Тестирование однофокальных и мультифокальных линз

Тестирование однофокальных и мультифокальных линз

Введение
Контроль качества и эффективности очковых линз – критически важный этап в обеспечении комфорта и безопасности пользователей. Тестирование как однофокальных, так и более сложных мультифокальных линз (бифокальных, трифокальных, прогрессивных) требует системного подхода с использованием специализированного оборудования и методов. Эта статья описывает ключевые аспекты лабораторных испытаний этих изделий.

1. Объекты испытаний

• Однофокальные линзы:
  • Сферические линзы (для коррекции миопии или гиперметропии).
  • Астигматические линзы (торические, для коррекции астигматизма).
  • Различные материалы изготовления (минеральное стекло, органические полимеры - CR-39, поликарбонат, трайвекс и др.).
  • Разные индексы преломления.
  • Различные типы просветляющих, упрочняющих, гидрофобных/олеофобных покрытий.
• Мультифокальные линзы:
  • Бифокальные линзы (с двумя отчетливыми оптическими зонами для дали и близи).
  • Трифокальные линзы (с тремя зонами: даль, промежуточное расстояние, близь).
  • Прогрессивные (мультифокальные) линзы (ПМЛ) с плавным градиентом оптической силы от верхней зоны (даль) к нижней (близь) и каналом прогрессии.
  • Различные дизайны ПМЛ (стандартные, индивидуальные, для активного образа жизни и т.д.).
  • Все типы материалов и покрытий, применимые к мультифокалам.
  • Линзы с аддидацией (добавкой для близи) различной величины.

2. Область испытаний

Испытания охватывают широкий спектр параметров, которые можно разделить на группы:

• Оптические характеристики:
  • Рефракция (сферический компонент, цилиндрический компонент, ось цилиндра).
  • Оптическая сила (фокусное расстояние) в контрольных точках (для однофокальных - центр; для мультифокалов - зона дали, зона близи, точка для промежуточного расстояния, точки вдоль канала прогрессии).
  • Астигматизм (в т.ч. индуцированный астигматизм в периферийных зонах ПМЛ).
  • Аддидация (величина добавки для близи у мультифокальных линз).
  • Призматический эффект (включая преднамеренную призматическую коррекцию).
  • Аберрации высшего порядка (в особенности для оценки качества изображения в периферийных зонах ПМЛ).
  • Коэффициент пропускания света.
  • Качество изображения (разрешающая способность, контрастность).
• Геометрические и механические характеристики:
  • Центральная и периферическая толщина.
  • Радиус базовой кривизны (Базовая кривая - BC).
  • Диаметр.
  • Ударопрочность (особенно для полимерных линз).
  • Абразивостойкость покрытий и поверхности линзы.
  • Устойчивость покрытий к царапинам, химикатам, поту, влаге, нагреву.
• Характеристики пользовательского комфорта (для мультифокальных, особенно ПМЛ):
  • Ширина и длина зоны/канала прогрессии.
  • Плавность перехода оптической силы вдоль канала прогрессии.
  • Величина и распределение периферийных искажений.
  • Стабильность оптических параметров при изменении угла взора.
  • Удобство адаптации (косвенно оценивается через геометрию дизайна и стабильность параметров).
• Долговечность и устойчивость:
  • Устойчивость к УФ-излучению (изменение цвета, помутнение, деградация покрытий).
  • Термостойкость.
  • Стабильность оптических свойств с течением времени.

