Введение

Тип линзы для улучшения зрительного восприятия

Коррекционная линза – это пропускающее свет оптическое устройство, которое надевается на глаз для улучшения зрительного восприятия. Наиболее часто используется для коррекции рефракционных ошибок: близорукости, дальнозоркости, астигматизма и пресбиопии. Очки, или "очки", носят на лице на небольшом расстоянии перед глазами. Контактные линзы надеваются непосредственно на роговицу глаза. Внутриглазные линзы хирургически имплантируются, как правило, после удаления катаракты, но могут применяться и исключительно для коррекции рефракции.

Написание корректирующих линз

Коррекционные линзы обычно назначаются офтальмологом или оптометристом. Рецепт содержит все параметры, необходимые для изготовления линзы. Рецепты обычно включают в себя параметры оптической силы каждой линзы (для каждого глаза). Оптическая сила обычно назначается с шагом в четверть диоптрии (0,25 D), поскольку большинство людей не способны различать более мелкие приращения (например, шаг в одну восьмую диоптрии / 0,125 D). Использование некорректных корректирующих линз может быть неэффективным и даже усугубить нарушения бинокулярного зрения. Специалисты по уходу за глазами (оптометристы и офтальмологи) обучены определять конкретные корректирующие линзы, которые обеспечат наиболее четкое, комфортное и эффективное зрение, предотвращая двоение и максимизируя бинокулярность.

Окончательная коррекция

Готовые очки для чтения с одним зрением известны под разными названиями, включая очки, продающиеся без рецепта, готовые очки для чтения, "читалки", лупы, очки для чтения без рецепта или универсальные очки для чтения. Они предназначены для снижения нагрузки на фокусировку при работе на близком расстоянии, например, при чтении. Обычно они продаются в розничных магазинах, таких как аптеки и продуктовые магазины, но также доступны в книжных магазинах и магазинах одежды. Они представлены в стандартных диоптриях с показателями от +0,75 до +3,50 диоптрий. Хотя эти "лупы" действительно увеличивают изображение рассматриваемого объекта, их основное преимущество заключается в фокусировке изображения, а не в увеличении. Эти очки не адаптированы к индивидуальным потребностям человека. Разница в рефракции между глазами или наличие астигматизма не учитываются. Люди, которым требуется незначительная или вообще не требуется коррекция зрения вдаль, могут обнаружить, что готовые очки вполне подходят для улучшения зрения при работе на близком расстоянии. Однако, если у человека значительная потребность в коррекции зрения вдаль, маловероятно, что очки, продающиеся без рецепта, будут полностью эффективны. Хотя такие очки обычно считаются безопасными, индивидуальный рецепт, выписанный офтальмологом или оптометристом и изготовленный квалифицированным оптиком, обычно обеспечивает лучшее зрение и уменьшает головные боли и дискомфорт. Еще один недостаток очков, продающихся без рецепта, заключается в том, что они могут облегчить симптомы, из-за чего человек может отказаться от других преимуществ регулярных осмотров зрения, таких как ранняя диагностика хронических заболеваний.

Корректирующие линзы, самостоятельно выбранные

Хотя линзы обычно назначаются оптометристами или офтальмологами, имеются данные из развивающихся стран, свидетельствующие о том, что предоставление людям возможности самостоятельно выбирать линзы дает хорошие результаты в большинстве случаев и обходится менее чем в десятую часть стоимости линз по рецепту.

Одновидовая

Линзы для одного расстояния корректируют зрение только для одной дистанции. Если они корректируют зрение для дали, человеку необходимо аккомодировать зрение, чтобы видеть вблизи. Если человек не может аккомодировать зрение, ему может потребоваться отдельная коррекция для близи или использование мультифокальных линз (см. ниже). Очки для чтения – это линзы для одного расстояния, предназначенные для работы на близком расстоянии, и включают в себя очки, продающиеся без рецепта. Они бывают двух основных типов: полнокадровые, в которых вся линза изготовлена по рецепту для чтения, и полуободковые, стильные очки, которые располагаются ниже на переносице. Полнокадровые очки для чтения необходимо снимать, чтобы четко видеть вдаль, в то время как вдаль можно видеть через верхнюю часть полуободковых очков.

