Front , Back , หรือ double progressive lens มีแนวคิดในการออกแบบที่ต่างกันอย่างไร

EP.1 Front Progressive Lens Design

By Dr.Loft, O.D.

บทความซีรีส์นี้ เราจะไปดูกันว่า โครงสร้างเลนส์โปรเกรสซีฟนั้น ที่มีทั้งแบบวางโครงสร้างไว้ที่ผิวหน้า ผิวหลัง และวางไว้ทั้งสองด้าน ซึ่งผู้ผลิตในแต่ละค่ายนัั้นก็มีความเชื่อและความถนัดไม่เหมือนกัน เปรียบเหมือนศิลปินที่ถนัดการวาดรูปคนละแนวกันนั่นเอง ดังนั้น วันนี้เราไม่ได้มาบอกว่าแบบไหนดีกว่าแบบไหน แต่เราจะไปเรียนรู้ว่า แต่ละแบบนั้นมีแนวคิดมาจากอะไร เพื่อจะได้เข้าใจคอนเซปต์ของเลนส์รุ่นนั้นๆ นำไปสู่การเข้าใจบุคลิกของเลนส์ และสามารถเลือกจ่ายให้กับคนไข้ได้อย่างเหมาะสม

ขอเท้าความที่มาที่ไปของการกำเนิดเลนส์โปรเกรสซีฟกันสักเล็กน้อย เพื่อเป็นการปูเรื่อง...

ภาวะสายตายาวตามวัยและวิวัฒนาการของเลนส์โปรเกรสซีฟ

ทุกคนเมื่อก้าวเข้าสู่วัยผู้ใหญ่ตอนกลาง เลนส์แก้วตา (Crystalline lens) จะเกิดการเปลี่ยนแปลงทางสรีรวิทยาโดยสูญเสียความยืดหยุ่นตามธรรมชาติ ส่งผลให้ความสามารถในการเพ่ง (Accommodation) ลดลง ภาวะนี้เรียกว่า "ภาวะสายตาแก่" (ยาวตามวัย) หรือ Presbyopia ซึ่งมักเริ่มแสดงอาการเมื่ออายุเข้าสู่ช่วงวัย 40 ปี ทำให้ลำบากในการปรับโฟกัสในระยะใกล้ เช่น การอ่านหนังสือหรือการใช้งานอุปกรณ์ดิจิทัล

ในอดีต การแก้ไขความผิดปกติของการมองเห็นจากภาวะนี้ จะต้องพึ่งเลนส์สองชั้น (Bifocals) และเลนส์สามชั้น (Trifocals) เป็นหลัก แม้ว่าเลนส์เหล่านี้จะสามารถแก้ไขปัญหาการมองเห็นได้หลายระยะ แต่ก็มีข้อจำกัดทางกายภาพที่สำคัญ คือการมี "เส้นแบ่ง" ระหว่างโซนการมองเห็นที่แตกต่างกันอย่างชัดเจน เมื่อผู้สวมใส่มองเลื่อนผ่านแนวแบ่งเลนส์นี้ จะเกิดการเปลี่ยนแปลงของกำลังสายตาและปริซึมอย่างกะทันหัน ทำให้เกิดปรากฏการณ์ที่เรียกว่า "ภาพกระโดด" (Image jump) ซึ่งวัตถุจะเปลี่ยนตำแหน่งและขนาดอย่างฉับพลัน ทำให้เกิดความไม่สบายตา นอกจากนี้ เลนส์สองชั้นแบบดั้งเดิมยังขาดโซนการมองเห็นระยะกลาง ซึ่งทำให้ไม่ตอบโจทย์การใช้งานในยุคปัจจุบัน โดยเฉพาะอย่างยิ่งการทำงานหน้าจอคอมพิวเตอร์ที่ต้องการการโฟกัสในระยะกลาง

เลนส์โปรเกรสซีฟ (Progressive Addition Lenses: PALs) จึงถูกพัฒนาขึ้นมาเพื่อแก้ไขข้อจำกัดดังกล่าวและแก้ปัญหาด้านความสวยงาม แนวคิดเชิงสถาปัตยกรรมสำหรับพื้นผิวเลนส์แบบหลายโฟกัสที่ไร้รอยต่อ ได้รับการจดสิทธิบัตรครั้งแรกในปี ค.ศ. 1923 โดย Estelle Glancy (บริษัท American Optical Company) อย่างไรก็ตาม ด้วยข้อจำกัดด้านเทคโนโลยีการผลิตในยุคนั้นทำให้ไม่สามารถผลิตในเชิงพาณิชย์ได้ทันที จนกระทั่งในปี ค.ศ. 1959 เลนส์โปรเกรสซีฟเชิงพาณิชย์รุ่นแรกที่ประสบความสำเร็จในยุโรปคือเลนส์ Varilux ซึ่งเปิดตัวโดยบริษัท Essel

