第三章 了解透镜和视力的医学矫正方案
出自雅布森公益社区
医生治疗视觉问题，给出配戴光学眼镜或者隐形眼镜的诊断。本章讨论的就是这些眼镜里带有折射或者说“纠正”作用的各种透镜。
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四种折射镜
参见插图3-1，除了平镜，还可以看到眼镜制作通常使用的四种透镜：凹镜、凸镜、柱镜和棱镜。
当然．眼镜所谓的“纠正”作用并不能真正地根除视觉问题，只不过使得进入眼睛的光线角度发生变化。拿贝茨的话说，与其说眼镜是“纠正性”的，不如说它是“补偿性”的。
图3-1：四种透镜
插图a是平镜，没有曲度，平行光射入，直直地射出，因此没有修改功能。平镜没有焦点，右边的成像和左边的原物一模一样。
制作用来保护眼睛不受伤害的安全眼镜，往往用到平镜。出于美观效果，也可以使用。比如，配眼镜的时候．一只眼没有视力，装个平镜会更平衡。
插图b一1是双面凹镜，用于治疗近视。双面凹镜是发散透镜，因为光线穿诱过去发散开来。发散透镜的焦点是虚的。位于透镜的前方。
凹凸透镜是一面凹一面凸的透镜。插图b一2前面是凸的，而后面凹得很厉害。它同样是分散性的。隐形眼镜一般来说都是这种形状。
近视眼镜则通常使用的是单面的凹镜。为了美观，有时候也用双面凹镜。插图c所示是双面凸镜。主要用来补偿远视。光线透过凸镜，汇合成一点。因此凸镜是聚镜。实焦点在凸镜后方。
插图d是柱镜，用于帮助散光。
插图e是棱镜。用于帮助斜视。
一块透镜可以被打磨成具备多重作用，同时修复好几种问题。比如既是发散的，又是柱形的。这样就可以被一个散光和近视的人使用。
认识镜片：屈光度、光轴和折射率
屈光度
屈光度缩写是字母D。是用来测量凹镜、凸镜或者柱镜的折射率的单位。屈光度的数字表示了一个透镜能把光线弯曲到什么程度。屈光度越大，折射力量越强。把光线弯曲得也更厉害。
空气里的平行光穿过一面非平直的玻璃或者某个透明的物体出来之后必定改变方向。平行光穿透凸镜，光线在镜后方焦点的位置重新汇集。这段距离叫做焦距，单位是米。凸镜的弯曲度越大，光线改变方向越厉害，于是焦距便越短。
折射率偏高的透镜往往具备更大的利用价值。所以为了更方便地进行测量和描述，人们定义了屈光系统。用数学概念界定，以米为长度单位的焦距的倒数就是屈光度。
假设平行光从很远的地方穿透房屋一般的窗户玻璃(平镜)，光线继续直射出来。方向没有改变。因此，连焦点都没有的平镜不存在屈光度一说。
一般的眼镜镜片焦点都是0．25D的整数倍数——比如0.5D、 1.25D和3.75D。也有的以0.125D为模数递增。屈光度如果低于0.25D，医生一般会建议无需配镜。
屈光度和发散透镜
一个焦距为一2米的发散透镜，屈光度是一0.50D，不算很弯。(1／一2米=一O.50D)
负号表示发散透镜的焦点是虚的，也就是说透镜后方其实并没有实际可以丈量的焦距。虚焦点是顺发散光线相反的方向画出来的线汇集的点，这也正是它在透镜的前方而非后方的原因。焦点是虚线得出的，焦距随着也应该加个负号。
更弯一点儿的发散透镜，打个比方，焦距短到一1米，屈光度升到一1．00D。弯得更厉害的发散透镜如果焦距是一1／6米，屈光度便是一6.00D。
近视眼前后距离过大，因此人们在前面放置发散透镜，使得光线射得远一点，到达在视网膜上。
某些物质的折射指数高于其他物质。所以，有时候一个不是很弯曲、但是材质折射系数高的透镜，和一个弯得厉害、但是材质折射系数低的透镜，折射效果不相上下。折射系数较高的制镜材料一般用在视觉问题较严重、很不清晰的人身上。毕竟镜片越轻巧越宜人。
