框架眼镜与隐形眼镜的光学比较.docx

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框架眼镜与隐形眼镜的光学比较

第一章概述

现而今，眼镜飞入寻常百姓家。

眼镜一词对我们已经不陌生，而且有着很好的发展前景：

美国人均1.5年更换一副眼镜，每副眼镜架平均价格超过58美元。

镜框从最低档的20美元以下至高檔的每副76美元以上都有市场。

近年来，全球不少眼镜制造商纷纷看好隐形眼镜的丰厚利润，美国也是如此。

1997年美国一位医生研制出一种可长时间使用的隐形眼镜，它可使更多的氧气供给眼球，并能减少眼部感染。

这种新式镜片比传统的隐形眼镜更安全，可放在眼险内长达1个月的时间。

现在，这种隐形眼镜产品在美国极为抢手。

而德国也非常重视隐形眼镜的开发，1997年，慕尼黑一家眼镜商向市场推出了各种不同图案的隐形眼镜，如猫眼、美元符号和心型等。

这些设计新颖、图案多样、颜色各异的隐形眼镜，适合患近视和远视的人配戴，尤其适应了广大青少年和女士爱美求变的心理，在欧美市场颇为走俏。

法国人配戴眼镜的比率高达46％，1997年全法国眼镜销售额为165亿法郎，比1996年减少1％。

由于法国人口结构日渐老化，近年来校正镜片市场渐旺。

1997年校正镜片市场达101亿法郎，比上一年增长3％，占眼镜市场的61％。

法国人中2／3常换镜片，但不换镜架，符合高技术标准的镜片在法国市场销路很好。

防反光、防尘及远近视渐进镜片等很受消费者欢迎。

远近视渐进镜片一年来的销售跃升15％，占法国镜片销售总额的45％。

近年来法国隐形眼镜市场持续增长，继1996年增长12％之后，1997年再增长10％，市场销售额达13亿法郎。

由此可见，框架眼镜和隐形眼镜有着各自不同的市场，本篇将通过框架眼镜和隐形眼镜在光学和应用等不同方面进行比较，予以区分他们的各自市场和适应人群。

第二章框架眼镜与隐形眼镜的光学比较

透镜的像放大（magnificationoflens）：

矫正眼镜是透镜和视觉器官密切联结的一种助视工具。

由本章概述中谈及矫正眼镜的光学作用，可知屈光不正患者戴上矫正镜后所看见的世界与未戴镜所看到的世界有所区别。

戴镜后视网膜上所成影像大小与眼本身屈光不正性质、程度有关，更与戴用矫正眼镜的屈光度（镜度）、镜片位置、镜片片形（厚度、形状）等因素有关。

这涉及眼镜的放大率，下面将列题介绍。

一、配镜矫正后视网膜像大小与眼本身屈光不正性质的关系

理论上屈光不正分为轴性和屈折性。

配戴眼镜时如是轴性屈光不正，如图一（Knapp法则），矫正眼镜戴在眼前焦点位置（角膜顶点前15．7mm）时，则不论此眼是远视性或近视性，也不论其屈光不正度是多少，远方物体的视网膜影像大小和正视眼相同，因而不存在戴矫正眼镜后视像大小不等问题。