เลนส์โปรเกรสซีฟถูกออกแบบมาให้มีการเพิ่มขึ้นของกำลังบวกอย่างต่อเนื่องไร้รอยต่อ จากส่วนบนสุด (สำหรับการมองไกล) ผ่านบริเวณคอริดอร์ตรงกลาง (สำหรับการมองระยะกลาง) ไปจนถึงส่วนล่างสุดของเลนส์ (สำหรับการมองใกล้) การเปลี่ยนแปลงกำลังสายตาอย่างค่อยเป็นค่อยไปนี้ช่วยขจัดปัญหาภาพกระโดด และให้การมองเห็นที่ชัดเจนครอบคลุมทุกระยะโฟกัส

อย่างไรก็ตาม ความซับซ้อนทางเรขาคณิต (Geometric) ในการผสานกำลังสายตาหลายระดับลงบนพื้นผิวเลนส์ที่ต่อเนื่องกันนั้น นำมาซึ่ง "ข้อจำกัดทางทัศนศาสตร์" (Optical limitation) ที่หลีกเลี่ยงไม่ได้ ในช่วงหลายทศวรรษที่ผ่านมา วิศวกรด้านทัศนศาสตร์ได้พยายามพัฒนาและปรับปรุงโครงสร้างอย่างต่อเนื่องเพื่อลดข้อด้อยเหล่านี้ ซึ่งวิวัฒนาการนี้ได้นำไปสู่กระบวนการผลิต 3 แนวทาง ได้แก่ โครงสร้างแบบหน้าเลนส์ (Front-Surface), โครงสร้างแบบหลังเลนส์ (Back-Surface/Digital Freeform), และสถาปัตยกรรมแบบสองหน้า (Dual-Surface)

การทำความเข้าใจหลักการ เหตุผล ข้อดี และข้อเสียของสถาปัตยกรรมแต่ละรูปแบบ จำเป็นต้องอาศัยการวิเคราะห์เชิงลึกเกี่ยวกับฟิสิกส์ทัศนศาสตร์ เรขาคณิตของพื้นผิว และสรีรวิทยาประสาทของการมองเห็นในมนุษย์

ข้อจำกัดทางฟิสิกส์ทัศนศาสตร์: ความคลาดเคลื่อนและทฤษฎีบทของมิงค์วิทซ์ (Minkwitz Theorem)

ข้อจำกัดพื้นฐานที่ฝังรากลึกอยู่ในเลนส์โปรเกรสซีฟทุกชนิดมีต้นกำเนิดมาจากหลักการเรขาคณิตคณิตศาสตร์ (Geometrical optics) เมื่อพื้นผิวของเลนส์ถูกออกแบบมาให้มีการเปลี่ยนแปลงกำลังสายตาอย่างต่อเนื่องโดยปราศจากขอบเขตทางกายภาพ พื้นผิวนั้นจะต้องเกิดการเปลี่ยนแปลงความโค้งเฉพาะจุดที่ซับซ้อนอย่างยิ่ง

ข้อจำกัดทางเรขาคณิตที่ควบคุมพื้นผิวที่ต่อเนื่องเหล่านี้ ถูกอธิบายทางคณิตศาสตร์อย่างเป็นทางการโดย "ทฤษฎีบทของมิงค์วิทซ์" (Minkwitz Theorem) ซึ่งคิดค้นโดย G. Minkwitz ในปี ค.ศ. 1963 ทฤษฎีบทนี้พิสูจน์ให้เห็นว่า ในทางฟิสิกส์แล้ว เป็นไปไม่ได้เลยที่จะสร้างแนวทางเดินของสายตาตรงกลาง (Umbilical line หรือ Progressive corridor) ที่มีความโค้งในแนวตั้งและแนวนอนเท่ากันอย่างสมบูรณ์ตลอดแนว โดยไม่ก่อให้เกิด "สายตาเอียงที่พื้นผิว" (Surface astigmatism) ในบริเวณด้านข้างที่ติดกัน

ในทางคณิตศาสตร์ ทฤษฎีบทของมิงค์วิทซ์ระบุว่า "อัตราการเปลี่ยนแปลงของสายตาเอียงที่พื้นผิวในแนวขวางนั้น แปรผันตรงกับอัตราการเปลี่ยนแปลงของกำลังสายตาแอดดิชั่น (Addition power) ในแนวยาว" ซึ่งสามารถประมาณการได้จากสมการ:

