111年:配鏡學

關於鏡片設計,下列何種方式能做出最薄的鏡片?

A僅球面設計
B僅縮徑設計
C非球面及縮徑設計
D非球面或縮徑設計皆無法減少厚度

詳細解析

本題觀念:

鏡片設計方法對鏡片厚度的影響——非球面設計(aspheric design)和縮徑設計(lenticular design)各自能減少鏡片厚度,而兩者同時使用(組合設計)效果最佳,可達到最薄。

選項分析

(A) 僅球面設計 標準球面(spheric)設計使用均勻曲率的球面,無法針對邊緣像差最佳化,鏡片通常較厚,需要較大的矢高(sag)。這是最傳統、鏡片最厚的設計方式。

(B) 僅縮徑設計 縮徑(lenticular)設計透過減小光學有效區(optical aperture)並在周邊加設承托區,可顯著減少鏡片最厚部位的厚度,但不涉及曲面優化,整體鏡片薄度表現次於非球面結合設計。

(C) 非球面及縮徑設計正確(=答案) 非球面設計(aspheric design)透過漸變曲率優化前後表面形狀,減少邊緣像差、壓低基弧(base curve),使鏡片可以更平更薄。縮徑設計進一步縮小光學區,減少高度數時的邊緣或中心堆積厚度。兩者結合:

  • 非球面 → 降低基弧,全面減薄
  • 縮徑 → 縮小有度數區,集中減少最厚區域

此組合為目前能做到最薄鏡片的設計方法。現代自由曲面(free-form)非球面縮徑鏡更能在兩面同時導入非球面設計,達到極致薄度。

(D) 非球面或縮徑設計皆無法減少厚度 此說法錯誤。兩種

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