Фотохромные очки. Что это и зачем они нужны?

Солнцезащитные очки помогают защитить глаза от вредного воздействия ультрафиолетового излучения в солнечную погоду. Но они не подходят тем, кто хочет, чтобы линзы реагировали на переменчивый уровень освещения. Для таких людей созданы специальные фотохромные очки.
Фотохромными называют те линзы, которые меняют свою степень затемнения в зависимости от уровня ультрафиолета. Чем выше индекс ультрафиолета, тем темнее становится линза, и наоборот, когда освещение слабеет, линза становится прозрачнее. В спортивной среде способность линзы самостоятельно менять затемнение очень востребована.
Велосипедисты практически не снимают очки, так как они нуждаются в постоянной защите глаз от пыли и ветра, мошек и других отвлекающих факторов. Кроме того, райдеру необходимо четко видеть дорожное покрытие. Фотохромная линза позволяет не брать сменную пару очков или линз во время длительных заездов.

Технологии фотохрома. Пленка и интегрированная техника. Ресурс.

Технологии производства.
Для производства фотохромных линз используются молекулы с фотохромной структурой. Существует два способа создания такой линзы: из органического (пластикового) или неорганического материала (минерального стекла). При производстве линзы из минерального сырья фотохромные молекулы распределяется в стекле, когда оно находится в жидком состоянии. Такая технология называется интегрированием. При изготовлении пластиковой линзы фотохром может наноситься на поверхность или пропитывать линзу. Оба способа изготовления имеют свои преимущества и недостатки.
Под воздействием ультрафиолета фотохромные молекулы меняют свою структуру и начинают поглощать свет, а не пропускать его через себя. Благодаря чему вещество становится темнее. Как только ультрафиолетовое излучение исчезает, структура молекул возвращается в исходное прозрачное состояние. В результате такой обратимой химической реакции линза становится темнее на ярком солнце и проясняется при недостатке солнечного света.
Ресурс.
К сожалению, линзы не сохраняют свои свойства вечно. С годами химическая реакция в них замедляется и постепенно исчезает насовсем. Чем чаще происходит цикл «затемнение-осветление», тем быстрее пропадают фотохромные свойства.
В очках Lynx фотохромные линзы изготавливаются с помощью нанесения пленки на поверхность. Такая технология стоит значительно дешевле, но при этом ресурс их работы тоже ограничен - они утрачивают свои функции за 3-4 года активного использования. В противовес им, очки бренда Julbo оснащаются линзами с технологией интегрированного фотохрома. Цена таких очков в несколько раз выше, но при этом они имеют неограниченный ресурс.

Какие бывают категории затемнения?

Способность менять степень затемнения называется светопропускаемостью очков. Чем меньше процент видимого света, который пропускает линза, тем она темнее. В международной системе этот параметр называется Visible Light Transmission (VLT). Уровень VLT указывается в процентах – чем выше его значение, тем прозрачнее линза. В зависимости от степени затемнения фильтра, ему присваивается индекс от S0 до S4.

Категории затемнения:

- S0 – это почти полностью прозрачные линзы (пропускают от 80 до 100% света). Их комфортно носить в помещении, при неярком искусственном свете, ночью и в глубоких сумерках.
- S1 – полупрозрачные линзы для пасмурной погоды, тумана, снегопада и надвигающихся сумерек.
- S2 – линзы для переменной облачности или зимнего солнца.
- S3 – тёмные линзы, рассчитанные на яркий солнечный свет.
- S4 – это линзы с максимально возможным затемнением. Они пропускают всего 3-8% видимого света и рассчитаны на работу в высокогорье.
Обычно фотохромные фильтры для спортивной оптики перекрывают от двух до трёх категорий VLT, например: S2-S3 или S1-S3. Значительно реже встречаются линзы S2-S4.

От чего зависит степень затемнения? Индекс ультрафиолета. Пора года. Высота над уровнем моря.

Не стоит забывать, что фотохромные линзы активируются ультрафиолетовым излучением. В связи с этим существуют некоторые особенности работы фотохрома, связанные с индексом УФ.
Глобальный солнечный УФ-Индекс (УФИ, UV-index, UVI) – это простая мера измерения ультрафиолетовой радиации, достигающей поверхности Земли. Он предназначен для предупреждения людей о необходимости защитных мер, когда они находятся под открытым солнцем. На интенсивность УФ-излучения влияют такие факторы как высота солнца, облачный покров, положение относительно экватора, высота над уровнем моря, озон и отражение от земной поверхности.
Остановимся подробнее на самых значительных факторах:

• Высота Солнца над горизонтом. Чем выше Солнце над горизонтом, тем сильнее излучение, соответственно уровень УФ колеблется от дня к ночи и от зимы к лету. Самые высокие уровни достигаются около полудня в летние месяцы между 11 и 15 часами дня.
• Ультрафиолета может быть недостаточно даже при наличии яркого видимого света. Например, в автомобильных лобовых стёклах сегодня используют ультрафиолетовые фильтры, из-за этого фотохромные линзы почти не работают внутри машин. Исключение составляют линзы, которые реагируют не только на ультрафиолет, но и на видимый свет. Они работают не только в машине, но и слегка затемняются при ярком искусственном освещении.
• Высота над уровнем моря и широта местности. Интенсивность излучения УФ растёт одновременно с высотой над уровнем моря, а также относительно вашего положения к экватору. На больших высотах атмосфера тоньше и поглощает меньше УФ-радиации, поступающей от Солнца. Каждые 1000 метров УФ-уровень увеличивается примерно на 10%. Поэтому высоко в горах фотохромные линзы будут максимально тёмными. Аналогичная ситуация и с широтой местности в которой вы находитесь – чем ближе к экватору, тем выше индекс УФ.

Индекс УФ в Украине.

Для примера приведём высоту над уровнем моря некоторых крупных городов Украины. Жители Киева находятся на высоте 172 м над уровнем моря, Львова – 296 м, Харькова - 152 м, Запорожье – 70 м, Одеса – 50 м. Соответственно любые фотохромные очки во Львове и Запорожье не будут затемнятся одинаково. В Запорожье фотохромы не смогут работать на 100%, ведь на нашей высоте излучение не доходит до пиковой 3-й категории. А вот на вершине Говерлы линзы будут заметно темнее. Подведя итог, можно сказать, что максимальной работы фотохрома можно добиться ближе к экватору или на высоте свыше 3000 м.
Линзы Reactiv от Julbo считаются самыми технологичными в мире на сегодняшний день. Этот вид линзы имеет самую высокую чувствительность, потому что реагируют не только на ультрафиолет, а и на видимый свет. При одинаковых условиях очки Julbo будут немного темнее по сравнению c моделями фирмы Lynx.

Скорость затемнения.

Фотохромные линзы выглядят как идеальная технология, которая должна применяться во всей современной оптике. Но у их работы есть несколько особенностей, из-за чего обычные линзы с фиксированной степенью затемнения до сих пор не теряют своей популярности.
Затемнение линз происходит постепенно. Первым фотохромным фильтрам требовалось от 1,5 минуты для полного затемнения. Сегодня линзам высокого класса достаточно 20-30 секунд, чтобы сменить пару категорий (например, от S0 до S2). Линзам с длинным диапазоном нужно чуть больше времени. Так до S2 они темнеют за те же 20-30 секунд, а далее процесс затемнения длится ещё около 5 минут, но для пользователя это проходит почти незаметно.

Возвращение в исходное состояние.

На возвращение в исходное состояние фильтру требуется ещё больше времени. Обычно хорошая фотохромная линза заметно светлеет за 1,5 минуты. А чтобы стать достаточно прозрачной для ношения в помещении или в сумерках, ей потребуется 3-5 минут. При этом полное возвращение в исходное состояние займет 8-10 минут, но этот переход уже почти незаметен для пользователей.
Такие задержки в реакции фотохромных линз не являются большой проблемой. В большинстве случаев солнце садится не так быстро, да и погода обычно меняется не слишком стремительно. Поэтому переход от тёмного к прозрачному состоянию и обратно большинством пользователей ощущается плавно и своевременно.
Однако бывают случаи, когда затемнённые зоны постоянно чередуются с открытым пространством — например, при спуске по лесному трейлу вниз на горном велосипеде. В таких случаях не стоит надевать фотохромные маску или очки. Линза не сможет так быстро реагировать, и вы можете оказаться в условиях плохой видимости.
Также скорость химической реакции в фотохромных линзах зависит от температуры воздуха. Чем выше температура окружающей среды, тем быстрее фильтр переходит из тёмного состояния в полностью прозрачное. И наоборот, чем холоднее, тем этот процесс происходит медленнее. При температурах -10…-15°C вместо 5-10 минут процесс может растянуться на 15-20, а порой и больше. Зависимость фотохрома от окружающей температуры этим не исчерпывается – при температурах выше +30°C они темнеют лишь на 90-95%.
Тем не менее производители фотохромной оптики не оставили эту проблему и продолжают искать способы улучшить реакцию. На сегодняшний день существуют линзы, которые отличаются низкой чувствительностью к температуре воздуха. Например, очки Julbo с фильтрами Reactiv хорошо работают и в жару, и на холоде.
Производители фотохромных линз в курсе перечисленных проблем и постоянно совершенствуют свою продукцию. С каждым новым поколением время реакции фотохромных фильтров на свет сокращается, они становятся всё менее чувствительными к температуре окружающей среды и «умнее» реагируют на рассеянный ультрафиолет.