โดยที่ dy คือระยะทางในแนวดิ่งที่เคลื่อนที่ลงมาตามคอริดอร์ของเลนส์ ด้วยเหตุนี้ กำลังสายตาเอียงแฝงที่ไม่ต้องการ (Unwanted cylinder power) ที่ตั้งฉากกับคอริดอร์การมองเห็น dx จะเพิ่มขึ้นในอัตราที่เร็วกว่าการเพิ่มขึ้นของค่าแอดดิชั่นถึงประมาณสองเท่า ยกตัวอย่างเช่น ค่าแอดดิชั่นที่สูง เช่น +3.00 ไดออปเตอร์ จะสร้างความคลาดเคลื่อนและสายตาเอียงในบริเวณด้านข้างเลนส์ที่รุนแรงกว่าค่าแอดดิชั่น +1.00 ไดออปเตอร์อย่างมีนัยสำคัญ ส่งผลให้ช่องการมองเห็นที่ชัดเจนแคบลงและมีโครงสร้างที่แข็งกระด้างมากขึ้น

การมีอยู่ของสายตาเอียงแฝงที่พื้นผิวที่หลีกเลี่ยงไม่ได้นี้ ทำให้เกิดบริเวณของความพร่ามัวและความบิดเบี้ยวที่ขอบเลนส์ (Peripheral distortion) ซึ่งในวงการวิศวกรรมเลนส์มักเปรียบเปรยว่าเป็น "ปรากฏการณ์เตียงน้ำ" (Waterbed effect) หรือ "การบริหารจัดการกระบะทราย" เนื่องจากปริมาณรวมของความคลาดเคลื่อนในระบบเลนส์นั้นถูกกำหนดค่าไว้แล้วทางคณิตศาสตร์ตามกำลังสายตาแอดดิชั่นรวมและความยาวของคอริดอร์ ผู้ออกแบบจึงไม่สามารถกำจัดความบิดเบี้ยวนี้ออกไปได้ทั้งหมด ทำได้เพียงแค่ "จัดสรร" หรือกระจายความบิดเบี้ยวเหล่านี้ไปตามจุดต่างๆ บนพื้นผิวเลนส์เท่านั้น การกดความบิดเบี้ยวลงในบริเวณหนึ่ง จะส่งผลให้ความบิดเบี้ยวนั้นนูนสูงขึ้นในอีกบริเวณหนึ่งเสมอ

การกระจายความบิดเบี้ยวนี้ทำให้เกิดปรัชญาการออกแบบหลักสองประการ:

Hard Designs ให้ความสำคัญกับการสร้างคอริดอร์และโซนมองไกล/ใกล้ที่กว้างและชัดเจนที่สุด โดยทำการบีบอัดความคลาดเคลื่อนที่หลีกเลี่ยงไม่ได้ไปรวมกันในพื้นที่เล็กๆ บริเวณขอบเลนส์ แม้จะช่วยเพิ่มความคมชัดตรงกลาง แต่ก็ทำให้เกิดความบิดเบี้ยวที่ขอบเลนส์อย่างรุนแรงและฉับพลัน ซึ่งก่อให้เกิด "ปรากฏการณ์ภาพวูบวาบ" (Swim effect) อย่างหนักเมื่อผู้สวมใส่หันศีรษะ
Soft Designs ใช้หลักการกระจายสายตาเอียงที่พื้นผิวออกไปครอบคลุมพื้นที่กว้างขึ้นบริเวณขอบเลนส์ แม้ว่าจะทำให้โซนความคมชัดสมบูรณ์แบบแคบลงเล็กน้อย แต่ก็ทำให้การเปลี่ยนผ่านของสายตานุ่มนวลขึ้น และลดความรู้สึกของปรากฏการณ์ภาพวูบวาบได้อย่างชัดเจน งานวิจัยระบุว่าร้อยละ 75 ของผู้ใช้งาน ชื่นชอบการออกแบบแบบนุ่มนวลมากกว่า เนื่องจากให้ความสบายตาสูงสุดในการสวมใส่โดยรวม ซึ่งเลนส์ปัจจุบันนี้ดูเหมือนจะเน้นพัฒนามาที่ฝั่ง advance soft เป็นสำคัญ เช่น concept เทคโนโลยีประมาณว่า ใช้ AI มาจับพฤติกรรมการกวาดสายตา เหมาะกับคนไข้ที่ใช้สายตากับหน้าจอหลายระยะพร้อมกัน (กลอกตาเยอะ) คนไข้ที่ไวต่อการเคลื่อนไหว (อ่อนไหวต่อภาพบิดเบือน) เหล่านี้คือ concept ของ advance soft วูบวาบน้อย เพราะกระจาย oblique astig ทั่วๆ ให้รู้สึกนุ่มๆ กลอกตาแล้วไม่งง แต่ไม่ชัดและสนามภาพแคบ

[ปัจจุบัน] เรามีเทคโนโลยีที่จะประเมินความ sensitive ของผู้สวมใส่ได้ว่า ควรจะออกแบบโครงสร้างให้เป็นลักษณะใด จึงจะทำให้ผู้สวมใส่นั้นรู้สึกเป็นธรรมชาติ ปรับตัวเข้ากับเลนส์ได้ง่าย ซึ่งเลนส์กลุ่มนี้ในตลาดมีอยู่ค่ายเดียวคือ B.I.G. Exact Sensitive technology ของ Rodenstock
ศึกษา B.I.G. Exact Senstive White paper : B.I.G. Exact™ Sensitive. -The Complete Visual System As the Foundation For Developing Lens Designs.

