[科普中国]-非球面镜

概念

严格讲，凡是折射面不是球面的镜片，就是非球面镜片。包括：柱镜，渐进多焦点镜片，顶周非球面镜片等。现代出现的消象差非球面镜片，实际是指顶周非球面镜片。该镜片从镜片中心到周边，曲率半径逐渐增加（镜片表面逐渐平坦）。镜片折射面，根据所选基弧，计算完善的接近理想的非球面曲线。其非球面曲线接近椭圆面或抛物线。平行光线入射镜片，不论近轴光线还是远轴光线都可以会聚为一点。

为了使眼镜外观漂亮，非球面镜片尽可能设计为基弧较平。但过平的镜片，即使用非球面设计，其光学性能会迅速下降。如：用n=1.6树脂片，非球面设计，+1.50D的镜片，基弯+3.25D。视场张角30度,其场曲为0.02D,象散0.10D，像质很好；如果改用较平的+2.00D基弯,30度的场曲0.55D,象散0.71D,成像清晰度下降，像质就比较糟糕。12

目的和优点、缺点目的

为了减少光学矫正镜片的象差，并使镜片更平，减少镜片放大率。获得更清晰，更薄，更轻的优质镜片。

2.优点

1）光学优点：减少了镜片的象差，视物更清晰了。

2）高光度也可获得清晰像：球面的点焦镜片，虽经最佳基弧设计，但+7.00D－22.00D以外的光度不在车尔宁椭圆范围内，无法消除象差。只有用非球面设计才可获得较好像质。

3）可以使镜片更平，更薄，更美。球面镜片的镜度愈高，外观愈差。非球面镜片可以选基弧较平的设计，不但使外观漂亮，而且减少周边放大率。使别人看戴镜者的眼睛，不会大小改变许多。

3.缺点

1) 非球面镜片的光区比较小，眼珠往周边转动时，通过镜片边缘看外界，相对会模糊一点，也就是视线可视范围变小。

2）人的眼球是球形的，眼珠转动到边缘，通过非球面镜片看近处物体呈凸起状。3

设计在屈光不正己矫正的情况下，眼镜片的像质好坏直接关系人眼视物的清晰与舒适。对于球面镜片而言，无法借助组合的透镜矫正象差。只能在镜片的几个变量中找出减少象差、提高清晰度的方法。如缩小后顶点距离(VD)，减少放大率的干扰；镜片尽可能薄；选择最佳基弯等方法，将象差控制在较小范围内。

现代眼镜片已采用电脑设计，通过计算机能够做出非常准确的光路追迹，找出镜片的最佳形式。十九世纪己能用手工计算出这种最佳弯形的眼镜片。最佳片形的镜片称为点焦镜片。1904年伟大的视光学专家车尔宁(Tschelning)，根据象差的三阶理论计算出，各种不同镜度的最佳镜片形式。根据车尔宁(Tschelning)的计算，这一系列不同镜度的最佳弯形数字组成一个椭圆。这椭圆虽不是车尔宁提出，但后人为了记念他，仍称为Tschelning椭圆。根据车尔宁的设计，镜片也达不到完全消象差的目的。

根据车尔宁椭圆设计的镜片，有两个缺点：

1，根据车尔宁椭圆设计的镜片，能够形成点焦镜片，减少象差。其范围在+7.00--22.00D，可以控制象差。超出此范围则无能为力。必湏采用非球面的设计方法，才能消除象差。

2，根据车尔宁最佳弯形设计的镜片，其曲率较大，也就是镜片基弧较陡峭。外观看起来，镜片较厚不美观。如：+3.00DS镜片的最佳基弯是+8.83D。不能满足患者对眼镜片轻而薄的要求。

一些镜片设计者，为了迎合患者的喜好。尝试对眼镜片基弧采用非常平的设计。较平的镜片看起虽然较薄、较美观，但避免不了光学缺陷，使某些象差超出范围，影响视物清晰和舒适。这样的镜片有可能在30度注视范围内视力尚可，30度注视范围以外，则使戴镜者周边视力和动态视力明显受到影向。为了使镜片既平，又能获得清晰的象质，研究人员采用了能将镜片光学缺陷减到最小的最优化镜片—非球面镜片。

