你近視或老花嗎？是不是厭倦了這模糊的世界？來試試螺旋鏡片吧，這是一項由法國科學家發明的革命性產品，被稱為視力領域的瑞士軍刀。它能夠讓你在任何光線和距離下都能看得一清二楚，就如同為你的眼睛加裝了自動對焦功能，這可能會徹底改變眼科學，甚至對無人機、智能電話網絡攝影機、汽車視覺系統以及蘋果Vision Pro等產生重大影響。
該技術由法國光學研究院、波爾多大學和國家科學研究中心的光子學、數值和納米科學實驗室（LP2N）共同研發。當研究人員在分析患者因角膜變形導致的光學缺陷時，他們靈光一閃，想到了一個創意：能否讓光線像水流入漩渦一樣旋轉，形成光學渦旋，從而在不同距離上建立多個清晰的焦點？
傳統上，實作這樣的效果需要多個光學元件，這對眼鏡的輕便設計不太友好。研究人員因此想到了使用自由曲面設計技術。這是一種允許設計師建立復雜曲面的先進方法，可以精確控制光線走向，最佳化鏡頭效能，減少像差，提高成像質素，這一技術自2019年起已被實際套用。
透過改變幾個簡單的參數，這種設計允許改變屈光面的形狀，從而控制焦點的位置和景深，實作不依賴光圈大小的多焦點行為、擴充套件景深或透過焦點形狀深度編碼。
研究團隊運用先進的數碼加工技術對鏡片的屈光面進行精細的螺旋加工，使光束在傳播過程中產生旋轉的波前，實作多焦點功能，在不同的焦距處產生清晰的成像。簡而言之，就是透過精細磨削制造出螺旋形結構的鏡片，它在一個鏡頭中整合了多個鏡頭的功能。
像驗光師使用發光板上的字母「E」測試視力一樣，研究人員也使用類似方法來測試這種新型鏡片。無論光圈大小，即在各種光照條件下，這種鏡片都能提供滿意的成像效果。此外，誌願者的測試也證明了在各種距離和光線條件下，視力均有顯著提升。
研究人員進一步將螺旋多焦點鏡片與傳統的三焦點老花鏡進行了對比測試。結果顯示，在大多數焦點處，特別是在大光圈時，螺旋鏡片展現出更大的優勢。這意味著在需要寬廣視野、低光照或近距離工作時，螺旋鏡片能夠提供更清晰的視覺效果。
即使在小光圈下，螺旋鏡片也能保持清晰的多焦點視覺，這是傳統三焦點老花鏡無法實作的。這表明螺旋鏡片在各種光照和距離下都能持續提供清晰視野。此外，這種鏡片還能減少對大光圈的依賴，可能有助於減輕眼睛疲勞，提供更舒適的視覺體驗。
這項技術不僅可能改變我們觀察世界的方式，還簡化了光學系統的設計和功能，開啟了視覺革命的新篇章。想象一下，一個無需額外光學元件就能在不同深度完成成像的鏡片，這為光學設計師們提供了一把解鎖高級成像套用中深度感知之謎的萬能鑰匙。
想到了什麽嗎？馬斯克的特斯拉純視覺駕駛、蘋果的Vision Pro頭顯、以及緊湊型成像系統如手機和無人機鏡頭，都可能是這種鏡片展示其能力的理想舞台。
這種鏡片的功能與專為視力矯正設計的漸進鏡片相似，但消除了相關的常見畸變。研究人員認為，這一突破還可以顯著增強隱形眼鏡技術和用於白內障治療的眼內植入物。未來的工作將集中在如何最佳化設計參數，調整螺旋形狀和分布，進一步改進鏡片以提高各種光圈和聚焦區域的效能。
總的來說，這個創新發明可能標誌著光學領域的一次重大進步，對那些希望在任何條件下都能擁有完美視覺的人來說，這是一個充滿希望和承諾的訊息，希望這項技術能夠盡快得到套用。
