變焦眼鏡

百科名片
變焦眼鏡是指會根據需要而自動調整鏡片的焦距，讓佩戴者在任何情況下都能夠獲得清晰的圖像，聽起來就像是能夠自動調焦的相機鏡頭一樣的眼鏡。
變焦眼鏡—所有眼鏡度數變化的煩惱，在PixelOptics光學公司的新產品面前都會煙消雲散，因為這款眼鏡可以自動變焦。
2006年，美國的PixelOptics光學公司從亞利桑那大學買到了一項關於眼鏡的專利。在漫長的準備之後，他們終於開始準備將這種眼鏡推向市場，如果一切順利的話，我們將會在今年年底見到它。這種新眼鏡將在理論上，的確可以將我們的眼睛看成一台照相機：底片就是視網膜，而良好的視力就意味著無論是看近處還是遠處的景物，都能夠在視網膜上投出清晰的圖像；而角膜和晶狀體充當了變焦鏡頭的角色—實際上角膜不能夠改變焦距，因為我們除了手術之外，沒有辦法自主改變角膜的形狀，能夠改變形狀的是晶狀體。晶狀體是一塊柔軟的透明不規則凸透鏡，可以藉由周圍睫狀肌肉的運動而改變形狀，雖然做為本能的一部分，我們自己並不會意識到睫狀肌肉拉緊或者放鬆。當人們老去時，晶狀體將會慢慢變硬，睫狀肌將不再能夠充分調整晶狀體的結構，從而讓我們的眼睛逐漸喪失改變焦距的功能，最終從變焦鏡頭變成定焦鏡頭。
雖然這顆定焦鏡頭的焦距因人而異，但是它都意味著過近或過遠的景物都不能夠在視網膜上有效成像。人們一直在受到這樣的困擾，直到那個頭像被印在100美元鈔票上的班傑明·富蘭克林發明了雙光眼鏡為止。從1775年直到今天，雙光眼鏡的基本原理都沒有變過，依然是將兩種折射率不同的鏡片上下接合或者熔合在一片鏡片上，以縮小一半視野的代價來換取不必換眼鏡的便利。抬眼看山低眼看報，已經是我們對這種眼鏡的固有印象。
但是過小的視野讓人們不得不頻繁移動腦袋，這會讓一些人頭昏眼花甚至頭痛。人們開始研製能夠改變焦距的眼鏡，並且已經有了許多嘗試。為此申請的專利，僅在美國專利局的記錄中就有14項，最早可以追溯到D.A.Woodward，他早在1866年就發明了將液體填充在兩層玻璃鏡片之間以獲得可變焦距眼鏡的方法。可以想像，在那個年代的工藝限制下，這種眼鏡也許看起來更像是槍戰電影中經常出現的紅外線夜視儀，而不是我們熟知的那種可以輕巧地架在耳朵上的小工具。也正是因為這樣的限制，在過去的一百年里，都沒有出現商業化的可變焦距眼鏡。
現在這片空白終於可以被填補上了。從2001年開始，亞利桑那大學光子學與雷射實驗室的NasserPeyghambarian教授領導的研究小組就開始研製基於液晶的可變焦距眼鏡，爭取能夠製造出在任何情況下都能夠準確自動對焦的眼鏡。他們在兩層玻璃之間鍍上了環狀的透明電極，夾上一層5微米厚的液晶材料，再將它們連線到鏡架上安裝的感測器、處理器和電池上。
他們所使用的向列型液晶是一種各向異性的材料，由棒狀的分子組成，在光學性質上類似單軸晶體。在這類材料上，光軸和分子的長軸方向一致，在電場的驅動下，長軸將會傾斜，光軸和折射率也會隨之變化。液晶的折射率的大小和電壓有關，只需要幾伏電壓，就可以獲得很大的改變。通過感測器對距離和視線落點的判斷，這種眼鏡可以在幾微秒之內完成調焦的過程，使用者幾乎感覺不到變化。就像PixelOptics公司的宣傳那樣，“比你最快的眨眼還要快。”
2006年，維吉尼亞州的PixelOptics公司購得了相關專利，並且開始了漫長的商品化之路。這種眼鏡的原型太過笨重，看起來像是我們在驗光室里能看到的那種手動換鏡片的測試眼鏡，而且兩側還分別掛著巨大的電池和電子設備。市場化的重點在於如何將這整套設備的體積縮小、讓它的外形看起來更賞心悅目，而且還不能以犧牲續航和處理能力為代價。PixelOptics早先的估計有些過於樂觀，他們認為只需要一年時間就能夠生產出成熟的商品，但是直到2009年2月，他們才開始進行小規模的測試；而最近的計畫是能夠在2011年到來之前，讓這種眼鏡出現在貨架上。
在該公司總裁RonaldBlum看來，這種已經定名為“emPower！”的新型眼鏡將會成為巨大的福音，繼而帶來驚人的財富。的確如此，面向中老年人的眼鏡市場已經是一個年銷售額高達500億美元的市場。但是並不是只有PixelOptics在覬覦這塊市場，從個人發明家到像依視路這樣的大廠也都在向著同一個方向努力。洛杉磯的StephenKurtin已經將其發明的變焦眼鏡推向市場，895美元一副。這種眼鏡在鼻樑架上有一個可以手動調整焦距的小滑塊，而且只有圓鏡片一種選擇。如果是一位手動變焦愛好者的話，倒是不妨嘗試一下這種眼鏡，只要不介意戴上它之後會像漫畫老夫子或者哈利·波特。依視路正在和法國國家科研中心合作，打算在未來十年內開發出精確到像素級的自動變焦眼鏡，讓人們一生只需要一副眼鏡就好。也許每個人都會需要一副眼鏡。隨著透明顯示設備和微型電子器件的發展，眼鏡將會在未來承擔越來越多的工作，不僅矯正視力，還很可能成為最常用的顯示設備。將電池和感測器集成在眼鏡上的嘗試可能會帶來更多的改變，我們今天看到的可變焦眼鏡，也許是一個充滿希望的新開始。