这也是轴性屈光不正时矫正眼镜的相对放大倍率（relatvespectaclemagnification,RSM）为1。

所谓：

RSM=矫正后屈光不正眼视网膜大小/模型眼视网膜大小

图一Knapp法则

但实际上，眼镜很难准确的放在前焦点位置，依图二所示，眼的前焦点是像不变化的位置，如放置近角膜，则凸透镜在视网膜上的像缩小，凹透镜则为放大，如图三所示。

这也可由公

式1/1－（L-f'）D计算出，L=眼镜片后顶点（像侧主点）至眼的物侧主点距离，眼的物侧主点在角膜顶点后方1.35mm处。

f'=眼的前焦点距离17.05mm

D＝矫正眼的屈光度

例如右眼－6.00DS，左眼-3.00DS,轴性屈光不正时,眼镜戴于角膜顶点前方12mm时，视网膜像放大率分别为：

右眼＝1／1-（0.01335-0.01705）*-6.00＝1.023

左眼＝1／1-（0.01335-0.01705）*-3.00＝1.011

两者相差1.2％

图二轴性屈光不正

图三眼镜靠近角膜时轴性屈光不正网膜像的变化

如为屈折性屈光不正，眼球轴长正常，系屈光介质折射力差异所致。

如图四所示，物侧主点才是网膜像不变化的位置，所以近视性矫正眼镜的放大倍率总小于1，是缩小的，而远视性矫正眼镜的放大倍律率大于1，是放大的。

恰与轴性屈光不正相反。

折性屈光不正RSM＝1／（1－LD），如上例若为屈折性屈光不正，则：

右眼＝1／1-0.01335*-6.00＝0.925

左眼＝1／1-0.01335*-3.00＝0.961

均系缩小，两者相差3.6％。

图四屈折性屈光不正

这说明轴性屈光不正和屈折性屈光不正随所带矫正眼睛屈光度相等，镜眼距相同，其放大倍率却不同。

从这个角度讲，轴性屈光参差以眼镜矫正比较理想，而角膜接触镜矫正时反而出现视网膜像差大，屈折性屈光参差则反之。

二像放大率的比较

角膜接触镜与普通框架眼镜两者视网膜像放大率如图五所示。

接触镜矫正屈光不正，视网膜像不致引起较大的扩大或缩小，。

接触镜矫正近视，随着镜片度数的增加，视网膜像相对的扩大，远视眼相对的缩小。

图五隐形眼镜与框架眼镜放大倍率的比较

当然，隐形眼镜与框架放大倍率的比较，若把隐形眼镜至眼的主点的间距忽略不计时，隐形眼镜与框架眼镜的放大倍率的比率可计算为：

Mc/Ms=1/（1/1-dsDs）=1-dsDs

式中Mc为隐形眼镜的放大倍率，Ms为框架眼镜的放大倍率，ds为框架眼镜的镜眼距，Ds为框架眼镜的焦度。

从此公式可看出，近视镜Ds为负值时，隐形眼镜与框架眼镜的放大倍率的比值大于1，隐形眼镜所见的物像应较框架眼镜大。

反之，当远视镜Ds为正值时，隐形眼镜所见的物像应较框架眼镜小。

因此，通常近视配戴者称隐形眼镜所见的物像较戴框架眼镜大，就是这个原因。

第三章框架眼镜与隐形眼镜的应用比较

一光学作用应用的比较

1.球面像差

屈光不正,尤其是高度屈光不正的患者,配戴框架眼镜，当眼球转动时，不是用镜片的中心注视物体，眼轴与镜片光学中心偏离，无论是凸透镜或凹透镜片都可产生不同程度的三棱镜效应，镜片度数越大越明显，这是由于透镜的周边部的屈光力量要比中央部分强，一束与主轴平行的光线投射到透镜时，只有接近主轴的光线可聚合于焦点，边缘部分光线屈折后，则聚合于焦点与透镜光心之间，于是产生球面像差，则影响物像的质量。

而隐形眼镜由于紧附在角膜表面，眼球与镜片一起转动，仅有瞳孔区的镜片接受入射光线，因而镜片的球面像差极其轻微。

2.像变

屈光不正的患者，在配戴框架眼镜时，当平行光线垂直投到镜片，受镜片棱镜效应影响，镜片上各部位的光线折射角不同，使影像变形。

凹透镜越远离光轴的象点越向轴心移位，凸透镜越远离光轴的象点越向边缘移位元，会发生折射像差使影像发生畸变，而隐形眼镜的光线入射区域各部分厚度差极小，镜片很薄，又因镜片紧附角膜，光线在折射后的行程很短，且视轴始终与镜片几何中心保持一致，几乎不产生影像的失真现象。

