• Платная подписка: свободный доступ

Зачем нужны просветляющие покрытия на очковых линзах

Как известно, свет при прохождении через границу раздела двух оптически прозрачных сред отражается. Поэтому отражает свет и очковая линза – без специальной обработки ее поверхностей на отраженный свет может приходиться до 10-15% падающего на нее света в зависимости от показателя преломления материала очковой линзы. У очковой линзы из CR-39 на отражение теряется около 8% света.

Действие просветляющих покрытий очковых линз в условиях вождения автомобиля ночьюОтраженные от поверхностей очковой линзы световые лучи образуют ложные вторичные изображения, блики, так называемые гало вокруг ярких точечных источников света (например, вокруг уличных фонарей или светящих фар автомобилей ночью). Эти эффекты ухудшают качество зрения, уменьшают зрительный комфорт, снижают контраст изображения у пользователей очками. Например, отраженные в очковых линзах источники освещения в помещениях вызывают зрительное утомление при длительной работе за компьютером. При вождении автомобиля ночью в очковых линзах без просветляющего покрытия качество зрения водителя значительно ухудшается из-за размытия и двоения изображений фар едущих навстречу автомобилей и ламп уличного освещения.

Кроме того, отраженный от передней поверхности очковой линзы свет мешает видеть глаза пользователя очками, что особенно важно для людей, выступающих перед публикой, например, для дикторов телевидения. Эти отражения в определенной степени ухудшают внешний вид любого пользователя очками.

Таким образом, отражение света от поверхностей очковой линзы приводит к следующим негативным явлениям:

- уменьшению светопропускания очковой линзы

- ухудшению качества зрения в очковых линзах (ложные изображения, блики, пониженный контраст, зрительное утомление)

- ухудшение внешнего вида пользователя очками.Очковые линзы без просветляющего покрытия (слева) и с просветляющим покрытием спрва

Для устранения этих дефектов на очковые линзы наносят специальные покрытия.

Как «работают» просветляющие покрытия

Для уменьшения отражения света от поверхностей очковой линзы на них наносят просветляющие покрытия. Принцип действия просветляющего покрытия основывается на эффекте интерференции. Взаимное гашение двух волн отраженных от поверхностей очковой линзы с просветляющим покрытиемЧтобы понять механизм интерференции, следует вспомнить, что свет имеет волновую природу, т.е. световой луч можно представить в виде волны. Известно, что если две распространяющиеся в одном направлении волны совпадают по фазе (гребни волн совпадают), то волны «суммируются» – получается одна волна с большей амплитудой. Если, наоборот, две волны находятся в противофазе (гребень одной совпадает с минимумом другой), то волны «вычитаются» – суммарная волна имеет амплитуду, равную разнице амплитуд двух волн. (Этот эффект называется интерференцией света.) Таким образом, если амплитуды двух находящихся в противофазе волн равны, то в результате интерференции волны полностью погасят друг друга.

Для уменьшения отражения света от поверхности очковой линзы на нее наносят тончайший просветляющий слой – в результате вместо одной границы раздела (воздух – очковая линза) получается две: воздух – просветляющий слой, просветляющий слой – очковая линза. Свет будет отражаться от обеих границ раздела – образуются две отраженные волны. Если подобрать материал и толщину просветляющего слоя специальным образом, то обе отраженные волны полностью погасят друг друга – и отражения света практически не будет. Для полного гашения отраженных волн толщина слоя должна быть равна примерно четверти (l/4) длины волны света. Так, для достижения максимального эффекта для видимого диапазона света толщина просветляющего слоя должна быть порядка100 нм.

Сколько просветляющих слоев должно быть в качественном просветляющем покрытии очковой линзы?

Из описанного выше механизма «просветления» следует, что один просветляющий слой может эффективно «работать» только для узкого диапазона длин волн. Поэтому, чтобы просветляющее покрытие очковой линзы уменьшало отражение во всем диапазоне видимого света, оно должно состоять из нескольких просветляющих слоев (до 8слоев на одной поверхности). Такое многослойное просветляющее покрытие очковой линзы способно уменьшить отражение в 5-10 раз и обеспечить практически 100% прохождение света через неокрашенную очковую линзу (реальное пропускание света многослойных просветляющих покрытий очковых линз составляет 96-99% в зависимости от качества покрытия и применяемой методики измерения).

Чем отличаются разные просветляющие покрытия очковых линз?

