Redőny

Lencseválogatás – hogyan működik a szemüveg?

A beharangozó után végre eljutottam odáig, hogy a lényeges részeket is elkezdjem. Ezek az átlagos, itt található posztokhoz képest rövid (ne vedd komolyan), velős bejegyzések lesznek, hogy egyszerre ne feküdje meg nagyon a gyomrodat. A Ray-Ban és az Oakley segítségével összehozott sorozat első részében halványan érinteni fogjuk az optikaelméletet, és hogy mi köze ennek az egésznek a napszemüveghez.

 

Történeti áttekintés helyett

Most nem fogom azzal húzni az időt, hogy Nero császár hogy sasolta homorúra csiszolt smaragdon keresztül a gladiátorharcokat, vagy hogy előbb volt-e szemüveg az ókori Kínában, mint Rómában. Felesleges időpazarlás, ez most a szemüveg működéséről szól.

Annyit azonban megjegyzek, hogy zavarba ejtően sokáig nem alakult ki a szemüveg keretek végleges formája. Sőt, az 1746-os első megjelenése sem tette egyértelművé nagyon hosszú ideig, hogy ez lesz a nyerő megoldás.

Ingyenes fotók Szemüveg kategóriában
Lornyon (stock fotó)

Nem igazán tudták, hova a fenébe kellene rögzíteni a lencséket, mindenféle eszeveszett megoldást kitaláltak – a monokli, a lornyon, és a cvikker már fejlődésnek számítottak ahhoz képest, hogy kezdetben még az sem volt egyértelmű, hogy a fejen kell viselni: az első eszközöket az elolvasandó szövegre helyezték.

 

“Látja? Nem látja? Na látja!”

Most azonban nem a keretekről fogunk diskurálni.

A szemüveglencse létjogosultságához egészen a szem felépítéséig kéne leásni, de most nem untatlak ezzel, a lényegre szorítkozom.

Amit látsz, azt az agyad rakja össze. A bemeneti jelet szolgáltatja a szem, amiből a kép készül – ha szemléletes akarok lenni, akkor azt mondom, hogy nagyon hasonló a sztori, mint egy digitális fényképezőgép esetén. Fun fact: az agy megfordítja a szem által adott képet, egyébként fejjel lefelé látnánk.

A szem geometriája és rugalmassága teszi lehetővé, hogy közelre és távolra is jól lássunk – azaz nagy különbségeket tudunk létrehozni a saját fókusztávolságunkban. Amikor ez a rugalmasság csökken, és legalább az egyik irányban visszaesik a látási teljesítményünk, akkor jön a látás korrigálása.

Erre ma már a szemüveg talán a legegyszerűbb módszer a sok lehetőség közül, de mivel az utóbbi 1-2 évtizedben divattermékké vált, jó sokáig velünk lesz még; napszemüveg pedig mióta létezik, divatterméknek számít – aligha érjük meg, hogy eltűnik.

 

Korrekció

Azt gondolhatnánk, hogy a látásjavításnak nincs köze a napszemüveghez. Ez általános esetben így is van, de létezik “dioptriás”-nak gúnyolt napszemüveg is, amelyben a szemüvegre szoruló sofőrök is vezethetnek egyéb segítség (pl. kontaktlencse) nélkül.

Alapvetően az is előfordulhat, hogy a fókusztartományunk minden pontján rosszul látunk (azon 100%-ban soha nem segít egy szemüveg), de többnyire vagy távolra, vagy közelre látunk kevésbé jól. Az első eset a ritkább, a második a legtöbb embert utoléri, ahogy idősödik (ilyenkor látjuk a néniket/bácsikat igen feszes kartávolságra kitartani maguktól a napi újságot).

És akkor gyorsan beszéljük is meg, hogy mi a fene az a dioptria.

Ez egy olyan jellemző, ami a fókusztávolság mértékére utal. Értéke egyenlő az adott lencse méterben mért fókusztávolságának reciprokával. Ezt mindjárt ki is fejtem bővebben.

Amikor felteszünk egy szemüveget, akkor dioptria korrekciót hajtunk végre, hiszen a szemgolyónak is van saját dioptriája – ami ugye nem állandó. Távolra tekintésnél ez az érték kb 60, ami gyerekkorban akár 20 dioptriát is képes változni, ha közelre akarunk nézni (50 éves kor felett ez átlagosan 1-re esik vissza).

Amikor távolról nem bírjuk leolvasni azt a rohadék útjelző táblát, ami megmondja, hogy melyik fordulónál húzzunk le Tordas felé, pedig akkora az alapterülete, mint egy minigarzon, akkor “mínuszos” lencsére van szükségünk.