3.散光

进入眼球的光不能在视网膜上形成焦点的眼，成为散光眼.，是指眼球的不同经线，甚至在同一经线上，具有不同屈光力的一种屈光状态。

因此，散光眼不能将外界射入眼内的光线焦合在一个焦点上。

严格的讲，人眼的屈光系统均包含着轻度的散光成分。

形成散光眼屈光不正的光学原理，是由于屈光系统的两个子午线上的屈光力不同，因而不能形成焦点以致视力减低，并引起足以感觉到的光学缺陷。

针对框架眼镜和隐形眼镜在散光中的应用，在此我们只讨论规则散光和不规则散光两大类。

（1）规则散光

一般屈光学上所说的散光眼都是指规则散光，在实际应用中矫正散光大都是依靠散光的最小弥散圈的特性来完成的。

如图六，平行光线进入散光眼，就会形成一前一厚两条相互垂直的交线，光线在前焦线处先聚后散，散到一定程度则受到与前焦线垂直方位的屈光力的作用，在一次聚焦成后焦线，两焦线之间形成底对底的锥形光束，称为史式光锥。

若采用光学透镜，将史式光锥的底部调节到视网膜上，则各方位的物像都有相同的清晰度。

图六最小弥散圈矫正散光

可见，规则散光需采用框架眼镜矫正最为理想。

（2）不规则散光

不规则散光是指散光眼屈光面（主为角膜）各子午线屈光力不同，均无一定规则，即使同一子午线因其曲率不规则，屈光指数又不一样，屈光力也不同，（故该类散光采用框架眼镜矫正效果不明显）。

其成因以角膜病变瘢痕之遗留，表面凹凸不平，弯曲不正，粗糙不整形成非几何学性屈光面者最多，此外尚有晶状体先天性表面不规则形成的散光，但属罕见。

所以此类散光需隐形眼镜来矫正。

这主要是靠隐形眼镜的泪液透镜的原理：

角膜接触镜覆盖在角膜表面,在镜片与角膜之间存有不同程度的泪液,称作液体透镜.液体镜的屈光指数与角膜近似,因而安放接触镜后,接触镜和液体镜与角膜合而为一,形成接触镜以及角膜和液体镜合一的两个透镜组所组成的一个复合光学系统。

在隐形眼镜和角膜间的泪液填充了角膜表面的凹凸不平处，使不规则的角膜屈光面所致的散光得以矫正。

.通常硬性接触镜的后面基础曲率半径比角膜最小曲率半径稍大些,由于液体镜的作用,接触镜的光滑规则得到的球形表面起着屈光表面的作用,因而硬性接触镜可矫正因角膜前表面所致的散光。

而对于高度散光及顺律散光和斜位散光的患者，由于瞬目和眼睑力的作用，对柱镜很难定位，现今有的厂家的隐形眼镜采用了最先进的锤重原理,此种上薄下厚的水滴形设计,并加以独特的前弧车削镜片边缘的削（剥）处理,确保镜片达到稳定性好,矫正效果佳的要求。

