Контроль очковых линз (однофокальных и мультифокальных)
Контроль очковых линз (однофокальных и мультифокальных): Обеспечение качества и безопасности
Качество очковых линз напрямую влияет на зрительный комфорт, эффективность коррекции зрения и безопасность пользователя. Контроль на всех этапах производства – от сырья до готовой линзы – является критически важным процессом. Данная статья рассматривает ключевые аспекты контроля однофокальных и мультифокальных очковых линз.
1. Объекты испытаний
Объектами испытаний в процессе контроля качества очковых линз являются:
- Готовые очковые линзы:
- Однофокальные линзы: Линзы с единой оптической силой (сферой, сфероцилиндром) по всей поверхности, предназначенные для коррекции миопии (близорукости), гиперметропии (дальнозоркости), астигматизма или пресбиопии (используются как линзы для близи).
- Мультифокальные линзы: Линзы с несколькими оптическими зонами, обеспечивающими четкое зрение на разных расстояниях. Основные типы:
- Бифокальные: Имеют две четко разделенные зоны (обычно для дали и для близи).
- Трифокальные: Имеют три зоны (даль, промежуточное расстояние, близь).
- Прогрессивные (Палъ) линзы: Имеют плавно изменяющуюся оптическую силу от верхней зоны (даль) к нижней (близь), с корректным переходом через промежуточную зону. Это наиболее сложные для изготовления и контроля объекты.
- Полуфабрикаты: Заготовки линз на различных стадиях обработки (полимеризованные блоки, прессованные заготовки, обточенные линзы до нанесения покрытий).
- Материалы: Оптические мономеры (для линз из органических материалов), готовые полимерные пластины или гранулы, минеральное стекло, материалы покрытий.
- Покрытия: Готовые многофункциональные покрытия (антирефлексные, упрочняющие, гидрофобные, антистатические и др.) на поверхности линзы.
2. Область испытаний
Контроль охватывает широкий спектр параметров, гарантирующих оптическое качество, безопасность и долговечность линз:
- Оптические характеристики:
- Оптическая сила (сфера, цилиндр, ось цилиндра) в референсной точке (обычно геометрический центр или точка нанесения маркировки).
- Аддидация (для мультифокальных линз) – добавка для близи.
- Призматический эффект (предписанный и непредусмотренный).
- Точность расположения референсных точек и оптических зон (особенно критично для прогрессивных линз: положение зон дали и близи, ширина коридора прогрессии, стабильность зоны промежуточного зрения).
- Равномерность оптической силы по поверхности (особенно в зоне прогрессии).
- Качество изображения (искажения, аберрации, размытие).
- Геометрические параметры:
- Диаметр линзы.
- Радиус базовой кривизны (Базовая кривизна - BC).
- Центральная толщина.
- Толщина по краю.
- Кривизна задней (базовой) и передней поверхности.
- Форма и соответствие контура оправе (для готовых линз).
- Физико-механические свойства:
- Ударопрочность (соответствие стандартам падения стального шарика).
- Стойкость к царапинам (абразивная стойкость покрытий и материала).
- Устойчивость к химическому воздействию (поту, косметике, бытовой химии).
- Термостойкость (деформация при нагреве).
- Твердость поверхности.
- Качество поверхности и покрытий:
- Чистота поверхности (отсутствие царапин, вкраплений, пузырей, инородных тел).
- Качество полировки (отсутствие рисок, помутнений).
- Равномерность, адгезия и целостность покрытий (антирефлексных, упрочняющих и т.д.).
- Оптические свойства покрытий (коэффициент отражения, светопропускание).
- Гидрофобные и олеофобные свойства.
- Маркировка:
- Наличие и четкость постоянной и временной маркировки (логотип, материал, базовая кривизна, оптические параметры, индикаторы зон на прогрессивных линзах).
- Правильность нанесения маркировки согласно рецепту.
3. Методы испытаний
Для оценки перечисленных параметров применяются следующие методы:
- Автоматический фокометрический анализ:
- Принцип: Используется автоматический диоптриметр/фокометр. Линза фиксируется, луч света проходит через нее, и прибор анализирует положение фокуса или характеристики формируемого изображения в заданных точках.
- Измеряет: Основную рефракцию (сфера, цилиндр, ось) в референсной точке, аддидацию (в точке близи), призму, точность расположения референсных точек и зон (особенно для Палъ). Современные приборы строят карты оптической силы и астигматизма всей поверхности.
- Интерферометрия:
- Принцип: Основан на анализе интерференционной картины, возникающей при наложении опорного и тестового (отраженного от поверхности линзы) световых пучков.
