關於球面鏡和非球面鏡的形變 - 眼鏡

前幾天配了號稱非球面的鏡片

可是還是可以感覺的出型變 (甚至在很中心的地方)

所以才想問這個問題

下面是我自己嘗試理解球面像差

不知道這樣對不對:



因為畫圖方便我就把鏡片簡化成一次折射

下圖是我畫的球面鏡的成像圖

因為是在討論眼鏡所以我都畫虛像

https://drive.google.com/open?id=0ByULlO0Vu5syMVl1dXNDa2Y4MFk&authuser=0

假設兩條不同長度的線放在距離鏡片相同距離

因為球面鏡平行光不會聚集在一個焦點

所以我假設距離中心點越遠 折射角度越大

然後畫出來較長的線成像會比較長比較遠

較短的線成像會比較短比較近

這跟一般預期的成像不同



相較之下 如果平行光會匯集在一個焦點

像下圖的淺藍色線

https://drive.google.com/open?id=0ByULlO0Vu5syaTRGcVR3YkNCaTQ&authuser=0

這樣成像會在同一個平面


今天如果我們觀測的點是在鏡片的中心

可以看到通過中心的線同時會通過 淺藍色 和 紅色 兩條線的端點

也就是說看起來會一樣大

但是實際上戴眼鏡的時候眼睛或是視網膜離鏡片有段距離

所以看起來會像下圖中的綠色線條

https://drive.google.com/open?id=0ByULlO0Vu5syeUVZYnBmcXNLdzg&authuser=0

也就是說比較長的線條 看起來會比預期的更長


如果換到2D的影像

https://drive.google.com/open?id=0ByULlO0Vu5syQWdUQ05NOE1MVlk&authuser=0

就會發現同一條垂直的線上

越靠上下兩端 離中心點距離越遠

也就是說 如果用球面鏡來看 這些點看起來會離中心更長

就會有直線變成曲線的效果


回到主題

今天如果是一個最理想的非球面鏡 可以達到所有平行光都匯集成一點

那成像就會像下圖的淺藍色

https://drive.google.com/open?id=0ByULlO0Vu5syaTRGcVR3YkNCaTQ&authuser=0

不管從哪個距離看 長短線條都會按相同比例放大縮小

也就是說跟眼睛和鏡片距離無關




我不是這方面的專家

所以我只能用粗淺的高中物理來理解

不知道有沒有高手能看看我這樣是不是正確?


--