关于镜片光学中心垂直高度定位的探讨

杨兴通

配装眼镜的镜片光学中心垂直高度（本文仅讨论远近通用单焦眼镜），指的是眼镜配装完工后镜片光学中心在垂直方向上相对于镜圈水平中心线的距离位置，比如在镜圈水平中心线上、在镜圈水平中心线上方多少毫米、在水平中心线下方多少毫米，一旦配装完工，这个数值就固定了。与之相关联的概念是“瞳高”，瞳高指的是瞳孔中心映光点在镜片（撑片）上的水平对应点（称之为“瞳高点”吧）到镜圈下缘切线的垂直距离，这个瞳高值是一个变量，会随着戴镜高度位置的变化而变化，但基本上会大于镜圈垂直高度尺寸一半的量值。

关于配装眼镜的镜片光学中心垂直高度的问题，本人曾经写过一篇《瞳孔“正对”光学中心不科学》的文章（《中国眼镜科技杂志》1999年第4期）。当时，国内眼镜行业从业人员专业知识普遍欠缺，配镜要讲究“瞳距”的概念也才开始普及，有些喜欢动脑筋的朋友觉得既然镜片的光学中心水平方向要尽可能地“对准”瞳孔中心，那么光学中心垂直方向也同时“对准”瞳孔中心岂不更好？于是配装的眼镜光学中心垂直高度普遍位于镜圈水平中心线上方3～5毫米甚至更多，有人甚至还自诩这样配镜更科学。

如今，20年过去了，关于配装眼镜的镜片光学中心垂直高度定位问题，现在的同行都是怎么处理的呢？笔者曾在一眼镜专业论坛上做过一个《远用单光眼镜光学中心垂直高度定位》的小调查，结果汇总如表1：

表1

从表中可以看出，68%多的选择是“移到镜圈水平中心线上方2～3毫米”，理由主要有：《眼镜定配工教材》里说光学中心应该上移2毫米，培训材料或者培训老师是这么说的，当学徒时师傅就是这么教的；21%多的选择是“按照瞳高位置确定光学中心垂直高度位置”，并且做这个选择的同行朋友“立场”最坚定，认为只有经过“点瞳”配出来的眼镜才是最科学的；10%不到的人选择是“直接按照镜圈水平中心线做”，还有个别人选择“随意确定”，理由是按水平中心线做，镜片上下缘厚度才一致，有的认为直接按照模板做“省心省力”。

那么，到底如何确定镜片光学中心垂直高度位置才是更合理的呢？在此，我们可以做些分析：人眼的视轴随着目标物体的距离和相对高度的改变而变化，而这些目标物体大部分位于中近距离和眼球水平面下方，这使得视轴绝大部分时间都处于下倾状态，下倾的幅度经过统计计算得出的中位值为10～12弧度角（这也是眼镜架镜圈平面要求10～12度前倾角的由来）。

图1

设定眼球旋转中心为O点，角膜顶点（视轴与角膜的交点）为B点，视轴与镜片表面的交点（视交点）为C点，角膜中心映光点在镜片表面的对应点（相当于视轴水平时与镜片表面的交点，且称之为瞳高点）为D点，则O、C、D三点构成直角三角形，∠OCD为直角，∠COD（∠θ）为10～12度，OB为角膜顶点到旋转中心的距离常值为13.5mm,BC为镜眼距（角膜顶点到镜片后顶点的距离）常值为12mm,则OC为25.5mm,通过三角函数计算得出CD=tan10 x(13.5+12)=4.50mm或tan12 x (13.5+12)=5.42mm。也就是说，视轴下倾角10度时视交点位于瞳高点下方4.50mm处，视轴下倾角12度时视交点位于瞳高点下方5.42mm处，为行文方便，在此将这个距离统一简化为5mm，也可以简单地说常用视轴的视交点位于平行视轴视交点（瞳高点）下方5mm左右的位置。

图2

人们佩戴框架眼镜时，瞳孔中心肯定在镜圈水平中心线上方，根据经验，当其位于中心线上方10%～20%范围（也就是离镜圈下缘60%～70%距离，即上下距离比“三七开”到“四六开”之间）时，比较符合戴镜习惯和大众审美要求（与之相近的还有一个“黄金分割”的说法，即瞳孔中心位于镜圈高度0.618比例位置附近比较合适）。其实，很多时候，调整镜架当你把顾客下眼睑调整到镜圈水平中心线附近位置时就妥当了，而下眼睑和瞳孔中心的距离基本上也是5mm左右。结合前面计算出来的“常用视轴的视交点位于平行视轴视交点（瞳高点）下方5mm左右的位置”，也就是“镜片光学中心位于瞳孔中心下方5mm左右才是最合适的位置”，我们可以得出“镜片光学中心位于镜圈水平中心线附近是最合适位置”的结论。

