Soczewka toryczna - Toric lens

Toryczna powierzchnia soczewki jako „kapturek” (prawy górny róg) z torusa (tutaj z R  = 1,2  r ).

Soczewki torycznej jest soczewka o różnej mocy optycznej i ogniskowej w dwóch kierunkach prostopadłych do siebie. Jedna z powierzchni soczewki ma kształt „czapki” z torusa (patrz rysunek po prawej), a druga jest zwykle kulista . Taka soczewka zachowuje się jak połączenie soczewki sferycznej i cylindrycznej . Soczewki toryczne są używane głównie w okularach , soczewkach kontaktowych i soczewkach wewnątrzgałkowych w celu korekcji astygmatyzmu .

Torus

Torus powstaje, gdy okrąg o promieniu r obraca się wokół osi leżącej w tej samej płaszczyźnie co okrąg (tutaj oś z ) w odległości R od środka koła.

Torus to bryła przestrzenna powstająca, gdy okrąg o promieniu r obraca się wokół osi leżącej w tej samej płaszczyźnie co okrąg, w odległości R od środka koła (patrz rysunek po prawej). Jeśli R  >  r , tworzony jest torus pierścieniowy . Jeśli R  =  r , powstaje torus rogu , w którym otwór jest skracany do pojedynczego punktu. R  <  r skutkuje torusem wrzeciona , w którym z otworu pozostają tylko dwa „spadki”; te spadki stają się mniej głębokie, gdy R zbliża się do 0. Gdy R  = 0, torus degeneruje się w kulę o promieniu r .

Kiedy główny promień R zbliża się do 0 (tutaj od prawej do lewej), torus staje się kulą.

Promień krzywizny i moc optyczna

Największy promień krzywizny torycznej powierzchni soczewki, R + R , odpowiada najmniejszej mocy refrakcyjnej , S , podanych

${\ Displaystyle S = {\ Frac {n-1} {R + r}}}$ ,

gdzie n jest współczynnikiem załamania materiału soczewki.

Najmniejszy promień krzywizny, r , odpowiada największej mocy refrakcyjnej, s , podanej przez

${\ Displaystyle s = {\ Frac {n-1} {r}}}$ .

Ponieważ R + r > r , S < s . Soczewka zachowuje się w przybliżeniu tak jak kombinacją soczewki sferycznej mocy optycznej z y i cylindrycznej soczewki o mocy s - S . W okulistyce i Optometry , s - S zwana jest zasilanie cylindra soczewki.

Zwróć uwagę, że zarówno największa, jak i najmniejsza krzywizna mają okrągły kształt. W konsekwencji, w przeciwieństwie do popularnego założenia, soczewka toryczna nie jest elipsoidą obrotową .

Promień światła i jego moc refrakcyjna

Promienie świetlne, w tym ( x , y ) -plane torusa (zgodnie z definicją w powyższym schemacie) są załamane według największego promienia krzywizny R + R , co oznacza, że ma najmniejszy współczynnik mocy, S .

Promienie świetlne w płaszczyźnie przechodzącej przez oś obrotu ( oś z ) torusa załamują się zgodnie z najmniejszym promieniem krzywizny r , co oznacza, że ​​ma największą moc refrakcyjną s .

W konsekwencji istnieją dwie różne moce refrakcji w orientacjach prostopadłych do siebie. W orientacjach pośrednich moc refrakcji zmienia się stopniowo od największej do najmniejszej wartości lub odwrotnie. To zrekompensuje astygmatyczną aberrację oka.

Soczewka atoryczna

Dzięki nowoczesnemu projektowi sterowanemu komputerowo, technikom szlifowania i polerowania, można uzyskać dobre korekcje wzroku dla jeszcze szerszych kątów widzenia, dopuszczając pewne odchylenia od kształtu torycznego. Nazywa się to soczewką atoryczną (dosłownie soczewka nietoryczna ). Są one powiązane z soczewkami torycznymi w taki sam sposób, jak soczewki asferyczne są powiązane z soczewkami sferycznymi.

Bibliografia