Бифокальные

Бифокальная линза – это линза с двумя секциями, разделенными линией (см. изображение справа). Обычно верхняя часть линзы используется для зрения вдаль, а нижняя секция – для зрения вблизи. Область линзы, предназначенная для зрения вблизи, называется аддитивным сегментом. Существует множество различных форм, размеров и положений аддитивного сегмента, которые подбираются с учетом функциональных особенностей и зрительных потребностей пациента. Бифокальные линзы позволяют людям с пресбиопией четко видеть как вдали, так и вблизи, не снимая очки, что потребовалось бы при использовании линз для коррекции одного вида зрения.

Трифокальный

Трифокальные линзы похожи на бифокальные, за исключением того, что две зоны фокусировки разделены третьей зоной (с коррекцией для промежуточных расстояний) посередине. Этот сегмент корректирует зрение пользователя на средних расстояниях, примерно на расстоянии вытянутой руки, например, при работе за компьютером. Этот тип линз имеет две линии сегмента, разделяющие три различные корректирующие зоны.

Прогрессивный

Прогрессивные или варифокальные линзы обеспечивают плавный переход от коррекции для дали к коррекции для близи, устраняя видимые границы сегментов и обеспечивая четкое зрение на всех расстояниях, включая промежуточные (примерно на расстоянии вытянутой руки). Отсутствие резких изменений оптической силы и однородный внешний вид линзы послужили причиной названия "бифокальные без линий".

Многофокусный

Многофокусные контактные линзы (например, бифокальные или прогрессивные) аналогичны очкам с бифокальными или прогрессивными линзами, так как имеют несколько фокусных точек. Обычно многофокусные контактные линзы разработаны для постоянного зрения через центр линзы, однако в некоторых конструкциях предусмотрено смещение положения линзы для зрения через силу для чтения (как в бифокальных очках).

Регулируемый фокус

Мощность или фокусное расстояние регулируемой или переменной линзы может быть изменено для соответствия потребностям пользователя. Типичное применение такой линзы – перефокусировка коррекции для обеспечения четкого зрения на любом расстоянии. В отличие от бифокальных линз, коррекция зрения вблизи достигается по всему полю зрения, в любом направлении. Переключение между зрением вдаль и вблизи осуществляется путем повторной настройки линзы, а не наклоном и/или поворотом головы. Необходимость постоянной регулировки при переключении внимания человека на объект, находящийся на другом расстоянии, является сложной задачей при проектировании такой линзы. Ручная регулировка более неудобна, чем использование бифокальных или аналогичных линз. Автоматизированные системы требуют электронных компонентов, источников питания и датчиков, что увеличивает стоимость, размер и вес коррекции.

Плано

Корректирующая линза с оптической силой ноль называется плановой линзой. Эти линзы используются, когда одному или обоим глазам не требуется коррекция рефракции. Некоторые люди с хорошим естественным зрением любят носить очки как элемент стиля или хотят изменить внешний вид своих глаз, используя декоративные контактные линзы.

Оптический профиль линзы

Хотя коррекционные линзы могут быть изготовлены во множестве различных профилей, наиболее распространенным является офтальмологический, или выпукло-вогнутый. В офтальмологической линзе как передняя, так и задняя поверхности имеют положительный радиус кривизны, что приводит к положительной/сходящейся передней поверхности и отрицательной/расходящейся задней поверхности. Разница в кривизне между передней и задней поверхностями определяет корректирующую силу линзы. При дальнозоркости требуется сходящаяся линза, поэтому сходящаяся передняя поверхность преобладает над расходящейся задней. При близорукости происходит обратное: расходящаяся задняя поверхность имеет большую величину, чем сходящаяся передняя. Для коррекции пресбиопии линза или ее часть должны быть более сходящимися или менее расходящимися, чем линза для дали. Кривизна основания (обычно определяемая по профилю передней поверхности офтальмологической линзы) может быть изменена для достижения оптимальных оптических и косметических характеристик по всей поверхности линзы. Оптометристы могут выбирать конкретную кривизну основания при назначении коррекционной линзы по одной из этих причин. Благодаря множеству математических формул и профессиональному клиническому опыту оптометристы и дизайнеры линз смогли определить стандартные базовые кривизны, которые оптимальны для большинства людей. В результате кривизна передней поверхности более стандартизирована, а характеристики, определяющие индивидуальный рецепт, обычно зависят от геометрии задней поверхности линзы.

