双焦点和三焦点镜片
出处：按学科分类—医药、卫生 上海医科大学出版社《视光学手册》第67页（7144字）
双焦点镜片有各种不同的结构形式。其中有一些是用同一折射率的材料，而在加光镜片的前面或后面采用不同的曲率以达到加光的效果。这种被称为是单片双焦点(onepiece bifocal)，可以由树脂镜片制成。另一种双焦点镜片是将一小片较高折射率的玻璃熔合到一片较低折射率的玻璃中，从而得到加光效果，但镜片表面两种玻璃的曲率是相同的，这种被称为熔合双焦点(fused bifocal)。
镜片的近用区域若为双焦点或三焦点的子片(segments)，一般位于镜片的下部，可以有不同的形状，或是圆形小块，或是部分圆形，其边缘可以是直边，也可以是椭圆(图5－1，5－2)。
图5－1 双焦点镜片参数
图5－2 双焦点镜片的子片形状
子片宽度(seg width)表示了子片水平方向的大小，甚至当镜片加工完毕有一部分被磨去，而成了椭圆形，它们仍表示子片的最大宽度；子片的深度(seg depth)表示垂直高度的大小；子片的高度(seg height)表示了子片的顶到镜片底的大小，它由镜架的形状和大小所决定。子片的落差(seg drop)表示镜片主基准点(major reference point)到子片顶的距离。
主基准点的定义是该点的棱镜度即为镜片处方的棱镜度。由于大部分戴镜者远用并不需要棱镜度，因此该点通常为光学中心，它与戴镜者注视无限远时的瞳孔中心相重合。
镜片光学中心移动至与瞳孔中心相重合被称为内移(inset)或外移(outset)。子片的光学中心移动至与眼近用瞳孔中心一致被称为子片内移(seg inset)。
双焦点镜片的子片可由不同的形状构成。圆形双焦点可被制成单片型或熔合型，其边极薄，几乎与大片的交接部分混为一体。子片的光学中心可被移至不同的高度。一般通过两种方法，一种方法是改变子片总的大小，另一种方法是切去子片的一部分。另外，通过仔细地改变子片的厚度，也可使子片部分产生不同的棱镜作用。
5．2．1 像移及像跳
如前所述，镜片的远用可产生棱镜作用。在镜片的近用区域(镜片下部)，这种棱镜作用表现为对正镜片有底朝上的棱镜作用，对负镜片有底朝下的棱镜作用。物体通过正镜片，其像朝下移；而通过负镜片，其像朝上移。这种作用甚至发生在子片屈光度为0即单焦点镜片的时候。对于单焦点镜片，当视线从镜片的光学中心向边缘移动时，像移是逐渐增加的，因此正常情况下不会发生感觉上的问题。
对于阅读子片也需要考虑它的像移作用。如果视线移开光学中心，它会产生棱镜作用。如果子片是圆形的，光学中心必定在子片的中央，如果是其他形状，光学中心可能靠近子片的顶部或底部。目前所有的双焦点子片都是以光学圆的形式，通过磨去上部或下部而形成新的双焦点形式，如平顶式等(图5－2)。了片的大小和磨去部分的尺寸将影响到光学中心的位置与双焦点子片顶边之间的距离。
子片位于远用区域的下部，在理论上如果视线向下移，直至通过双焦点近用区域的光学中心，总的棱镜作用等于单焦点镜片相等距离和屈光度所产生的棱镜作用。但当视线接触到双焦点子片的上边时，除了大片的棱镜作用之外，还会遇到子片所产生的一定量的棱镜作用。
如果大片是正镜片，则可产生大片底朝上的棱镜作用加上子片底朝下的棱镜作用，使得朝下的像移突然变得减少或全部消失，或像移方向相反，这决定于远用与近用加光之间的屈光度关系。如果大片是负镜片，则将使像移突然增加，其程度也取决于远用和近用加光的相对屈光度。这种像移的突然变化称为像跳。其跳跃程度决定于子片的屈光度及子片边缘与大片光学中心的距离。可表达为如下公式：P△=C·F。式中P△表示像跳的棱镜度；C为小片光学中心至其上部边缘的距离，单位为厘米(cm)；F为子片的屈光度(图5－3)。
