非球面鏡

概念

嚴格講，凡是折射面不是球面的鏡片，就是非球面鏡片。包括：柱鏡，漸進多焦點鏡片，頂周非球面鏡片等。現代出現的消象差非球面鏡片，實際是指頂周非球面鏡片。該鏡片從鏡片中心到周邊，曲率半徑逐漸增加（鏡片表面逐漸平坦）。鏡片折射面，根據所選基弧，計算完善的接近理想的非球面曲線。其非球面曲線接近橢圓面或拋物線。平行光線入射鏡片，不論近軸光線還是遠軸光線都可以會聚為一點。

為了使眼鏡外觀漂亮，非球面鏡片儘可能設計為基弧較平。但過平的鏡片，即使用非球面設計，其光學性能會迅速下降。如：用n=1.6樹脂片，非球面設計，+1.50D的鏡片，基彎+3.25D。視場張角30度,其場曲為0.02D,象散0.10D，像質很好；如果改用較平的+2.00D基彎,30度的場曲0.55D,象散0.71D,成像清晰度下降，像質就比較糟糕。

目的和優點、缺點

目的

為了減少光學矯正鏡片的象差，並使鏡片更平，減少鏡片放大率。獲得更清晰，更薄，更輕的優質鏡片。

2.優點

1）光學優點：減少了鏡片的象差，視物更清晰了。

2）高光度也可獲得清晰像：球面的點焦鏡片，雖經最佳基弧設計，但+7.00D－22.00D以外的光度不在車爾寧橢圓範圍內，無法消除象差。只有用非球面設計才可獲得較好像質。

3）可以使鏡片更平，更薄，更美。球面鏡片的鏡度愈高，外觀愈差。非球面鏡片可以選基弧較平的設計，不但使外觀漂亮，而且減少周邊放大率。使別人看戴鏡者的眼睛，不會大小改變許多。

3.缺點

1) 非球面鏡片的光區比較小，眼珠往周邊轉動時，通過鏡片邊緣看外界，相對會模糊一點，也就是視線可視範圍變小。

2）人的眼球是球形的，眼珠轉動到邊緣，通過非球面鏡片看近處物體呈凸起狀。

設計

在屈光不正己矯正的情況下，眼鏡片的像質好壞直接關係人眼視物的清晰與舒適。對於球面鏡片而言，無法藉助組合的透鏡矯正象差。只能在鏡片的幾個變數中找出減少象差、提高清晰度的方法。如縮小後頂點距離(VD)，減少放大率的干擾；鏡片儘可能薄；選擇最佳基彎等方法，將象差控制在較小範圍內。

現代眼鏡片已採用電腦設計，通過計算機能夠做出非常準確的光路追跡，找出鏡片的最佳形式。十九世紀己能用手工計算出這種最佳彎形的眼鏡片。最佳片形的鏡片稱為點焦鏡片。1904年偉大的視光學專家車爾寧(Tschelning)，根據象差的三階理論計算出，各種不同鏡度的最佳鏡片形式。根據車爾寧(Tschelning)的計算，這一系列不同鏡度的最佳彎形數字組成一個橢圓。這橢圓雖不是車爾寧提出，但後人為了記念他，仍稱為Tschelning橢圓。根據車爾寧的設計，鏡片也達不到完全消象差的目的。

根據車爾寧橢圓設計的鏡片，有兩個缺點：

1，根據車爾寧橢圓設計的鏡片，能夠形成點焦鏡片，減少象差。其範圍在+7.00--22.00D，可以控制象差。超出此範圍則無能為力。必湏採用非球面的設計方法，才能消除象差。