屈光度和会聚透镜
一面不是很弯曲的会聚透镜焦距是2米，屈光度因而是+0．5D。(1/2米=+0．5D)
正号意识是焦点在透镜后方。
弯得房害一点的聚镜焦距缩短到1米，屈光度变为+1D。焦距再短至1／5米，屈光度增加到+5D。
远视眼的眼球前后距离短于正常眼球。要把光线汇聚到视网膜上，人们在眼前放置会聚透镜。比如“放大镜”。
屈光度和柱镜片
发散透镜和会聚透镜的弯曲均等地分布在各个平面上，也就是说均等地把光线往各个方向折射，从而使得光线(或者反向延长线)，能够汇集。
柱镜在单一平面折射光线。想象一罐饮料，罐子在不在，饮料的形状都不会变。垂直切掉饮料和罐子的一半。与水平线平行的光线穿过“饮料透镜”，折射后落脚在一条直线而非某个点之上。这条直线叫做焦线，和罐底平行。
而垂直走向的光线射进来，没有任何弯曲直接射出来。透镜对这个方向的光线没有任何影响。
柱镜通过某个平面把光线折射到一条焦线上，有专属的屈光度规定。柱镜的屈光度同样有正负之分，但不是用来形容近视或者远视的程度，与本书讨论问题也关联不大，所以在此不作赘述。咱们只说说屈光度数值的大小对于散光的界定，而省略它的正负性质。
近视和远视眼球虽然前后距离都属于非常，但从前面看终究是球体。但是散光的眼球则变成了椭圆或者往某一方向倾斜。从前面看，眼球就像一个橄榄球或者去柄的汤勺。眼球的倾斜到什么程度，就是以屈光度衡量。
散光眼球的倾斜可以冲任何方向“倒伏”。可以是躺着的，像横放的柠檬，竖立的，或者任何其他角度，这个角度叫做视轴。视轴直接决定了矫正散光的眼镜镜片里面柱镜打磨成怎样的角度或者倾斜方向。但要注意．视轴不能用来形容散光的严重程度——无非是一个角度。
散光表现起来既可以是一个平面的光在视网膜之后才聚焦，这个情况类似于远视；也可以还没有到达视网膜就已经聚焦了，像近视。前种情况是因为角膜过分弯曲，后者则相反。
图3-2：被散光扭曲的图像
有的散光对于任何距离之外的物体成像都进行扭曲，有的则只针对某个特定距离。有的看物体时产生重影，模模糊糊环绕着物体。
一张纸上画着垂直和水平直线各一条。有的散光者会认为垂直线条比平行线条要深或者更浅。
图3-3：散光表
散光现象是由英国医生托马斯·杨发现的。1799至1801年间，他坚持用自己的双眼试验研究。在同一张正方形纸里面，他视觉里的水平线很清晰．而直线较模糊。
利用柱镜矫正散光。最早是1827年天文学家艾瑞的发明。
棱镜和棱镜度
棱镜改变所有穿透其的光线射出的角度，也就是说光线行走的方向被完全改变。没有焦点，棱镜就没有屈光度。
棱镜对斜视矫正功能的衡量单位是棱镜度，写作△。比如1△BO是1棱镜度内斜，说明眼球向里程度并不是很深。4△BI是4棱镜度外斜，眼球向外程度较深。2△BU描述2棱镜度下斜，2△BD意思则是2棱镜度上斜。
关于斜视和棱镜，在第18章“实体镜的视觉”有讨论。
视锐度和视力表
20／20视力
1864年，荷兰眼科医师赫门·斯内伦设计了一个测量视锐度的测验。他将一位匿名的荷兰年轻男子(其实是他的助手)的视力作为参照标准，制作出一张写了字母的图表，测验孩子们坐在教室后排能不能看清黑板上的粉笔字。
斯内伦视力表上面的字母大小不一。
图3-4 斯内伦视力表
