• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
14.02.2024, 17:20
Илья Гриднев
1
3,9 тыс

Новый дизайн «спиральных» линз позволил четко видеть вдали и вблизи одновременно

❋ 5.6

Французские ученые представили спиралевидные линзы, основанные на технике проектирования свободной формы, которые позволяют видеть четко на разных расстояниях и при разном освещении. Это открывает новые перспективы в области оптики.

Иллюстрация спиралевидной линзы / © Laurent Galinier

Хрусталик нашего глаза в норме фокусирует свет на сетчатке, так что мы видим четко. Однако при проблемах со зрением фокус оказывается ближе или дальше сетчатки, и изображение получается расплывчатым. В повсеместно использующихся для коррекции зрения линзах обычно только одна фокусная точка. Существуют также многофокусные линзы с разными фокусными точками в верхней части для того, чтобы смотреть вдаль, и в нижней — для близких объектов. 

Мультифокальность в таком случае достигается за счет применения дифракционных или преломляющих дизайнов, но их чувствительность к расширению зрачка вызывает проблемы, особенно в условиях фотопического зрения (зрение при высокой освещенности, когда функционируют колбочки сетчатки). Новый дизайн линз предлагает альтернативу для улучшения качества изображения в разных фокусных областях. Исследование опубликовано в журнале Optica.

Слева: результирующая разность оптических траекторий. Справа: примеры спиралевидных линз. / © Laurent Galinier

Разработанные линзы позволяют формировать фокальные точки и глубину резкости с помощью нескольких простых параметров их геометрии. Они используют спиралевидную модификацию для распределения оптической силы. Из-за этого при прохождении света через линзу образуются оптические вихри — потоки света вращаются, подобно воде, стекающей по канализационной трубе. За счет этого формируются два эквивалентных оптических поля, сходящихся в разных зонах, что создает эффект мультифокальности.

Тестирование новых линз проводили «классическим» путем оценки четкости букв на световой доске. Участники отметили, что изображения выглядят четкими на различных расстояниях и при разных условиях освещения. Однако разработанный дизайн не идеален. Изображение не получается кристально четким на всех расстояниях: если традиционные линзы дают высокий уровень четкости на одной дистанции, но очень размыты на другой, «спиральные» линзы сглаживают это, так что пользователи получают достаточно хорошее зрение по всему диапазону, но не достигают максимума обычных линз.

(a) Традиционная астигматическая линза с несколькими фокальными областями имеет дефекты разрешения и анизотропии. (b) Спиралевидная линза имеет три фокальные точки и дает более четкое изображение в фокусных областях. / © Laurent Galinier

Опробованный дизайн позволяет создавать мультифокальные устройства с увеличенной глубиной резкости без использования сложных оптических систем, применявшихся для этой цели ранее. Например, в области смешанной реальности для систем отображения необходима адаптация к расстоянию до визуализируемых объектов. Обычные подходы направлены на реализацию динамических систем адаптации, что приводит к сложным конструкциям устройств. А вот спиралевидные линзы с очень большой глубиной резкости представляют собой пассивное, дешевое и простое в реализации решение.

Разработки на основе новой технологии будут полезны не только в офтальмологии, но и потенциально усовершенствуют носимые устройства и системы машинного зрения для дронов и автономных автомобилей, что поможет сделать их более надежными и эффективными.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Автор материалов на стыке разных областей знания — от археологии и палеонтологии до физики и технологий. Интересуется тем, как работает мир, и рассказывает об этом понятно и увлекательно.
Подписывайтесь на нас в Telegram, Яндекс.Новостях и VK
Предстоящие мероприятия
9 апреля, 08:30
Максим Абдулаев

Окаменелые остатки рептилии возрастом 289 миллионов лет сохранили полное анатомическое устройство грудной клетки ранних покорителей суши. Благодаря нетронутым хрящам исследователи реконструировали механику первого полноценного реберного дыхания. Наличие в тканях оригинальных белков подтвердило, что сложные органические молекулы способны сохраняться в палеонтологической летописи почти на 100 миллионов лет дольше, чем считалось.

9 апреля, 13:25
Андрей Серегин

Представления о политическом устройстве древних майя долгое время сводились к образу всемогущего обожествленного царя. Однако новые находки археологов в джунглях Гватемалы показали, что на смену абсолютной монархии там пришла куда более открытая форма власти — с советами, открытыми заседаниями и коллективной ответственностью.

