109年:視覺光學(3)

球面圓柱透鏡具有最大屈光力的子午線與最小屈光力的子午線的關係為何?

A互相平行
B互相垂直
C呈30度角
D呈45度角

詳細解析

本題觀念:

球面圓柱透鏡(spherocylindrical lens)是驗光臨床最常見的鏡片型態,其光學特性的核心在於兩條主子午線(principal meridians)的幾何關係,這決定了散光矯正的軸向設定原理。

選項分析

(A) 互相平行 ❌ 若兩條子午線互相平行,則鏡片在所有方向的屈光力差異無法形成焦散錐(conoid of Sturm),不符合球面圓柱透鏡的光學定義。

(B) 互相垂直 ✅ 正確答案 球面圓柱透鏡的最大屈光力子午線(power meridian,屈光力軸)與最小屈光力子午線(axis meridian,光學軸)必定互相垂直(呈 90° 關係)。這是透鏡表面曲率對稱性的數學結果:最大曲率方向與最小曲率方向永遠正交。

(C) 呈30度角 ❌ 不符合球面圓柱透鏡的基本幾何定義,主子午線不以任意非直角角度交叉。

(D) 呈45度角 ❌ 45度角同樣不符合。雖然斜向散光的軸向可以是任意角度(如軸在 45°),但此時最大與最小屈光力子午線仍是以 90° 互相垂直(如軸在 45°,則另一主子午線在 135°,兩者差 90°)。

答案解析

正確答案為 (B) 互相垂直

球面圓柱透鏡為複曲面(toric surface)鏡片,其兩條主子午線(principal meridians)之間的

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