Линзы, созданные с использованием жидких кристаллов, могут стать основой очков, способных легко переключаться между коррекцией близорукости и дальнозоркости.
Бифокальные очки существуют с XVIII века, и их конструкция с тех пор принципиально не менялась. Обычно нижние половины линз предназначены для рассматривания близко расположенных объектов, а верхние — для удаленных, поэтому человек, носящий их, вынужден переводить взгляд. Новые очки, описанные в Physical Review Applied, можно переключать нажатием кнопки.
Вместо того чтобы делать линзы исключительно из стекла, которое должно быть выпуклым или вогнутым в зависимости от его функции, разработчики заполнили их жидкими кристаллами. Они по-разному преломляют свет в зависимости от расположения молекул внутри слоя, и этим можно управлять с помощью электрического поля.
Идея основанных на этом принципе переключаемых очков, в которых тонкие электроды в оправе создавали бы необходимые электрические поля, существует уже почти 50 лет, признает профессор И-Синь Линь из Национального университета Ян Мин Цзяотун на Тайване. Но до сих пор их разработку тормозили технические проблемы. Преодоление хотя бы некоторых из них позволило наконец создать носимый прототип.
Новинка обладает пока ограниченным диапазоном регулировки оптической силы, имеет функциональную область обзора около 10 миллиметров — что в три-четыре раза меньше, чем у обычных очков — и требуют около пяти секунд для настройки после нажатия кнопки на оправе. Однако, по заверениям Линь, ее команда полностью изучила физические принципы, лежащие в основе работы очков, и у группы есть понимание, как улучшить их в будущем, включая сокращение времени переключения за счет оптимизации электроники.
«Почти каждому из нас рано или поздно понадобятся очки с диоптриями, поэтому потенциальный рынок огромен», — говорит физик-теоретик Виктор Решетняк из Киевского национального университета имени Тараса Шевченко, соавтор работы.
Больше всего переключаемые очки могут быть полезны представителям технических профессий, которым нужно видеть мелкие объекты в верхней части поля зрения, считает офтальмолог Виола Каневски из Нью-Йорка. Кроме того, новинка придется по душе тем, чья работа требует широкого обзора — например, архитекторам, которым необходимо оценивать широкие прямые линии, или биржевым брокерам, которым может потребоваться просмотр нескольких больших экранов, как ближних, так и дальних, без постоянного поворота головы.
Однако прототипу пока далеко до клинической готовности — отчасти из-за малой рабочей области линз, указывает Марк Розенфилд из Колледжа оптометрии Университета штата Нью-Йорк.
Тем временем в лаборатории Линь добились времени переключения линзы из одного режима в другой около 300 мс, но для этого к ней пришлось приложить 40 вольт.
Использование электронных компонентов также увеличивает стоимость и сложность производства жидкокристаллических очков, что может стать препятствием для их широкого распространения, добавил Джошуа Сильвер из Оксфордского университета. В 2004 году он с коллегами представил другую конструкцию саморегулируемых очков, использующих жидкости.