ตลอดช่วงระยะเวลาหลายสิบปีที่ผ่านมา เราจะเห็นว่าเลนส์โปรเกรสซีฟมีวิวัฒนาการต่อเนื่อง ซึ่งสะท้อนให้เห็นถึงความพยายามที่จะเอาชนะข้อจำกัดของทฤษฎีมิงค์วิทซ์ ในเลนส์ยุคแรกๆ นั้น สายตาเอียงแฝงที่เกิดขึ้นในโครงสร้างสูงถึง 4.00DC / 1D addition หมายความว่า ถ้าเราต้องการสร้างโครงสร้างที่มีค่าแอดดิชั่น 1.00D จะต้องแลกมากับภาพบิดเบือนที่สูงถึง 4.00DC

แต่เลนส์รุ่นใหม่ๆ ที่พัฒนาเทคโนโลยีฟรีฟอร์ม (Freeform) มาใช้ในการออกแบบโครงสร้าง เราสามารถสร้าง Algorithm ที่พื้นผิวโครงสร้างอิสระทั้งแบบ Multi-aspheric และ Atoric ซึ่งสามารถปรับปรุงสัดส่วน Unwanted astigmatism / Add ได้ดีกว่าเดิมมาก เหลือเพียงประมาณ ~1.00DC / 1.00DS addition

ดังนั้นเพื่อทำความเข้าใจว่าอุตสาหกรรมเลนส์ปัจจุบันสามารถเพิ่มประสิทธิภาพนี้ได้อย่างไร เราจำเป็นต้องศึกษาโครงสร้างทางกายภาพและการจัดวางพารามิเตอร์ของเลนส์ในแบบต่างๆ เพื่อให้เห็นวิวัฒนาการทั้งหมด ซึ่งมีทั้งแบบ Front progressive, Back-side progressive และ Double integrate progressive

มาเริ่มจากแบบแรกกันครับ...

โปรเกรสซีฟอยู่ที่ผิวหน้าเลนส์ (Front-Surface Progressive Lenses): หลักการและกระบวนการผลิต

ยุคแรกเริ่ม การออกแบบเลนส์จะใช้การวางโครงสร้างโปรเกรสซีฟไว้หน้าเลนส์เป็นหลัก เรียกว่า "Conventional Progressive" โดยที่ผิวหน้าของเลนส์เป็นที่อยู่ของโครงสร้างส่วนโค้งที่ซับซ้อนซึ่งทำหน้าที่สร้างกำลังสายตาแอดดิชั่น โครงสร้างดังกล่าวจะถูกหล่อหรือขึ้นรูป (Molded) ไว้อย่างถาวรบนพื้นผิวโค้งนูนด้านหน้า (Anterior surface)

จากนั้นก็นำ Mold ดังกล่าวไปฉีดเนื้อเลนส์เข้าไปในช่องว่างของแม่พิมพ์ที่ประกบกันอยู่ เมื่ออบแห้งได้ที่ก็แกะออกมา ได้เป็นเลนส์โปรเกรสซีฟกึ่งสำเร็จ เรียกว่า "Semi-finished lens blank" เมื่อได้รับออเดอร์ค่าสายตามา ห้องปฏิบัติการขัดเลนส์ (Optical laboratory) จะใช้อุปกรณ์ขัดเลนส์แบบดั้งเดิม (Traditional surfacing) เพื่อฝนและขัดค่าสายตาสั้น สายตายาว และสายตาเอียง ตามออเดอร์แต่ละรายลงบนพื้นผิวเว้าด้านหลัง (Posterior surface) ของเลนส์

เทคโนโลยีการฝนเลนส์แบบดั้งเดิมที่ว่านี้ ใช้เครื่องมือขัดผิวเลนส์ที่มีลักษณะแข็งและโค้งตายตัว ซึ่งเรียกว่า "Tools" เนื่องจาก Tools เป็นเครื่องมือที่มีความแข็งและไม่สามารถปรับเปลี่ยนรูปทรงได้แบบไดนามิก จึงถูกจำกัดให้สามารถผลิตได้เพียงพื้นผิวที่มีรูปทรงกลมโค้งธรรมดา (Spherical) หรือทรงกระบอก (Toric/Cylindrical) แบบง่ายๆ เท่านั้น

ดังนั้น ฝ่ายผลิตจะต้องเลือกกึ่งเลนส์สำเร็จรูปจากสต๊อกที่มีค่าแอดดิชั่นตรงตามใบสั่ง และมีค่าความโค้งฐาน (Base curve) ด้านหน้าที่ใกล้เคียงความเหมาะสมที่สุดสำหรับค่าสายตามองไกลของผู้สวมใส่ (เพื่อป้องกันผลกระทบจาก Base curve effect) เมื่อพื้นผิวด้านหลังถูกฝนเป็นค่าสายตาพื้นฐานเสร็จสิ้น ก็จะได้โปรเกรสซีฟที่มีโครงสร้างสำเร็จรูปด้านหน้า และได้ค่าสายตาจากการขัดเติมเข้าไปด้านหลัง

ขยายความเรื่อง Base Curve Effect สักหน่อย...