验光要点配非球面镜片眼镜的验光，采用规范验光。要求：验光准确，处方合理。

1.初始阶

问诊

眼部检查

裸眼视力，原镜光度，矫正视力

电脑验光

检影复查

2.精确阶段

雾视

双色试验（MPMVA）

散光表检查

交叉柱镜精调散光

3.终结阶段

优势眼检查

双眼调节平衡

ADD检查（有老视者）

试戴

量度和调整1.测量单眼PD。水平要求：眼必须水平对准非球面镜片光心（同心圆的圆心）。

2.瞳高及垂直要求：要在镜架的模板上点出瞳孔高度（瞳高）。瞳高的起始点与镜架的前倾角（眼镜前框与镜腿的夹角）有关，前倾角每倾斜2度（前倾角88度），瞳高起始点下降1mm，最多不超过5mm。

3.调整镜架：预先调整好眼镜架。使镜架平整，挂耳长度恰当、伏贴、舒适。前倾角80-85度。

4.点瞳高方法：除镜架前倾角补偿外，还可以令患者头部略后仰，使眼镜前框与地面垂直，用防水笔对准瞳孔中心直接点在镜架寸板上。

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我们知道的“镜”包括透镜和面镜，光线到达透镜大部分穿过透镜到达透镜背面，光线到达面镜被反射回面镜的前面。

“非球面镜”应该包括“非球面透镜”和“非球面面镜”。

非球面透镜即上文所述，非球面面镜包括很多种，主要有：

1、平面镜

2、抛物面镜。其特征是平行于抛物面轴线的光线经抛物面镜反射会聚于抛物面镜的焦点，反过来说是由抛物面镜焦点发出的光线经抛物面镜反射后成为平行于抛物面镜轴线的平行光。大型天文望远镜几乎都应用这种面镜，它的制造难度远小于同等尺寸的凸透镜，即使都制造成功，面镜也比透镜要轻便得多。

3、椭球面镜。椭球有两个焦点，由一个焦点发出的光线经椭球面镜反射后会聚于另一焦点。

4、双曲面镜。双曲面也有两个焦点，由一个焦点发出的光线经双曲面镜反射后看起来好像是由另一焦点发出来的。

根据用途的不同还可以有很多种面镜，包括锥面镜等。4

非球面与球面镜片的区别非球面镜片与多焦点或双光镜片不同，它的外观和验配方式与球面镜片几乎没有区别，因此对于缺乏经验的销售人员和消费者来说，最重要的是怎样简易鉴别非球面镜片呢？下面介绍几种利用眼镜店常用设施鉴别传统单外非镜片的小窍门。 近视镜看镜片里的日光灯管像

球面镜片的灯管像为笔直一条，而-2.25D以上非球面镜片的外表面反射日光灯管像呈中间鼓起，两边逐渐变窄的木桶状；光度越高的镜片越明显。对于-2.25D以内的低光度镜片，直接看外表面灯管像与球面镜区别很小，此时应从内表面来看外表面的反射灯管像，非球面镜同样呈中间鼓起的木桶状或明显的马鞍状变形且像大而略显模糊，球面镜则依然是笔直一条。

老花镜看网格线

非球面老花镜的灯管像与球面镜的灯管像不易区分，我们可以看网格线的方法来区分球面和非球面。一般情况下，+2.00D以上的老花镜，如果是球面的话，将其凸面朝下置于网格纸上方10cm处可以发现网格线出现中间洼陷的枕状变形（即光学中所谓的“枕形畸变”），而非球面镜的网格效果是经校正成笔直的。度数越大，这一差异越明显。

此检验方法也适用于-3.00D以上的近视镜片，不同之处在于球面近视镜的网格效果呈中间鼓出的桶状变形（即光学中所谓的“桶形畸变”），且相对来说不如老花镜那么明显，要仔细对比同光度的非球面才能看得出来。

