115年:隱眼概要(2)

使用非球面(aspheric)設計的老花軟式隱形眼鏡,其主要的光學原理為何?

A依靠眼瞼推擠使鏡片產生形變以調整度數
B利用稜鏡垂重(prism ballast)使鏡片定位
C鏡片中心區與邊緣區具有明顯的階梯式度數跳躍
D透過改變鏡片表面的曲率半徑,產生連續性的焦點變化

詳細解析

本題觀念

非球面(aspheric)老花軟式隱形眼鏡的重點,不是把鏡片分成幾個具有明顯邊界的同心區域,而是讓鏡片表面的曲率半徑隨著徑向位置逐漸改變。曲率連續變化會使屈光力由光學中心向周邊形成平順的功率梯度,讓遠距與近距所需的焦點以漸進方式分布,並可透過增加景深與球面像差,改善不同距離的可用視覺範圍。

理解這項原理時,要把「非球面」和「鏡片定位」分開。眼瞼推擠、稜鏡垂重處理的是鏡片移動或旋轉穩定;階梯式度數跳躍則較接近離散分區設計。題目所問的非球面設計,其主要光學機制就是改變表面曲率半徑,答案為 D。

選項分析

  • A:依靠眼瞼推擠使鏡片產生形變以調整度數。❌ 眼瞼力量可能影響鏡片在眼睛上的位置或動態,但不是非球面表面形成連續屈光力梯度的原理。它描述的是配戴互動或定位現象,沒有指出鏡片曲率由中心到周邊的設計變化。

  • B:利用稜鏡垂重(prism ballast)使鏡片定位。❌ 稜鏡垂重主要用於需要控制旋轉、維持特定軸位的散光軟式隱形眼鏡。它是穩定鏡片方向的結構設計,與非球面多焦點鏡片藉由曲率改變產生不同屈光力無關。

  • C:鏡片中心區與邊緣區具有明顯的階梯式度數跳躍。❌ 明顯的度數階梯代表不同分區之間有較清楚的功率切換,概念上較接近分段或離散同心環設計。非球面鏡片的特色是功率平順過渡,不是中心與邊緣之間突然跳變。

  • D:透過改變鏡片表面的曲率半徑,產生連續性的焦點變化。✅ 本題答案 非球面表面不像單純球面只有固定曲率半徑,而是隨徑向位置逐步改變形狀,使折射力與焦點位置連續變化。這種連續功率分布可同時支援遠、近視覺,並增加景深,是非球面老花多焦點設計的核心。

答案解析

選 D。非球面多焦點鏡片以連續的表面曲率改變,建立由中心至周邊的屈光力梯度,讓焦點不以明顯階梯方式切換。A 談眼瞼與鏡片互動,B 談散光鏡片的旋轉穩定,C 則把非球面的漸進變化誤寫成離散跳躍,三者都沒有命中主要光學原理。考試遇到非球面設計,可抓住「曲率半徑隨位置改變」「屈光力連續分布」「增加景深」三個線索;若選項出現 prism ballast 或階梯式分區,應先判斷那是定位或離散光學設計,而非非球面機制。

核心知識點

  • 非球面表面的曲率半徑由中心向周邊連續改變。
  • 連續屈光力梯度可產生漸進性的焦點變化與較大的景深。
  • 稜鏡垂重的主要用途是鏡片定位與旋轉穩定,不是非球面多焦點原理。
  • 階梯式度數跳躍屬離散分區概念,與非球面的平順過渡不同。
  • 題目問「主要光學原理」時,應優先尋找曲率、屈光力與焦點連續變化的描述。

參考資料

  1. Bifocal and Multifocal Contact Lenses for Presbyopia and Myopia Control
  2. Efficacy of a new refractive multifocal contact lens for presbyopia
  3. Aspherics