Ученые разработали новый тип линз, которые создают несколько фокусных точек, что может стать основой для очков или контактных линз, обеспечивающих более четкое изображение на различных расстояниях. Секрет? Придаем линзе спиральную форму.
Хрусталики наших глаз естественным образом фокусируют свет на сетчатку, но генетические, экологические или возрастные условия могут нарушить работу фокуса. Если он окажется слишком далеко вперед или слишком далеко назад, мир станет размытым. К счастью, корректирующие линзы созданы для того, чтобы противодействовать этому, благодаря определенной кривизне, толщине и форме, в зависимости от индивидуальных потребностей каждого человека.
Часто линза имеет только одну фокусную точку, но сейчас распространены и мультифокальные линзы — например, ваши очки могут быть скорректированы для видения вдаль вверху и чтения внизу. Но они могут иметь искажения или другие проблемы.
Для нового исследования ученые из Лаборатории фотоники, численных и нанонаук (LP2N) во Франции разработали новый тип линзы, которую они называют «спиральной диоптрией». Как следует из названия, эта линза имеет спиральную форму, которая создает три разных фокуса в поле зрения.
«В отличие от существующих мультифокальных линз, наша линза хорошо работает в широком диапазоне условий освещения и сохраняет мультифокальность независимо от размера зрачка», — сказал Бертран Симон (Bertrand Simon), автор исследования. «Для потенциальных пользователей имплантатов или людей с возрастной дальнозоркостью это может обеспечить стабильно четкое зрение, потенциально совершив революцию в офтальмологии».
Иллюстрация спиральной линзы художником. Фото: Laurent Galinier
Спиральная конструкция создает так называемый оптический вихрь, который, по сути, заставляет свет вращаться, как вода, журчащая в канализации. Новая линза была отформована в виде спирали с использованием передовых технологий цифровой обработки, и команда могла регулировать качество линзы, изменяя количество витков спирали.
Линзу проверяли по старинке – смотрели, насколько четкими выглядят цифровые буквы на световом табло. Добровольцы сообщили, что изображения выглядели более четкими на разных расстояниях и в разных условиях освещения.
Но, как показывает моделирование, это не идеальное решение. Изображения не кристально четкие на всех расстояниях: если традиционные линзы выглядят очень резкими на определенных расстояниях, но очень размытыми на других, новые усредняют это, поэтому зрители получают достаточно приличное зрение во всем диапазоне, но никогда не достигают пика как с обычными линзами. Звучит как компромисс, но в каком-то смысле это схожий принцип с хирургией Пресбионда, в которой используются лазеры для корректировки двух глаз в разные фокусные точки для лучшей средней четкости.
Команда планирует изучить, насколько хорошо новые линзы могут работать для коррекции зрения в реальных условиях, и утверждает, что они также могут улучшить другие технологии.
«Эта новая линза может значительно улучшить глубину зрения людей в изменяющихся условиях освещения», — сказал Саймон. «Будущие разработки этой технологии могут также привести к прогрессу в области компактных технологий обработки изображений, носимых устройств и систем дистанционного зондирования для дронов или беспилотных автомобилей, что может сделать их более надежными и эффективными».
Исследование было опубликовано в журнале Optica.
Источник: Optica
