射率n1---第一介质的折射率n2---第二介质的折射率如：n=1.523镜片的单面反射率R=[(1-1.523)/(1+1.523)]²=4.3%如：n=1.523-----R=4.3%镜片两面总反射4.3%+95.7%x4.3%=8.4%只有91.6%的入射光透过镀膜原理破坏性干涉减反射膜以光的波动性和干涉现象为基础二个振幅相同,波长相同的光波叠加，光波的振幅增强。二个振幅相同,波程相差，光波叠加，光波的振幅抵消。减反射膜干涉原理膜厚度是目标波长的¼d=

/4=555nm,d=555/4=139nm折射率应该是镜片材料折射率的平方根LensCoatingt=/4镀膜材料

材料名称名称符号折射率一氧化硅SiO2.0二氧化硅 SiO21.45

硫化锌ZnS2.35

氟化铅PbF1.7

二氧化钛TiO22.35

氟化镁*MgF21.38镀膜材料

玻璃常用MgF2反射率：4.3%1.5%(冕牌玻璃)

塑料镜片利用氧化钛、氧化锆等高纯度金属氧化物利用离子束轰击技术，采用真空镀膜。减反射膜的特征减反射膜层的剩余反射光的颜色400nm（兰色）和800nm（红色）处的反射量比较大视觉效果-----紫色不同的波长段的反射量不同表示它们的总的剩余反射光的颜色有区别戴镜者的希望－－－左右镜片颜色一致优点减少镜片反射，增加光线透过率，更加美观减少夜间驾驶视的眩光

缺点容易脏擦痕更加明显镀膜后不能再染色?只能维持两年

减反射膜

硬膜

增加表面硬度镜片成型后在真空状态下或浸泡于溶液中硬膜指数必须与基片相匹配早期：石英或硅近期：浸泡法（浸入加硬液中，烘箱聚合4-5小时）考虑因素---耐久性和粘贴强度顶膜---抗污膜原理：减反射膜层孔状结构

解决方法：在减反射膜层上再镀一层具有抗油污和抗水性能的顶膜注意：顶膜必须非常薄，以使其不会改变减反射膜的光学性能。顶膜（疏水膜）排除镜片表面的水迹和油迹（易清洁）能够将水和油与镜片的接触面积减少，使油和水滴不易黏附于镜片表面，因此也非常薄—