เมื่อเราทราบลักษณะของสายตาเบื้องต้นไปแล้ว ทีนี้เราจะมาดูว่าเราจะแก้ไขสายตานั้นๆ ด้วยเลนส์แว่นตา เรามีเลนส์แว่นตาชนิดใดให้เลือกใช้งานบ้าง และมีคุณสมบัติข้อดีข้อเสียอย่างไรบ้าง
ขั้นแรกเราจะแบ่งเลนส์ออกเป็นเลนส์ชั้นเดียว(single vision) และเลนส์สองชั้น(bifocal lenses)หรือเลนส์หลายชั้น(progressive lenses) ตามสาเหตุของการเกิดสายตา นั่นคือ สายตาสั้น, สายตายาว, สายตาเอียง ที่เกิดจากวัตถุระยะไกลเมื่อผ่านกระจกตา(cornea) และเลนส์ตา(crystalline lens)แล้วภาพไม่โฟกัสหรือตกบนจอประสาทตาพอดี ไม่ว่าภาพจะตกก่อนหรือตกหลังจอประสาทตาเป็นเหตุให้เรามองเห็นไม่ชัดเจนโดยไม่ได้มีปัญหากับระบบปรับโฟกัสอัตโนมัติหรือที่เราเรียกว่า accommodation เราก็จะใช้เลนส์ชั้นเดียว(single vision) ในกรณีที่มีปัญหาสายตาสั้น, สายตายาว, สายตาเอียง หรือแม้แต่มองไกลมีสายตาปกติแต่มีปัญหาระบบปรับโฟกัสอัติโนมัติทำงานไม่ปกติซึ่งจะมีผลทำให้เราอ่านหนังสือระยะใกล้ไม่ชัด ซึ่งโดยปกติปัญหาระบบปรับโฟกัสอัติโนมัติหรือ accommodation นี้มักจะเริ่มมีปัญหาในคนที่อายุประมาณ 40 ปีขึ้นไป ก็สามารถใช้เลนส์สองชั้น(bifocal lenses)หรือเลนส์หลายชั้น(progressive lenses) เพื่อแก้ไขสายตาที่แตกต่างกันในระยะไกลและระยะใกล้ได้
เมื่อเราทราบว่าเราต้องการใช้เลนส์ชั้นเดียว(single vision) เลนส์สองชั้น(bifocal lenses)หรือเลนส์หลายชั้น(progressive lenses)แล้วต่อมาเราก็มาเลือกชนิดของวัสดุที่นำมาทำเลนส์ โดยหลักๆ ก็จะแบ่งเป็นเลนส์พลาสติกและเลนส์กระจก การที่เราจะเลือกวัสดุของเลนส์นั้นสิ่งที่เราจะคำนึงถึงคือ ค่าสายตามากน้อยแค่ไหน, น้ำหนักของเลนส์, ความทนทานต่อการกระแทกของเลนส์ ปัจจัยที่ใช้ในการเปรียบเทียบวัสดุของเลนส์ได้แก่ ค่าดัชนีหักเหของเลนส์(refractive index), ความหนาของเลนส์, ค่า Abbe value, ค่าความทนทานต่อการกระแทก
ความหนาของเลนส์ขึ้นอยู่กับวัสดุที่นำมาทำเลนส์ ถ้าวัสดุนั้นมีค่าดัชนีหักเหของเลนส์(refractive index)สูงก็จะสามารถทำเลนส์ได้บางกว่าในเลนส์ที่ใช้วัสดุที่มีค่าดัชนีหักเหของเลนส์(refractive index)ต่ำกว่าในค่าสายตาที่เท่ากัน ในกรณีที่ค่าดัชนีหักเหของเลนส์(refractive index)เท่ากัน โครงสร้างของเลนส์ก็มีผลต่อความหนาของเลนส์ เลนส์ทั่วไปผิวของเลนส์จะเป็นแบบ spherical เมื่อเปรียบเทียบกับเลนส์ที่มีโครงสร้างแบบ aspheric เลนส์ที่เป็นaspheric สามารถทำเลนส์ได้บางกว่า
ชนิดของวัสดุที่นำมาทำเลนส์