Ha pedig már ezt a mondatot is kinagyítva olvasod, akkor a “pluszos” lencse fog segíteni.

Lencsetípusok (forrás: physics.louisville.edu)

A fenti képen megtaláljuk az összes jelentős alapítpust – de ezekből általában csak kétfajta van a szemüvegekben.

A 3 bal oldali lencse domború/konvex/gyűjtő lencse, a “pluszos”. Az elsővel gyakran találkozni nagyítókban (bikonvex lencse), de szemüvegben a harmadik lesz az a bizonyos “pluszos lencse”, ami a távollátás (hypermetropia) nevű betegséget segít helyreállítani. Egyszerű az azonosítása: a közepe vastagabb, mint a pereme.

Ennek geometriai értelemben az ellentéte a másik három, azaz a homorú/konkáv/szóró lencsék, és ebből is az utolsó kerül általában a szemüvegekbe (itt a lencse közepe a vékonyabb). Ezt használjuk a rövidlátás (myopia) ellen.

Hogy miért ezt a két típust erőltetik, annak egyszerű oka van. A szemgolyó nem sík, és még egyéb alkatrészei is vannak (szemhéj, szempilla), amelyek a lencse felé terjednek ki a térben. És hát a felhasználó jobb szereti, ha nem akad bele a szemüvegébe minden pislogásnál.

 

A törésmutató

Kérdezhetnéd, hogy honnan tudjuk, hogy pontosan milyen vastagnak kell lennie egy lencsének? A válasz az, hogy az alapanyagtól, pontosabban annak egy konkrét tulajdonságától, a törésmutatótól függ.

Ugyanaz a +1.5-es lencse lehet x vastagságú, és lehet 2x vastag is.

A mai formában létező szemüvegek jellemző lencseanyaga az üveg volt (optikai berkekben “mineral”-ként hivatkoznak rá), melynek a törésmutatója 1.4-1.8 között mozog. Ma már a kedvezőbb ára, és a kevésbé veszélyes, valamint ellenállóbb mivolta miatt nagyon elterjedtek a műanyagok, melyek jellemzően 1.5 és 1.7 közötti értékkel bírnak.

Ingyenes fotók Szemüveglencsék kategóriában
Bevágás előtti szemüveglencsék (stock fotó)

Ne másszunk nagyon bele abba, hogy ez a szám hogy jön ki, az a lényeg, hogy a vákuumban ez 1, tehát ott nincs befolyásoló tényező. Gázoknak, folyadékoknak, és szilárd anyagoknak is van, és még függenek is néhány változótól (belépő fény hullámhossza – itt találkozhatsz Ernst Abbe nevével -, hőmérséklet, stb.).

Tudományosan nem akarlak tovább zsibbasztani, szóval az a lényeg, hogy minél nagyobb ez a szám, annál vékonyabb, egyúttal könnyebb lencsét tudnak csinálni belőle ugyanahhoz a recepthez – és annál több pénzt fognak elkérni tőled érte.

 

Gyakori alapanyagok

Rengeteg típusú műanyag használható fel optikai célra, de van pár egészen jellemző, amiről röviden mesélek.

Ma már veteránnak számít az allil-diglikol-karbonát, optikai nevén a CR39. A törésmutatója 1.498, tehát az olcsóbb alsóbb szegmensbe tartozik. USA-találmány a polimere 1940-ből, eredetileg a B-17 Flying Fortress bombázógépek üzemanyagtankjának alapanyaga volt. A neve is innen ered: Columbia Resin #39, ugyanis a Boeing (a hadsereg) a Columbia-Southern Chemical Corporationt bízta meg az anyag kifejlesztésével.

Ingyenes fotók Boeing kategóriában
Gondoltad volna, hogy előbb volt a szemüveglencséd anyaga egy B-17-es tankjában, mint egy ember fején? (stock fotó)

Amikor szemüveget választasz, és a legolcsóbbat keresed az árlistán, jó eséllyel ezt kapod majd.

A CR39 közeli rokonságot mutat a polikarbonáttal (1.586-os index), amit már majd’ 130 éve felfedeztek, optikai célokra azonban alig 70 éve használják. Nagyon jó mechanikai ellenálló képességgel bír, jellemző alapanyaga a védőszemüvegeknek, az általános felhasználási területei pedig szinte korlátlanok. Törésmutatója 1.6, hétköznapi viseletre ritkán ajánlják az optikában.

Most pedig ejtsünk szót a “vékony” és “vékonyított” lencsékről. Ezeket a szavakat szoktad hallani az üzletekben, amikor kicsit drágábban szeretnének neked okulárét elpasszolni.

