115年:視覺光學(2)

一右眼鏡片處方-4.00DS/-3.00DC×030,當製作時未將光學中心對準瞳孔中心,而是將鏡片往鼻側偏心3 mm,則以此鏡片觀看時將產生多少稜鏡效應?

A1.425△ 基底朝內
B1.425△ 基底朝外
C1.875△ 基底朝內
D1.875△ 基底朝外

詳細解析

本題觀念

這題把兩個觀念結合在一起:先求鏡片在水平方向的子午線屈光力,再用 Prentice's rule 將光學中心偏心換算成稜鏡效應。處方 −4.00 DS/−3.00 DC×030 並不是在所有方向都具有 −7.00 D;柱面的作用會依與軸位的角度改變。因為偏心是左右方向,計算稜鏡量時要使用 180°(與 0°相同)子午線的屈光力。

此外,稜鏡效應不只要算大小,還要判斷基底方向。光學中心往鼻側移動後,右眼觀看位置相對落在鏡片的顳側;對負鏡片而言,這個位置會產生基底朝外的稜鏡。

選項分析

  • A(錯誤):1.425△ 的大小正確,但基底朝內方向相反。光學中心往鼻側偏移時,觀看光線通過負鏡片的顳側區域,形成基底朝外。

  • B(正確):180° 與 030° 的最小夾角為 150°,sin²150°=sin²30°=0.25。因此水平方向屈光力為 −4.00+(−3.00)×0.25=−4.75 D;3 mm=0.3 cm,稜鏡量為 0.3×4.75=1.425△,方向為基底朝外。

  • C(錯誤):1.875△ 是把水平方向屈光力誤算為 −6.25 D 後,再套用 0.3×6.25 得到的結果。這相當於錯誤地讓完整柱面作用出現在 180°,忽略 030° 軸位與水平方向的夾角。

  • D(錯誤):除了 1.875△ 的大小不對,基底朝內也與負鏡片在此鼻側偏心條件下的方向相反。

答案解析

先處理子午線屈光力。負柱面軸位 030° 是柱面作用為零的方向;水平方向 180° 距離軸位 150°,其正弦平方與 30°相同,故柱面在此方向只發揮 25%。所以 F180=−4.00+(−3.00)×sin²150°=−4.00−0.75=−4.75 D。

再使用 Prentice's rule:P△=c(cm)×F(D) 的絕對值。偏心量 3 mm 要先換成 0.3 cm,故 |P|=0.3×4.75=1.425△。方向判斷上,光學中心被移向鼻側,右眼實際觀看位置位於光學中心的顳側;負鏡片的顳側區域產生基底朝外。因此答案是 B。

本題最容易出錯的地方有兩個:第一,把球面與柱面直接相加而忽略斜向子午線;第二,忘記 Prentice's rule 使用公分,將 3 mm 直接代入會放大十倍。若先畫出軸位、目標子午線與光學中心的相對位置,再依序算屈光力、大小與方向,便能避免數值和基底方向同時判錯。

核心知識點

  1. 任一子午線屈光力可用 Fθ=Fsphere+Fcylinder×sin²θ 求得,θ 是目標子午線與柱面軸的夾角。
  2. 030° 軸位在 180°方向的柱面比例為 sin²150°=0.25,不是完整 −3.00 D。
  3. Prentice's rule 為 P△=c(cm)×F(D);若偏心量以 mm 表示,需先除以 10,或寫成 P△=c(mm)×F(D)/10。
  4. 負鏡片的偏心方向會影響基底方向;本題光學中心往鼻側移動,右眼觀看時形成基底朝外。
  5. 稜鏡答案應同時寫出 magnitude 與 base direction,不能只寫 1.425△而省略基底方向。

參考資料

  1. How to Use Prentice's Rule and Finding the Power of a Lens in Any Meridian
  2. Introduction to Ophthalmic Optics
  3. Lensometry
  4. Prism correction
  5. Eyeglass prescription