非球面镜片是由多像高次方程决定面形上各点的半径均不相同的镜片。它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。以往采用的球面设计,使得像差和变形增大,结果出现明显的影像不清,视界歪曲、视野狭小等不良现象。现在采用的非球面设计,修正了影像,解决了视界歪曲等问题,同时使镜片更轻、更薄、更平,令佩戴者更为自然、美观。
非球面镜用以消除球差与耀光,尽量矫正像面弯曲、歪曲像差,由于一枚非球面镜的矫正能力等于多枚球面镜片,因此镜头中使用非球面镜片可以达到轻量化。
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像差、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(Tscherning),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(Tscherning)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Tscherning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。
非球面镜片设计的目的和优点
1,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。
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。
非球面镜片的表面弧度是非球面设计的,这种设计比起球面设计镜片的优点是:
非球面镜片的表面弧度与普通球面镜片不同,球面镜片,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,还保持优异的抗冲击性能。
与传统的正球面镜片相比,非球面镜片正面的表面形状更为复杂,曲线是从镜片的中心一直弯曲至镜片的边缘。对于加倍非球面镜片来说,镜片正面的表面朝着镜片的边缘逐渐变平;而对于减倍非球面来说,表面则是朝着镜片的边缘逐渐变陡。这种逐渐变化的表面具有许多重要优点。其中最重要的优点(也是最成功的‘买点’)就是其美观及卓越的光学性能。
双非球面镜片和单非球镜片的区别
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)。
为了使眼镜外观漂亮,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。
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,顶周非球面镜片镜片,都在其中。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。
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。
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。
镜片的非球面设计是一种补足了镜片球面设计的缺点(像差),在整个镜片的凸面上使用了各种曲率半径的设计。理论上,采取这种设计的镜片可以获得和正视眼完全相同的视觉效果。加之镜片的曲率减小,镜片的厚度降低,配戴者的眼镜看上去更接近真实。镜片的凸面或凹面的形状就好像从球体上切下来的一部分,这就是球面镜片。近视或远视用的凸镜或凹镜都只有一个曲率半径,散光用内面tc的镜片的凸面有一个曲率半径,凹面有两个垂直相交的曲率半径。
总体来说同一材料、同一度数的球面镜片与非球面镜片相比,非球面镜片更平、更薄、视物更逼真、更自然舒适,解决了传统的球面镜片周边看物体有扭曲现象的问题。传统的球面镜片限制了配戴者的视野,而非球面镜片将边缘像差减到最底,它宽阔视野可以满足顾客更多的需求。