ทฤษฎีวงรีของเชอร์นิง (Tscherning's Ellipse) กำหนดกฎไว้ว่า "ในความโค้ง (Base Curve) หนึ่งๆ จะมีค่าสายตาที่ Matching กับมันเพียงหนึ่งค่าสายตาเท่านั้น" ถ้า Base Curve ไม่ Match จะทำให้เกิดสายตาเอียงแฝงขึ้นมา เรียกว่า Unwanted oblique astigmatism

ดังนั้น ฝ่ายผลิตจะต้องพยายามมีสต๊อก Base Curve ให้ได้มากที่สุด แต่ก็ต้องไม่มากจนทำให้การลงทุนไม่คุ้มค่า ลองจินตนาการดูครับว่า ถ้าเราจะทำเลนส์โปรเกรสซีฟสำหรับคนสายตาสั้น -10.00D ถึง +8.00D ในความละเอียด 0.25D/step นั่นหมายความว่า เราจะต้องมี Base Curve สำหรับสายตา Sphere มากถึง 72 Base Curve!

แต่ปัญหาใหญ่กว่านั้นคือ "สายตาเอียง" ถ้าเราจะเพิ่ม Base Curve สำหรับสายตาเอียงไปจนถึง -6.00DC (0.25D/step) เราจะต้องมีโมลแม่พิมพ์ถึง 432 Base Curve ที่ต่างกัน! นี่ยังไม่ได้พูดถึงเรื่องว่าจะต้องหล่อวัสดุ Index 1.5, 1.6, 1.67, 1.74 และยังไม่ได้รวมถึงการที่ต้องแยกหล่อเลนส์ฝั่งขวาและฝั่งซ้ายต่างหาก ซึ่งเป็นไปไม่ได้เลยในเชิงอุตสาหกรรมสำหรับการผลิตที่ต้องอาศัยความละเอียดมหาศาลขนาดนี้

ยิ่งถ้าเป็นเลนส์เลนส์รุ่นเรือธงของ Rodenstock อย่างกลุ่ม Impression B.I.G. Exact ด้วยแล้ว Probability ในการเกิดโครงสร้างที่ต่างกันของเลนส์รุ่นนี้แล้วมันคือตัวเลขที่สุดน่ากลัวคือ N_{B.I.G. Exact}≈1.92×10²⁰ โครงสร้าง นั่นคือตัวเลข 192,000,000,000,000,000,000 หรือ หนึ่งแสนเก้าหมื่นสองพันล้านล้านล้าน โครงสร้าง! ที่แตกต่างกัน ซึ่งมันเป็นไปไม่ได้เลยถ้าไม่ใช้ดีไซน์แบบ Full Back-side Progressive freeform ส่วนที่มาของตัวเลขไว้มาดูกันใน E.P.2

และเรื่องจริงที่ร้ายไปกว่านั้นคือ... เลนส์ Conventional progressive ไม่ว่าค่ายไหนก็ตาม มักจะมี Base Curve ไม่เกิน 6 Base Curve สำหรับการคุมค่าสายตาตลอดทั้งช่วงดังกล่าว! และ เตรียมไว้สำหรับ 12 addition รวมโครงสร้างทั้งหมดคือ 72 โครงสร้าง ได้แค่นี้ก็แจ๋วแล้วสำหรับเลนส์สมัยนั้น (นี่มัน Rodenstock Progressiv PureLife ในตำนานเชียวนะ แต่ก็มีโครงสร้างเต็มที่ได้เท่านี้แหล่ะ ถ้ามากกว่านี้ เจ๊งแน่ๆ)

ดังนั้นจึงไม่ได้แปลกใจอะไรที่เลนส์โปรเกรสซีฟสมัยก่อนๆ นั้นใส่ยากมาก เพราะค่าสายตาเราไปเจอ Base Curve อะไรก็ไม่รู้ที่เขา "เฉลี่ยๆ" มาให้ โดยเฉพาะอย่างยิ่งกับคนที่มีสายตาเอียงมากๆ ที่ไม่สามารถหา Base Curve ที่เหมาะสมมาใช้ได้ ทำให้คนที่มีสายตาเอียงเกิน -2.00DC มีแนวโน้มที่จะล้มเหลวในการใช้งานเลนส์แบบ Conventional สูงมาก