Бифокальные и трифокальные очки

Бифокальные и трифокальные линзы приводят к более сложному профилю, объединяющему несколько поверхностей. Основная линза состоит из типичной офтальмологической линзы. Таким образом, базовая кривизна определяет переднюю поверхность основной части линзы, а геометрия задней поверхности изменяется для достижения необходимой диоптрийной силы для дали. "Бифокальный" сегмент – это третий сферический сегмент, называемый сегментом для близи, расположенный на передней поверхности линзы. Сегмент для близи имеет более крутую кривизну и большую конвергенцию, чем базовая кривизна, и в сочетании с задней поверхностью обеспечивает коррекцию зрения вблизи. Ранние методы изготовления предполагали сплавление отдельной линзы с передней поверхностью, но современные технологии позволяют вырезать всю геометрию из единого куска материала линзы. Существует множество расположений, профилей и размеров сегментов для близи, обычно называемых типами сегментов. Примеры типов сегментов включают Flat top, Kryptok, Orthogon, Tillyer Executive и Ultex A. Трифокальные линзы содержат два сегмента для близи, что позволяет корректировать зрение на три различных расстояния. Оптический центр сегмента для близи может располагаться на поверхности линзы или выступать за ее пределы в близлежащее пространство. Хотя профиль поверхности бифокального сегмента сферический, его часто обрезают, придавая прямые края, чтобы он занимал небольшую область на общей поверхности линзы.

Прогрессивная линза

Линза прогрессивного добавления (PAL, также часто называемая безлинейной или варифокальной линзой) устраняет линию в би- и трифокальных линзах и отличается очень сложным профилем. PAL представляет собой непрерывно изменяемую параметрическую поверхность, которая начинается с одной базовой сферической кривизны и заканчивается другой, при этом радиус кривизны плавно меняется при переходе от одной поверхности к другой. Это изменение кривизны обеспечивает различную оптическую силу в разных точках линзы.

Расстояние от вершины

Расстояние от вершины — это расстояние между передней поверхностью глаза и задней поверхностью линзы. В очках с диоптриями более ±4,00D расстояние от вершины может влиять на фактическую оптическую силу очков. Меньшее расстояние от вершины может расширить поле зрения, но если оно слишком мало, ресницы будут касаться задней поверхности линзы, пачкая ее и вызывая дискомфорт у пользователя. Квалифицированный специалист по подбору оправ поможет пользователю выбрать оптимальное сочетание модного размера оправы и подходящего расстояния от вершины для достижения желаемой эстетики и поля зрения. Среднее расстояние от вершины в очках составляет 12–14 мм. Контактная линза располагается непосредственно на глазу и, следовательно, имеет нулевое расстояние от вершины.

Индекс преломления

В Великобритании и США показатель преломления обычно указывается относительно желтой линии d гелия Fraunhofer, обычно обозначаемой как nd. Материалы линз классифицируются по показателю преломления следующим образом:
Нормальный индекс: 1,48 ≤ nd < 1,54
Средний индекс: 1,54 ≤ nd < 1,60
Высокий индекс: 1,60 ≤ nd < 1,74
Очень высокий индекс: 1,76 ≤ nd

Это общая классификация. Значения nd, равные или превышающие 1,60, часто, в маркетинговых целях, могут называться высоким индексом. Аналогично, Trivex и другие материалы, находящиеся на границе между нормальным и средним индексом, могут быть отнесены к среднему индексу.

Преимущества более высоких индексов

Тонкие, а иногда и более легкие линзы (см. ниже). Улучшенная защита от ультрафиолета по сравнению с линзами CR-39 и стеклянными линзами.

Недостатки повышенных индексов

Низкое число Аббе, что означает, в частности, повышенную хроматическую аберрацию. Ухудшение светопропускания и увеличение отражений от задней и внутренних поверхностей (см. уравнение Френеля об отражении), что повышает важность антибликового покрытия. Дефекты изготовления сильнее влияют на качество оптики. Теоретически, качество изображения вне оптической оси ухудшается (обликовая астигматическая ошибка). На практике это ухудшение не должно быть заметно – современные оправы значительно меньше, чем потребовалось бы для того, чтобы эти аберрации стали заметны пациенту, поскольку аберрация возникает на некотором удалении от оптического центра линзы (вне оси).