图5－3 双焦点镜片计算像跳程度的相关参数
例1：圆形子片的直径为22mm，加光屈光度是+2．00D。根据公式，像跳的棱镜度为1．1(cm)×2=2．2△。
例2：如果子片采用平顶式，规格为22mm×14mm(直径为22mm，深度为14mm)，则像跳棱镜作用为0．3(cm)×2=0．6△。
5．2．2 总像移
双焦点镜片在某点的总像移(total displacement)可以用两个棱镜作用的代数和来表示。即视线通过的某点，该点的远用镜片的棱镜度加上子片的棱镜度。例如视线通过子片的上边缘时，则总像移是像跳棱镜度加上远用镜片在该点的棱镜作用。在子片的光学中心，总像移仅仅为远用镜片在该点的棱镜度。而在其他任意一点的总像移的计算值则为该点两个组成镜片光学中心的距离分别与其屈光度的两个乘积的代数和。可以用下列公式表示：
NVP的总棱镜作用=CF－(r－P)·A
式中NVP为视线在镜片上的近用视点(near visual point，即阅读中心)；C是该点离远用镜片光学中心的偏移量；F是远用镜片的屈光度；r是子片的半径；P是近用视点离子片顶边的距离；A是加光子片的屈光度。将公式转换，即该点的总棱镜作用为零时，子片的直径：
D=(CF／A+P)×2
5．2．3 屈光参差作用
如果两眼的矫正屈光度相同，则两眼通过两镜片时在垂直方向产生的棱镜作用基本相同。因为两片近用子片都是内移，因此两镜片将同时产生底朝内或底朝外的棱镜作用。如果双眼镜片是不同的屈光度，将不仅影响集合，而且还将产生垂直方向不同的棱镜作用。由于垂直融合比水平融合的范围更加有限，因此垂直方向的棱镜差异将使阅读产生困难。通常可以接受的垂直融合的极限量是2△棱镜差异。如果在阅读中心的棱镜差异超出这个数值，则会产生不适，或不能得到良好的双眼阅读视力。因此，每当存在明显的两眼屈光参差时，对阅读中心总棱镜作用的考虑显得极其重要。
由于靠近远点光学中心的棱镜作用较小，因此，有的高度屈光参差者在老视出现之前，可以通过低头或抬高阅读物，使视线靠近或通过光学中心，便能得到比较好的双眼阅读视力。但是，当这些人使用双焦点眼镜片时，他们便不能采用上述的方法，因为在镜片的下部有一子片用于阅读，在一开始阅读时即可产生棱镜差异。对那些屈光参差者使用单焦点镜片时，很值得观察他们的阅读习惯。那些在阅读时完全要低下头或是抬高阅读物的人，看来是很困难使用双焦点镜片的，除非可补偿双眼的棱镜差异。如果在阅读时戴镜者低下头去阅读，说明他们已采用自我补偿的方法，并且可能采用同样的方法去使用双焦点镜片，但将产生一定的困难。
5．2．4 棱镜作用的计算
如果双眼采用相同的子片，则阅读子片不会产生棱镜差异问题，而只需计算远用区域的棱镜作用即可。垂直方向的棱镜作用是主基准点(MRP)至近用视点(NVP)的距离乘以远用镜片垂直方向的屈光度。公式表示为：
Pv=Cv·Fv
式中Pv为垂直方向棱镜度；Cv为主基准点至近用视点的垂直距离，单位cm；Fv为镜片垂直方向的屈光度。棱镜底的朝向将根据镜片的止或负而定。虽然对于屈光参差不需要水平方向棱镜度的计算，但是水平方向的棱镜作用同样可以通过主基准点至近用视点的水平方向距离套用该公式计算，即：
Ph=Ch·Fh
式中Ph是水平方向的棱镜度(图5－4)。
