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带隐形眼镜吗?自带变焦功能,眨眼两次就可放大物体的那种

近日,中美科学家联合研发出了一种可以由眼睛运动控制的新型隐形眼镜。当用户连续眨眼两次时,这种眼镜就会变焦。

作者: | 2019-07-31 19:35:07 | 来源:搜狐

近日,中美科学家联合研发出了一种可以由眼睛运动控制的新型隐形眼镜。当用户连续眨眼两次时,这种眼镜就会变焦。

其中眼动信号是实现这种变焦的关键。眼动信号是一种由眼部运动而引起眼部周围电势发生变化的生物电信号。

据此,科学家们测量出眼球进行上下左右以及眨眼或连续眨眼等特定动作时产生的电信号,并制造出一种能直接对这些电信号做出反应的软性仿生透镜。

(图片来源:微博视频截图)

透镜由高分子材料制成,当施加电流时高分子材料会膨胀。当高分子材料因膨胀变得更加凸出时,镜头就会变焦,这意味着用户可以通过眨眼来放大物体。

因此,镜头便可以在眨眼间完成变焦。

很多小伙伴对此觉得惊叹不已,其实我们的人眼本身就可以实现变焦

如果把人的眼睛比作一部照像机,那么,瞳孔就好比相机中可调节的光圈;角膜和晶状体系统则组成了相机镜头;视网膜就是底片或者图像传感器 (CCD);而附着在晶状体上的睫状肌运动正是相机的机电控制系统。

众所周知,单反相机的镜头分为定焦镜头和变焦镜头。变焦镜头焦距拉长,成像大、视野窄;焦距缩短,则成像小、视野广。

显然,人的眼睛在看任何事物的时候成像大小都不会发生改变,因此,人的眼睛常常被认为是“定焦镜头”。

对于相机来说,焦距就是从镜片中心到底片或CCD的成像距离。而对人眼来说,焦距就是角膜和晶状体中心到视网膜的成像距离。

人眼到底能不能变焦,其实就取决于角膜和晶状体的屈光能力(焦距与屈光度成反比),也就是睫状肌运动的能力。具体来说,当睫状肌收缩时,晶状体受到的拉力减小,并靠自身的弹力变得圆凸,增加了对光的折射,使眼睛能看清近物,此时,焦距最小;正常远看时,睫状肌放松,晶状体受到的拉力增加而变得扁平,屈光能力变小,焦距变大。

因此,正常的人眼的确是通过变焦来实现对焦,从而远近事物都能看清。不过,人眼的变焦范围十分有限,相当于1.19倍的光学变焦,自身很难察觉

对于普通的近视或者远视眼,晶状体形状发生突变,使得对焦在了视网膜的前方或者后方,造成看近物或者远物变得模糊。在这种情况下,睫状肌依然可以正常收缩,只是原有的收缩范围不足以使人眼调整到能够正常对焦。

此时,在一副定焦的近视眼镜或者老花镜的帮助下,人眼与眼镜叠加后的有效焦距又可以恢复到正常的范围内。

但是,有的老年人角膜、晶状体的屈光能力退化,或者接受过人工晶体手术的患者,睫状肌都无法进行正常调节,过近或过远的景物都不能够在视网膜上有效成像。这个时候,普通的定焦眼镜不足以帮助他们对焦,一副变焦眼镜就显得尤为重要了。

研制变焦眼镜的鼻祖可能要数大发明家本杰明·富兰克林

富兰克林在60多岁的时候,视力情况开始恶化。他在工作、需要阅读写作时,必须要佩戴适合看近处物体的眼镜;而需要看向远处的物体时,又不得不换上另外一副——这让人太不爽了!于是,富兰克林同时使用近焦镜片和远焦镜片发明了双光眼镜。

后来的双光眼镜也延续了富兰克林的原理,但这种双光眼镜的优点是能看清两个距离,镜片的上部看远,下部看近,缺点是看不清中间距离。

而为了改进这种眼镜,早在2002年,亚利桑那大学的研究人员就开始研制基于液晶的可变焦距眼镜。他们在两层玻璃之间镀上了环状的透明电极,夹上一层5mm厚的液晶材料,液晶分子受到电场的作用时会改变运动方向。

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。

2015年瑞典的一位光学研究者开创性地发明了一种变焦隐形眼镜,能够帮助用户放大看不清的物体。

这种可变焦隐形眼镜在 1.55mm 厚的镜片中集成超薄反射式望远镜,该反射镜片可以捕捉光线并反射,从而增大远处物体的体积,用户视力可因此提高 2.8 倍。

这种眼镜当时主要用于老年性黄斑病变,用户可以在放大和正常效果间切换,眨右眼即可放大,眨左眼恢复正常,这对很多非老年性黄斑病变的用户来说也极具吸引力。

相比之下,中美科学家最新研发的这款新型隐形眼镜的应用范围更广。无论用户能否看到眼前景象,镜头都能正常工作。这与视觉无关,而是与眼睛特定运动产生的电流有关。

研究人员相信,这项创新将在“未来的视觉假体、可调节眼镜和远程操作机器人等方面得到应用”。