ศึกษาเรื่องการออกแบบโครงสร้างโปรเกรสซีฟ เพิ่มเติมได้จากลิ้งค์ : https://www.loftoptometry.com/whatnew/view/60

ข้อดีของการออกแบบโครงสร้างไว้หน้าเลนส์

เหตุผลหลักที่อยู่เบื้องหลังการออกแบบโครงสร้างแบบนี้คือ ประสิทธิภาพในอุตสาหกรรมการผลิตและความคุ้มค่าทางเศรษฐศาสตร์ ด้วยการผลิตโครงสร้างที่ซับซ้อนแบบจำนวนมาก (Mass production) ผ่านการฉีดขึ้นรูปในระดับโรงงาน ห้องแล็บประกอบแว่นจึงมีหน้าที่เพียงแค่ขัดเลนส์สายตาชั้นเดียวแบบมาตรฐานที่ด้านหลังเท่านั้น วิธีการนี้ช่วยลดข้อจำกัดทางเทคโนโลยีและต้นทุนการผลิตลงได้อย่างมหาศาล

สำหรับผู้บริโภค ประโยชน์ที่ชัดเจนที่สุดคือ "ราคาที่เข้าถึงได้ง่าย" ได้โปรเกรสซีฟที่มีฟังก์ชันการมองเห็นหลายระยะไร้รอยต่อโดยไม่ต้องจ่ายในราคาเลนส์พรีเมียม เหมาะกับผู้ที่ค่าสายตาไม่ซับซ้อน มีกำลังสายตาน้อย ไม่ค่อยมีสายตาเอียง และมีความต้องการใช้งานทางสายตาที่ไม่ซับซ้อนมากนัก เลนส์รุ่นมาตรฐานก็ถือเป็นตัวเลือกที่เพียงพอและให้ความสวยงามเหนือกว่าเลนส์สองชั้น เพราะไม่มีรอยต่อให้ดูมีอายุ

ข้อเสียและข้อจำกัด

แม้จะได้เปรียบทางเศรษฐศาสตร์ แต่ในทางคลินิกก็มีข้อจำกัดมหาศาล:

โครงสร้างแบบ One-size-fits-all
การออกแบบโครงสร้างผ่านแม่พิมพ์บังคับให้ต้องใช้แนวทางแบบเลนส์กึ่งสำเร็จรูป ทำให้พื้นผิวด้านหน้าไม่ได้ถูกออกแบบมาเพื่อชดเชยค่าสายตามองไกลเฉพาะบุคคลใดๆ และ Tools ด้านหลังก็ทำหน้าที่ขัดเพียงแค่ สั้น/ยาว/เอียง โครงสร้างที่เกิดขึ้นจึงไม่ได้มีความเกี่ยวข้องกับพารามิเตอร์เฉพาะบุคคลเลย ดังนั้น เมื่อนำค่าสายตาสูงๆ หรือสายตาที่มีความซับซ้อน มาขัดลงบนพื้นผิวด้านหลัง เมื่อโครงสร้างโปรเกรสซีฟสำเร็จรูปมาเจอกับ Aberration จากค่าสายตาสูงๆ ผลที่ตามมาคือเกิดความคลาดเคลื่อนของสายตาเอียงแฝง (Oblique astigmatism) พุ่งสูงขึ้นอย่างควบคุมไม่ได้ บริเวณความพร่ามัวรอบนอกจะกว้างขึ้น ความบิดเบี้ยวของภาพสูง มุมมองแคบเป็นท่อเหมือนม้าลำปาง ผู้ใช้งานต้องเผชิญกับปรากฏการณ์ภาพวูบวาบ (Swim effect) รุนแรง ต้องใช้เวลาในการปรับตัวนานขึ้น และต้องพึ่งพาการหันศีรษะช่วยมากกว่าการกลอกสายตา
ปรากฏการณ์รูกุญแจ (Keyhole Effect)
ปัจจัยรองที่สำคัญคือ "ระยะห่างระหว่างจุดยอดโค้งเลนส์กับกระจกตา" (Vertex Distance) ซึ่งโดยเฉลี่ยแล้วจะอยู่ที่ประมาณ 12 มิลลิเมตร เมื่อโครงสร้างโปรเกรสซีฟถูกจัดวางไว้บนพื้นผิวด้านหน้าสุด ความหนาของเนื้อวัสดุเลนส์ (มักมีความหนา 2 มม. ขึ้นไป) จะถูกบวกเพิ่มเข้าไปกับระยะ Vertex distance เดิม การทำเช่นนี้ส่งผลให้ตัวโครงสร้างโปรเกรสซีฟถูกผลักออกห่างจากดวงตามากขึ้น ทำให้เกิดข้อจำกัดที่เปรียบได้กับการมองลอดผ่านรูกุญแจ ยิ่งรูกุญแจอยู่ไกลจากดวงตาเรามากขึ้นเท่าไหร่ ลานสายตาและมุมมองภาพด้านหลังประตูก็จะยิ่งแคบลงอย่างรุนแรง ซึ่งปัญหานี้ไปบีบอัดความกว้างที่ใช้งานได้จริงของโซนอ่านหนังสือและโซนระยะกลางให้แคบลงตามไปด้วย

