大家有没有遇到这样的情况:
当你配完眼镜,即使度数矫正的足够,仍会出现透过眼镜片看到的外界物体出现影像不清、视界歪曲、视野狭小等不良现象?

本期将会告诉你造成这些视觉现象的原因
——光学透镜会产生像差。
光学系统的像差现象

实际的光学系统存在着各种像差。一个物点所成的像是综合各种像差的结果。像差主要分为单色像差和色像差。

科学家发现光线在通过眼镜片后会发生反射及折射现象。而在演算过程中发现像点的位置会偏离理想状况结果,这种偏离称为单色像差(Primary aberrations)。
德国数学家赛德尔在1857年将单色像差分解为5项,分别为球差、慧差、像散、场曲和畸变。因篇幅有限,本文仅能介绍单色像差之一的球差,后续或将逐一介绍。
像差之一的球差
球差是由于透镜中心区域和边缘区域对光会聚能力不同而造成的。边缘光线通过透镜时被折射得比近轴光线要厉害得多,因而由同一物点散射的光波经过透镜后不交在一点上,而是在透镜像平面上变成了一个漫射圆斑。

边缘部分的折射更强
选择什么镜片可以减少球差?
通常在光学设计中减小球差的方法是在光学系统的适当位置上放置光栏,即选择尺寸稍小一些的镜框眼镜,减少大直径镜片边缘的成像偏离或者使用非球面镜片,减小边缘光线成像时的偏离。

一种非球面设计的消球差镜片即边缘减薄设计
值得关注的是,我们日常佩戴的近*眼镜视**属于凹透镜,即中间薄边缘厚的设计。所以如果眼镜框比较大会使镜片边缘显示的很厚重从而影响美观。

近视镜片(凹透镜,中间薄边缘厚)
而选择非球面镜片,既可以使视物变得清晰又可以让镜片边缘变的更薄。所以一般在配镜选择镜片时,大多情况下可选择非球面设计的镜片作为首选。

非球面镜片 VS 普通球面镜片
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人眼自身调节机制
此外,人眼自身也能消除球差。仔细考察人类眼睛自身的“光学设计”也可以发现这两种方法在人眼中都有体现。人眼的瞳孔位于角膜与晶状体之间,同时角膜在周边比中央相对平坦,晶状体由核内向外具有的递变折射率,这些特性都有助于改善球差。当然,人眼并不能完全消除球差,而且人眼的球差与它的焦点调节有关。
