鏡片特性—「阿貝數、反射率、色像差…」

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本篇你將學到

• 阿貝數（Abbe value）、反射率（Reflectance）、折射率（Refractive Index）、比重（Mechanical Properties）。
• 色像差（Chromatic aberration）、球面像差（Spherical aberration）、彗星像差（Coma）、斜散光差、離軸像散（off axis astigmatism）、場曲（Curvature of field）—度數誤差、畸變（Distortion）—放大率。

阿貝數（Abbe value）

• 測量入射光被鏡片色散程度的數值。
• 顯示眼睛通過鏡片的中心區域觀看時的影像想對失真度。
• 阿貝數與色散成反比。

色散（dispersion）

• 表示一個材料分散不同光波長的光之能力。
• 色散越大，會在鏡片的周圍看見色像差（chromatic aberration）。
• 鏡片偏移時，伴隨著鏡片材料的色散值一起發生的稜鏡效應，會影響配戴者所看到「色彩條紋」影像的程度。

反射率（Reflectance）

• 反射現象會降低鏡片的透明度並造成鏡片表面不必要的反射。
• 鏡片的折射率越高，表面的光反射比例越大。通常在高折射率的鏡片材料中更需要抗反射鍍膜。

反射率＝100(n-1)²/(n+1)²%

吸收（Absorption）

• 通常指材料內部的吸收，即在鏡片的前表面與後表面之間的區域之光吸收百分比。
• 鏡片的吸收率可根據朗柏定律（Lambert’s law）來計算。

折射率（Refractive Index）

• N=光在空氣中的速度/光在介質中的速度。
• 光疏介質傳播至光密介質時，光的傳播速度會變慢。
• 材料的折射率越高，光線的折射角較小，其屈光能力就越大。

比重（Mechanical Properties）

• 低密度不代表鏡片的質量一定較輕，材料的用量視其折射率和最小厚度而定。
• 需要高屈光力處方的患者通常建議使用高折射率鏡片。

單色像差（Zernike階數）

1. 稜鏡
2. 離焦＆散光
3. 彗星＆三葉草
4. 球面＆其他
5. ～10.高階不對稱

色像差（Chromatic aberration）

色像差＿Wikipedia

• 原因：鏡片無法將多色光聚焦在同一個焦點，所導致的缺陷。
• 解決：選擇色散值小的鏡片材料、單眼瞳距、前傾角參考點高度1:2、短的頂點距離、前傾角不應超過10度、注意邊厚。
• 縱向色像差（光軸）：度數/阿貝值＝D；橫向色像差（稜鏡）。

球面像差（Spherical aberration）

球面像差＿Rahul Mazumder

• 原因：某物的平行光入射的大面積球面鏡片表面時，周邊光線和近軸光線在光軸上的聚焦點將有所不同（所有焦點都在光軸上），會使影像稍微變模糊。
• 解決：使用非球面鏡改善，受瞳孔大小影響；可以縮小鏡片尺寸。

彗星像差（Coma）

彗星像差_維基百科

• 原因：不在光軸的點所發出的傾斜光線，通過鏡片邊緣的斜向光線會比通過鏡片中心的光線偏離更多，並聚焦在主軸附近。
• 物點在光軸外，透過鏡片上不同區域的光線其放大率各異，導致影像被不均等放大、影像周邊失真失焦，用前導波機器測量。
• 解決：非球面鏡片有助於減少高屈光度鏡片的彗星像差。

斜散光差、離軸像散（off axis astigmatism）

斜散光差、離軸像散— by Santiago Royo

• 正切矢狀像非單一焦點、散光失焦。瞳孔無法抑制邊緣像散的影響。
• 矯正弧度理論（corrected curve theory）進行鏡片設計。
• 概念：特定的曲率可被用來控制特定的矯正，鏡片外觀通常是新月形的（meniscus form）。

1. 正切軸：F_t=F(2n+sin²θ/2n+cos²θ)。
2. 矢狀軸：F_s=F(1+sin²θ/2n)。
3. 柱面：Ftan²θ。
4. F_t-F_s=產生的柱面。

P.s.傾斜2度，下降1mm。

場曲（Curvature of field）—度數誤差

場曲— by The Editors of Encyclopaedia Britannica

• 眼睛透過鏡片觀看物體，所造成的像無法準確地會聚在一個平面上的一種現象。
• 成像面會因為鏡片材料的「折射率、以及鏡片的表面曲率」有不同程度的彎曲。

畸變（Distortion）—放大率

畸變—Vision doctor

• 以球面透鏡的「邊緣」觀看一個寬大的物體時，物體邊緣的像會被扭曲。
• 因為鏡片周邊稜鏡效應造成影像不均等的放大所致。
• 鏡片周邊區域各點至光中心距離不同。
• 凹透鏡：桶型畸變。凸透鏡：枕型畸變。