Ошибка питания

Погрешность мощности — это изменение оптической силы линзы при взгляде через разные точки её поверхности. Обычно она минимальна в оптическом центре и прогрессивно увеличивается к краям линзы. Фактическая величина погрешности мощности сильно зависит от силы рецепта, а также от того, использовалась ли при изготовлении линзы наилучшая сферическая форма или оптически оптимальная асферическая форма. Как правило, сферические линзы наилучшей формы стремятся поддерживать кривизну роговицы в пределах от четырех до семи диоптрий.

Наклонный астигматизм, вызванный линзой

Когда взгляд смещается от оптического центра корректирующей линзы, величина астигматизма, индуцированного линзой, возрастает. В сферических линзах, особенно с сильной коррекцией, у которых базовая кривизна не является оптимально сферической, такое увеличение может существенно снижать четкость зрения по периферии.

Минимизация ошибок мощности и астигматизма, вызванного линзой

По мере увеличения коррекционной силы даже оптимально спроектированные линзы будут давать искажения, заметные для пользователя. Это особенно заметно для людей, использующих периферийные зоны линз при выполнении задач, требующих высокой зрительной нагрузки. Для людей, чувствительных к ошибкам линз, наилучшим способом устранения аберраций, вызванных линзами, является использование контактных линз. Контактные линзы устраняют все эти аберрации, поскольку линза движется вместе с глазом. Помимо контактных линз, у хорошего дизайнера линз остается немного параметров, которые можно варьировать для улучшения зрения. Показатель преломления оказывает незначительное влияние на ошибку. Следует отметить, что хотя хроматическая аберрация часто воспринимается как "размытость зрения" в периферии линзы и создает впечатление ошибки рефракции, на самом деле это связано со смещением цветов. Хроматическую аберрацию можно уменьшить, используя материал с улучшенным показателем Аббе. Наилучший способ борьбы с ошибкой рефракции, вызванной линзой, – ограничить выбор корректирующей линзы той, которая имеет наилучшую сферическую форму. Дизайнер линз определяет оптимальную сферическую кривую, используя кривую Освальта на эллипсе Чернинга. Такая конструкция обеспечивает наилучшее достижимое оптическое качество и минимальную чувствительность к подбору линз. Иногда более плоская базовая кривая выбирается по косметическим соображениям. Асферический или аторический дизайн может уменьшить ошибки, вызванные использованием субоптимально плоской базовой кривой. Они не могут превзойти оптическое качество сферической линзы оптимальной формы, но могут уменьшить ошибку, возникающую при использовании базовой кривой, более плоской, чем оптимальная. Улучшение, достигаемое за счет уплощения, наиболее заметно для сильно дальнозорких линз. Высоко миопичные пациенты (6D) могут получить небольшую косметическую выгоду при использовании больших линз. Слабые коррекции не дадут ощутимого эффекта (2D). Даже при высоких диоптриях некоторые высоко миопичные рецепты с маленькими линзами могут не заметить никакой разницы, поскольку некоторые асферические линзы имеют сферическую центральную зону для улучшения зрения и посадки. На практике лаборатории, как правило, производят готовые и обработанные линзы группами с узким диапазоном диоптрий, чтобы сократить запасы. Диоптрии линз, попадающие в диапазон рецептов каждой группы, имеют постоянную базовую кривую. Например, коррекции от 4.00D до 4.50D могут быть сгруппированы и вынуждены иметь одинаковые характеристики базовой кривой, но сферическая форма оптимальна только для рецепта 4.25D. В этом случае ошибка будет незаметна для человеческого глаза. Однако некоторые производители могут еще больше снизить затраты на запасы, группируя линзы в более широком диапазоне, что приведет к заметной ошибке для некоторых пользователей в этом диапазоне, особенно тех, кто использует периферийные зоны линз. Кроме того, некоторые производители могут склоняться к немного более плоской кривой. Хотя небольшой сдвиг в сторону плоской кривой может быть незначительным с косметической и оптической точек зрения. Эти ухудшения оптического качества, вызванные группировкой базовой кривой, также применимы к асферическим линзам, поскольку их формы намеренно уплощаются, а затем асферизируются для минимизации ошибки для средней базовой кривой в группе.

