球面透镜_文档.pdf

球面透镜 视光学中最常用的光学器件是透镜。透镜是由两个折射面包围一种透明介质（如玻璃、树脂等）所形成的一种 光学元件。折射面可以是球面、平面、非球面。透镜按照其折射表面形状不同可以分为球面透镜、柱面透镜、环曲 面透镜、非球面透镜。 球面透镜是眼用透镜的主要形式，主要用来矫正眼屈光不正中的近视和远视。球面透镜按照其表面曲率半径和 折射率的的不同表现为不同的镜度状态，即不同的折光能力。 球面透镜有两个表面，每个表面对入射光线具有屈折能力，每个表面对光线屈折的能力用光焦度来表示就称之 为面镜度 ，其数学表达式为： nn F (n n)R （1 ） r 其中 n 和 n′为该表面左右两侧介质折射率，r 为该表面的曲率半径。 透镜的光焦度由组成透镜的各表面的光焦度及中心厚度（表面之间的距离）所决定。 假设组成透镜的两表面光焦度为 F1 和 F2 ，由几何光学理论有： n n n n 3 2 F 2 1 (n n )R F (n n )R 2 3 2 1 2 1 r r 2 1 其中 n 和 n 为第一个表面左右两侧介质折射率，n 和 n 为第二个表面左右两侧介质折射率。 1 2 3 2 则透镜光焦度为： F=F +F -dF F （2 ） 1 2 1 2 其中 d 为两表面曲率中心距离，即透镜的中央厚度。 当透镜厚度很小，即 d 接近为 0 时，透镜称为薄透镜。薄透镜光焦度即为两表面光焦度之和。在眼镜光学中， 多数情况下可以认为眼用透镜为薄透镜。 球面透镜是指镜片两个表面均为球面的透镜。球镜各子午线上曲率半径相等，因此球镜各子午线上屈光力相等。 球面透镜的光焦度用 DS 表示，在眼镜光学中一般用 0.25DS 或者 0.125DS 描述。 球面透镜按照其对光线的偏折作用可以分为会聚透镜和发散透镜。会聚透镜也称为正透镜，发散透镜也称为负 透镜。正透镜对光线起会聚作用，负透镜对光线起发散作用。正透镜将平行光线会聚形成单一焦点，负透镜将平行 光发散，反向延长形成一焦点。 负透镜成像时无论物距在任何位置，都对物体成缩小正立的虚像。 透过球面透镜观察目标，会产生像移现象。正镜片产生逆动，负镜片产生顺动。对于正透镜而言，观察距离要 小于透镜焦距。 （1 ）逆动：像移量的增加或缩小的方向、视像移动的方向与透镜移动的方向相反，称为逆动。 （2 ）顺动：像移量的增加或缩小的方向、视像移动的方向与透镜移动的方向相反，称为顺动。 透镜的屈光力越大，像的移动越快；反之屈光力越小，像的移动越慢。 镜片前后移动也会有顺动和逆动的现象。 镜片光学中心位置的确定是识别镜片的重要方式之一。通常情况下，镜片的光学中心与几何中心重合。在眼镜 装配时，要求镜片的光学中心与双眼瞳孔中心重合。透镜中心的简易确定方式就是通过透镜中某一点看到的十字线 没有发生任何偏折，该点就是透镜的光心。