สรุป [เท้าความจาก facebook]

สำหรับท่านที่มาเจอเนื้อหานี้ ไม่ได้ผ่าน facebook ซึ่งผมได้เขียนเรื่องนี้เปรียบเทียบ "แผ่นเสียงไวนิล" กับ "แผ่นซีดีเปล่า"

พอดีผมเป็นคนชอบฟังเพลงและชอบศึกษาเรื่องระบบเสียง ก็เลยนึกขึ้นได้ว่า ถ้าจะอธิบายความต่างของโครงสร้างเลนส์ให้เห็นภาพชัดเจนที่สุด ลองนึกถึงความต่างระหว่าง "แผ่นเสียงไวนิล" กับ "แผ่นซีดีเปล่า" ดูครับ

1. เลนส์โครงสร้างแบบดั้งเดิม (Conventional Progressive) = "แผ่นเสียงไวนิล"

เทคโนโลยีเลนส์ยุคแรกใช้วิธีหล่อโครงสร้างโปรเกรสซีฟแบบ "สำเร็จรูป" ฝังไว้ที่หน้าเลนส์ (Semi-finished molded front progressive) โครงสร้างและค่า Addition ถูกกำหนดมาเรียบร้อยแล้วตั้งแต่โรงงาน โดยไม่ได้สนใจตัวแปรทางสายตาจริงของคนไข้ เลนส์เหล่านี้จะถูกปั๊มรอไว้เป็นเข่งๆ รอเพียงออเดอร์ค่าสายตามาถึง แล็บก็จะใช้อุปกรณ์ขัดเลนส์แบบดั้งเดิม (Traditional surfacing) เพื่อฝนแค่ค่าสายตาสั้น ยาว และเอียง ลงบนพื้นผิวเว้าด้านหลังของเลนส์

ดังนั้น เทคโนโลยีในยุคแรกที่เรากำลังพูดถึง มันคือ "เทคโนโลยีการออกแบบแม่พิมพ์" ถ้าแม่พิมพ์ดี เลนส์ก็น่าจะออกมาดี

เปรียบเหมือน "แผ่นไวนิล" ที่ถูกปั๊มร่องเสียงมาแล้วอย่างตายตัว ไม่สามารถแก้ไขอะไรได้ เรามีหน้าที่แค่เปิดฟังเพลงที่เขาเรียงมาให้ตามหน้า A หรือ B ถ้าแผ่นนั้นถูกปั๊มเป็น Number แรกๆ ร่องเสียงจะคมกริบ ไดนามิกดีเยี่ยม แต่ถ้านัมเบอร์ท้ายๆ แม่พิมพ์เริ่มสึก ร่องเสียงก็เริ่มทู่ สิ่งที่ได้คือเสียงที่ขุ่นมัว ไม่คมชัด และไดนามิกที่หายไป

Conventional Progressive ก็ทำแบบเดียวกัน ปั๊มไปเรื่อยๆ พอโมลด์เริ่มสึกก็ค่อยเปลี่ยนใหม่ ทุกอย่างถูก "ปรุงสุก" มาแล้ว จะปรับปรุงแก้ไขอะไรก็ทำไม่ได้ ไม่สามารถเลือก Base Curve ได้ ไม่สามารถฟิตติ้งลงบนแว่นกรอบโค้งสปอร์ตได้ และมักจะสอบตกกับค่าสายตายากๆ เช่น มีปริซึม, สายตาสองข้างต่างกันมาก (Anisometropia) หรือสายตาเอียงมากๆ คนไข้กลุ่มนี้มักจะไม่ถูกใจเลนส์ประเภทนี้ เพราะใส่แล้วภาพบิดเบี้ยว มุมมองแคบเป็นท่อ และรู้สึกวูบวาบเวลาหันศีรษะเร็วๆ (ยกเว้นราคาที่เร้าใจเหลือเกินกับเลนส์โปรเกรสซีฟราคา 2-3 พันบาท)

2. เลนส์ขัดดิจิทัลเต็มรูปแบบ (Full Back-Side Freeform) = "แผ่น CD เปล่า"

การถือกำเนิดขึ้นของ Optical Disc คือเทคโนโลยียุคใหม่ที่มา "ทลายข้อจำกัด" ของแม่พิมพ์แบบเดิมทิ้งไป ถ้าเรามี CD เปล่าๆ เราจะเลือกเพลงอะไรมาระไรท์ (Write) ลงแผ่นก็ได้ จะเรียงลำดับเพลงแบบไหน เลือกศิลปินคนใด หรือจะยำรวมเป็นแกงโฮะก็ทำได้ตามจริตของเรา จะเลือกฟอร์แมตคุณภาพเสียงระดับไหนก็ได้ตั้งแต่ FLAC, WAVE, MQA ไปจนถึง MP3 หรือถ้าไฟล์ใหญ่จัดๆ ก็ข้ามไปใช้แผ่น Blu-Ray หรือ BDXL เพื่อใส่ภาพยนตร์ 4K UHD ก็ยังได้!

