Телескоп в очках приближает детали незаметно для посторонних
Учёные создали экспериментальные очки, каковые разрешают собственному обладателю бросать воистину орлиные взоры на удалённые предметы. И, что весьма интересно, снаружи данный аксессуар слабо отличается от очков простых. Для этого результата исследователям потребовалось филигранно встроить сложную оптику вовнутрь… оптики.
Не забывайте «Бабушка, а для чего у тебя такие громадные глаза?» Очки в полной мере возможно назвать «громадными глазами». Увы, сколько ни совершенствуют данный несложный, казалось бы, предмет, но существуют обстановке, в то время, когда и он не разрешает достаточно прекрасно «видеть внучку». При вождении авто, к примеру.
Замена внучки на дорожные символы сути не меняет. Слабовидящим водителям так же, как и прежде нужна помощь изобретателей: ну не совершенны на дороге те же очки, что человек применяет в повседневной судьбе. Необходимо так как, дабы острота зрения обеспечивалась на всех расстояниях – от самых родных до самых удалённых.
В противном случае водить легко небезопасно.
Добавьте ко мне требование широкого поля зрения. Получается, что с собой в машину водителю со не сильный глазами необходимо брать какие-нибудь особые очки.
Очки бифокальные и прогрессивные лучше, нежели простые. Но и они не всегда могут обеспечить безопасность вождения (фотографии с сайтов eabco.com, elvex.com, advancedeyecareri.com и framesdirect.com).
И такие, вообще-то, существуют – очки с прогрессивными линзами. У них сложный профиль поверхности, дающий плавное изменение диоптрий от территории к территории. Соответственно тут нет резкого перехода от участка «дальнего» к участку «ближнего» зрения, характерного очкам бифокальным (у них главная линза имеет маленькую вставку).
Но некоторых эти достижения и людей цивилизации порадовать не смогут. Увы, при определённых нарушениях зрения кроме того лучшие очки не разрешают просматривать символы, расположенные в сотнях метров от автомобили.
Так что, ездить как черепаха?
Имеется ещё один выход. Практически шесть десятков лет люди экспериментируют с очками-телескопами. Да не только экспериментируют — иные в далеком прошлом водят авто с этими приспособлениями.
Монокулярный биоптический телескоп даёт водителю возможность рассматривать отдельные символы, но неудобен в применении (фото Eli Peli, Fernando Vargas-Martin).
Устроены эти очки несложно: прямо на линзах либо выше оправы монтируется миниатюрный биоптический телескоп с маленьким повышением (скажем, раза в два с половиной либо три). Через него шофер может кинуть маленький пристальный взор на интересующий его предмет. А потому, что имеется повышение изображения – обладатель спецочков может различить надпись на символе с приличного расстояния.
Но в этот самый момент не всё гладко. Люди, использующие такие очки, в сам телескоп наблюдают ничтожную долю времени, практически целый путь ограничиваясь общей картиной через главную линзу. Обстоятельство несложна – дабы взглянуть в «внимательно», человек обязан скоро наклонить голову и опять поднять её. Причём сейчас обзор через главные очки фактически теряется.
И то и другое – громадное неудобство.
Устранить эту проблему задумала несколько учёных из америки и Испании. Она решила создать очки, дающие и широкий обзор, и приличное повышение фрагмента местности. Без неуклюжего телескопа, нахлобученного на линзы простых очков с диоптриями.
Над этим проектом трудятся врач Эли Пели (Eli Peli) из исследовательского глазного университета Шепенса при Гарвардском университете (Schepens Eye Research Institute) и сотрудники тамошней Лаборатории восстановления зрения (Vision Rehabilitation Laboratory), и Фернандо Варгас-Мартин (Fernando Vargas-Martin) из испанского университета Мурсии (Universidad de Murcia).
Это симуляция вида через простые очки-очки и телескоп-телескоп, создаваемые группой Пели. В первом случае взор через территорию приближения скрывает от водителя критически ответственную данные в первых рядах, во втором — человек видит и всю обстановку на дороге, и необходимый символ, причём как через главные линзы (отмечен стрелкой), так и в увеличительной вставке (фото Eli Peli, Fernando Vargas-Martin).
Они постарались выполнить два требования. Первое – телескоп должен быть органично встроен в сами очки, да так, дабы визуально не кидаться в глаза. Второе – картина с телескопа обязана подаваться так, дабы не перекрывать главный участок местности перед глазами водителя.
Как видим, Эли Пели носит очки. До тех пор пока — классические (фото с сайта harvard.edu).
Экспериментаторы осознали, что оправой для маленького телескопа, талантливого обеспечить «вставку» увеличенного фрагмента поля зрения, может выступать не только оправа, но кроме того линза.
Линзы в линзе – во как. Обратите внимание, речь заходит не просто об участке очков с другими диоптриями, а о телескопе – с объективом, окуляром и зеркалами.
Пели и его сотрудники спроектировали, вычислили а также выстроили и испытали сходу пара вариантов собственных чудо-очков. Телескопы в них были выполнены как по схеме рефрактора Галилея, так и рефрактора Кеплера.
