115年:配鏡學(2)
眼用鏡片使用非球面設計的目的，下列何者錯誤？
A能以光學方式矯正鏡片像差
B可因更平坦的鏡片而增加放大率
C可製造更輕薄的鏡片
D可製造漸進光學鏡片
詳細解析
本題觀念
非球面鏡片的曲率會隨著離開光學中心的距離而改變，不是整個表面都維持固定球面半徑。這樣的設計可控制周邊光線折射，降低球面像差與部分離軸像差，並讓鏡片在相同屈光需求下做得更平、更薄、更輕；對正鏡片而言，也常能降低厚度所造成的放大效應。判斷本題要把非球面設計的光學修正、外觀與厚度優點，和放大率的實際變化分開理解。
選項分析
- A：能以光學方式矯正鏡片像差。 正確。非球面曲率可依位置調整光線偏折，改善球面像差及周邊視線下的影像品質，是採用非球面設計的重要原因。
- B：可因更平坦的鏡片而增加放大率。 錯誤。非球面鏡片通常藉由較平坦的表面降低厚度與曲面造成的影像放大或縮小效應；正鏡片的放大效應通常是減少，不是增加。
- C：可製造更輕薄的鏡片。 正確。較平坦的曲面與較有效率的厚度分布，可降低材料用量與鏡片重量，同時維持所需屈光力。
- D：可製造漸進光學鏡片。 正確。漸進鏡片需要在不同位置提供連續改變的屈光力，常使用非球面或更複雜的自由曲面來安排加光區與控制像差，因此非球面設計可作為其製造技術之一。
答案解析
非球面設計的核心是讓表面曲率依位置變化，以改善光線通過鏡片後的成像表現。它可以修正像差，也能讓鏡片更平坦，進而減少厚度、重量與外觀上的凸出程度。對高屈光力正鏡片而言，傳統球面設計較容易產生明顯放大；改用非球面後，影像放大效應通常下降，佩戴者眼睛的外觀也較自然。
因此 A、C、D 都是合理用途，B 把「更平坦」誤解成會增加放大率。依官方答案，本題錯誤敘述為 B。
核心知識點
- 球面像差與周邊成像品質，是非球面鏡片需要處理的主要光學問題。
- 非球面表面的曲率隨位置改變，可在保有屈光力的同時讓鏡片更平坦、薄與輕。
- 正鏡片會產生放大效應，負鏡片會產生縮小效應；非球面設計通常使這些影像尺寸效應減弱，而非把放大率推高。
- 漸進鏡片的屈光力必須由遠用區連續過渡到近用區，非球面或自由曲面有助於安排表面屈光力與管理像差。
- 遇到「更平坦」的敘述時，要分別檢查厚度、重量、像差與放大率，不能把所有外觀改善都解讀成放大效應增加。