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正常眼的折光系统各折光面都是正球面的，即在球表面任何一点的曲率半径都相等。如果由于某些原因，角膜或晶状体的屈光面（通常见于角膜），互相呈垂直的主要经线弯曲度不同（例如，在某一经线上曲率半径变小，而在与之相垂直的经线上曲率半径变大），在这种情况下，通过角膜不同经线的光线在眼内不能同时聚焦，而是在空间形成互相垂直的两条焦线，这会造成物像变形和视物不清，这样的眼屈光状态叫做散光（astigmatism）。
角膜的曲率不等，存在最强和最弱的互相垂直的两条经线。通常将它们称为主经线，光线通过强弱两条不同的主经线后，形成相垂直的前、后两条焦线，光线通过角膜垂直的强主经线AB聚焦在F1，形成水平焦线称为前焦线，光线通过水平的弱主经线CD在F2形成垂直焦线称为后焦线。前后两条焦线的空间称为Sturm间隙，此间隙长度表示散光程度的大小：两焦线距离越大则散光程度越大。
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