鏡片應力對頂焦度的影響

張亞晶

【摘要】目的 在眼鏡的加工過程中，眼鏡的應力檢測是一項不可忽略的技術指標，它的存在不僅對于鏡片的外觀、眼鏡整體的加工質量、使用壽命，都會產生一定的影響，而且還能改變鏡片的光學質量。對于眼鏡應力的產生及其程度會受一些因素的影響。我們只有在了解這些影響因素的情況下，才能更好的去控制應力的大小，使其為我們的需求而存在或消失。方法 通過應力儀檢測不同頂焦度及不同加工工藝的鏡片，同時使用焦度計測量鏡片在不同應力狀態下頂焦度的變化進行比較。結果 鏡片頂焦度的差異，以及鏡架的加工工藝不同等因素，都會對眼鏡鏡片的應力大小產生一定影響。從而使鏡片的頂焦度產生一定的變化，導致鏡片的頂焦度在加工前檢測時，在國標的允差范圍內，是合格的產品，而在加工后由于應力的原因，使頂焦度產生了微妙的變化，這種變化有可能使原本的合格品變為不合格品。結論 了解眼鏡應力產生的因素，以及各種情況下產生應力的規律，趨利避害，讓它的存在能為我們所用。提升眼鏡定配加工檢驗工作人員的技術水平和專業意識，確保眼鏡行業的良性發展。

眼鏡在配裝過程中，毛坯鏡片經過割邊 、倒角等加工工序后，被安裝在鏡架的鏡圈里。這時鏡圈會對鏡片產生一定的壓力，同時鏡片也會產生一個反作用力，這個“內張力”，我們稱之為“應力”。 由于應力的存在，會對鏡片的光學質量產生影響，尤其對于頂焦度的影響較大。因此了解影響眼鏡應力的因素，才是解決問題的關鍵。

目前我們檢測鏡片應力的儀器為應力儀。應力儀結構：主要由起偏器、檢偏器、燈泡組成。它的起偏器和檢偏器實際上就是兩個偏振片。靠近光源的偏振片稱為起偏器，它的作用是將光源發出的發散光變成方向一致的偏振光。靠近我們眼睛的偏振片稱為檢偏器，用來觀測鏡片的應力情況。當鏡片受到鏡圈的擠壓，產生應力時，會發生雙折射現象。此時，通過應力儀觀察鏡片，就會發現鏡片上，會產生彩色條紋。條紋的顏色越深，說明應力越大，反之，應力越小。眼鏡檢測中，另一個必不可少的檢驗儀器為焦度計。其特點為操作簡便，而且精度極高，一般精度可調至百分之一的屈光度。通過以上兩種檢測儀器配合使用，實際考察鏡片由于自身因素以及各項外部因素變化而影響應力大小的變化，進而對于鏡片頂焦度變化的影響。

鏡片頂焦度的因素：鏡片的物理形態決定了鏡片的頂焦度，同時鏡片的頂焦度決定了鏡片的厚度，鏡片的厚度直接影響割邊后承受應力的程度。我們通過檢測不同頂焦度鏡片裝框前后的頂焦度變化，來推測不同頂焦度鏡片承受應力的情況。（注：以下所用試驗鏡片均選用相同種類鏡片。）表1：

結果：通過對不同頂焦度鏡片加工前后頂焦度變化的對比，發現頂焦度絕對值越小的鏡片，加工前后的頂焦度變化越大，同時利用應力儀檢測時花紋也越深，表明應力越大。然而頂焦度絕對值越大的鏡片，加工前后的頂焦度變化越小，同時利用應力儀檢測時花紋也越淺，表明應力越小。表1也證明了頂焦度絕對值越大的鏡片抵抗應力的能力越強。

通過實驗我們還發現鏡片頂焦度標稱值為-1.00 的鏡片在裝框前的實測值為-1.05-0.03，而在裝框后實測值為-1.07-0.06，經過球柱面透鏡轉換為-1.13+0.06。根據國標GB13511.1-2011中規定標稱值為-1.00頂焦度允差為±0.12，裝配后的頂焦度超過了允差范圍，因此判定為不合格。同樣的情況還出現在標稱值為-3.00的鏡片裝框前后的頂焦度變化上，裝框前的頂焦度為-2.96-0.08，在合格范圍內。裝框后頂焦度變為-2.97-0.12，根據國標頂焦度為3.00且柱鏡頂焦度為0時，柱鏡頂焦度允差為±0.09，現為-0.12，因此判定為不合格。

鏡架加工工藝的因素：鏡架按照加工工藝可分為全框、開槽、打孔這三種類型。通過分別檢測這三種不同工藝的相同頂焦度鏡片所產生的應力以及鏡片頂焦度的變化，來分析二者之間的關系。表2：

結果：通過表2比較我們可以清楚的看到，眼鏡加工工藝不同，會直接影響鏡片頂焦度的變化：全框鏡架頂焦度變化>開槽鏡架頂焦度變化>全打孔鏡架頂焦度變化。并且通過應力儀的檢測發現，相同頂焦度鏡片裝在全框鏡架上時，鏡片周邊會有彩色條紋;裝在開槽鏡架（尼龍拉絲鏡架）上時，鏡片周邊的彩色條紋極淺;鏡片裝在打孔鏡架上時，僅在打孔裝螺絲的部位有應力彩色條紋。這個結果也同時證明了應力大小與鏡片頂焦度變化的程度正相關。

通過表1和表2的對比，我們還可以發現一個規律，就是一般正球鏡加工后，產生的頂焦度偏差會使正球鏡的頂焦度絕對值減小;相反，負球鏡加工后，產生的頂焦度偏差會使負球鏡的頂焦度絕對值增加。

討論：從事眼鏡加工的人員都會遇到這樣的問題，鏡片頂焦度在加工前明明是合格的，可是在加工后卻超出了國標的允差范圍。這就是眼鏡應力的影響。從以上的試驗我們可以發現，產生應力的大小可以通過鏡片頂焦度的變化來體現。同時，我們還從頂焦度的變化上找出了一定的規律：①正頂焦度鏡片抵抗應力的能力>負頂焦度鏡片。②頂焦度絕對值大的鏡片抵抗應力的能力>頂焦度絕對值小的鏡片。③全框鏡架中鏡片產生的應力>開槽鏡架中鏡片產生的應力>全打孔鏡架上鏡片產生的應力。④正球鏡加工后，產生的頂焦度偏差會使正球鏡的頂焦度絕對值減小。⑤負球鏡加工后，產生的頂焦度偏差會使負球鏡的頂焦度絕對值增加。根據以上的規律，在加工眼鏡前，可以對鏡片進行一定的取舍，避免加工后應力的不利影響。

結論：在眼鏡的加工過程中，應力對于加工后鏡片的頂焦度會有一定的影響。在日常檢驗工作測量中，我們只有在掌握了一些規律后，才能避免由于它的存在產生的鏡片頂焦度變化，使得鏡片加工前的頂焦度合格，加工后卻不合格的現象發生。從而降低加工后的報殘率，增加合格率，提高工作效率。

參考文獻：

邱新蘭《眼鏡定配工技師》，中國勞動社會保障出版社，2011年。

《眼鏡光學技術》，人民衛生出版社，2012。

《中華人們共和國國家標準-眼鏡鏡片》GB10810.1-2005

《中華人們共和國國家標準-配裝眼鏡》GB13511.1-2011

《中國計量》