107年:視覺光學(2)

一點光源放置於 +2.00DS/+3.00DC×180 的透鏡前 66.7 cm,則其形成的最小模糊圈 (circle of least confusion )的位置應距離透鏡多遠?

A20 cm
B25 cm
C33 cm
D50 cm

詳細解析

本題觀念:

本題考查散光透鏡(astigmatic lens)的 Sturm 光錐(conoid of Sturm) 與**最小模糊圈(circle of least confusion, CLC)**的位置計算。CLC 位於球鏡等效(spherical equivalent, SE)所對應的焦點處,是散光系統中成像最清晰的位置。

選項分析

已知條件:

  • 透鏡處方:+2.00 DS / +3.00 DC × 180
  • 物距:透鏡前 66.7 cm(即 2/3 m)

Step 1:確認兩主經線屈光力

柱鏡軸在 180°(水平),表示:

  • 180° 經線(水平):只有球鏡作用 = +2.00 D(柱鏡在此軸方向屈光力為零)
  • 90° 經線(垂直):球鏡 + 柱鏡 = +2.00 + 3.00 = +5.00 D

Step 2:計算入射聚散度

物體在透鏡前 66.7 cm = 2/3 m: L=12/3=1.50 DL = -\frac{1}{2/3} = -1.50\text{ D}

Step 3:計算兩條焦線位置

  • 在 180° 經線(+2.00 D):L=+2.00+(1.50)=+0.50 DL' = +2.00 + (-1.50) = +0.50\text{ D} → 焦線距離 $= 1/0.50 = 2.00\text{

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