Учёные совершили много времени, выясняя преимущества и недочёты той либо другой схемы, и – продумывая наилучшую вариацию телескопа, «растворённого» в главных линзах очков.
Оказалось весьма интересно.
Базисный дизайн галилеева телескопа в линз очков. a) — разрез, вид сверху. окуляр и Объектив наклеены на главную линзу, а свет между ними передают маленькие зеркала, встроенные в её толщу. b) — человек наблюдает через фактически очки. c) — взор через телескоп (иллюстрация Eli Peli, Fernando Vargas-Martin).
Чтобы получить желаемое повышение (втрое), необходимое поле зрения телескопа, минимальные искажения и другое, авторы работы старались расширить путь света от объектива к окуляру.
Это удалось выполнить, встроив зеркала вовнутрь основных линз (другими словами линз самих очков). Причём зеркала эти расположились так, что практически не мешают наблюдать через очки.
В зависимости от подробностей телескопа, например, комплекта его линз, и по большому счету – принятой оптической схемы, зеркала эти смогут быть как плоскими, так и криволинейными.
1 — объектив, 2 — окуляр. Буквами M обозначены зеркала. На снимке справа продемонстрирован прототип телескопа, в котором главные зеркала телескопа выполнены путём отрезания части главной линзы очков.
В этом случае трудится полное внутреннее отражение (иллюстрация и фото Eli Peli, Fernando Vargas-Martin).
Команда израсходовала много сил на «игру» с оптическими схемами, чтобы обеспечить не только чёткость картины в телескопе, но и её приемлемую яркость.
А ведь ещё нужно было сохранить миниатюрность подробностей телескопа, дабы они не мешали человеку пользоваться очками как и всегда.
Удалось совместить эти требования далеко не сходу.
Снимок, полученный через прототип очков, продемонстрированный на прошлом кадре. Как видно, принятая схема снабжает смещение увеличенной вставки (надпись CVS) в сторону от главного поля зрения (фото Eli Peli, Fernando Vargas-Martin).
Вначале было сделано пара прототипов, различавшихся линзами и их обоюдным размещением а также покрытием зеркал (впредь до золотого).
Более того, авторы проекта поэкспериментировали и с телескопом-рефлектором – другими словами встроили в главные линзы комплект криволинейных зеркал, каковые давали необходимое повышение.
Телескоп на одних зеркалах, встроенных прямо в толщу стекла очков (иллюстрация Eli Peli, Fernando Vargas-Martin).
В следствии учёные заключили, что наилучшими параметрами будут владеть очки-телескоп, созданные по сверхсложной схеме: как труба Кеплера, дополненная поляризующими светоделителями (в роли встроенных наклонных зеркал) и четвертьволновыми пластинками.
Последние два типа оптических элементов необходимы для сохранения большой яркости картины, «путешествующей» через массив основной линзы самих очков.
На определённом участке пути свет будет поляризован, и это должно обеспечить наилучшее отражение в полупрозрачных зеркал-делителей.
В это же время сами эти зеркала смогут быть выполнены практически невидимыми со стороны. А ведь затевалось всё в числе другого и для увеличения эстетичности очков с телескопом.
Кеплеровский телескоп в очках с поляризующими светоделителями (BS1 и BS2) и четвертьволновыми пластинами (λ/4). Как и раньше, буквами M обозначены зеркала.
1 — непрозрачная вставка, повышающая контрастность увеличенного изображения (иллюстрация Eli Peli, Fernando Vargas-Martin).
Скажем больше, первый светоделитель, выступающий в таковой схеме в роли объектива, возможно выполнен более большим, соответственно – он соберёт больше света для телескопа и наряду с этим не будет мешать основной функции очков – обзору с широким полем зрения.
на данный момент команда ищет партнёров в индустрии, дабы наладить серийное производство. Пели считает, что очки будут достаточно технологичны в изготовлении и относительно недороги. (В случае если вам занимательны узкие подробности проекта и вы готовы окунуться в дисторсию с дисперсией — вот статья (PDF-документ) авторов изучения в Journal of Biomedical Optics.)
В условиях стареющего населения (а так обстоит дело во многих развитых государствах) и распространения негативных возрастных трансформаций в сетчатке такие очки-телескопы должны пользоваться популярностью. И не только среди водителей.
А их внешнее сходство с очками простыми потенциальным клиентам должно понравиться.
И дело тут не в одной эстетике.
Экспериментальный прототип очков-телескопа, выстроенный по «финальной» схеме. Справа: башня, видимая простым образом, и через очки. Причём тут продемонстрированы два выполнения с различным размещением зеркал. В одном случае получается удачно совмещать прямую картину часов на башне с увеличенной. Действительно, сама эта картина до тех пор пока выходит перевёрнутой.
Но это — только устройство для отработки разработки (фотографии Eli Peli, Fernando Vargas-Martin).
Очки-телескопы простого типа навевают у окружающих мысли о чудаковатости носящего этот предмет человека. Ещё появляются ассоциации со всякими сумасшедшими учёными из фантастических фильмов, какими-то комиксами…
Да и просто – такие «суперувеличители» светло говорят о слабости обладателя. О его возрасте, наконец.
Ну а кто, спрашивается, желает всегда подчёркивать собственный возраст?
