а) Астигматизм. Астигматизм — нарушение рефракции глаза, при котором зрительные образы, расположенные в перпендикулярных плоскостях, фокусируются на разных расстояниях. Чаще всего это связано со слишком большой кривизной роговицы в одной плоскости глаза. Примером астигматической линзы могла бы быть линза с поверхностью, подобной поверхности яйца, лежащего одной стороной к свету. Уровень кривизны в плоскости длинной оси яйца гораздо меньше, чем уровень кривизны по его короткой оси.
Поскольку кривизна астигматической линзы в одной плоскости меньше, чем в другой, световые лучи, проходящие через периферические части линзы в одной плоскости, отклоняются в меньшей степени, чем лучи, проходящие через периферические части в другой плоскости. На рисунке ниже показаны лучи света, исходящие из точечного источника и проходящие через продолговатую астигматическую линзу.
Астигматизм, демонстрирующий, что световые лучи фокусируются на одном фокусном расстоянии в одной плоскости (плоскость АС) и на другом фокусном расстоянии в плоскости под прямым углом к первой (плоскость BD)
Поскольку в вертикальном направлении кривизна линзы больше, чем в горизонтальном, лучи света в вертикальной плоскости (плоскость BD) преломляются сильнее. И наоборот, световые лучи в горизонтальной плоскости (плоскость АС) преломляются в меньшей степени. Отсюда ясно, что не все лучи света, проходящие через астигматическую линзу, собираются в общей фокусной точке, поскольку лучи, проходящие через одну плоскость, фокусируются гораздо дальше тех, которые проходят через другую плоскость.
Сила аккомодации глаза не может компенсировать астигматизм, поскольку при аккомодации кривизна хрусталика меняется примерно одинаково во всех плоскостях, тогда как при астигматизме каждая из двух плоскостей требует разной степени аккомодации. Таким образом, человек с астигматизмом без помощи очков никогда не увидит предметы в четком фокусе.
б) Коррекция астигматизма цилиндрической линзой. Астигматический глаз можно рассматривать как оптическую систему, составленную из двух разных по силе цилиндрических линз, размещенных под прямым углом друг к другу. Обычным способом коррекции астигматизма является подбор путем проб и ошибок сферической линзы, корригирующей фокус в одной из двух плоскостей астигматической линзы. Для исправления дефекта в другой плоскости используют дополнительную цилиндрическую линзу. Подбор такой линзы предполагает определение как дефектной оси, так и преломляющей силы, требуемой для коррекции.
Есть несколько методов, позволяющих определить ось аномального цилиндрического компонента оптической системы глаза. Один из этих методов основан на использовании параллельных черных полос, подобных тем, которые показаны на рисунке ниже.
Карта, составленная из параллельных черных полосок, ориентированных под разными углами, для определения оси астигматизма
Часть этих параллельных полос вертикальные, другие горизонтальные, остальные расположены под различными углами к вертикальной и горизонтальной осям.
Путем размещения различных сферических линз перед астигматическим глазом находят силу линзы, с помощью которой четко фокусируется один набор параллельных полос, но не исправляется расплывчатость набора полос, расположенных под прямым углом к резко фокусируемым. Исходя из физических законов оптики, ось находящегося вне фокуса цилиндрического компонента оптической системы параллельна нерезким полосам. После определения этой оси начинают искать необходимую для коррекции силу цилиндрической линзы. Это осуществляется с помощью разных по силе положительных и отрицательных цилиндрических линз, оси которых совпадают с нечеткими полосами.
Подбор осуществляется до тех пор, пока не будет найдена цилиндрическая линза, позволяющая пациенту видеть все пересекающиеся полосы одинаково четко. Затем специалист-оптик должен отшлифовать эту специальную линзу, в которой комбинируются сферическая и цилиндрическая коррекции по соответствующей оси.