（3）斜位散光

由于框架眼镜的镜身与镜腿之间存在6·~10·的前倾角，如图七

图七眼镜的前倾角示意图

所以当光笔经过眼镜必然产生斜射散光。

当光线斜着投射在透镜上时，要产生散光。

图八是平行光笔与透镜轴成θ角度斜着通过透镜所形成的散光模式图。

从中可以看到所形成的前后两个焦线。

垂直子午线上的光集焦于F｀m，水平子午线上的光集焦于F｀s。

如果光笔的主光线的倾斜度愈增加，散光度愈增大，则图中的F｀m和F｀s两条焦线之间的距离愈加大。

当主光线的倾斜度慢慢减小则F｀m和F｀s的距离随之慢慢缩短，两焦线之间的距离也慢慢变短，最后合二为一成为一点，即焦点，则散光消失。

图八斜的光笔引起的散光示意图

4.屈光参差

（1）屈光参差

屈光参差是指左右两眼屈光作用不相一致的现象。

一般认为小于1.50D－2.00D者多属于生理性。

若差值超越2.00－2.50则为病理性。

两眼屈光相差0.25D可是两眼视网膜上成像大小相差0.5％，并认为两眼视网膜像的大小相差5％是最大的忍受限度，即两眼之间的屈光参差最大耐受度为2.50D。

当然，临床实践证明：

人的耐受量有个体差异，例如戴眼睛很久的人最大耐受度可达4.50D。

再者，由于两眼的调节作用是相等的，两眼的作用又是不可分离的，如果一眼的像变模糊，为了将不清楚的像变清楚，并使两眼像的以融合产生立体视觉，必然要引起两眼之间的调节矛盾和双眼合像的困难，因而这类屈光参差经常产生视疲劳的综合症状。

在此种情况下验配眼镜要注意框架眼镜与隐形眼镜的选择：

A在使用框架眼镜矫正屈光不正时，应注意镜片的放置位置，从屈光学上讲，镜片应放在角膜前15.7mm的前主焦点处，如果把透镜放得太近或太远，均可使凸和凹透镜的屈光力增强或减弱，也使两眼视网膜上的成像大小发生差异，透镜度数较高者更为明显。

若两眼之间的镜片不在同一距离或有倾斜，透镜本身亦可引起屈光参差。

B由于使用接触镜所引起的物像大小改变，比一般眼镜者为小，故配戴接触镜已经成为矫正高度屈光参的理想方法。

（2）影像不等

影像不等又名不等象视，即两眼铜视一物体时，左右眼视网膜所成之像呈现大小不等或形状不相一致的迥异状态。

屈光参差患者戴镜教治后由于两眼戴用镜度相差过大，引致眼镜放大倍率产生大的差距。

当混合性屈光参差时，配用的凸透镜使网膜像增大，凹透镜使网膜像缩小，可以想象矫正后两眼视网膜像大小更加悬殊。

若为散光性屈光参差，则由于每一镜片两主方向是不同镜度，该两主方向放大倍率的差异必导致网膜像形状的变异，所以患者屈光矫正后更易加重其影像不等。

根据调查，框架眼镜增加0.50D，可使看到的的应像放大或缩小约1％。

屈光参差的患者，戴框架眼镜后，因出现不等视，难以获得双眼单视，使双眼融合发生障碍。

如单眼白内障手术后，用普通眼镜矫正后视网膜成像要较手术前放大1／4－1／3，而用隐形眼镜矫正，仅放大1／10，由此可见，隐形眼镜可减少或消除因屈光参差而引起的视网膜上物像不等的反应。

另外，等像透镜也是矫正影像不等的另一简便方法。

何谓等像透镜呢？

当两眼像严重大小不等使患者难以戴用时，可在保持（或基本保持）左右眼屈光度，而改变镜片厚度和前表面屈光度，可缩小左右眼像放大率差距，至少使该差值在患者能容忍范围（一般差值到达1％～-2.5％即可），这就是等像透镜。

在我们的实习中，不难遇到有的顾客戴用眼睛几十年，一旦换镜，尽管镜度一样，但顾客却抱怨：

戴用新眼镜后总出现眼胀，头晕，眼睛疲劳甚至重影，可见，其中镜片形式，折射率，厚度等改变导致像的大小的变化是一不可忽视的原因。

5.棱镜效应

我们都知道,眼镜片可视为多块棱镜或基底相接或尖端相接而成的透镜片,由于光线通过棱镜后折向棱镜的基底,故当镜片光心距与瞳距不等时,就会产生棱镜效应,出现物体向棱镜尖端移位元的现象,如图九,.可依公式P=dD求得。

