变焦眼镜的简介

发布网友发布时间：2022-04-23 14:42

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热心网友时间：2022-07-17 07:08

2007年，美国的PixelOptics光学公司从亚利桑那大学买到了一项关于眼镜的专利。在漫长的准备之后，他们终于开始准备将这种眼镜推向市场，如果一切顺利的话，我们将会在今年年底见到它。这种新眼镜将在理论上，的确可以将我们的眼睛看成一台照相机：底片就是视网膜，而良好的视力就意味着无论是看近处还是远处的景物，都能够在视网膜上投出清晰的图像；而角膜和晶状体充当了变焦镜头的角色—实际上角膜不能够改变焦距，因为我们除了手术之外，没有办法自主改变角膜的形状，能够改变形状的是晶状体。晶状体是一块柔软的透明不规则凸透镜，可以借由周围睫状肌肉的运动而改变形状，虽然做为本能的一部分，我们自己并不会意识到睫状肌肉拉紧或者放松。当人们老去时，晶状体将会慢慢变硬，睫状肌将不再能够充分调整晶状体的结构，从而让我们的眼睛逐渐丧失改变焦距的功能，最终从变焦镜头变成定焦镜头。
虽然这颗定焦镜头的焦距因人而异，但是它都意味着过近或过远的景物都不能够在视网膜上有效成像。人们一直在受到这样的困扰，直到那个头像被印在100美元钞票上的本杰明·富兰克林发明了双光眼镜为止。从1775年直到今天，双光眼镜的基本原理都没有变过，依然是将两种折射率不同的镜片上下接合或者熔合在一片镜片上，以缩小一半视野的代价来换取不必换眼镜的便利。抬眼看山低眼看报，已经是我们对这种眼镜的固有印象。
但是过小的视野让人们不得不频繁移动脑袋，这会让一些人头昏眼花甚至头痛。人们开始研制能够改变焦距的眼镜，并且已经有了许多尝试。为此申请的专利，仅在美国专利局的记录中就有14项，最早可以追溯到D.A. Woodward，他早在1866年就发明了将液体填充在两层玻璃镜片之间以获得可变焦距眼镜的方法。
可以想象，在那个年代的工艺*下，这种眼镜也许看起来更像是*战电影中经常出现的红外线夜视仪，而不是我们熟知的那种可以轻巧地架在耳朵上的小工具。也正是因为这样的*，在过去的一百年里，都没有出现商业化的可变焦距眼镜。
现在这片空白终于可以被填补上了。从2002年开始，亚利桑那大学光子学与激光实验室的Nasser Peyghambarian教授领导的研究小组就开始研制基于液晶的可变焦距眼镜，争取能够制造出在任何情况下都能够准确自动对焦的眼镜。他们在两层玻璃之间镀上了环状的透明电极，夹上一层5微米厚的液晶材料，再将它们连接到镜架上安装的传感器、处理器和电池上。
他们所使用的向列型液晶是一种各向异性的材料，由棒状的分子组成，在光学性质上类似单轴晶体。在这类材料上，光轴和分子的长轴方向一致，在电场的驱动下，长轴将会倾斜，光轴和折射率也会随之变化。液晶的折射率的大小和电压有关，只需要几伏电压，就可以获得很大的改变。通过传感器对距离和视线落点的判断，这种眼镜可以在几微秒之内完成调焦的过程，使用者几乎感觉不到变化。就像PixelOptics公司的宣传那样，“比你最快的眨眼还要快。”
2007年，弗吉尼亚州的PixelOptics公司购得了相关专利，并且开始了漫长的商品化之路。这种眼镜的原型太过笨重，看起来像是我们在验光室里能看到的那种手动换镜片的测试眼镜，而且两侧还分别挂着巨大的电池和电子设备。市场化的重点在于如何将这整套设备的体积缩小、让它的外形看起来更赏心悦目，而且还不能以牺牲续航和处理能力为代价。PixelOptics早先的估计有些过于乐观，他们认为只需要一年时间就能够生产出成熟的商品，但是直到2009年2月，他们才开始进行小规模的测试；而最近的计划是能够在2011年到来之前，让这种眼镜出现在货架上。
在该公司总裁Ronald Blum看来，这种已经定名为“emPower！”的新型眼镜将会成为巨大的福音，继而带来惊人的财富。的确如此，面向中老年人的眼镜市场已经是一个年销售额高达500亿美元的市场。但是并不是只有PixelOptics在觊觎这块市场，从个人发明家到像依视路这样的大厂也都在向着同一个方向努力。洛杉矶的Stephen Kurtin已经将其发明的变焦眼镜推向市场，895美元一副。这种眼镜在鼻梁架上有一个可以手动调整焦距的小滑块，而且只有圆镜片一种选择。如果是一位手动变焦爱好者的话，倒是不妨尝试一下这种眼镜，只要不介意戴上它之后会像漫画老夫子或者哈利·波特。依视路正在和法国国家科研中心合作，打算在未来十年内开发出精确到像素级的自动变焦眼镜，让人们一生只需要一副眼镜就好。
也许每个人都会需要一副眼镜。随着透明显示设备和微型电子器件的发展，眼镜将会在未来承担越来越多的工作，不仅矫正视力，还很可能成为最常用的显示设备。将电池和传感器集成在眼镜上的尝试可能会带来更多的改变，我们今天看到的可变焦眼镜，也许是一个充满希望的新开始。