【舒曼视光课堂】想“入”“非非”？浅谈非球面对光学成像的影响

非球面，顾名思义镜片的表面弧度与普通球面镜片不同，为了追求镜片薄度就需要改变镜片的曲面，而以往采用球面设计，...



非球面，顾名思义镜片的表面弧度与普通球面镜片不同，为了追求镜片薄度就需要改变镜片的曲面，而以往采用球面设计，使的像差和变形增大，结果出现明显的影像不清，视界歪曲、视野狭小等不良现象。现在非球面的设计，修正了影像，解决视界歪曲等问题，同时，使镜片更轻、更薄、更平。而且，仍然保持优异的抗冲击性能，使配戴者安全使用。
由于传统的球面镜片在光学上不可避免的存在一定的视觉缺陷（球面像差――正负镜度数越高，棱镜效果越明显。即：光线向基底折射，物体向顶端位移）。
为此现代镜片在设计中不断的革新，创造了新型的"非球面"设计。非球面镜片的曲面不在是一个同一的曲率，即不在是一个球面。可以使镜片更薄，减少边缘像差。使配戴更舒适，外表更美观。现在的球面镜片都采用低曲率的形式，镜片平坦，美观但像差很大，高屈光度配戴感觉边缘扭曲明显。非球面技术最早是应用于映像设备，以减小像差，改善成像质量。还可以减轻设备的重量。目前市场上高档的照相机镜头大多使用非球面镜片。为改善眼镜镜片的性能，减小镜片边缘像差以改善球面镜片边缘视物变形、扭曲的现象，将非球面技术引入眼镜镜片的设计中，不但改善了成像质量，而且使镜片更轻、更薄、更美观。
一些常年配戴球面镜片的人，按相同度数定配非球面镜片，会觉得边缘看东西不如原来清楚，甚至有视物变形的现象。这是由于非球面镜片周边度数小于同等球面镜片边缘度数，同时非球面镜片边缘像差被修正的原因。解决办法是验光时不要减低太多矫正度数；配好的眼镜尽量调大自身弧度；调低鼻托，缩小镜角距。高度屈光不正选择小一点的镜架，防止边缘看不清楚。

何为“非球面”？只要镜片表面不为球面的均称为：非球面。如渐进多焦点镜片等。而我们今天在这里要讲述的非球面镜片概念是：从顶点到四周，任何两点之间的弧不再是圆的非球面镜片，我们暂且称它为：顶周非球面镜片。
假如镜片表面是平面的镜片，这个是不是非球面镜片？回答是肯定的。但是这个镜片与我们今天要阐述的顶周非球面镜片不是一个概念。这种镜片在早期镜片生产中曾大量使用这样的生产工艺，由于这种生产工艺比较简单，特别是水晶镜片，加工难度较大，要在两面加工不同曲率，生产成本较大，因此水晶镜片的生产就采用了这种工艺。而这种工艺生产的镜片配戴时，看边缘的时候会出现视力模糊、头晕、图象晃动的现象，这就是图象收差的问题。这种现象就好象我们乘车，假如我们乘坐普通工交汽车，汽车行驶到较大速度（60km/h）时就会感觉车飞快，路边的景物高速向后飞驶，乘客有些不舒服。假如我们乘坐高速大巴车，这种感觉就不会这样明显了。原来是我们在这种高速大巴车上安装了减速挡风玻璃，也就是用了一个大面积的透镜，这个透镜是根据透镜的顺逆动原理，使高速向后晃动的景物，由于挡风玻璃的透镜逆动，减缓向后晃动的速度，改善乘客的坐车舒适度。
同样，由于平面的镜片在边缘存在着这种收差情况，为了改变这种状况，我们也在镜片上加了一个凸透镜，缓解镜片边缘的图象收差困扰，提高配戴者的舒适度。因此，有不少研发机构，不断推出各种基弯的镜片，充分满足不同配戴者的个性化需求。
既然镜片表面平有这些视觉问题，然而，一些销售人员为了多发现非球面镜片的好处，竟把非球面镜片说成：镜片表面是平的镜片。这种说法值得推敲。
既然我们发现镜片表面平的镜片有问题做了工艺改善，但又为什么又要做成非球面的镜片呢？
原来，尽管镜片在消除图象收差问题上做了修正，但由于球面镜片还存在着像差问题和球差问题，从某种意义上讲还有不舒服的问题。
我们分析一下球面镜片的像差问题。
透镜有无数个三棱镜组成；光线通过三棱镜产生折射，不同的棱镜度有着不同的折射能力，棱镜角度越大，改变光线的能力就越大，由于凸透镜的边缘棱镜度比中心的棱镜度小，边缘成像点离镜片较远，而靠中心的棱镜度较大，成像点离镜片较近，而镜片是有无数个棱镜组成的，这里就形成了一个成像的光带，我们把这种导致像差异的现象归为镜片散光，其实就是棱镜度差造成的。
而这种像差在我们平时的配镜过程中，需要配戴着通过自身的调节来克服解决的。而这种调节能力不是本身具有的，是通过后天训练而有的，因此，一些患者在选配眼镜时会出现不同程度的头晕等不适应症状，这其实是在训练调节像差的能力。特别值得说的是，我们在给第一次选配眼镜的患者中，假如患者的度数较深，不能一次性将配镜度数配足，而要配几次，具体几次还要根据患者的身体状况等诸多因素而定。由此我们就能理解：一些初次配戴眼镜的人，尽管度数不是很深，但适应的时间较长，其实跟患者的生理状况有着很大的关系，
而且患者在训练这些像差调节能力时，跟患者的训练投入程度也有很大的关系。
既然我们发现了棱镜度的差异给我们带来这么些困扰，因此消除棱镜的差异是解决这些困扰最佳的方法。
于是我们在镜片的某一面开始进行棱镜度的改变，目的是将镜片成像尽最大化的聚焦在一点上。
由于受工艺条件的限制，我们最早采用2R的方法（两个变量半径）生产出最为简单的非球面镜片，简称单非；也有称为：边非镜片。随着工艺的不断完善，我们又在单非的基础上再一次改良产品的光学特性，尽量使像差缩小，因此采用4R的方法，生产出二次改进非球面镜片，简称双非；也有称为：中心非镜片。
目前非球面加工水平最高可达到44R，主要应用在天文光学材料制造上。
这里要说明的是，一些人错误的理解单非和双非镜片是一个面或者二个面上加工成的非球面镜片。
非球面镜片的设计理念：改变镜片棱镜度，减少镜片散光，减小像差，改善视觉效果。
在这样的设计理念的引导下，非球面镜片的生产工艺将是多姿多彩。正是这种设计的指导思想，追求镜片配戴舒适度成为主要课题。
由于改变镜片棱镜度，使镜片更趋向平缓，镜片产品的美观度大增；而且镜片变的比球面镜片更薄了；重量也轻了；透光性更强了；成像真实性更大；中心区域更大；图象放大缩小比例变小。
主要适配人群：高度数；高散光隐形眼镜配戴者交替使用的框架眼镜镜片；初次配戴者；双眼度数参差者（为了厚薄美观，不要使用一只球面镜片，一只非球面镜片）；周边视野注重者；选配大框架镜架者，美观注重者等等。

舒曼全景美薄，薄过1.74的1.67镜片。双面非球面设计，从镜片中心到边缘光度变化过渡极其平缓均匀，不仅使光学性能达到最佳而且均匀变化的非球面度使人更容易适应。视野宽广，边缘美观，早用早享受哦！

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