Просветляющие покрытия могут различаться числом просветляющих слоев, их составом, методом нанесения. Высококачественные просветляющие покрытия очковых состоят из нескольких просветляющих слоев и имеют очень слабое видимое остаточное отражение (его часто называют «остаточным рефлексом»). Цвет этого остаточного отражения у разных компаний может отличаться (обычно он бывает голубоватого или зеленоватого оттенков). Недавно две компании заявили о создании просветляющих покрытий, полностью лишенных остаточного рефлекса. Типичное строение многофункционального покрытия очковых линзОчковые линзы с таким покрытием, по заявлениям производителей, абсолютно бесцветны. Очковые линзы с ограниченным количеством просветляющих слоев имеют яркий остаточный рефлекс, цвет которого зависит от числа слоев и их характеристик. Обычно для просветляющих покрытий используются такие минеральные вещества, как оксиды некоторых металлов, фтористый магний, фтористый кальций. В результате органическая очковая линза с просветляющим покрытием получается неоднородной: сама очковая линза органическая, а просветляющее покрытие – минеральное. Однако минеральные и органические вещества обладают различными физическими свойствами – например, у них разные коэффициенты теплового расширения. Поэтому нанесение любого минерального просветляющего покрытия ослабляет прочностные свойства органической очковой линзы – очковая линза с таким покрытием более чувствительна к нагреванию и действию механической нагрузки, чем очковая линза без просветляющего покрытия. Недавно один из производителей выпустил первую полностью органическую очковую линзу с просветляющим покрытием, состоящим только из органических веществ. Такая очковая линза, по заявлению производителя, обладает более высокой устойчивостью к нагреванию и механическим нагрузкам, чем органические очковые линзы с традиционными просветляющими покрытиями.

Для каких очковых линз особенно нужны просветляющие покрытия?

Поскольку толщина и вес очковых линз уменьшаются при использовании материалов с высокими значениями показателя преломления (особенно заметно уменьшение при больших диоптриях), то высокопреломляющие очковые линзы пользуются все большим спросом у пользователей, которые заботятся о зрительном комфорте и привлекательности своего внешнего вида.

С увеличением показателя преломления (n) материала очковой линзы потери на отражение увеличиваются:

r = ( n – 1)2/(n + 1)2 х 100% (r – коэффициент отражения света от одной поверхности очковой линзы в воздухе при нормальном падении света на эту поверхность).

Поскольку высокопреломляющие очковые линзы отражают свет в большей степени (до 2 раз), чем очковые линзы из материала с показателем преломления 1,5, то они требуют обязательного нанесения просветляющих покрытий.

Почему некоторые считают, что очковые линзы с просветляющим покрытием пачкаются сильнее и их труднее очищать, чем очковые линзы без такого покрытия?

Утверждение, что очковые линзы с просветляющим покрытием пачкаются сильнее и их труднее очищать, чем очковые линзы без таких покрытий, ошибочно. Дело в том, что на очковых линзах с просветляющим покрытием гораздо заметнее становятся загрязнения: во-первых, на чистой поверхности (без маскирующих отражений и бликов) всегда заметнее любые загрязнения, даже те, на которые обычно не обращают внимания, если очковая линза сильно «бликует», а во-вторых, пятна воды и жира нарушают тонкий механизм работы просветляющего покрытия. Отсюда следует, что очковые линзы с просветляющим покрытием просто требуют более тщательной очистки. Та грязь, которая не «бросается в глаза» на очковых линзах без покрытия, очень заметна на очковых линзах с просветляющим покрытием. А ведь следует помнить, что любые загрязнения, заметны они или незаметны, в любом случае уменьшают пропускание света через очковую линзу и ухудшают качество изображения. Так что лучше, чтобы очковые линзы всегда были максимально чистыми.

Для придания очковым линзам с просветляющим покрытием водо- и грязеотталкивающих свойств на поверхность очковой линзы наносят специальный гидрофобный слой (поверх просветляющих слоев). Очковая линза с таким слоем становится не только более гладкой, но и приобретает водоотталкивающие (гидрофобные) свойства. В результате вода и грязь на ней практически не задерживаются. Кроме гидрофобных свойств этот слой может также обладать и жироотталкивающими (липофобными) свойствами, что еще больше способствует поддержанию чистоты очковой линзы. Типичное строение многослойных покрытий ведущих производителей очковых линз показано на рисунке. Такие многослойные покрытия (их называют многофункциональными) включают кроме просветляющих слоев упрочняющий слой (повышает сопротивляемость очковых линз к образованию царапин), адгезионный слой (для сцепления упрочняющего и просветляющих слоев), а также гидрофобный слой. У ведущих производителей очковых линз гидрофобный слой обладает также антистатическими свойствами. С такими свойствами очковые линзы меньше пачкаются, так как на них не садится пыль.

Итак:

- Просветляющие покрытия очковых линз значительно улучшают качество зрения в очках во всех условиях. Особенно заметен их положительный эффект при длительной работе за компьютером и при вождении автомобиля ночью.

- На высокопреломляющие очковые линзы обязательно должно быть нанесено просветляющее покрытие.

– Очковые линзы с высококачественными просветляющими покрытиями последнего поколения устойчивы к загрязнению и легко очищаются.

Перейти на страницу очковые линзы