Co je konvexní ohnisko?

Čočka, podle klasické definice, je optické médium vyrobené z průhledného homogenního materiálu, který má dva refrakční leštěné povrchy různé geometrie a poloměru zakřivení. Nejčastěji se jedná o části ploch různých stereometrických obrazců, někdy spárovaných s druhou stranou čočky v podobě části ideální roviny. Hlavním úkolem optické čočky je lámat, shromažďovat nebo rozptylovat paprsek světla.

Všechny brýlové čočky jsou tedy jen malou podtřídou obrovské rodiny různých typů čoček. Podle tvaru se rozlišují brýlové čočky sbíhavé (pozitivní, pozitivní) a rozbíhavé (negativní, negativní). Do první skupiny patří čočky, u kterých se tloušťka zmenšuje od středu k okrajům, a do druhé skupiny čočky, u kterých se zvětšuje.

Jaké jsou typy čoček pro brýle?

Všechny brýlové čočky lze rozdělit do dvou skupin podle typu lomu: sbíhavé a rozbíhavé. Kolektivní čočky zahrnují čočky s následující geometrií povrchu:

• konkávně-konvexní (pozitivní meniskus).

Mezi rozptylové patří:

• konvexně-konkávní (negativní meniskus).

Charakteristickou vlastností všech kolektivních čoček je jejich schopnost soustředit paprsky dopadající na jejich povrch do jednoho bodu umístěného na druhé straně čočky.

Parametry a vlastnosti objektivu

Jakákoli čočka jako optické zařízení má řadu charakteristik a parametrů, z nichž hlavní jsou:

• optická osa je imaginární přímka procházející středy obou ploch čočky. Paprsek světla procházející podél optické osy čočky se neláme. Paprsky, které neprojdou středem divergenční čočky, se budou lámat směrem od optické osy. Paprsky, které neprojdou středem sběrné čočky, se budou lámat směrem k optické ose a nakonec se na ní v určitém bodě protnou;

• optický střed – průsečík hlavní optické osy s čočkou, umístěný v jejím středu mezi plochami;

• ohnisko – bod umístěný za sběrnou čočkou na optické ose, ve kterém se protínají všechny paprsky sbírané čočkou. Vzhledem k tomu, že rozbíhavá čočka vychyluje paprsky procházející přes ni od optické osy, její ohnisko bude před přední plochou čočky v pomyslném průsečíku rozptýlených paprsků protažených v opačném směru. Ohnisko konvergující čočky se nazývá skutečné a ohnisko divergenční čočky se nazývá imaginární;

• ohnisková vzdálenost – vzdálenost od optického středu čočky k ohnisku. Jeho hodnota závisí na míře zakřivení kulových ploch čočky: čím jsou konvexnější/konkávnější, tím více lámou paprsky procházející čočkou a snižují její ohniskovou vzdálenost;

• optická mohutnost je fyzikální veličina, která charakterizuje lomivost čočky. Je nepřímo úměrná ohniskové vzdálenosti (1/F) a měří se v dioptriích. Čím kratší je ohnisková vzdálenost čočky, tím větší je její optická mohutnost, čím větší je optická mohutnost, tím více čočka zvětšuje/zmenšuje obraz. Vzhledem k tomu, že konvergující čočka má skutečné ohnisko, a tudíž je její ohnisková vzdálenost považována za kladnou, má hodnota její optické mohutnosti vždy kladnou hodnotu. Divergenční čočka má naopak imaginární ohnisko, proto je její ohnisková vzdálenost obvykle považována za zápornou a optická mohutnost je vždy označena znaménkem mínus;

• dioptrie – jedna dioptrie označuje optickou mohutnost čočky, jejíž ohnisková vzdálenost je rovna jednomu metru;

• Index lomu, také nazývaný index lomu, je měřítkem toho, jak silně čočka ohýbá světelné paprsky procházející skrz čočku. U brýlových čoček je tento parametr jedním z nejdůležitějších a leží v rozmezí od 1,49 do 1,9. Čím vyšší je index lomu, tím je čočka tenčí;

• disperzní koeficient neboli Abbeovo číslo – hodnota charakterizující množství chromatických aberací v optickém médiu, včetně čočky. Čím nižší je toto číslo, tím silnější je efekt chromatické aberace v obrazu tvořeném čočkou. Abbeovo číslo je nepřímo úměrné indexu lomu. Čím vyšší je index lomu a čím tenčí čočka, tím nižší je Abbeovo číslo a tím vyšší je počet chromatických aberací. Pokud mluvíme o brýlových čočkách, čím vyšší je index lomu a čím nižší je Abbeovo číslo, tím déle trvá, než si zrakový systém zvykne na nové brýle.