涡状效果

将非球面镜片侧向置于日光灯光源透射光下，可以发现镜片表面出现旋涡状效果，光度越高此一效果越为明显。该检验方法同时适用于较高光度的近视和老花镜片。

普通焦度计检测

此检测方法适用于所有非球面镜片的鉴别检测，尤其是在其它直观方法不易检验的低光度非球面镜片情况下。即先在测度仪上测准镜片的中心光度，再将镜片逐步向边缘移，测量镜片由光学中心向边缘去的屈光度变化趋势。球面镜的球镜度数变化往往呈不变甚至增大的趋势，高度老花镜片的增大趋势尤其明显；而非球面镜则呈从中到边球镜光度逐渐下降趋势，柱镜度数则增大，光度越高，该趋势越明显。1

制造方法制造非球面镜片的方法主要有三种：

第一种是研磨非球面镜。就是直接用光学玻璃毛坯研磨出所需要的形状的非球面镜，工艺难度很大，成本也十分高昂，最早的非球面镜几乎都是这样制作的。

第二种是模压非球面镜片：采用金属铸模技术将融化的光学玻璃/光学树脂直接压制而成，这种制造工艺成本相对较低，而且大部分模压非球面镜的材质都是光学树脂，玻璃的极为少见，原因吗，光学玻璃是比较不适合用铸模工艺来生产产品的材料，因为铸模工艺会导致玻璃中的气泡很难排除，良品率会相当低下。

第三种是复合非球面镜片：在研磨成球面的玻璃镜片表面上覆盖一层特殊的光学树脂，然后将光学树脂部分研磨成非球面。这种制造工艺的成本界于上述两种工艺之间，是中高档镜头所用的非球面镜的主要制作方法。56

相关问题非球面镜的边缘很薄吗?

传统的球面镜片，不仅镜片较厚，而且透过镜片周边看事物有扭曲、变形等现象发生，称为像差。为追求镜片更轻更薄，人们使用高折射率的材料制造镜片。同时，他人透过球面镜片观察配戴者，也能够明显发现其脸部轮廓的变形现象。非球面镜片不仅使镜片的中心厚度和边缘厚度减少，使镜片更薄，更消除周遍像差，给配戴者自然视力。 镜片视野开阔，边缘处没有弧形，影像差减到最低，影像十分自然。非球面镜片比球面镜片的硬度要高三倍，更适合年轻人配戴。同样-5.00DS，非球面镜片比球面镜片轻26%。非球面镜片表面较为平整，看外界无论远近，都非常自然不变形，长时间不会感到疲劳。

第一次配戴眼镜的人士，特别是学生和上班一族，戴上非球面镜片，大大减少了刚戴眼镜时的种种不适感，使用隐形眼镜的人士，在家里时可用非球面镜片代替球面镜片作为备用眼镜使用。戴非球面镜片更接近人的自然视力，这一点与隐形眼镜是相同的。希望不让别人知道自己“度数很高”的人士。希望戴上近视眼镜，眼睛不会变的太小的人士；希望减轻镜片负担的人士；两眼有屈光差异者；都可以使用非球面镜片。

可以使中折射率镜片有高折射率镜片一样的平薄外观，将镜片边缘像差减至最低，使它的宽阔视野可以满足所有顾客的需求。

经常换戴球面镜与非球面镜对眼睛的影响

球面镜是镜片两面弧度一致,如果屈光度较大会出现球面相差,而非球面镜片镜片两面的弧度是经过光学设计,不是一致的因此球面相差会减少或消除.但只是微观的,关键是您的球面镜片和非球面镜片是否屈光度一致,如果一致可以交替配戴,如果不一致那就不能交换配戴,即便是一致最好也不要交替使用.

佩戴“非球面镜”会不会造成“死鱼眼”？

近视眼的人戴眼镜，久而久之就会成为“死鱼眼”。不知道其中的原理是什么？

近年市面上又推出一款“非球面镜”。不知道佩戴“非球面镜”是否就可以避免“死鱼眼”呢？

眼球突出的原因：

一 、近视，尤其是中高度近视以后，眼轴变长了，眼球变大了。不论是否戴眼镜，眼球已经比不近视的时候凸出了。近视3.00度，眼球凸出一毫米。

二、戴上近视眼镜后，凹透镜片缩小了眼球影像，看上去眼球小一些，看惯了，形成视觉标准。摘下眼镜，看到真实的眼球,变化明显,必然会感觉大一些。眼镜度数越大，感觉越明显。

而非球面镜只是解决了相差的问题，并不能防止眼球突出。