图5－4 计算子片棱镜作用的有关参数
近用视点可以通过主观或客观的方法来测量。用一根带子横向扎于眼镜架，镜架上已装上镜片，遮挡其远用区域，迫使被检者从带下视物，并要求被检者固视近用视力表的一点。检查者从被检者的视线下面去尝试测量带边到被检者近用视点的距离，即可指出近用视点的位置。也可以使用一种更精确的测量方法：当被检者保持头位，固视阅读物一行字时，检查者手持一卡片对着镜架慢慢向下移动，直到卡片遮住他固视的一行字时，从卡片的边至镜框缘的距离可测出近用视点的位置。
如果远用矫正是球柱镜片或平柱镜片，对于屈光参差的计算，其柱镜值是否需要加到球镜值上，则需要根据柱镜的轴向确定。如果轴向是垂直的，则该柱镜产生的棱镜作用是底朝内或底朝外，因此在计算水平方向的棱镜作用时加上柱镜屈光度即可(不参与垂直方向棱镜差异的计算)。如果柱镜轴向是水平的，则产生的棱镜作用底朝上或底朝下，因此该柱镜屈光度必须加到球镜屈光度上一并计算，以定出垂直方向的棱镜作用(它也不参与水平方向棱镜作用的计算)。如果柱镜的轴向是斜的，则柱镜参与水平及垂直方向的棱镜作用，对于总值的计算，该柱镜屈光度需要估算。
为了确定斜柱镜的棱镜像移量，必须测定近用视点(阅读中心)至柱镜轴线的最短垂直距离。而取得这一距离的最简单的方法是使用等比划线的图解法(图5－5)。图中所测出的C即被代入公式P△=C·F。公式中P△为斜子午线上的棱镜度；C为近用视点至柱镜轴的垂直距离；F为柱镜的屈光度。
图5－5 近用视点至柱镜轴的垂直距离
P△≈0．71cm×2．5D=1．775△
对这一棱镜按一定的方向画出，并作水平方向及垂直方向的平行线图解法，还可计算水平方向及垂直方向的棱镜度(图5－6)。
图5－6 计算水平及垂直方向棱镜度的图解法
如果矫正处方是球柱镜片，则棱镜作用的计算必须包括两个值，即球镜产生的棱镜度加上柱镜产生的棱镜度。
对每个眼分别进行棱镜作用的计算，然后进行对照，如果在近用视点的棱镜差异量超出了眼的承受能力，则要求一个矫正的方法。但不是所有的棱镜差异都需要矫正，正如前面所述，有些人对于一定的棱镜差异量有自行补偿的能力。
5．2．5 屈光参差的矫正方法
(1)棱镜减厚法(slab－offprism) 补偿阅读子片区域不均衡棱镜作用的一种方法是在镜片的下部磨出所要求的棱镜度。对于玻璃片可以加工在镜片的前面。但是对于树脂镜片阅读屈光度被加工在前面，因此棱镜度必须加工在背面。对于平顶双焦点镜片设计时，可以采用棱镜子片的方法，此时可以将双焦点镜片的顶与减厚法同时考虑。通常对于小于1．5△的镜片不推荐使用此法。
将带有底朝上棱镜作用的子片熔合到玻璃镜片或树脂片中，用于高度近视或低度远视镜片。另一种方法是在镜片前面模压一片25mm的圆形子片，被称为倒厚镜片。一般用于低度近视或大部分远视镜片，因为棱镜底朝下。
棱镜减厚法可以通过眼表(1ens clock)在两个测量值的比较中来予以校对。首先在镜片的远用区域，3个点水平方向接触；然后，中心点对准分界线(dividing line)，另外两点分别接触远用区域和近用区域的镜片表面。从两者的区别中可校对减厚的作用。
(2)不同的子片(dissimilar segmentS) 使用不同尺寸或不同形状的子片时，其子片光学中心离远用主基准点的距离是不同的，它对每个眼产生的棱镜度数及底的方向也是不同的(图5－7)。如果一片平顶双焦点镜片，它的光学中心靠近顶线，而另一眼则用一片半圆形子片，它的光学中心靠近子片的底部，这样双眼将产生底的朝向不同的棱镜作用。同样，如果一片直线顶(straight top)双焦点子片，它的光学中心几乎靠近分界线，而另一片的光学中心被设计在分界线下几毫米。这样双眼视线也将产生不同度数的棱镜作用。因为其美观问题，在实际应用时并不像在理论上那样可行。