Afokální brýle

Afokální nebo planární brýlové čočky jsou čočky, které nemají optickou mohutnost, tzn. obrázek nijak nezvětšujte, nezmenšujte, nevychylujte ani nezkreslujte. Takové brýlové čočky se používají při výrobě slunečních a módních brýlí. Na základě toho jsou běžné sluneční brýle a jakékoli jiné brýle bez dioptrií afokální.

Monofokální brýle

Monofokální neboli jednoohniskové brýle jsou brýle s optickou mohutností, které mají čočky s osovou symetrií, a tedy s jediným ohniskem. Takové čočky mohou mít sférickou nebo asférickou geometrii. Takové čočky mají vždy jen jeden bod skutečného nebo imaginárního zaostření a stejnou ohniskovou vzdálenost v kolmých meridiánech. Asférické čočky bez osové symetrie, které zahrnují cylindrické a torické, mají ohniskové vzdálenosti, které se liší podél dvou meridiánů a různé optické mohutnosti pro kolmé roviny procházející optickou osou, a proto je nelze považovat za monofokální.

Ve většině případů jsou monofokální brýle potřeba pro lidi, kteří mají krátkozrakost (myopii) nebo hypermetropii (dalekozrakost). Takoví lidé potřebují korekci zraku na určitou vzdálenost: brýle potřebují buď proto, aby dobře viděli do dálky, nebo aby mohli zblízka číst a zkoumat malé předměty.

Multifokální brýle

Multifokální brýle jsou brýle s čočkami, které mají více než jednu zónu (ve skutečnosti nezávislou čočku) s různou optickou mohutností. Takové brýle mohou nahradit dva, někdy i tři páry různých korekčních skel.

Multifokální brýle se nejčastěji předepisují při rozvoji presbyopie (s věkem podmíněného poklesu akomodace oka), kdy je potřeba korigovat vidění na dálku i na blízko.

Bifokální brýle

Nejjednodušší z multifokálních brýlí jsou bifokální. Jsou vybaveny čočkami spojenými ze dvou menších čoček různých optických mohutností tak, že jejich horní zóny jsou určeny na velké vzdálenosti a spodní na blízko. S těmito brýlemi, abyste viděli skrz horní nebo spodní část čočky, se stačí podívat nahoru nebo dolů.

Mezi nevýhody bifokálních brýlí patří skutečnost, že mezi horní a dolní zónou čoček je jasná hranice, takže změna zaostření při pohybu pohledu nastává náhle a na samém okraji čoček není vidět vůbec. . Mezi relativní nevýhody bifokálních brýlí patří také jejich nízká estetická přitažlivost pro vnějšího pozorovatele.

Trifokální skla

Pokud multifokální brýle nemají dvě horizontálně oddělené čočky s různou optickou mohutností, ale tři, pak se taková skla nazývají trifokální. Jejich střední zóna pomáhá korigovat vidění na střední vzdálenosti, například při sledování televize.

Nevýhody brýlí tohoto typu jsou stejné jako u bifokálních – ostrý přechod mezi oblastmi viditelnosti a jeho úplná absence na hranicích mezi nimi. Navíc estetická přitažlivost takových brýlí je ještě nižší než u bifokálních.

V dnešní době jsou klasické bifokální a ještě více trifokální brýle čím dál tím méně rozšířené, protože je nahrazují technologicky vyspělejší, pohodlnější a k očím šetrnější progresivní brýle.

Progresivní brýle

Korekční brýle s progresivními čočkami, nebo jednoduše progresivní skla, jsou stejná trifokální skla se třemi zónami s různou optickou mohutností: horní zóna čočky je určena pro korekci lomu na dlouhé vzdálenosti, spodní – pro korekci na blízko a zóna plynulého přechodu mezi nimi – pro korekce na průměry. Tato přechodová zóna se nazývá progresový koridor. Rozdíl v optické mohutnosti mezi horní a dolní zónou se nazývá adice. Ta by stejně jako u bifokálních brýlí neměla přesáhnout 2-3 dioptrie.

Protože takové brýle nemají jasnou hranici mezi prostředími s různou optickou mohutností, nemají ani efekt ostrého prudkého přechodu při změně bodu ohniska pohledu. Výsledkem je, že při rychlém přesunu pohledu od vzdálených objektů k bližším a zpět nezažívá zrakový aparát takové nepohodlí jako u bifokálních a zejména trifokálních brýlí. Progresivní skla jsou navíc při pohledu zvenčí mnohem esteticky atraktivnější, protože pro vnějšího pozorovatele se od monofokálních příliš neliší.

