Контроль линз для очков (оптические полимерные линзы)

Контроль линз для очков (оптические полимерные линзы): Объекты, Область, Методы и Оборудование

Качество оптических полимерных линз для очков напрямую влияет на комфорт, безопасность и эффективность коррекции зрения потребителя. Обеспечение высоких стандартов требует строгой системы контроля на всех этапах производства. Данная статья рассматривает ключевые аспекты испытаний таких линз.

1. Объекты испытаний

Объектами испытаний являются готовые оптические полимерные линзы для очков, а также их полуфабрикаты на различных стадиях производства. Основные типы материалов включают:

• Традиционные термореактивные материалы: Наиболее распространенный представитель - CR-39. Характеризуются хорошими оптическими свойствами, легкостью обработки.
• Поликарбонат (PC): Особо ударопрочный материал, легкий, но подверженный поверхностным царапинам. Требует обязательного упрочняющего покрытия.
• Высокоиндексные материалы (Trivex™ аналог и др.): Позволяют изготавливать более тонкие и легкие линзы при тех же диоптриях по сравнению с традиционными материалами. Обладают высокой ударопрочностью и оптической стабильностью.
• Фотохромные материалы: Линзы, меняющие степень затемнения в зависимости от интенсивности УФ-излучения. Могут быть органическими (пропитка) или неорганическими (в объеме материала).
• Линзы с различными функциональными покрытиями: Упрочняющие, просветляющие (антирефлексные), гидрофобные (грязе- и водоотталкивающие), олеофобные (антистатические), зеркальные покрытия.

Контролю подлежат линзы всех сфер, включая однофокальные, бифокальные, прогрессивные (мультифокальные), астигматические (торические).

2. Область испытаний (Контролируемые параметры)

Контроль полимерных очковых линз охватывает широкий спектр параметров, которые можно сгруппировать по следующим областям:

• Оптические свойства:
  • Сфера (сферическая составляющая рефракции)
  • Цилиндр (астигматическая составляющая рефракции)
  • Ось цилиндра (направление главного меридиана астигматизма)
  • Призматическое действие и его база
  • Оптический центр (точка нулевого призматического действия)
  • Аддидация (для мультифокальных линз - добавка для близи)
  • Канал прогрессии (для прогрессивных линз - параметры зон и путей перехода)
  • Точность изготовления по рецепту (отклонение от заданных значений)
  • Оптическая однородность (отсутствие внутренних напряжений, пузырей, включений, искажающих изображение)
  • Просветляющие свойства покрытий (коэффициент отражения остаточного света)
• Геометрические и позиционные характеристики:
  • Диаметр линзы
  • Радиус кривизны базовой поверхности
  • Толщина линзы в центре и по краю
  • Прогиб сагитты (для проверки соответствия кривизны оправы)
  • Позиция оптического центра относительно геометрического центра или реперных меток
  • Расположение и параметры сегментов (для бифокальных/трифокальных линз)
  • Расположение зон и маркировки (для прогрессивных линз)
• Физико-механические свойства:
  • Ударопрочность (сопротивление удару твердым предметом)
  • Абразивостойкость / Стойкость к образованию царапин
  • Адгезия покрытий (прочность сцепления покрытий с подложкой и между слоями)
  • Устойчивость покрытий и материала к химическим воздействиям (потам, косметике, бытовой химии)
  • Температурная устойчивость
  • Напряжение в материале (внутренние напряжения, влияющие на оптику и прочность)
  • Цветопередача (для окрашенных и фотохромных линз)
• Свойства покрытий (помимо оптических и адгезии):
  • Гидрофобность / Олеофобность (угол смачивания водой и маслом)
  • Остаточное напряжение в покрытиях
  • Равномерность покрытия
• Фотохромные свойства (для фотохромных линз):
  • Степень затемнения в активированном состоянии
  • Скорость затемнения и просветления
  • Температурная зависимость степени затемнения
  • Долговечность фотохромного эффекта (устойчивость к УФ и циклам активации)

3. Методы испытаний

Используемые методы стандартизированы, преимущественно согласно международным и национальным стандартам (например, серии ISO 8980, ISO 12312):

