智能變焦老花眼鏡和球像差(Spherical
Aberration, SA)
Smart
Varifocal Presbyopic Glasses and Spherical Aberration (SA)
王藹侯 Ai-Hou
Wang
近來市面上賣的老花眼鏡有一種號稱“智能變焦”或“智能老花”的老花眼鏡(見圖)。
有的寫100度到400度(+1D~+4D)適用，有的寫100度到700度(+1D~+7D)適用。
它確實比一般單焦的老花鏡好用。明顯的例子是書桌上工作，電腦桌機和查閱書本一鏡搞定；台上演講時，台下聽眾提問和台桌上電腦螢幕一鏡搞定。
光學課本上沒有提到“智能變焦老花眼鏡”，是鏡片廠家自行發明的好東西。
研究了一下其中的光學秘密，發現是使用了負球像差(negative
spherical aberration)，鏡片中間部分凸透鏡度數比較多，看近用；周邊部分凸透鏡度數比較淺，看遠用。
遠用近用光學的差距，也就是一般表述老花鏡所說的Add，大概只有1D到2D，沒有60歲以上用的3D那麼多。
因為沒有法令管理，實體店面和網路購物假貨都頗多，說是“智能變焦”，實際上只是單焦的老花眼鏡。
要分辨、驗明“智能變焦”、“智能老花”的方法非常簡單：
你只要將眼鏡拿離你大約50公分距離，透過鏡片看格子或直線會彎曲的，好像中央有一個凸透鏡、放大鏡的(見圖)表示有智能多焦，延焦的功能；
不會彎曲、看直線都還是直線的(見圖)，就沒有多焦的功能，是單焦的鏡片。非常容易分辨。
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球像差 ==
古早的放大鏡、凸透鏡的兩面都是球面的。最簡單的研磨方法是在一個球形的碗內，以任何方向擺動、研磨。這種透鏡聚焦不完美，周邊屈光稍強、中間屈光稍弱(見圖)，
透過這種透鏡看方格紙，周邊會變形(見圖)，稱之為球像差(spherical
aberration, SA)。原意是表面是球面的透鏡產生的聚焦不完美的像差。
球鏡
眼科學檢查眼底，希望有周邊不變形的凸透鏡可用，於是有廠家製作了非球鏡(aspherical
lens)(見圖)，鏡面不是球面的，抵銷了球面像差，看格子紙就沒有變形了。
非球鏡
研磨、塑造的科技進步了，可以隨心所欲地製作球像差。可以製作和古早球像差一樣，周邊屈光力強、中間屈光力弱的，叫做正球像差(positive SA)；也可以製作周邊屈光力弱、中間屈光力強的，叫做負球像差(negative
SA)(見圖)。
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球像差的應用 ==
白內障手術和角膜雷射屈光手術為了讓病人不戴眼鏡可以看遠也能看近，使用各種方法製作多焦點的光學。
球像差是經常使用的方法之一。人工水晶體(intraocular
lens, IOL)有利用球像差原理的，例如Rayner
RayOne；雷射屈光手術針對老花眼的Zeiss Beyond Laser Blended Vision (LBV) 應該也是利用球像差。
能看遠也看近的光學，要求遠近的光學區要有3個屈光度(3 diopters)的差異。
遠近焦距沒有跨越3個屈光度的，他們稱之為“延焦”(Extended depth-of-focus) – 不是單一的焦距，但是景深、焦距的延長，到不了完全老花需要的3屈光度。
白內障或近視雷射術後，單眼的多焦沒法跨越最遠到最近的解決之道是單眼視(monovision)：一眼的延焦跨越遠距離到中距離，另一眼的延焦跨越中距離到近距離，兩眼同時使用，可以很自然地切換，遠距離看電視、近距離看書都不成問題了。
小朋友預防近視加深，點用阿托品(atropine)藥水，調焦(accommodation)受到影響，光學的狀態近似於老花眼，解決的方法一是配戴多焦點眼鏡(圖右)，另一種是近視眼鏡中央配足度數，周邊360°配比較低度數凹鏡用來看近，是一種正球差的鏡片(圖左)。
蔡司成長樂就是這樣的設計概念(見圖)。
再來就是智能變焦老花眼鏡，利用負球差光學：中央凸鏡度數比較深，用於看近；周邊凸鏡度數比較淺，用於看比較遠一點的距離(見圖)。
相對於漸近多焦點鏡片，上方看遠距離，下方看近距離(見圖)，智能變焦鏡片看遠看近的度數可能相差不到3D。
戴漸進多焦點老花鏡，拍照的時候要抬頭，使用眼鏡下面看近的部份去取景、對焦(見圖)，這是公園裡常見的風景。戴智能變焦老花鏡就沒有這個問題。
這種智能變焦，遠近可視範圍較廣的眼鏡真是可遇而不可求。我曾經在網路上蝦皮購物買到許多假的“智能多焦”，貨到後檢驗赫然是單焦的鏡片！
雖然貼著智能變焦的貼紙、號稱是智能變焦的老花鏡(見圖)，結果是胡扯，並沒有多焦的功能。各位在實體賣場看到智能變焦的眼鏡，也請依照前面介紹的方法自行鑑定後才購買。
我想原因主要是教科書上沒有明確說明“以負球像差延焦做為老花鏡”的章節。大多數人聽到“多焦”、“變焦”老花眼鏡都認為是鏡片上方看遠、下方看近，比較傳統、一般的那種漸近多焦老花眼鏡。
目前買到的智能變焦老花鏡，中央大約+2D，周邊大約+0.5D，只適合給正視眼(emmetropia)的人使用。眼鏡行也沒有將這種智能變焦老花鏡客製化(customize)給任何度數的人使用。
如果這種利用負球差光學原理的智能變焦老花眼鏡短時間內沒辦法客製化給各種屈光度數的人使用，將之做成夾式的鏡片(見圖)或許可以讓各種屈光度數的人都可以使用到它的好處。
詞彙的使用上，傳統上看遠、下看近的那種叫做“漸近多焦老花眼鏡”，利用負球差這種稱之為“智能變焦老花眼鏡”，
前者英文是multifocal或progressive reading glasses；後者就翻譯成smart varifocal reading
glasses好了。
在配鏡、屈光方面另一個詞意混淆，希望大家在陳述的時候要說明清楚的是“兒控鏡片(兒童近視控制鏡片)”。
你想要講的到底是“漸近多焦鏡片”或是“周邊離焦鏡片”？
依視路的星趣控(Essilor
Stellesst)、豪雅的新樂學(Hoya MiYOSMART)和蔡司的成長睿(Zeiss
MyoCare)使用的光學原理都是後者，“周邊離焦鏡片”。