109年:視覺光學(3)

在+5.50DS/+3.00DC ×090的透鏡前50公分處有一個點狀物體,成像的最小模糊圈(circle of least confusion )與透鏡之距離為何?

A18.18 cm
B20.00 cm
C25.00 cm
D33.33 cm

詳細解析

本題觀念:

球柱面透鏡(spherocylindrical lens)對物體成像時,由於兩條主要經線(meridian)的屈光力不同,會在不同距離形成兩條焦線,其間的間隔稱為「斯特姆間隔(Sturm's interval)」。**最小模糊圈(circle of least confusion, CLC)位於斯特姆間隔的中點,其位置可由球鏡等效值(spherical equivalent, SE)**計算求得。

選項分析

透鏡處方: +5.50DS/+3.00DC×090,物體在透鏡前 50 cm 處

步驟一:確認兩條主要經線的屈光力

  • 090° 軸方向(柱鏡軸在此):P090=+5.50P_{090} = +5.50 D(只有球鏡)
  • 180° 軸方向:P180=+5.50+3.00=+8.50P_{180} = +5.50 + 3.00 = +8.50 D(球鏡 + 柱鏡)

步驟二:計算物體的入射聚散度(vergence)

L=1u=10.50=2.00 DL = \frac{1}{u} = \frac{1}{-0.50} = -2.00 \text{ D}

步驟三:計算兩條焦線的位置

  • 090° 方向焦線位置:L=L+P090=2.00+5.50=+3.50L' = L + P_{090} = -2.00 + 5.50 = +3.50 D → 距離 =13.5028.57= \frac{1}{3.50} \approx 28.57 cm

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