色散与阿贝数

qinyang

19世纪50年代眼镜片的品类相对单一，仅有冕牌玻璃、亚克力（PMMA）及CR-39（简称CR）。当验光师检查结束后为患者选择镜片时，因其品类过于单一无需考虑折射率·阿贝数，仅根据患者的物质承受能力直接选择镜片即可。而今随着镜片品类越来越丰富，材料的研发水平也越发发达，验光师在给患者选择镜片时就需要从综合方面去考虑镜片的处方和类型。本文主要是从物理光学的角度分析如何选择不同阿贝数镜片；根据处方如何选择镜框，增加镜片有效直径范围。

什么是阿贝数？

”阿贝数“对于所有门店验光师来讲并不陌生，大部分的店员对”阿贝数“理解是”阿贝数越高成像越清晰“，并且在实际销售过程中也会着重提及上述特点。在视光专业教材中提到阿贝数的知识点，即”阿贝数表示色散值的倒数“。

什么是色散？

从物理光学定义：复色光分解为单色光而形成光谱的现象叫做光的色散。色散可以利用棱镜或光栅作为“色散系统”的仪器来实现。复色光进入棱镜后，由于它对各种频率的光具有不同折射率，各种色光的传播方向有不同程度的偏折，因而在离开棱镜时就各自分散，形成光谱。几列波在媒质中传播，它们的频率不同，传播速度亦不同，这种现象叫色散。在物理学中，把凡是与波速、波长有关的现象，叫作色散<图1>。

图1

因光学镜片从光学中心至镜片边缘有薄厚的差异，并且光线从空气（n=1.00）射入镜片（n＞1），即自然界中的复光的进入镜片，随着镜片棱镜量的变化，不同波长的光出现偏折。但人眼并不能分辨所有的色散光，对于镜片近光轴区域的成像焦点与实际焦点基本保持一致，因此在离光学中心一定范围内的色散人眼是无法感知的<图2>。

图2

对于镜片而言，在镜片设计、材料相同情况下，影响色散的主要因素是：1）镜片度数 2）镜片光学中心至测量点的距离。因此，根据验光处方的度数和患者选择的框型，要合理的选择镜片来减少色散。

接下来给大家介绍镜片的色散对应方法

1.

阿贝数与度数的关系----1/10原则

因为色散值是小数，所以使用并不广泛，而使用其倒数表示，即我们熟知的阿贝数（abbe number）。



公式①中Pc是色差值，P△是棱镜度（△），v是阿贝数，我们可以用上述公式计算轴外色差值。

实例：-4.00D镜片从光学中心至10mm点的色差值计算





每个人的视细胞敏感度不同，眼睛对色散的敏感程度也不同，一般人眼可接受最大色差范围在0.12～0.2，但便于计算取0.1～0.2的色差值。

图3

实际镜片使用计算得知<图3>，在镜眼距为12mm，前倾角为10°的眼镜中；从瞳孔中心直径35mm（红色圆圈）以外的视角使用范围较少，因此在此范围内根据色差值计算最高度数与阿贝数比。



人眼接受最大范围Pc=0.2时；



因阿贝数 v为特定常数，根据公式①推算色差Pc与D成正比关系。在测量点相同的情况下，当Pc值减少时，同样度数D也会降低，D/v值也同样降低，所以在任何镜片光心以外的区域，人眼能不受色散影响的最大光度为阿贝数的1/10，单位为D（dioptry）。
实例：阿贝数为40.2的镜片，未受色散影响最大度数值为±4D。
实验调查：镜片材料MR-8、n=1.600、阿贝数=40，选择同款镜框，年龄20～30岁，排除曾有过视疲劳症状或老花人群。

<表1>组1：-3.50D ～-4.00D5名 组2：-5.50D ～-6.00D5名

调查结果：组1与组2的矫正视力双眼都能达到1.0，在持续看视标的同时调整验配室的亮度和视标的位置。组2较组1在亮度变化时视标的清晰度变化更为明显，组2有2名人员视标明显变模糊，组1无明显反应。


1/10原则的验配运用：
1）安全：D/v≤0.1，基本与正常视觉环境相同；
2） 注意：0.1＜D/v＜0.13，精细作业或精密作业时会出现视觉障碍；
3） 危险：D/v≥0.13，只满足日常生活视觉，长时间注视也会引起视疲劳。

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