法国研发螺旋状透镜 可在各种距离和光线条件下提供清晰视觉

盖世汽车讯 据外媒报道，法国光电、数值和纳米科学实验室（LP2N）的研究人员研发了一种螺旋状的透镜，其能够在各种光线条件下保持清晰的焦点。该种新型透镜的工作原理与用于校正视力的渐进式透镜类似，只是不会像渐进式透镜经常会看到扭曲场景一样。该项研究将推动隐形眼镜技术、白内障眼内植入及微型成像系统的发展。LP2N实验室是光学研究所研究生院（the Institut d'Optique Graduate School）、波尔多大学（the University of Bordeaux）及法国国家科学研究院（CNRS）的联合研究单位。

螺旋状透镜（图片来源：LP2N）

LP2N实验室的Bertrand Simon表示：“与现有的多焦点透镜不同，我们的透镜在各种光线条件下都表现良好，而且无论瞳孔大小，都可以保证多焦点。对于潜在的眼内植入物使用者以及因年龄导致远视眼的人群而言，其可以始终提供清晰的视力，可能会彻底变革眼科。”

研究人员将此种新透镜叫做螺旋屈光镜，其螺旋状的排列方式创造了很多独立的焦点，就像一个透镜里面有多个透镜一样，因而可以看清不同距离的物体。

Simon表示：“除了眼科应用，该款透镜的简单设计也对紧凑型成像系统有利。其将简化此类系统的设计和功能，同时提供一种无需额外光学元件就能完成不同深度成像的方法。此类功能加上该透镜的多焦点特性，为高级成像应用的深度感知提供了一个强大的工具。”

创造光线旋涡

该款螺旋透镜设计的灵感来源于该论文第一作者法国SPIRAL SAS研究所的Laurent Galinier，他分析患有严重角膜变形患者时观察到的光学特性促使其构思了一款具有独特螺旋设计的透镜，可让光线旋转，就像水进入下水道一样。此种现象称为光学漩涡，可产生多个清晰焦点，让该透镜在不同距离范围内都可以提供清晰焦点。

Galinier表示：“创造一个光学漩涡通常需要多个光学组件。不过，我们的透镜包含了必要的元素，以直接在其表面上制造一个光学漩涡。制造光学漩涡是研究领域一个蓬勃发展的话题，但我们的方法简化了该过程，是光学领域内的一次重大进步。”

研究人员利用先进的数字化加工技术打造出高精度、具有螺旋设计的透镜，然后采用数字“E”（与验光师在发光视力表上采用的那些E字类似）来验证该透镜。最终观察到，无论采用什么大小的孔径，一直都实现令人满意的图像质量。

研究人员还发现，可以通过调整拓补电荷来修改光漩涡，拓补电荷本质上就是围绕光轴的绕组数。使用了此种透镜的志愿者也报告表示，在各种距离和光线条件下，其视力都得到了明显的改善。

跨学科

研究人员们通过跨学科合作，将精心设计与先进制造技术相结合，才实现了该款新透镜。Simon表示：“螺旋屈光透镜最初由一位发明家构思出来，通过与光学科学家的深入研究合作，得到了科学证实，最终成为一种创造先进透镜的创新方法。”

现在，研究人员正在寻求更好地了解该款透镜产生的独特光学漩涡，还计划对该款透镜的视力矫正能力进行系统试验，以全面确定其在现实环境中的性能和优势。

此外，他们还在探索将该概念应用于处方眼镜的可能性，从而让用户能够在各种距离上具有清晰视力。

Simon表示：“该款新透镜能够在各种光线条件下，极大地提高人们的视觉深度。未来该技术经过发展，还可能促进紧凑型成像技术、可穿戴设备以及无人机或自动驾驶汽车的遥感系统的进步，将可让此类技术更可靠、更高效。”

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