- Измеряет: Точность формы поверхности (отклонение от теоретической), радиус кривизны, оптические аберрации (волновой фронт). Особенно важен для контроля сложных асферических и прогрессивных дизайнов.
- Профилометрия / Конфокальная микроскопия:
- Принцип: Измерение микрорельефа поверхности с помощью механического щупа или оптического лазерного сканирования.
- Измеряет: Шероховатость поверхности, глубину и профиль царапин, толщину покрытий.
- Спектрофотометрия:
- Принцип: Измерение интенсивности света, прошедшего через линзу или отраженного от нее, в зависимости от длины волны.
- Измеряет: Светопропускание (общее и спектральное), коэффициент отражения покрытий (в т.ч. эффективность антирефлексного покрытия), цвет линзы.
- Механические испытания:
- Испытание на ударную прочность: Падение стального шарика заданной массы и диаметра с определенной высоты на выпуклую поверхность незакрепленной линзы (по стандартам, например, FDA Drop Ball).
- Испытание на стойкость к истиранию (абразивную стойкость): Воздействие на поверхность линзы абразивного материала (например, песка) под заданным давлением и контролем количества циклов или времени. Оценка по увеличению диффузного рассеяния света или визуально.
- Испытание на адгезию покрытий: Крестообразные надрезы на покрытии и тест на отслаивание с помощью липкой ленты (кретч-тест) или стволовых испытаний.
- Химические испытания:
- Воздействие на линзу стандартными химическими реагентами (кислоты, щелочи, растворители, потожировой имитатор) с последующей оценкой изменения внешнего вида, оптических свойств или целостности покрытий и материала.
- Толщинометрия:
- Методы: Механические толщиномеры с шаровым наконечником, ультразвуковые толщиномеры, оптические методы (интерференционные, на основе спектрального анализа отраженного света – особенно для измерения толщины покрытий).
- Визуальный контроль:
- Методы: Осмотр линз невооруженным глазом или с использованием луп, микроскопов (стереоскопических, оптических, цифровых) в условиях специального освещения (темное поле, косое освещение, поляризованный свет). Основной метод для выявления дефектов поверхности (царапины, точки, вуаль), включений, помутнений, неоднородностей покрытий, качества полировки и маркировки.
- Проверка геометрии:
- Использование шаблонов, измерительных микроскопов, оптических проекторов или координатно-измерительных машин (КИМ) для контроля диаметра, формы контура, радиуса кривизны (с помощью сферометров или сагиттальных линеек).
4. Испытательное оборудование
Контроль очковых линз требует специализированного оборудования:
- Автоматические диоптриметры (Фокометры): Стационарные или портативные приборы для быстрого и точного измерения основных оптических параметров в контрольных точках. Оснащены системами позиционирования линзы.
- Автоматические измерительные станции для поверхностного контроля (Интерферометры, Профилометры): Высокоточное оборудование для детального анализа топографии поверхности, формы и оптических аберраций по всей площади линзы. Критично для контроля сложных мультифокальных дизайнов.
- Спектрофотометры: Приборы для измерения спектральных характеристик линз и покрытий (пропускание, отражение, цвет).
- Приборы для испытания ударной прочности: Стенды для проведения стандартного теста падения стального шарика.
- Приборы для испытания на стойкость к истиранию (абразивные тестеры): Установки, обеспечивающие контролируемое абразивное воздействие.
- Толщиномеры: Механические, ультразвуковые, оптические (спектральные).
- Сферометры / Сагиттальные линейки: Инструменты для измерения радиуса кривизны поверхности.
- Микроскопы:
- Стереоскопические микроскопы: Для общего визуального контроля и работы с линзами.
- Оптические / Цифровые микроскопы: Для детального изучения дефектов поверхности и покрытий при большом увеличении.
- Микроскопы с темным полем / косым освещением: Для усиления контраста при выявлении мелких царапин и дефектов.
- Камеры контроля качества: Системы машинного зрения для автоматизированного визуального контроля по заданным алгоритмам.
- Климатические камеры: Для проведения испытаний на термостойкость и устойчивость к влажности.
- Оборудование для химических испытаний: Термостаты, емкости для реактивов.
Заключение
Контроль однофокальных и мультифокальных очковых линз – это комплексный, многоуровневый процесс, требующий строгого соблюдения методик и применения высокоточного специализированного оборудования. От его тщательности зависят безопасность, комфорт и удовлетворенность пользователя. Особое внимание уделяется прогрессивным линзам, где даже незначительные отклонения геометрических или оптических параметров от нормы могут привести к выраженному зрительному дискомфорту. Постоянное совершенствование методов и средств контроля является залогом повышения качества современной очковой оптики.