这个结论其实也可以从邓可立老师的瞳高计算公式h=(b-34)÷2+22得到印证（这个公式简化一下就是“瞳高=眼镜架高度/2+5 ”）。按照本瞳高计算公式，可计算出不同镜圈高度对应的瞳高值及瞳高与镜圈高度占比（见表2）。

表2

从表中可以看出，无论镜圈高度25mm的超小镜架还是镜圈高度50mm的超大镜架，计算出来的瞳高值均处于镜圈高度值70%～60%（相当于“三七开”与“四六开”之间）的合理范围。也就是说，无论是镜圈高度25mm的超小镜架还是镜圈高度50mm的超大镜架，配装和调校时使得镜片光学中心位于镜圈水平中心线上（相对应的，瞳孔中心位于镜圈水平中心线上方5mm位置）均是合理的。

前面我们说了这么多，无非就是为了说明镜片光学中心位于镜圈水平中心线位置的“合理性”，那么，镜片光学中心上移（位于镜圈水平中心线上方）又会有什么不合理的地方呢？事实上，当双眼屈光度一致时，双眼由于视轴偏离光学中心（垂直方向）所引起的棱镜效应是同向等值的，其棱镜作用力可以相互抵消，不会产生棱镜效应。如果双眼屈光参差不严重的，小幅度的视轴偏离一般问题不大。也就是说，单从光学矫正效果的角度考量，镜片光学中心垂直方向的高度位置上下偏移对于佩戴没有多大影响，只要保持左右高度一致（垂直高度互差符合标准）即可，没有水平方向的瞳距要求那么严格。但在实际装配眼镜的过程中，镜片光学中心高度位置偏离镜圈水平中心线过多还是会产生很多问题的：如果镜片光学中心垂直高度位置偏离镜圈水平中心线过多（一般都是向上偏移），肯定会造成磨边完成的镜片上缘比下缘薄许多，且不论是否美观，对无框眼镜来说肯定更容易破碎，对半框眼镜则可能导致上缘开槽困难以及更容易崩边，对全框眼镜来说则问题更大，因为全框眼镜架镜圈上下缘的弧度基本上都是按照镜片光学中心处于镜圈水平中心线位置情况设计制造的，如果镜片光学中心上移过多势必会造成配装困难，而且由于镜片周边受力不均和上下厚薄差造成镜片内部应力不均，不仅影响佩戴舒适度，而且时间久了镜片更容易变形拱起（基本上都是上缘拱起），严重影响视力健康。另外，如果镜片光学中心垂直高度位置偏离镜圈水平中心线过多，对于较高屈光参差的顾客看近时就会产生很难适应的垂直棱镜效应。

另外一个问题就是，现在的非球面镜片基本上全面替代了传统的球面镜片，从设计上来说，非球面镜片只有直径30mm的中心区域是光度恒定的有效光学区（相当于传统球面镜片），周边是呈同心圆的光度递减区，在实际配镜时应该尽可能地避免周边光度递减区的光线进入眼内，如果非球面镜片的光学中心高度位于镜圈水平中心线上方较高位置，近看地面及阅读时就容易透过镜片的周边光度递减区视物，极易引起视觉不适。

其实，在国家标准《GB13511配装眼镜》1992和1999版本5.4.1 配装眼镜的光学中心垂直互差表（表2）的底部均有“镜片的光学中心应位于镜圈几何中心垂直方向上下3mm的范围内”的规定，实际上就是要求镜片光学中心垂直高度位置以镜圈水平中心线为基准。只是在国标2011版本中才取消了相应的规定，可能是因为2011版本标准合并了单焦、双焦和多焦眼镜的装配标准的缘故。

综上所述，笔者认为镜片光学中心位于镜圈水平中心线上是最合理的，无需进行人为的上下偏移（如果镜圈垂直高度40mm以上或者戴镜者鼻梁超低，可以酌情考虑上移1～2mm，3mm应该是极限）。 ❑