Objektivní nevýhody progresivních brýlových čoček obvykle zahrnují následující aspekty:

• přítomnost téměř „slepých“ zón, ve kterých zůstává viditelnost, ale obraz je značně zkreslený (obvykle v rozích čoček);

• poměrně úzká zóna periferní viditelnosti;

• delší doba adaptace zrakového aparátu ve srovnání s klasickými bifokálními brýlemi;

• tento typ optiky není vhodný pro dlouhodobou práci s malými předměty;

• nepohodlné používání při čtení a sledování televize vleže.

Mezi relativní nevýhody progresivních brýlových čoček patří skutečnost, že jsou mnohem dražší než monofokální čočky, zejména při individuální výrobě podle předpisu. Za zmínku také stojí, že ne každý rám je vhodný pro instalaci progresivních čoček.

Perifokální brýle

Španělská společnost Indian Optical Technologles vyvinula v roce 2011 nový unikátní design Perifokální brýlové čočky, která je v pojetí vývojářů navržena tak, aby poskytovala korekci periferní dalekozrakosti krátkozrakého oka v horizontální rovině.

Vzhledově se perifokální brýlové čočky prakticky neliší od běžných, mají však optickou mohutnost, která se zmenšuje od středu k periferii (celkem tři zóny).

Existují tři typy perifokálních brýlových čoček:

• Perifokální-M – obvykle se předepisuje pro progresivní myopii u dětí do 18 let a méně často u dospělých pacientů;

• Perifokální-H – původně byl tento typ čoček vyvinut pro korekci vrozené hypermetropie u nejmladších pacientů, později se začal předepisovat i dospělým;

• Perifocal-P je preventivní model, který je předepsán pro intenzivní zrakovou zátěž a mírné dočasné refrakční vady. Předepisuje se také dětem se sklonem ke krátkozrakosti a známkami slabé akomodační schopnosti očí.

Perifokální brýlové čočky se dodávají ve sférických, torických a bifokálních typech. První z nich jsou vhodné pro lidi, kteří mají problémy s lomem světelných paprsků v oku. Druhý je určen pro pacienty s astigmatismem spojeným s krátkozrakostí a hypermetropií. Ještě další pomáhají kompenzovat presbyopii u pacientů starších věkových skupin.

Zpočátku byly perifokální čočky koncipovány a umístěny vývojáři nejen jako korekční čočky, ale také schopné zcela zastavit vývoj a dokonce vyléčit krátkozrakost nebo hypermetropii, zejména v raném věku. V této otázce jsou názory oftalmologů rozděleny: někteří potvrzují účinnost perifokálních čoček, jiní poskytují vyvrácení založená na výzkumu. Proto byste se při rozhodování o objednání brýlí s takovými čočkami měli předem poradit s názorem zkušeného specialisty, kterému důvěřujete.

Při objednávání brýlí s perifokálními čočkami je navíc nutné vzít v úvahu všechny indikace a kontraindikace pro nošení takových brýlí a také to, že čočky tohoto typu jsou náročné na výrobu a tedy dosti drahé.

Pamatujte také, že perifokální brýlové čočky jsou přísně na předpis oftalmologickými přípravky, takže jsou vybírány a předepisovány až po kompletním vyšetření pacienta oftalmologem.

Podle optického účinku se brýlové čočky dělí na stigmatické (kulové), astigmatické (cylindrické, torické), prizmatické a eikonické (afokální).

Sférická čočka je segment odříznutý ze skleněné koule. Působení sférických čoček se nazývá stigmatické (z řeckého stigma – bod), protože tvoří obraz bodu v prostoru ve formě bodu. Bod, ve kterém se svazek paprsků dopadající na čočku shromažďuje, se nazývá její ohnisko. Ohnisko konvexní čočky je na straně protilehlé ke zdroji světla. Ohnisko čočky s konkávním lomivým povrchem je na stejné straně, ze které vstupují paprsky (imaginární ohnisko). Každá čočka má přední a zadní plochu a podle toho přední a zadní zaostření. Vzdálenost od hlavních bodů čočky k ohnisku se nazývá ohnisková vzdálenost. Podle polohy hlavního ohniska se brýlové čočky dělí na kolektivní (konvexní, konvexní; cx), označované znaménkem (+), a rozbíhavé (konkávní, konkávní; cv), označované znaménkem (-).

Bikonvexní sběrné čočky si lze představit jako dva hranoly spojené na jejich základnách. Paprsek světla procházející hranolem je odkloněn směrem k základně, proto bude světlo shromažďovat sklo. Bikonkávní divergenční čočky si lze představit jako dva hranoly spojené ve svých vrcholech. Paprsky světla, které jimi procházejí, jsou vychylovány směrem k základně, takže takové sklo bude rozptylovat světlo.

Sférické čočky (sph) jsou určeny pro korekci ametropické sférické refrakce, presbyopie, afakie: kolektivní čočky – pro korekci hypermetropie (slabá klinická refrakce); rozptyl – pro korekci krátkozrakosti (silná klinická refrakce).

