球面在任意位置的曲率半径一致，但是非球面的表面曲率半径呈连续变化。非球面是指除球面之外具有回转对称特性的面型，由非球面构成的眼镜片称为非球面镜（aspherics）。在圆锥体中通过选取不同的圆锥截面，可以得到非球面的轮廓线（图1），例如，改变截面与圆锥轴线的夹角，可以得到椭圆、抛物线及双曲线。

图1.圆锥截面轮廓线描述圆、椭圆、抛物线及双曲线

图2对比了+5.00D眼镜片的球面与非球面设计，在基弧+10.00 D的球面设计中，眼镜片周边没有斜向像散，只有场曲引起的屈光力误差，但镜片外观较陡，眼镜片的放大率较大。

若采用基弧+6.50D的球面设计，眼镜片的片形可以平坦化，一定程度上可以控制眼镜的放大率，但是如图2所示，较小的基弧设计容易在眼镜片周边产生较大的斜向像散，导致视觉模糊。

图2.顶点屈光力+5.00D的眼镜片设计

改用基弧+6.50 D的非球面设计时，眼镜片的屈光力可以在各个视轴方向上保持稳定，同时消除周边视场的斜向像散，使眼镜片中央和周边都能提供清晰视力，兼顾眼镜片的外观。

在配装眼镜片时，需要考虑眼镜片弧度与镜圈弧度的匹配性。眼镜片的基弧过陡会引起眼镜片与镜圈的弧度不匹配，装架困难，眼镜片易脱出甚至崩边。采用较平基弧的非球面设计，既确保光学性能，又可以提高眼镜片与镜圈的配装稳定性。

非球面设计可以减薄眼镜片，减轻重量。

正透镜的边缘厚度限制了中心厚度，采用非球面设计后，眼镜片前表面变平坦，边缘厚度增加，因此，通过研磨可以减薄眼镜片的中央厚度（图3）。也可以通过缩小眼镜片直径和提高眼镜片材料的折射率减薄眼镜片的厚度（图4）

图3.非球面设计的正透镜

图4.正屈光力眼镜片的厚度减薄方式

a.小直径 b.增加折射率 c.非球面设计

如图5所示，对于负透镜，非球面设计可以使眼镜片前表面的周边更陡，或者使眼镜片后表面的周边更平坦，亦或前后表面同时采用非球面设计，可以有效减薄眼镜片的边缘厚度。

图5.非球面设计的负透镜

对于含柱镜成分的眼镜片，环曲非球面镜相比于最佳形式的环曲面镜，有利于扩大眼镜片周边的清晰视力范围（图6）。

a.环曲面设计的球柱镜 b.环曲非球面设计的球柱镜

（1）球镜的前、后表面均为球面。

（2）球柱镜的前表面为球面，后表面为环曲面。

（1）多数情况下，球镜的前表面为非球面，后表面为球面。

（2）球柱镜的前表面为非球面，后表面为环曲面，无法同时在环曲面的最大曲率和最小曲率所在的两个子午面内同时实现像差矫正。

（1）主要用于球柱镜矫正，当只用于球镜矫正时，通常采用非球面设计。

（2）单光现片，前表面为球面，后表面为环曲非球面。

（3）单光半成品片，前表面为环曲非球面，用于矫正周边像差，后表面将加工成矫正柱镜的环曲面。