Itt is vannak jellemző anyagok (MR7, MR8, MR10, MR174), jellemző törésmutatók (1.61, 1.67, 1.74), ezek nemzetközi standardek, és ezeket az anyagokat már célirányosan optikai célra fejlesztették.

Általában jellemző rájuk, hogy sokkal érzékenyebbek, körülményesebben gyárthatók, cserébe viszont új lehetőségeket nyitottak azok előtt, akiknek komoly eltérést kell korrigálni a szemükön. Ma már nem kell szódásüveget hordanod akkor sem, ha +-7-8, vagy még több dioptriát írtak fel a szemedre. Igaz, ki is fizettetik ezt a feature-t, de a létjogosultságuk nem megkérdőjelezhető.

Van még pár említésre méltó underdog alapanyag, például a Trivex, azaz a “gumilencse” (1.53-as index), amit jellemzően gyerekek szemüvegébe szerelnek, mert a rugalmassága révén szinte kizárt, hogy kárt tegyenek magukban (ha a kisgyerkőcnek kell, kérdezz rá a típusra, biztosan nagyot néz majd az eladó).

Aztán meg lehetne említeni az akrilt (1.6-os törésmutató), ami a relatíve magas ára miatt ritka alapanyag, viszont nagyon jól tartja a geometriai jellemzőit, ezért az iparban gyakran használják etalon lencseként mérési folyamatokhoz.

 

Cilinder

Ez az a szó, amiről mindenki hallott már, akinek van szemüvege, de nagyon kevesen tudják elképzelni, hogy valójában micsoda.

Nem csak a rövidlátás és a távollátás létezik, sajnos sok más mellett van egy harmadik nagyon jellemző betegség is, ez pedig az asztigmatizmus. Röviden ez annyit jelent, hogy geometriai torzulás következtében több fókuszpont lesz a szaruhártyán – és hát nekünk bőven elég lenne egy is.

Úgy képzeld el a dolgot, mintha a szem valamelyik irányból össze lenne nyomva, mint egy gumilabda.

És az a helyzet, hogy a rövid vagy a távollátás igen gyakran kombinálódik ezzel a jelenséggel. Ennélfogva ezt a két dolgot egyetlen szemüveggel kell egyszerre megoldani.

Amikor nincs cilinder a lencsénkben, akkor a belső felülete egy gömb felszínére tudna rásimulni. Hogyha csak cilinderünk lenne, akkor pedig egy tórusz felszínére tudna felfeküdni. Mutatok egy ilyet:

File:Torus illustration.png - Wikimedia Commons
Tórusz (forrás: Wikimedia)

Ez egy fánk, azaz egy kör keresztmetszetű gyűrű. A cilinder elnevezés az alak hengerességére utal, valójában tévesen, mert a hengerfelület nélkülözi a tórusz ívét. Ez már így veszett, mint a “stílfürész” meg a “ferrodol”.

 

Napszemüvegek

Na de mi van akkor, ha nincs szükségünk szemüvegre?

Ilyen esetben ún. “nullás” vagy “plano” napszemüveget veszünk, nyilván ehhez nem szükséges recept. Annyit azért megjegyzek, hogy így sem érdemes vaktában napszemüveget választani – erre majd kitérek az erre vonatkozó részben.

Az anyagvastagság optikai értelemben ilyenkor indifferens, és ezt bizonyos gyártók kegyetlenül ki is használják – a túl kedvezményes áron kapható napszemüvegeknél sűrűn bele lehet szaladni papír vékonyságú lencsékbe, amik aztán úgy törnek el az első ejtésnél, mint a ropi.

Oakley Radar EV (forrás: oakley.com)

Bármennyire nem tűnik reálisnak, a napszemüvegek esetén is kritikus az anyagválasztás: minden anyag másképp színezhető, másképp tolerálja a rajta lévő rétegeket, fóliákat, nem beszélve a tartósságról.

Így amikor a Ray-Ban vagy az Oakley alapanyagot választ egy lencséhez, egy sima napszemüvegnél is rengeteg tényezőt kell figyelembe vennie. Viszont tény, a felhasznált anyagok tekintetében nincs érdemleges különbség, a napszemüvegek is ugyanebből a portfólióból táplálkoznak.

Hogy miben van differencia, az kiderül a következő részből, ahol a rétegeket és az egyéb tuninglehetőségeket taglalom majd.

 

Forrás
Ray-BanOakleyLuxotticaLuisville Physics

Knightwish

Alapító, CEO, járműrajongó, wannabe firkász.

Vélemény, hozzászólás?

Az e-mail címet nem tesszük közzé. A kötelező mezőket * karakterrel jelöltük

'Fel a tetejéhez' gomb