사람의 눈을 구성하는 조직인 각막과 수정체는 굴절률의 각각 70%와 30% 가까이를 담당하면서 초점을 맞춘다. 눈으로 들어온 빛이 각막과 수정체, 유리체 등을 통과하면서 굴절되고 망막에 상을 맺음으로써 우리는 사물을 인식할 수 있는 것이다.
문제는 시력검사 결과 동일한 1.0 이라도 시력의 질이 다르다는 점이다. 각막과 수정체는 완전한 구면(球面)이 아니기 때문에 시력교정 시 추가되는 렌즈가 구면이면 망막에 맺히는 초점이 분산돼 시력의 질이 떨어진다. 이때 비구면렌즈로 교정하면 같은 시력이라도 실생활에서 더 편하고 선명한 기능성 시력(Functional vision)이 향상된다.
정상적인 각막모양은 중심부가 구면이고 중간 주변부는 점진적인 타원형으로 평평해지다가 주변부는 쌍곡면의 형태를 취하면서 수평에 가깝게 평평해져 전체적으로 비구면 형태다.
비구면 안경렌즈는 구면렌즈에서 발생하는 비점수차(非點收差)와 구면수차(球面收差)를 해소하기 위해 렌즈의 한쪽 면이나 양쪽 면을 비구면적으로 설계한 렌즈다.
비구면 안경렌즈의 장점은 초점의 흐려짐이 적고 색분산이 적으며 주변부 시야흐림이 거의 없다. 또 경사면 난시현상이 적고 구면렌즈에 비해 얇고 가볍다. 비구면렌즈는 안경렌즈, RGP콘택트렌즈, 인공수정체 등에서 다양하게 적용된다.
구면수차란 굴절된 빛이 한 점에 모이지 않고 어긋나는 현상으로 시력의 질을 떨어뜨리고 눈부심과 빛번짐을 일으키는 것을 의미한다. 비점수차는 흔히 난시를 발생시키는 요인으로 두 개 이상의 초점이 나타나는 현상을 말한다.
산소투과성이 뛰어나 눈 건강에 좋은 RGP콘택트렌즈도 비구면과 구면렌즈 중 하나를 선택해 구입할 수 있다. 비구면 콘택트렌즈는 각막과 직접 접촉하기 때문에 비구면인 각막의 해부학적 구조와 일치, 각막의 변형이 없고 중심부와 주변부의 경계면이 없어 눈물순환이 원활하다. 또 렌즈를 착용했을 때 중심이탈로 인한 움직임이 적어 착용감이 좋으며 각막에 부드럽게 밀착해 불규칙한 각막난시를 교정하는데 효과적이다.
백내장수술에 사용되는 인공수정체에도 비구면렌즈가 적용되고 있다. 인공수정체란 안구 내의 원근을 조절하는 투명한 수정체가 백내장으로 혼탁해지면 백내장수술로 이를 제거하고 대신 그 자리에 삽입하는 안내렌즈를 말한다.
일반적인 구면인공수정체는 수정체를 통과한 빛이 정확하게 망막 위의 한 점에 모이지 않는다. 이는 인공수정체의 둥근 모양으로 인해 발생하는 구면수차가 시력의 질을 떨어뜨리기 때문이다. 반면 비구면인공수정체를 통과한 빛은 정확하게 망막 위의 한 점에 모인다.
비구면인공수정체를 사용하면 구면인공수정체에 비해 시력개선효과가 높아 색채구분능력이 향상되고 눈부심이나 빛번짐현상이 거의 없어진다. 따라서 비구면인공수정체는 낮은 조명하에서 활동이 많은 사람, 동공이 커서 불편한 사람, 야간활동이나 야간운전이 많은 사람 등에게 적합하다.
