Ученые разработали революционный тип линзы, способной фокусировать свет на нескольких точках одновременно. Это открывает путь к созданию очков и контактных линз, обеспечивающих четкое зрение на разных расстояниях, без необходимости переключаться между фокусами.
Спиральная линза
Ключ к изобретению - форма спирали. Обычно линзы в наших глазах фокусируют свет на сетчатке, но возрастные, генетические или внешние факторы могут сбивать фокус. Из-за этого изображение становится размытым. Линзы для коррекции зрения компенсируют это за счет определенной кривизны, толщины и формы, индивидуальных для каждого человека.
Традиционные линзы имеют одну точку фокуса, но существуют и мультифокальные, где, например, верхняя часть предназначена для дали, а нижняя - для чтения. Однако они могут искажать изображение и иметь другие недостатки.
"Спиральная диоптра" - так назвали свое изобретение французские ученые. Благодаря спиральной форме, линза формирует три точки фокуса в поле зрения.
"В отличие от существующих мультифокальных линз, наша работает при любом освещении и сохраняет многофокусность независимо от размера зрачка", - говорит автор исследования Бертран Симон. "Для людей с возрастной дальнозоркостью или желающих имплантировать линзы, это может стать революцией в офтальмологии, обеспечив стабильно четкое зрение."
Спиральный дизайн создает оптический вихрь, закручивающий свет подобно воде в водостоке. Линзу изготовили с помощью передовых цифровых технологий, регулируя четкость путем изменения количества витков спирали.
Усреднённый результат
Тестирование показало, что изображение на экране с буквами стало более четким на разных расстояниях и при разном освещении. Однако, как видно на видео ниже, идеальной резкости на всех дистанциях добиться не удалось. Если традиционные линзы обеспечивают идеальную картинку на определенных расстояниях, но размывают объекты на других, то новая линза усредняет результат, давая приемлемую четкость на всем диапазоне, но не достигая пика традиционных линз.
Этот компромисс напоминает принцип лазерной коррекции Presbyond, при котором глазам назначаются разные фокусы для лучшей общей четкости.
Ученые планируют дополнительные исследования эффективности линзы в реальных условиях, а также ее применения в других областях.
"Новая линза может значительно улучшить глубину резкости при меняющемся освещении", - говорит Симон. "Дальнейшее развитие этой технологии может привести к прогрессу в компактных системах визуализации, носимых устройствах и датчиках дистанционного зондирования для дронов и автомобилей, сделав их более надежными и эффективными."
Исследование опубликовано в журнале Optica.