9 апреля, 16:10
Татьяна Зайцева

Изучая остатки корабля, затонувшего примерно 2600 лет тому назад у побережья современного Израиля, морские археологи обнаружили, что он перевозил необработанные железные слитки, заключенные в защитный шлак. Эта находка опровергает предположения о том, что железо в древности ковали сразу после плавки — видимо, его транспортировали в виде сырья, и только потом оно попадало к кузнецам.

5 апреля, 15:48
Александр Березин

Четыре человека, летящие к Луне, столкнулись с целым рядом мелких неприятностей — от низкой температуры в начале работы до поломки мочевыводящей системы туалета на вторые сутки и необходимости взамен пользоваться пакетами. К счастью, пока самые крупные сложности удалось компенсировать. Но все они вместе могут сдвинуть ситуацию к решению, о котором Naked Science уже говорил в нашем видеоподкасте о миссии: не исключено, что при высадке астронавтов на Луне их корабль состыкуют со Starship не на окололунной, а уже на околоземной орбите.

9 апреля, 08:30
Максим Абдулаев

Окаменелые остатки рептилии возрастом 289 миллионов лет сохранили полное анатомическое устройство грудной клетки ранних покорителей суши. Благодаря нетронутым хрящам исследователи реконструировали механику первого полноценного реберного дыхания. Наличие в тканях оригинальных белков подтвердило, что сложные органические молекулы способны сохраняться в палеонтологической летописи почти на 100 миллионов лет дольше, чем считалось.

8 апреля, 02:43
Максим Абдулаев

Международная команда палеонтологов развенчала статус окаменелости Pohlsepia mazonensis, которая с 2000 года считалась древнейшим осьминогом на земле. Сканирование выявило внутри породы скрытый зубчатый аппарат (радулу). Его строение показывает, что перед учеными не осьминог, а окаменевшие остатки сгнившего наутилуса. Это открытие сдвигает появление первых осьминогов на 150 миллионов лет вперед и заставляет пересмотреть молекулярные часы эволюции головоногих.

19 марта, 10:58
Игорь Байдов

В парках некоторых стран все чаще можно заметить странную картину: синицы и воробьи вместо пуха и веточек приносят в клювах сигаретные окурки. Орнитологи из Польши решили выяснить, зачем птицы выстилают гнезда мусором, пропитанным никотином. Оказалось, пернатые нашли способ использовать вредную человеческую привычку для защиты своего потомства. Но, как это часто бывает в природе, у медали есть обратная сторона.

19 марта, 12:41
Игорь Байдов

Марсоход «Персеверанс» обнаружил в камнях на кромке кратера Езеро спектральные признаки минерала корунда, из которого на Земле образуются рубины и сапфиры. Такие спектры на Красной планете зарегистрировали впервые. Теперь ученые пытаются понять, при каких процессах он мог там сформироваться, ведь условия на Марсе заметно отличаются от тех, в которых корунд обычно образуется на Земле.

5 апреля, 15:48
Александр Березин

Четыре человека, летящие к Луне, столкнулись с целым рядом мелких неприятностей — от низкой температуры в начале работы до поломки мочевыводящей системы туалета на вторые сутки и необходимости взамен пользоваться пакетами. К счастью, пока самые крупные сложности удалось компенсировать. Но все они вместе могут сдвинуть ситуацию к решению, о котором Naked Science уже говорил в нашем видеоподкасте о миссии: не исключено, что при высадке астронавтов на Луне их корабль состыкуют со Starship не на окололунной, а уже на околоземной орбите.

[miniorange_social_login]

Комментарии

1 Комментарий
То есть в новых линзах видно чуть хуже чем в обычных зато на всех расстояниях? Или в них на всех расстояниях видно зато одинаково плохо? 😏
Подтвердить?
Подтвердить?
Причина отклонения
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Комментарий на проверке

Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.

Понятно
Жалоба отправлена

Мы обязательно проверим комментарий и
при необходимости примем меры.

Спасибо
Аккаунт заблокирован!

Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.

Понятно
Что-то пошло не так!

Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.

Понятно
Лучшие материалы
Закрыть
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно