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散光鏡片設計
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近視眼 近視（Myopia）是指眼睛看近處清楚而看遠處不清楚的一種病理狀態。有近視的人在看遠處時，平行於視軸的平行光線通過眼球屈光系統的折射，彙聚在視網膜前，不能在視網膜上形成清晰的成像，因此無法看清，屬於一種屈光不正；而在看近處的物體時，像會後移到視網膜上，從而可以看清。近視的人，通過眯起眼睛可以限制光線的入射，從而減小像差，使自己可以看得更清楚一些，myopia原來的意思是眯著眼睛。近視後的遠視力可以通過凹透鏡來矯正，通常用屈光度來衡量屈光不正的程度。0到-3.00D屬於輕度近視，-3.00到-6.00D屬於中度近視，高於-6.00D的則是高度近視。高度近視眼的人因為眼軸過長而屬於一些眼病的高危人群，例如視網膜脫落。
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遠視眼 遠視是指平行光線經過眼的屈光介質在視網膜後聚焦的不正常屈光狀態。輕度遠視的患者因為眼的調節功能大多不會有癥狀，40左右的輕度患者因為調節功能下降會看不清近距離的事物；中度和重度的患者因為接近或超過眼的調節能力無論遠近都不清晰。 先天性眼球過短。 屈光介質（如房水、晶狀體）屈光力不足（折射率低）。 角膜曲率半徑過大，即角膜較平；晶狀體表面曲率半徑過大，即晶狀體表面過平。 患者可配帶配備凸透鏡的眼鏡，以糾正視力。
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散光眼 散光（亂視）是眼睛的一種屈光不正常狀況，與角膜的弧度有關。
專業定義:眼球在不同子午線上屈光度不同,形成兩條焦線和最小彌散斑的屈光狀態稱為散光人類的眼睛並不是完美的，如果角膜在某一角度的弧度較彎，而另一些角度則較扁平，光線便不能準確地聚焦在視網膜上，這種情況便稱為散光。散光患者看東西時會較難細微地看清景物。一般情況下，散光並不會獨自出現，患者的眼睛通常都會伴有近視或遠視。 散光的矯正方法：主要是配戴眼鏡，散光眼鏡在某一角度會有特別的弧度，以矯正患者眼睛在該角度的散光；隱形眼鏡或雷射矯正手術亦可矯正散光的問題。 除了角膜外，晶狀體的弧度不一致，也是造成散光的另一原因。 市場上已經有很多種類的即棄散光隱形眼鏡， 度數範圍足夠8 成以上散光患者，視光師建議無論配戴鏡框眼鏡，還是隱形眼鏡，有散光問題便需要立即矯正，並不是高散光度數才需要矯正。
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老花眼 由於眼睛水晶體的硬化導致調節能力退化所造成，而水晶體的硬化與年紀有 關，一般年齡超過四十歲，不論是近視或遠視，都會碰到老花的問題。老花眼的症狀包括視力無法快速作遠近調節，近距離工作眼睛容易疲倦、酸澀、脹痛、眉骨疼 痛、甚至頭痛、噁心等，最後是近距離視力模糊，必須把物體拉遠才看得清楚，有時看遠時視力還是有可能受到影響。老花眼是每個中老年人都會遇到的，沒有辦法 避免，但也不致於造成失明。治療之道就是別逞強，一旦有症狀就應配戴近距離專用的眼鏡。因為老花眼的度數會隨年紀增長而加深，所以建議每隔三~四年就應調整老花眼鏡的度數；或以雙焦透鏡矯正。
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模擬軟體：ZEMAX 各區光學設計軟體情況 ※中國情況： •北京理工大學(SOD)，南京理工大學等自編光學設計軟體。 ※國外情況： • Optical Research Associates: Code V • Lambda: OSLO等。
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ZEMAX已經成為當今使用最普遍的光學設計軟體
※市場佔有率：80~85% ※全球已經銷售了兩萬多套 ※臺灣已經銷售600多套 ※大陸已經有300多套，知道和需要購買者越來越多
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市場應用 ※ 應用範圍： • 傳統相機、數碼相機、內窺鏡等光學鏡頭的設計 • DVD、VCD讀寫頭 • 投影系統，背投電視 • 照明系統 • 干涉儀 • LED • Laser diode • 光通信器件設計等等…
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Zemax使用群 ※NASA美國太空總署,Sandia國家實驗室,U.S.Army軍隊, HP,Motorola… ※臺灣:電子所,中科院,大學…以及掃描器,相機,望遠鏡,投影機等製造商. ※大陸：光學、光電研究所，大學，光學公司，光學加工廠，從事光學鏡頭、條碼、投影儀、背投影電視、光通信器件、VCD及DVD讀寫頭等的設計的公司。
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人眼模擬之架構模型(1)
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人眼模擬之架構模型(2)
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人眼模擬之架構模型(3)
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模擬之分析圖
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S+5.00D, n=1.56(球)
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S+5.00D, n=1.56(球)-simulation
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S+5.00D, n=1.56(散)
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S+5.00D, n=1.56(散)-simulation
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S+2.00D, n=1.56(球)
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S+2.00D, n=1.56(球)-simulation
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S+2.00D, n=1.56(散)
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S+2.00D, n=1.56(散)-simulation
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Plano, n=1.56(球)
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Plano, n=1.56(球)-simulation
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Plano, n=1.56(散)
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Plano, n=1.56(散)-simulation
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S-2.00D, n=1.56(球)
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S-2.00D, n=1.56(球)-simultaion
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S-2.00D, n=1.56(散)
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S-2.00D, n=1.56(散)
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S-5.00D, n=1.56(球)
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S-5.00D, n=1.56(球)-simulation
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S-5.00D, n=1.56(散)
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S-5.00D, n=1.56(散)-simulation
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遠距離組態
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中距離組態
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近距離組態
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遠距離組態(光斑圖)
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中距離組態(光斑圖)
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近距離組態(光斑圖)
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遠距離組態(MTF圖)
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中距離組態(MTF圖)
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近距離組態(MTF圖)
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結語(1) 目前主要使用人眼模型配合遠、中、近三種不同的組態，來配合人眼的各種觀察狀況，由於眼鏡鏡片為單一鏡片，要修正各種光學像差必須使用多片透鏡的共同貢獻，所以在單一鏡片的系統中，只能選擇讓系統效能盡量符合需求。而且遠、中、近三種組態，也沒辦法囊括眼球視物時的各種情況，但由於水晶體在一定的範圍內會讓視覺影像盡可能調節到清晰，大腦也會自動修正影像的正確性，所以眼鏡鏡片雖不能完美的改善眼睛的視覺問題，但是經由適當的設計，就能夠讓眼睛和大腦的負擔減少，較不易感到疲勞。
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結語(2) 因為目前使用的鏡片是環形非球面，而且考慮到加工的複雜程度，對於眼鏡鏡片的前弧並沒有做變動和優化，未來對於眼睛各種狀況的使用程度，加入更多的組態設定，並且嘗試使用更為複雜的自由曲面，以期能夠達到更好的效能。未來需要更進一步的對自由曲面和視光學上眼睛使用的各種狀況作研究，更加改善目前散光鏡片的缺點。
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