3. Методы испытаний

• Фокометрия:
  • Ручная (линзметр): Традиционный метод измерения оптической силы (сферы, цилиндра, оси, аддидации) в контрольных точках с использованием оптической системы с коллиматором, мишенью и окуляром для визуальной фокусировки. До сих пор остается эталонным методом.
  • Автоматическая: Современные электронные фокометры (автофокометры) автоматически измеряют рефракцию в заданной точке линзы, выводя результаты на дисплей. Позволяют быстро сканировать поверхность ПМЛ по заданной сетке точек.
• Аберрометрия: Использование волновых сенсоров (например, на основе принципа Шака-Гартмана) для точного измерения аберраций линзы по всему ее апертурному полю. Критически важно для оценки качества изображения в периферийных зонах ПМЛ.
• Спектрофотометрия: Измерение коэффициента пропускания света в различных диапазонах длин волн (видимый свет, УФ, ИК), оценки цвета линз и эффективности просветляющих, фотохромных или солнцезащитных покрытий.
• Механические испытания:
  • Тест на ударопрочность (Drop Ball Test): Падение стального шарика с заданной высоты на выпуклую поверхность линзы, закрепленной в оправе над конусом. Соответствие стандартам (например, FDA, EN ISO 14889).
  • Испытания на абразивостойкость: Методы Табера (вращающиеся абразивные колеса), песочной струи, стальной ваты для оценки устойчивости поверхности и покрытий к царапинам.
  • Адгезионные тесты покрытий: Крестообразный надрез, отслаивание скотчем для оценки прочности сцепления покрытий с поверхностью линзы.
• Тесты на устойчивость покрытий:
  • Химическая стойкость: Воздействие косметических средств, растворителей, пота, солнцезащитных кремов с последующей оценкой состояния покрытия (визуально, по оптическим свойствам).
  • Климатические испытания: Воздействие повышенной температуры, влажности по циклам для оценки стабильности линзы и покрытий.
  • Воздействие УФ излучения: Помещение линз в камеру с интенсивным УФ-излучением для ускоренного старения и оценки устойчивости к пожелтению и помутнению.
• Визуальный и микроскопический контроль: Оценка чистоты поверхности, наличия включений, пузырей, царапин, дефектов покрытий с использованием микроскопов разной мощности, ламп бокового освещения.
• Пользовательское тестирование (опционально, но важно): Клинические испытания ношения с участием людей для оценки субъективного комфорта, легкости адаптации, зрительной эффективности в реальных условиях.

4. Испытательное оборудование

Для проведения описанных методов используется специализированное оборудование:

• Базовое оптическое:
  • Линзметры (ручные и автоматические цифровые).
  • Авторефрактометры/Аберрометры (для детального анализа волнового фронта).
  • Коллиматоры и оптические скамьи (для настройки и калибровки).
  • Спектрофотометры (для измерения пропускания).
• Оборудование для анализа поверхности и покрытий:
  • Оптические микроскопы (включая стереомикроскопы).
  • Профилометры/Профилографы (для измерения шероховатости поверхности и толщины покрытий).
  • Рефлектометры (для измерения отражательной способности).
• Механическое испытательное оборудование:
  • Установки для теста на ударопрочность (Drop Ball Tester).
  • Абразиметры (Табер, с пескоструйной камерой и т.д.).
  • Климатические камеры (температура, влажность, УФ-облучение).
  • Тестеры адгезии покрытий.
  • Толщиномеры (ультразвуковые, механические).
• Пользовательское моделирование:
  • Оборудование для измерения полей зрения с линзами.
  • Системы отслеживания движений глаз (eye-trackers) совместно с виртуальными/реальными сценами для оценки зрительного поведения в ПМЛ (в основном в исследовательских целях).

Заключение
Комплексное тестирование однофокальных и мультифокальных линз требует глубокого понимания их оптики, материаловедения и взаимодействия с пользователем. Современные испытательные методы и оборудование позволяют объективно оценить соответствие линз заявленным параметрам, стандартам безопасности и качества. Особенно сложным является тестирование прогрессивных мультифокальных линз, где необходимо оценивать не только точность оптической силы в реперных точках, но и плавность перехода, ширину зон и уровень периферических искажений. Результаты таких всесторонних испытаний являются основой для производства линз, обеспечивающих пользователям оптимальное зрение и комфорт в любых условиях.