Back-Side Progressive ก็ทำงานด้วยหลักการเดียวกันครับ การผลิตเริ่มต้นจากเลนส์เปล่าๆ (Blank) ที่ด้านหน้าเรียบสนิท แล้วนั่งตบยุงพลางๆระหว่างรอออเดอร์จากร้านแว่น พอได้รับข้อมูลค่าสายตา (Full Rx), ค่าพารามิเตอร์กรอบแว่น และค่าฟิตติ้งแบบเฉพาะบุคคลครบถ้วน ซอฟต์แวร์ก็จะโยนข้อมูลทั้งหมดเข้าคอมพิวเตอร์ CNC เพื่อคำนวณหาโครงสร้างที่ดีที่สุด สร้างเป็น "แม่แบบดิจิทัล" แล้วส่งเข้าสู่กระบวนการขัดพื้นผิวแบบจุดต่อจุด เพื่อชดเชยค่าต่างๆ และกดความคลาดเคลื่อน (Aberrations) ให้เหลือน้อยที่สุด

แตกต่างจากแบบแรกที่ต้องกุลีกุจอหล่อแม่พิมพ์ทิ้งไว้เป็นสต็อก แต่ Back-Side Freeform คือการ Custom-made สร้างใหม่ทั้งหมดแบบแผ่นต่อแผ่น

แต่ก็อย่าคิดว่าพอเป็น CD แล้วคุณภาพจะเหมือนกันหมด! เพราะแผ่นซีดีก็มีตั้งแต่ไฟล์ Master MQA ระดับสตูดิโอ ไปจนถึงแผ่นซีดี "MP3 รวมฮิตแวมไพร์" ที่ก๊อปปี้บีบอัดไฟล์จนเละเทะ ดูดกันไปดูดกันมาจนหลงทางจากเสียงต้นฉบับไปไกลลิบ (แบบที่เราเคยเห็นวางขายกันเป็นล่ำเป็นสันแถวหน้ารามฯ หรือเซียร์รังสิตเมื่อก่อนนั่นแหละครับ)

ดังนั้น ก็อย่าเพิ่งด่วนสรุปว่า แค่ขึ้นชื่อว่าเป็นเลนส์ Digital Freeform แล้วคุณภาพมันจะเทพเหมือนกันหมดทุกค่าย เพราะหัวใจที่แท้จริงมันอยู่ที่ "ซอฟต์แวร์การคำนวณ" ต่างหาก

ทิ้งท้าย: ในฐานะผู้ให้บริการทางทัศนมาตร การเข้าใจรากฐานทางฟิสิกส์ของเลนส์แต่ละชนิด คือกุญแจสำคัญในการแก้ปัญหาให้คนไข้ได้อย่างแม่นยำ

เลนส์โปรเกรสซีฟโครงสร้างหน้าเลนส์ ถือเป็นสะพานเชื่อมยุคสมัยที่สำคัญ แต่มันก็พ่ายแพ้ต่อข้อจำกัดของ "แม่พิมพ์ตายตัว" ที่ไม่สามารถตอบสนองต่อความซับซ้อนของดวงตามนุษย์ในระดับบุคคลได้

ใน EP 2 เราจะไปเจาะลึกเทคโนโลยีการย้ายโครงสร้างมาไว้ด้านหลัง (Back-Side Progressive / Digital Freeform) เมื่อเลนส์ไม่ต้องพึ่งพาแม่พิมพ์ด้านหน้าอีกต่อไป และใช้เทคโนโลยีคอมพิวเตอร์ขัดขึ้นรูปใหม่ทั้งหมดแบบจุดต่อจุด โลกของการมองเห็นจะกว้างขึ้นแค่ไหน

รอติดตามกันในตอนต่อไปครับ

หวังว่าจะเป็นความรู้ให้กับท่านที่สนใจ ไม่มากก็น้อย นะครับ

ขอบคุณทุกกำลังใจในการติดตาม

สวัสดีครับ

Dr.Loft ,O.D. (15 ปีก่อน)
ดร.ลอฟท์

Loft Optometry ,578 ถ.วัชรพล ท่าแร้ง บางเขน กทม. 10220

lineID : loftoptometry