วัสดุที่นำมาทำเลนส์ ปัจจุบันมีมากมายหลากหลาย มีให้เลือกเพิ่มขึ้นกว่าเมื่อสมัยก่อนมากนัก และยิ่งจะมากขึ้นไปอีกในอนาคต ฉนั้นการที่เราจะเลือกใช้เลนส์ชนิดใดควรจะรู้คุณสมบัติของวัสดุนั้นๆ ด้วย เพื่อเลือกให้เหมาะสมกับความต้องการของผู้ใช้แว่นตา เลนส์แว่นตาทั่วไปเรามักจะแบ่งเป็นเลนส์กระจกและเลนส์พลาสติก
เลนส์กระจก(crown glass)
วัสดุที่ใช้ทำแว่นตามาตั้งแต่ในอดีตเป็นร้อยปีได้แก่ เลนส์กระจก กระจกเป็นวัสดุที่ทำเลนส์แว่นตาได้ดีเนื่องจากทนรอยขีดข่วนได้ดี และไม่เปลี่ยนหรือเสียรูปทรงตามสภาวะแวดล้อม ข้อเสียของเลนส์กระจกคือ มีน้ำหนักมากและไม่ทนต่อแรงกระแทกทำให้ตกแตกได้ เลนส์กระจกใสทั่วไปทำจากกระจกที่เรียกว่า crown glass และมีดัชนีหักเหของเลนส์(refractive index) เท่ากับ 1.523 และเลนส์กระจกนี้มีค่า chromatic aberration ต่ำ
กระจกไฮอินเด็กซ์(high-index glass)
เป็นเลนส์กระจกที่มีดัชนีหักเหของเลนส์(refractive index)สูงกว่ากระจกธรรมดา ทำให้ค่าสายตาสูงๆ ที่มีความหนาของเลนส์มากสามารถลดความหนาของเลนส์แว่นตาลงได้ กระจกที่มีดัชนีหักเห 1.6 มีให้เลือกใช้ทั้งที่มีโครงสร้างเลนส์เป็น spherical และ aspheric และมีทั้งเลนส์ชั้นเดียว(single vision) และเลนส์หลายชั้น(progressive lenses) นอกจากนี้ยังมีกระจกที่มีดัชนีหักเห 1.70 และ 1.90 สำหรับเลนส์ชั้นเดียว(single vision)ด้วย แต่ว่ากระจกที่มีดัชนีหักเหสูงก็จะมีน้ำหนักมากกว่ากระจก crown glass ที่ปริมาตรเท่ากัน ทำให้ต้องขัดเลนส์ให้บางเพื่อให้น้ำหนักเบาแต่ต้องหนาพอที่จะไม่แตกง่ายเกินไป ทำให้กระจกไฮอินเด็กซ์(high-index glass)นี้เหมาะกับค่าสายตาที่สูงเพื่อให้ได้เลนส์ที่เบาและบางกว่ากระจก crown glass และทนทานเพียงพอต่อการใช้งาน กระจกไฮอินเด็กซ์(high-index glass)ทั่วไปมีค่า Abbe values ใกล้เคียงกับเลนส์ polycarbonate ซึ่งต่ำกว่า crownglass ค่า chromatic aberrationเราวัดในรูปแบบของ Abbe value ถ้าค่า Abbe value ต่ำกว่า ค่า chromatic aberration จะสูงกว่า chromatic aberration สูงจะทำให้เกิดการแตกสีของแสง ณ ที่ขอบเลนส์ เช่นถ้าเรามองผ่านขอบของเลนส์ไปยังสิ่งของที่เป็นขอบขาวดำตัดกัน เราอาจจะเห็นขอบขาวดำนั้นไม่ชัดเจน เห็นเป็นสีรุ้งที่ขอบขาวดำนั้น แต่ว่าปัญหานี้เราสามารถแก้ไขให้ลดลงจนไม่เป็นปัญหาได้ ถ้าเราประกอบแว่นได้ให้อยู่ในตำแหน่งที่พอดี
เลนส์พลาสติก
CR-39
โดยทั่วไปวัสดุที่ใช้ทำเลนส์พลาสติกคือ CR-39 CR-39 ได้ถูกพัฒนาขึ้นโดย PPG Industries “CR” ย่อมาจาก Columbia Resin และเลข 39 หมายถึงชนิดของ Columbia Resin ที่ใช้ แต่ก่อนเลนส์ CR-39ใช้ทำเลนส์โดยไม่มีการเคลือบผิวป้องกันรอยเลยแต่ปัจจุบันเลนส์ CR-39 สามารถเคลือบผิวป้องกันรอยขีดข่วนด้วย ทำให้เลนส์ CR-39 ทนต่อการเป็นรอยมากขึ้น เลนส์พลาสติกมีน้ำหนักประมารครึ่งหนึ่งของเลนส์กระจก crown glass และเลนส์ CR-39 ทนต่อการกระแทกของวัสดุที่มีคมและกระแทกด้วยความเร็วได้ดีกว่าเลนส์กระจก ความทนทานต่อการกระแทกของเลนส์พลาสติกนั้นขึ้นอยู่กับวัสดุที่นำมาใช้ทำเลนส์พลาสติกชนิดนั้นๆ ด้วย