• Оптические измерения:
  • Фокометрия (Линзметрия): Измерение сферы, цилиндра, оси, призмы с помощью проекционных или цифровых линзметров.
  • Автоколлимация: Высокоточное измерение оптической силы и астигматизма.
  • Интерферометрия (ФИЗО-интерферометры, волновые фронт-анализаторы): Оценка волнового фронта, аберраций, однородности материала.
  • Спектрометрия: Измерение спектрального пропускания, коэффициента отражения, оценки фотохромных свойств.
  • Контроль оптического центра и аддидации: Специализированные приборы и методики на основе фокометрии или проекции.
• Геометрические измерения:
  • Толщиномеры: Контактные и бесконтактные (ультразвуковые, оптические) для измерения толщины.
  • Диаметрометры / Калибры: Измерение диаметра.
  • Сферометры: Измерение радиуса кривизны поверхности.
  • Координатно-измерительные машины (КИМ) / Оптические профилометры: Точные измерения формы, позиционирования элементов, профиля поверхности.
  • Прогибомеры: Измерение сагиттальной высоты.
• Механические и эксплуатационные испытания:
  • Испытания на ударопрочность: Сбрасывание стального шарика с определенной высоты на линзу, закрепленную в оправе-держателе (тест "Падающий шарик" по ISO 12312-1, FDA Drop Ball).
  • Тесты на абразивостойкость: Испытания Табером (абразивные колеса), метод песка или стальной ваты, тест на затупление (по стандартам ASTM, ISO).
  • Тесты на адгезию покрытий: Решетчатый надрез с последующим тестом на отлипание скотчем (крот-тест), испытание на кипячение, тест на тепловой удар.
  • Химическая стойкость: Воздействие стандартными химическими агентами (пот, кислота, щелочь, растворители) с визуальной оценкой повреждений.
  • Контроль внутренних напряжений: Полярископы (контроль в поляризованном свете).
  • Климатические испытания: Воздействие повышенной/пониженной температуры, влажности, УФ-излучения в климатических камерах.

4. Испытательное оборудование

Для реализации описанных методов используется специализированное оборудование:

• Оптический контроль:
  • Проекционные и цифровые линзметры (фокометры).
  • Автоколлиматоры высокой точности.
  • Интерферометры (ФИЗО, Шека-Грема, волновые фронт-анализаторы).
  • Спектрофотометры (для пропускания/отражения/фотохромных свойств).
  • Устройства для контроля прогрессивных линз (прогрессив-анализаторы).
  • Полярископы (ручные и стационарные).
• Геометрический контроль:
  • Контактные и бесконтактные толщиномеры.
  • Механические и оптические сферометры.
  • Штангенциркули, микрометры, профильные проекторы.
  • Оптические координатно-измерительные системы (видеосистемы, лазерные сканеры).
  • Прогибомеры.
• Механический и эксплуатационный контроль:
  • Установки для испытаний на ударопрочность (держатели линз, направляющие, стальные шарики, гири).
  • Абразиметры (Табера и аналоги).
  • Устройства для тестов на адгезию (режущие инструменты для сетки, стандартизированный скотч, нагревательные плитки, ванны).
  • Климатические камеры (температура, влажность, УФ-излучение).
  • Химические стенды для экспозиции образцов.
• Дополнительное оборудование:
  • Весы аналитические.
  • Микроскопы (оптические, стерео).
  • Источники стандартного освещения.
  • Контрольные шаблоны и эталоны.

Заключение

Контроль полимерных очковых линз – это комплексный и строго регламентированный процесс, охватывающий все критические аспекты их качества: от точности оптической коррекции до безопасности и долговечности в условиях повседневной эксплуатации. Использование стандартизированных методов испытаний и специализированного высокоточного оборудования позволяет производителям гарантировать соответствие линз самым строгим международным требованиям и обеспечивать потребителя надежным и комфортным средством коррекции зрения. Постоянное совершенствование методов и приборов контроля является неотъемлемой частью развития индустрии очковой оптики.