Уменьшение толщины линзы

Наибольшее косметическое улучшение толщины (и веса) линз достигается при выборе оправы, которая удерживает физически маленькие линзы. Самый маленький из популярных размеров линз для взрослых, доступных в розничной продаже, составляет около 25 мм в диаметре. Существуют также несколько взрослых размеров меньше, и хотя они довольно редки, они могут уменьшить вес линзы примерно до половины по сравнению с линзами диаметром 50 мм. Кривизна передней и задней поверхностей линзы идеально формируется с использованием радиуса сферы. Этот радиус определяется конструктором линзы на основе рецепта и эстетических соображений. Выбор линзы меньшего размера означает, что меньшая часть этой сферической поверхности представлена поверхностью линзы, что приводит к уменьшению толщины края (при близорукости) или центра (при дальнозоркости). Уменьшение толщины края снижает количество света, попадающего в край линзы, тем самым уменьшая дополнительный источник внутренних отражений. Чрезвычайно толстые линзы для близорукости могут быть скошены для уменьшения выпирания толстого края. Толстые линзы для близорукости обычно не устанавливаются в проволочные оправы, поскольку тонкая проволока контрастирует с толстой линзой, делая ее толщину более заметной для окружающих. Показатель преломления может улучшить тонкость линзы, но в определенный момент дальнейшего улучшения не произойдет. Например, если выбран показатель преломления и размер линзы с разницей толщины от центра к краю в 1 мм, то изменение показателя преломления может улучшить толщину лишь на долю этого значения. Это также справедливо для линз асферического дизайна. Минимальная толщина линзы также может варьироваться. Тест FDA на падение шара (стальной шар весом 0,56 унции и диаметром 5/8 дюйма, сбрасываемый с высоты 50 дюймов) фактически определяет минимальную толщину материалов. Для стекла или CR-39 требуется 2,0 мм, но некоторые новые материалы требуют минимальную толщину всего 1,5 мм или даже 1,0 мм.

Вес

Плотность материала обычно увеличивается при уменьшении толщины линзы за счет повышения показателя преломления. Также существует минимальная толщина линзы, необходимая для поддержания ее формы. Эти факторы приводят к созданию более тонкой линзы, которая, однако, не обязательно легче исходной. Существуют материалы линз с меньшей плотностью при более высоком показателе преломления, что позволяет получить действительно более легкую линзу. Информацию об этих материалах можно найти в таблице свойств материалов. Наиболее заметное снижение веса для данного материала достигается за счет уменьшения размера линз в оправе. Способы уменьшения веса и толщины корректирующих линз, в порядке убывания значимости, следующие: выбирайте оправы с небольшими линзами, то есть такие, у которых наибольший диаметр линзы под любым углом минимален. Это дает наибольший эффект. Выбирайте оправу, в которой зрачок находится точно в центре линзы. Выбирайте линзы максимально круглой формы – они встречаются реже, чем другие. Выбирайте материал линзы с максимально возможным показателем преломления, который позволяет ваш бюджет. Не всегда удается следовать этим рекомендациям из-за редкости подходящих оправ и необходимости учитывать эстетические предпочтения. Тем не менее, это основные факторы, которые следует учитывать, если возникает такая необходимость и возможность.

Извращение лица и социальная стигма

Очки для людей с высокой степенью близорукости или дальнозоркости вызывают видимые искажения лица при взгляде со стороны, влияя на воспринимаемый размер глаз и черт лица, видимых через линзы. При сильной близорукости глаза кажутся маленькими и глубоко посаженными, а боковые части черепа могут быть видны сквозь линзы. Это создает впечатление непропорционально большой или широкой головы по отношению к глазам. При сильной дальнозоркости глаза кажутся очень большими, из-за чего голова кажется слишком маленькой. Обе ситуации могут приводить к социальной стигматизации из-за этих искажений внешности. Это может негативно сказываться на самооценке человека, носящего очки, и затруднять установление дружеских и романтических отношений. Люди, нуждающиеся в линзах с высокой диоптрией, могут улучшить свое социальное взаимодействие, используя контактные линзы, поскольку они минимизируют эти искажения и обеспечивают более естественный внешний вид. Асферический или аторический дизайн очковых линз также может уменьшить эффект уменьшения или увеличения глаз для наблюдателя под определенными углами.