P为棱镜效应（以Δ为单位），d为偏心距离，D为镜片屈光度值。

其基底朝向：

凸透镜时光心代表棱镜底的位置，凹透镜时光心则代表顶点的位置。

所以配框架眼镜时必须要求光心距与瞳距一致。

而隐形贴附于角膜之上，随眼球转动而转动，所以不存在棱镜效应。

正因为它几乎没有棱镜效应，因此对矫正斜视，隐斜视等只能利用框架眼镜矫正。

由于三棱镜的折光作用，通过三棱镜刊物体是向尖端偏移，在斜位眼前加适度三棱镜，可使物体发出的光线，经过三棱镜屈折后，投向眼底和另一眼视网膜上对应的位置，形成双眼单视。

配镜时，为了产生棱镜效果，可用移光学中心点的方法使其产生棱镜效应。

棱镜作用明显与否，与位移多少，光度大小有关。

从理论上讲，每偏离光心1cm，1.0D的透镜则产生1Δ的三棱镜效应。

图九眼镜的棱镜效应

6.视野

框架眼镜因受框架限制和镜片周边部棱镜效应作用的影响，使佩戴者视野相应缩小。

而隐形眼镜不受框架的遮盖，与角膜直接接触，且始终能跟随眼球转动，从而在所有注视方向均保持光学矫正性能。

因此，无论何时，瞳孔均恰好位于镜片光学中心的后方。

故能保持与正常人相同的开阔视野。

二生活中应用的比较

1.舒适框架眼镜，尤其是高焦度的眼镜使配戴者鼻梁部负重，镜架压迫鼻梁部和耳廓部常引起接触性鼻炎，而隐形眼镜不会出现这方面的问题。

2.温度带着框架眼镜从寒冷的室外初到温热的室内会有蒸汽在镜片上凝聚，造成短时间的视物模糊，而隐形眼镜的表面因完整的覆盖着泪液层，则不会有水蒸气凝聚。

3.方便框架眼镜在鼻梁上时时下滑，常须用手去推扶，不慎掉在地上时，光学玻璃镜片容易破碎，树脂镜片容易造成划痕，而隐形眼镜不会出现这方面的问题。

4.美观对于年轻的隐形配戴者来说，可以避免框架眼镜遮盖脸部，便于用眼睛交流。

隐形眼镜也避免了框架眼镜与脸部不适的麻烦。

5.安全框架眼镜配戴者遇到暴力伤时，破碎的光学镜片常导致眼球的损伤，而隐形眼镜较安全。

三医学中应用的比较

角膜接触镜的问世，在医学方面也起到了很好的辅助作用，是框架眼镜所做不到的。

例如：

软性隐形眼镜可用于治疗角膜水肿、暴露性角膜炎、干燥性角结膜炎。

在镜片周围涂上和虹膜一样的颜色，中央部保持透明，可以消除白化病病人和虹膜缺损病人的怕光症状。

近年来还有专门为治疗目的而制做的角膜接触镜，接触镜内浸吸了某种药物，可定时释放到结膜囊，这样不但减少了点药次数，节约了药量，同时可使结膜囊内始终保持较高浓度的药量，达到较好的治疗效果，如治疗青光眼、角膜溃疡等。