图5－7 不同形状或不同大小的子片
(3)补偿子片(compensated segments)有些圆形子片初始直径22～28mm，其顶和底都是平的，通过切割使这些平面离光学中心有不同的距离。作为配对使用的两片看来相似，但能产生约1．5△的棱镜差异量(图5－8)。
图5－8 不同光学中心距离子片的棱镜差异
(4)棱镜子片(prism segments) 有些镜片的子片本身具有棱镜作用，然后熔合于大片。这些子片是根据配镜处方特别定做的。由于其造价的原因，使其不能普遍使用。
5．2．6 视近时要求的棱镜度
有些人需要镜片含有一定的棱镜度。通常这些人视近时表现出集合(或称辐辏)困难，需要在配镜处方的阅读部分加上底朝内的棱镜，以帮助形成双眼单视。其主要原因是随着年龄增长，眼肌张力减低和调节减弱，集合变得越来越困难。相对于戴镜者的实际阅读瞳孔距离，通过不同程度的移动子片的光学中心，便能产生一定量的棱镜度。
在这种情况下，为了得到棱镜作用的P，而须求出移心量C。计算公式则变为：
C=P／F
式中C为移中心值；P是需要或要求得到的棱镜度；F则是加光的屈光度。
例如：一个人瞳孔距离为66／62mm，阅读加光为+2．50D，并且阅读时每眼需要加1△底朝内。则每一镜片C=1．00／2．50=0．4(cm)=4(mm)。由于加光是正镜片，因此必须将光学中心向鼻侧移动(内移)。在该例中，原先近用瞳孔距离每侧较远用瞳孔距离内移2mm，现在需移动6mm。正如前而所指出的，也可以通过子片磨出棱镜度的专用方法来达到棱镜要求。
在理论上，双焦点镜片的设计与形态是可以选择的，由近用视点将产生的棱镜作用来定位了片的光学中心。
圆形双焦点常被用于远用为正镜片的情况，因为子片的棱镜底与大片的棱镜底的朝向是相反的。而平顶双焦点子片棱镜底的朝向与远用为负镜片的棱镜作用的底朝向相反。但是在实践中却很少考虑这种因素，戴镜者偏爱更少地放低视线而达到镜片最宽与最清楚的阅读区域，可减少倾斜头颈去阅读，因此优于以上的理论计算。通常不考虑远用镜片是正或负，都采用平顶双焦点，因为它的主要阅读区域最靠近子片的顶部。
戴用双焦点或三焦点镜片都要有一定的适应期，由于镜片光学作用的改变，而要求戴镜者改变视物的习惯方式。通常，戴用单焦点镜片者，阅读时通过抬高读物到原始固视点的水平高度或者低头，从镜片的中心视物而不必转动眼球；看下面的地面或楼梯时，只要转动他的眼球至镜片的底部去看，而不必移动头部。但当戴用双集点镜片阅读时，必须保持头位不动，而需转动眼球使视线向下；要看地面或楼梯时，则要保持眼球不动，而需低下头去。这与其原来的用眼习惯是不同的，因此要求有一个适应的过程。
另外，由于子片的宽度有限，因此近用时的视野也是有限的，不能粗略扫视一下整张报纸。子片屈光度高的可产生放大作用，不仅使被视物原来的位置有所变动，而且在子片的周围存在一圈盲区。如果调节已明显减弱，通过双焦点眼镜看一个连续的范围则要求从镜片的一个远用区域移动到近用区域，但中间还存在一段空缺区域，即用远用区域和近用子片都不能看到。
由于不同的屈光度及棱镜作用，当目光移动经过子片的分界线时会产生像跳。这条固定的分界线本身不但对视力起干扰作用，而且还会使人感到影响了美观。