鏡片散射光的檢測

王 偉 鐘義暉 李志得 丁雅羽/文

鏡片的散射光檢測是為了測量鏡片的透射光偏離入射方向的分布，從而對鏡片視物的清晰程度進行評價。散射是指由傳播介質的不均勻性引起的光線向四周射去的現(xiàn)象，許多人通常把散射和透射比混淆，實際上霧度和透光率是兩個概念。霧度大的材料可能透光率不低。如果用這樣的材料做窗玻璃，白天房間顯得很明亮，但又有隱蔽性；如果做眼鏡產(chǎn)品，那顯然要求兩者都好，以便于觀察真切。通常普通鏡片由于透射比很高，散射光一般不會對其視物清晰度造成太大的影響，而對于太陽鏡來說，多數(shù)太陽鏡為了降低陽光的直射，其透射比相對較低，此時為了看清景像其散射光的要求就十分重要了。

目前歐盟和澳洲的太陽鏡和護目鏡標準都對鏡片的散射光進行了詳細的規(guī)定，而我國實行的太陽鏡輕工標準QB2457-99未對此進行規(guī)定，但隨著ISO國際標準的發(fā)布，太陽鏡的國家標準也將適時推出，由于國家標準機構的努力，國際標準將兼顧中國的實際情況，統(tǒng)一散射光的定義和檢測方式。散射光的檢測方法主要有兩種，一種是歐盟和澳洲實行的散射光專用測量儀器，其散射光定義是專門針對眼鏡產(chǎn)品的，但市場上相應的檢測儀器很少；另一種是采用常見的霧度儀，用霧度的概念來定義散射光，優(yōu)點是霧度儀作為很多行業(yè)通用的設備，在市場上很容易買到。

1 歐盟的檢測方法

歐盟護目鏡標準EN166:2001-7.1.2.3以平均亮度衰減因子來表征散射光的大小，并規(guī)定焊接護目鏡衰減因子不大于1.00、防高速粒子護目鏡不大于0.75、其他護目鏡不大于0.50。太陽鏡標準EN1836-4.3則規(guī)定在售太陽鏡衰減因子不大于0.65。而ISO12864：1998則非強制推薦此方法為測量隱形眼鏡散射光大小的標準方法。EN167:2001-4詳細介紹了對散射光檢測方法，其定義為：當平行入射于鏡片表面的單位面積光通量為E（照度）時，其平均亮度衰減因子I由通過兩立體角間區(qū)域的散射光的光通量Ls（亮度）與E的比例表征（見圖1），公式為

圖1 EN167對鏡片的散射光定義

針對不同的產(chǎn)品，EN167采用了兩種檢測方法，其原理一致、結果等效，但儀器構造和操作都有很大不同，簡略介紹如下：

1.1 基本方法

儀器構造如圖2，凹面鏡H1將光源L發(fā)出的光聚焦于孔徑光闌LB處，經(jīng)過凹面鏡H2成平行光射到被測鏡片上，相對光軸角度內(nèi)的光線被凹面鏡反射后將被濾波片BR濾去，在角度內(nèi)的散射光則最后被光電接收器所接收。

檢測步驟是將鏡片放在平行光中的位置P處，放入BL濾光片。此時測得的為透過被測鏡片的非散射光。之后用BR濾光片代替BL，測得為透過被測鏡片和儀器產(chǎn)生的散射光之和。將被測鏡片放在位置P′處，測得為儀器產(chǎn)生的散射光。則為透過被測鏡片的散射光。立體角w內(nèi)的平均亮度衰減因子I由公式3求得

立體角w由BR濾光片決定，因此對BR濾光片的尺寸要求其測量精度不小于0.01mm。

圖2 基本方法儀器構造

1.2 簡化方法

此方法適用的對象是帶有屈光度的鏡片，與基本方法相比較，其對鏡片的測試區(qū)域較小，檢測時首先要旋轉鏡片以及擺動光電檢測器直到出射光方向對準光電檢測器（如圖3）。與基本方法類似，先不放鏡片，測得儀器產(chǎn)生的散射光及非散射光。

圖3 簡化方法儀器構造

再放鏡片于P處，測得鏡片和儀器共同產(chǎn)生的散射光及非散射光。則立體角w內(nèi)的平均亮度衰減因子I由公式4求得

2 采用霧度儀的檢測方法

霧度的定義為透過試樣而偏離入射光方向的散射光通量與透射光通量之比，用百分數(shù)表示：

通常，僅將偏離入射光方向2.5度以上的散射光通量用于計算霧度。

圖4 霧度儀構造

儀器構造如圖4，操作上也很簡單，首先校“0”：當拉手在推開位置、樣品室無樣品時，調(diào)節(jié)?！?”電位器至讀數(shù)為“0”；然后?！?00”：拉手在拉近位置，樣品室放上樣品，調(diào)節(jié)?！?00”電位器至讀數(shù)為“100”；?！?”?！?00”反復幾次，使讀數(shù)穩(wěn)定為止。測試：放上樣品時，將反射板拉手置推開位置，所得讀數(shù)即為霧度值（%）。

目前國產(chǎn)霧度儀可以達到準確度0.5%、重復性0.2%的水平，足夠滿足對散射光的檢測。

3 兩種方法的比較

EN167標準檢測的是偏離入射光方向1.5°～2°的光通量，而霧度儀測的是偏離入射光方向2.5度以上的所有光通量，之所以如此是因為EN認為偏離角度小的散射光對眼鏡佩戴者的影響更大，檢測這一部分的散射光更有意義。其次，EN167的簡化方法可以檢測帶有屈光度的被測鏡片，而霧度儀不能檢測，除非其積分球的陷阱可以改變位置以對準透過被測鏡片的出射光方向。

綜上所述，EN167的儀器構造比較復雜，操作上也較繁瑣，并且市場上此類產(chǎn)品非常少，只有極少數(shù)國外廠商能夠提供，因此價格偏高，不利于在國內(nèi)推廣。而霧度儀作為許多行業(yè)的常見設備，技術已十分成熟，相關的計量標準體系也很完善，更加適合國內(nèi)眼鏡企業(yè)使用。