然而，有利必有弊，隐形眼镜也有一定的局限性，并非人人都适合配戴。

隐形眼镜配戴有以下三个方面的禁忌：

1.自身条件眼睑内翻倒睫，闭合不全，泪囊炎，干眼症，严重沙眼和慢性结膜炎、角膜炎、糖尿病、高血压病、副鼻窦炎等。

2.环境条件风沙、粉尘、挥发性化学物质和严重污染的环境。

3.个人素质卫生习惯不良，自理能力差，不能坚持认真护理者，如中小学生。

尽管隐形眼镜在不断的改进，其化学性能、舒适性和安全性都已达到了较为理想的水准，得到了较为广泛的应用。

随着应用的普及和长时间的临床观察，出现了一些程度轻重不等的并发症。

如角膜损伤、结膜炎症、角膜感染等。

在这些条件下，就很明显的显示出框架眼镜不可或缺的价值与地位。

第四章框架眼镜与隐形眼镜的关系

随着时间的推移和保护眼睛健康的观念增强，隐形眼镜配戴者感到有一副框架眼镜作备用或交替使用越来越重要。

但是，综合我们上面所做的一切比较，不难看出一部份长期使用隐形眼镜的人，在重新配框架眼镜时，会感觉视物缩小，视野也变窄了，有屈光参差的人甚至还会出现难以克服的复视现象。

那要如何解决这些问题呢？

要从以下方面着手：

1、注意眼镜架的选择。

考虑到长期戴用隐形眼镜的人视野广、无复视已习惯，选架时应尽量选无高脚鼻托的塑料架、板材架；

2、注意框架眼镜角度的调整。

戴隐形眼镜的人，通常是远近使用一副眼镜，改用框架镜时，角度调整尤其重要，调整眼镜架时，通常要考虑克服棱镜效应问题；

3、注意眼镜片的选择。

有经济条件的，选用高科技产品，即非球面镜片（像差影响极小，且视野广），目前比较好的非球面眼镜片有法国依视路和日本豪雅等品牌。

而长期使用框架眼镜的人要配隐形眼镜时，要注意选择镜片的问题：

（1）.含水量首先要考虑自己泪液量，如果泪液多，就要选择高含水的隐形镜片，若泪液少，就要选择低含水的隐形镜片。

因为隐形镜片不能离开水，时时刻刻都需要水分的补充，含水量越高就越需要大量的泪液来补充已挥发的水分。

所以，一定要根据自己的泪液多少，选择合适含水量的隐形眼镜。

（2）.基弧基弧特指镜片的内曲面光学区，弧基弧值越大，镜片越平，基弧值越小，镜片越弯。

在实际应用中，镜片基弧应比角膜曲率略平10％左右，以利镜片下的代谢产物和泪液的排出。

总之，在验配隐形眼镜时一定要做好眼部检查，在验配员的指导下完成隐形眼镜的验配工作。

第五章结论

通过以上各方面的比较不难看出，框架眼镜和隐形眼镜都存在着它们各自的适合人群。

而如何配好一副能使眼屈光不正患者得到最清晰的视力，最舒适的配戴，最持久的阅读，这是我们验光工作者的职责所在。

我们必须将眼的生理光学，眼镜光学和各种相关的知识技术与配镜者自身的主观感觉相结合，为每一位屈光不正患者验配出一副完美的眼镜将是我们的最终目标。

验配眼镜是一门科学，一种技术，一门艺术。

在目前来看，隐形眼镜不可能取代框架眼镜，戴框架的人们也许会为了各方面的原因选取隐形眼镜，但仍然离不开框架眼镜，

可见，短时期内，隐形眼镜与框架眼镜仍旧改变不了互补的关系。

屈光学发展至今，不断的出现新的产物，例如：

PRK准分子激光角膜屈光矫正术，OK镜，人工晶体的植入，到LASIK准分子激光原位角膜磨鑲术，他们都推动了屈光学的发展，但是否能取代眼镜的主导地位，将成为我们日后在工作中主要讨论的话题。

致谢

对于本篇论文，我很感谢在校期间各位老师给予我的学术指导，感谢班主任等老师在论文上给于我的指导和帮助。

谢谢各位老师！

参考文献

1，徐广弟《眼科屈光学》北京军事医学科学出版社出版

2，朱学敏《眼与眼镜学》第一版内蒙古人民出版社出版

3，吴燮灿《校正眼镜的放大作用》。

眼屈光专辑

4，吴燮灿《眼镜学》