Улучшить глубину зрения: зачем придумали спиралевидные линзы

Учёные создали спиралевидную линзу, способную сохранять чёткую фокусировку на различных расстояниях при меняющихся условиях освещения. Инновационное «вооружение» для глаз по сути аналогично обычным линзам для коррекции зрения, однако устраняет присущие тем искажения. Прорыв в потребительской индивидуальной оптике может значительно усовершенствовать технологии изготовления контактных линз, внутриглазных имплантатов для лечения катаракты и компактных оптических систем.

Бертран Симон — сотрудник Лаборатории фотоники, вычислительных и нанонаук (LP2N) Университета Бордо, Франция. Он объяснил, что в отличие от давно известных мультифокальных линз изобретённые хорошо работают в широком диапазоне освещения и сохраняют мультифокальность независимо от размера зрачка. Кстати, мультифокальными (а также полифокальными или прогрессивными) называют линзы с несколькими оптическими зонами, их особенность — градация возрастающей оптической силы.

Для потенциальных пользователей имплантатов или людей с возрастной дальнозоркостью новые линзы со спиральной структурой могут обеспечить неизменно чёткое зрение, что стало бы революцией в офтальмологии, считает Симон.

Изобретатели называют главную особенность свой линзы спиральной диоптрией. Завитки на поверхности создают множество отдельных точек фокусировки, что по сути очень похоже на сочетание нескольких линз в одной. Именно этот эффект и позволяет человеку в таких линзах чётко видеть на различных расстояниях.

Бертран Симон добавил, что необычные новые линзы могли бы послужить не только для ношения людьми со слабым зрением, но и в оборудовании. Мультифокальные свойства спиральных линз — мощный инструмент для восприятия глубины в передовых устройствах для обработки изображений.

А идея для новации зародилась, когда Лоран Галинье из французской компании SPIRAL SAS анализировал оптические свойства тяжёлых изменений роговицы у офтальмологических пациентов. Это и навело на мысль о создании линзы с уникальной спиральной конструкцией, которая заставила бы свет вращаться, как воду, воронкой стекающую в слив. Явление это известно как оптический вихрь, и оно создаёт множество точек фокусировки и улучшает видимость на разных расстояниях от воспринимаемого через спиральную линзу объекта.



Галинье объяснил, что для создания оптического вихря обычно требуется несколько различных компонентов. Однако новая линза как раз включает все элементы, необходимые для создания оптического вихря непосредственно на её поверхности. Вообще, создание оптических вихрей — очень многообещающая область исследований, и воплощение эффекта в пределах единой линзы упрощает процесс и знаменует собой прорыв на соответствующем направлении оптики, то есть разделе физики о поведение и свойствах света.

Исследователям удалось создать необычную линзу благодаря передовой технологии цифровой механической обработки. С её использованием они смогли сформировать завитки с высокой точностью. В ходе испытаний линзы обнаружилось, что оптические вихри можно изменять, регулируя количество витков вокруг оптической оси. В свою очередь добровольцы, которые воспользовались линзами, сообщили о возросшей остроте зрения в разных условиях.

Сейчас исследователи работают над изучением оптических вихрей, создаваемых новыми линзами. Они запланировали регулярно испытывать то, как линзы будут корректировать зрение пользователей. Кроме того, в числе интересов — шансы на внедрение концепции в производство рецептурных очков.