เลนส์พลาสติกไฮอินเด็กซ์(high-index plastics)
เลนส์พลาสติก CR-39 มีค่าดัชนีหักเหของเลนส์(refractive index)ประมาณ 1.489 เป็นค่าดัชนีหักเหที่ต่ำที่สุดที่ใช้ในการทำเลนส์แว่นตา สำหรับเลนส์สายตาสั้น(เลนส์ที่มีค่าเป็นลบ)ของค่าสายตาที่เท่ากันและมีความหนาตรงกลางเลนส์เท่ากัน เลนส์ที่มีดัชนีหักเหของเลนส์(refractive index)สูงกว่าจะทำให้ขอบของเลนส์บางกว่า เลนส์พลาสติกไฮอินเด็กซ์จึงทำให้ได้เลนส์แว่นตาที่บางกว่าและเบากว่าเลนส์พลาสติก CR-39 เลนส์พลาสติกไฮอินเด็กซ์มีหลากหลายวัสดุให้เลือกใช้งาน ฉะนั้นเมื่อเลือกเลนส์พลาสติกไฮอินเด็กซ์จึงไม่ควรดูแต่ค่าดัชนีหักเหของเลนส์เท่านั้น ควรดูคุณสมบัติอื่นประกอบด้วยเช่น ความเบา, ความทนทานต่อการกระแทก, ความหนาของขอบเลนส์เมื่อเสร็จแล้ว, ค่า Abbe value เลนส์พลาสติกไฮอินเด็กซ์มีให้เลือกใช้ทั้งดัชนีหักเหของเลนส์(refractive index) 1.6, 1.67, 1.70, 1.74 และ 1.76
รังสีอุลตร้าไวโอเล็ต(รังสี UV)
เมื่อเราเลือกชนิดของเลนส์, วัสดุของเลนส์ที่เราจะใช้งานได้แล้ว สิ่งที่ยังต้องคำนึงถึงอีกก็คือ เลนส์นั้นปกป้องดวงตาและช่วยในการมองเห็นของเรามากน้อยแค่ไหน
แสงที่เราเห็นอยู่ทั่วไปนั้นมีส่วนที่ช่วยให้เรามองเห็นและมีส่วนที่เป็นอันตรายต่อดวงตาของเรา ช่วงของคลื่นแสงที่คนเรามองเห็นจะอยู่ในช่วงคลื่นความถี่ 380 nm ถึง 760 nm ส่วนคลื่นรังสีอุลตร้าไวโอเล็ตจะอยู่ในช่วงคลื่นความถี่ต่ำกว่า 400 nm ซึ่งประกอบด้วย UVA, UVB, UVC รังสีอุลตร้าไวโอเล็ตนี้จะถูกดูดซับโดยกระจกตา(cornea), เยื่อบุตาขาว(conjunctiva), เลนส์ตา(crystalline lens) ก่อนที่จะถึงจอประสาทตา ฉะนั้นถ้าเราต้องอยู่ในที่มีรังสีUVมากเป็นเวลานานก็จะทำให้เกิดอาการตาอักเสบจากรังสีUVได้ หรือในกรณีที่ได้รับรังสีUV สะสมต่อเนื่องเป็นเวลานาน ก็จะทำให้เกิดต้อกระจกได้ ดังนั้นการที่เราจะเลือกเลนส์แว่นตามาใช้งานเราควรคำนึงถึงความสามารถในการป้องกันรังสีUVของเลนส์ด้วย ซึ่งเลนส์บางชนิดจะต้องสั่งเพิ่มเติมเพื่อให้กันรังสีUVได้ แต่เลนส์บางชนิดก็มีคุณสมบัติป้องกันรังสีUVในตัวของมันเอง
การเคลือบผิวเลนส์
เลนส์แว่นตานั้นมีการเคลือบผิวหลายชนิดเพื่อเพิ่มคุณสมบัติให้กับเลนส์แว่นตาให้ผู้ใช้สามารถใช้งานได้ทนทานและสบายตามากยิ่งขึ้น ซึ่งการเคลือบผิวเลนส์แต่ละอย่างนั้นขึ้นอยู่กับชนิดของเลนส์ด้วย