Brýlové čočky Mají tvar menisku, jehož vnější povrch je konvexní a ten přivrácený k oku je konkávní. Lom čočky určuje její optické vlastnosti a poměr clony. Pokud je například lom konkávního povrchu čočky -6,0 dioptrií a konvexní povrch +9,0 dioptrií, bude to kolektivní čočka s hodnotou +3,0 dioptrií. Naopak u divergujících čoček má konvexní povrch menší zakřivení než konkávní: konvexní povrch je +6,0 dioptrií a konkávní povrch je -9,0 dioptrií. Jedná se o čočku s rozptylem -3,0 dioptrií.

Cylindrické (cylindrické, astigmatické) čočky, kolektivní a rozptylové, určené ke korekci astigmatismu. Představují řez válcem (kolektivní) nebo odlitek z válce (disperzní). Konvexní cylindrická čočka má tu vlastnost, že sbírá svazek rovnoběžných paprsků dopadajících na ni do přímky rovnoběžné s osou válce.

Ke korekci astigmatismu se v současnosti používají čočky složitého torického tvaru, které poskytují jasný obraz přes laterální části. Složitá čočka s torickou plochou vzniká rotací kružnice kolem přímky, která neprochází jejím středem. Vlastnost transformace svazku rovnoběžných paprsků na Sturmův konoid se nazývá astigmatismus (doslova hrot šípu) a cylindrické a torické čočky se nazývají astigmatické čočky.

Prizmatické čočky předepsané pro heteroforii a strabismus k odstranění astenopických potíží a diplopie. Hranoly se používají především pro malé úhly strabismu (do 10°). Optický hranol vychyluje paprsek světla dopadajícího na něj směrem k základně. Úhel vychýlení se měří v dioptriích na hranol (pr. dioptrie). Jedna hranolová dioptrie je přibližně 0,5°. Korekce heteroforie (skrytý strabismus) se provádí hranolem, jehož základna směřuje ve směru opačném k odchylce oka.

Bifokální sféroprismatické brýle — BSPO (Yu.A. Utekhin, 1960) se používá k usnadnění činnosti akomodace a konvergence při práci na blízko. Na spodní části sférické čočky je nalepen prizmatický prvek.

Eikonické čočky používá se jako afokální a lze jej kombinovat s kulovým a cylindrickým. Poskytují nárůst od 0,5 do 8 %, ale vzhledem k tomu, že takové zvýšení nestačí ke korekci aniseikonie, tyto čočky se nerozšířily. Pro dosažení většího zvětšení se používají systémy s více čočkami, jako jsou iseikonické brýle.

Iseikonické brýle nutné pro korekci vysokého stupně anizometropie (různá klinická refrakce obou očí), především jednostranné afakie. Před každým okem jsou dvě čočky: blíže k oku – pozitivní, dále – negativní.

U jednostranné afakie se kladná čočka umístí na afakické oko blíže k rohovce. Tento systém snižuje zvětšení poskytované silnou pozitivní afakickou čočkou a způsobuje zvětšení obrazu ve druhém oku. Čočky se vybírají tak, aby vnímané obrazy obou očí byly přibližně stejně velké.

Teleskopické brýle Vypadají jako dalekohled. Obvykle se předepisují v případech významného snížení zrakové ostrosti (ale ne nižší než 0,02) s patologií sítnice nebo zrakového nervu, kdy korekční optická skla nemohou zlepšit vidění.

Podle počtu optických zón mohou být brýlové čočky jednoohniskové, bifokální, trifokální a multifokální (progresivní). Ty se liší tím, že jak přecházíme z horní části čočky, určené pro vidění na dálku, do spodní části, pro vidění na blízko, optická mohutnost čočky se mění postupně. Taková čočka má složitý asférický povrch, který nemění vzhled oka, tzn. u sbíhavých čoček se nezvyšuje a u divergenčních čoček se nesnižuje. Schématicky se multifokální čočka skládá ze tří hlavních částí (zón): vidění na dálku, vidění na blízko a progresivní koridor.

Adaptace na progresivní čočky, na rozdíl od bifokální a trifokální korekce, je jednodušší, protože tyto čočky poskytují optimální zrakovou ostrost na různé vzdálenosti. Mladí pacienti (presbyopé) si snadněji zvykají na progresivní čočky než na bifokální. Při nošení progresivních čoček se povaha vidění blíží přirozenému, progresivní čočky nemají na povrchu dělicí čáry.

T. Birich, L. Marčenko, A. Čekina

„Brýlové čočky, typy čoček pro brýle“ – článek ze sekce Oftalmologie

Doplňující informace:

• Co je astigmatismus, druhy astigmatismu
• Výběr čoček pro brýle