黑色字母E．组成线条长8英寸，宽3英寸，(记作3／8'')放在20英尺之外。长的线条在黄斑上以五分弧视角成像。黄斑位于视网膜中央，布满对细节的敏感度较高的视锥。进一步地，斯内伦将字母E三杠黑色水平线条和夹杂其间的两块空白宽度设置成彼此相等。而黄斑中心凹的视锥捕捉性是最强的，于是也能辨认出来，并且均分开来各自占一分弧视角成像，加起来正好五分弧。
图3-5：远视力表中的20/20字母E
20英尺的距离很重要，也是有原因的。一般情况下，正常人的视力主要活动都在此范圈内。
当时，斯内伦把几个字母写成一排。这些字母的高和宽都是3／8英寸，结果助手全给认出来了。斯内伦便把其叫做“20／20线”。如果单眼能认出上面的字母。那么该眼就拥有”正常”、“完好”或者所谓的“20／20”视力。
只能看清比这条线上更大的字母，则说明视力比20／20低。比方，如果能认出1／2英寸高宽的字母，视力至少有20／30，也就是说这个视锐度正常人都能把30英尺外的东西看清了。能看清11／16英寸大小的字母，视力是20／40。
视力记录xx／yy的分子分母分别代表什么
医生记录视力和眼睛度数．用分数xx／yy表示。分子分母分别是什么意思呢？不妨这么理解：看清xx／yy那行字母，拥有xx／yy视力的人要站在xx英尺处，而正常人则要站在yy英尺。
比如说，就3.5英寸大小的字母，一个视力为20／200的人站在20英尺处才能看清，而正常人站在200英尺处都可以看清。视力为20／40的人站在20英尺才能看清正常人站在40英尺就能看清的11／16英寸大小的字母。
视力表上比3／8英寸更小的字母也能看清，则说明比20／20的视力还要好。比如20／15视力的人站在20英尺的地方都能看清正常人站在15英尺才能看清的1／4英寸大小的字母。
另外一种途径，就是按照比例去理解。20／20等于1／1，是正常视力。20／200是正常视力的1／10，20／10则是比正常情况好两倍的视力。
| 字母高度 | 20英尺视锐度 |
| 3.5英寸 | 20／200 |
| 1.75英寸 | 20／100 |
| 1.25英寸 | 20／70 |
| 7／8英寸 | 20／50 |
| 11／16英寸 | 20／40 |
| 1／2英寸 | 20／30 |
| 3／8英寸 | 20／20 |
| 1／4英寸 | 20／15 |
| 3／16英寸 | 20／10 |
| 3／32英寸 | 20／5 |
图3-6：远视力表
黄斑中心凹的视锥最多也就能辨认3／8英寸大小的宰母，那一个人怎么还可能有更敏锐的视力呢?那是因为越靠近黄斑中心凹的中心，视锥分布越中心化。视力非凡的人能够把注意力缩小到极小的中央区域——事实上这是天然视觉的一个重要原则：中心化。该问题在第17章“视网膜”会作详细的解释。
通常，配戴眼睛都是以恢复至少到20／20的视力为标准。一个人折射不正越严重，纠正的屈光度就需要越大。比如，一个视力为20／40的人借助眼镜要想看到20／20线上的字母，镜片屈光度只要一1D。但视力为20／200的人达到同样目标，则需要一4．OOD的屈光度眼睛。
而贝茨对于近视者是这样建议的．出处是((不戴眼镜的完美视力》一书。
准备……两套……视力表就很好，一套摆在近处能看清的位置，一套放到10或者20英尺之外。近的那套看多了，自然可以过渡到远的那套，站在检测距离，记忆下意识地就会带出那个位置究竟是什么字母。
远视、散光者同样可以这么应付或者作假视力检查。
驾驶的视力要求
美国多数州对驾驶的视力要求是20／40。虽然这只有正常视力的一半，但是还是很有用。