Scratch-Resistant Coatings
เนื่องจากเลนส์พลาสติกมีโอกาสเกิดรอยขีดข่วนได้ง่ายกว่าเลนส์กระจก ผู้ผลิตจึงพัฒนาขั้นตอนการเคลือบผิวพลาสติกขึ้นเพื่อให้ผิวของเลนส์พลาสติกแข็งขึ้นและทนต่อการขีดข่วนได้มากขึ้น การเคลือบผิวเลนส์ป้องกันการขีดข่วน Scratch-Resistant Coating หรืออาจเรียกอีกอย่างว่า การเคลือบผิวแข็ง Hard Coating
Antireflection Coatings
การเคลือบผิว AR เป็นการเคลือบชั้นบางใสบนผิวเลนส์ จุดประสงค์ในการเคลือบเพื่อลดการสะท้อนที่ไม่ต้องการบนผิวเลนส์ และเพิ่มปริมาณของแสงที่ผ่านเลนส์เข้าสู่ตามากขึ้น(การที่แสงสะท้อนกลับมากเท่ากับเปอร์เซ็นต์ของแสงที่ผ่านเลนส์ก็จะลดลง) เปอร์เซ็นต์การสะท้อนกลับของแสงบนผิวเลนส์ขึ้นอยู่กับดัชนีหักเหของเลนส์ ถ้าเลนส์มีค่าดัชนีหักเหของแสงมาก เปอร์เซ็นต์การสะท้อนกลับของแสงบนผิวเลนส์ก็มากตามไปด้วย ด้วยเหตุนี้เลนส์ไฮอินเด็กซ์ทั้งหลายจึงควรเคลือบ antireflection coatingเพื่อลดแสงสะท้อนที่น่ารำคาญเหล่านี้
Mirror Coating
เป็นการเคลือบผิวหน้าของเลนส์ให้มีคุณสมบัติเหมือนกระจกเงา ทำให้บุคคลภายนอกไม่สามารถเห็นตาของผู้สวมใส่แว่นได้ จะเห็นเลนส์เป็นเหมือนกระจกเงาสะท้อนภาพของผู้ที่มองเข้ามา แต่ผู้สวมใส่แว่นสามารถมองผ่านเลนส์ได้เหมือนปกติ การทำ mirror coating นิยมทำร่วมกับการทำสีเลนส์เพื่อใช้เป็นแว่นกันแดดปกป้องดวงตาจากแสงแดด เพราะการทำ mirror coating เพียงอย่างเดียวไม่สามารถสะท้อนแสงเพื่อป้องกันแดดได้เพียงพอ
The Photochromics lenses
เลนส์แว่นตาที่เราใช้งานนั้นนอกจากเลนส์ใส หรือเลนส์ที่ทำสีแล้วยังมีเลนส์อีกชนิดหนึ่งที่เราเรียกว่า Photochromics lenses คือเลนส์ที่เปลี่ยนความเข้มของสีเลนส์เมื่อโดนแสงแดด ซึ่งมีทั้งเลนส์กระจกและเลนส์พลาสติกให้เลือกใช้ และการเปลี่ยนสีความเข้มของเลนส์ขึ้นอยู่กับแสงUV ซึ่งปัจจัยที่มีผลต่อการเปลี่ยนสีของเลนส์มากที่สุดขึ้นอยู่กับความเข้มของแสง ยิ่งแสงแดดแรงมากเลนส์ยิ่งเข้มมาก และปัจจัยที่มีผลต่อความเข้มรองลงมาได้แก่อุณหภูมิ เมื่อเปรียบเทียบในที่ที่มีอุณหภูมิสูงกว่าเลนส์จะเปลี่ยนสีได้ไม่เข้มเท่าในที่ที่มีอุณหภูมิต่ำกว่า Photochromics lenses ไม่เหมาะกับการใช้งานที่มีจุดประสงค์ต้องการใช้เป็นแว่นกันแดดในการขับรถยนต์ เนื่องจากเวลาที่นั่งอยู่ในรถยนต์ตัวเลนส์ไม่โดนแสงแดดทำให้เลนส์ไม่เปลี่ยนสีเข้มขึ้น
เมื่อเราได้รู้เรื่องเกี่ยวกับชนิดของเลนส์ไปพอสมควรแล้วคราวหน้าที่เราจะเลือกแว่นสำหรับใช้งานสักอันหวังว่าข้อมูลเหล่านี้จะช่วยให้เลือกเลนส์แว่นตาได้เหมาะสมกับการใช้งานได้มากขึ้น
