突破性的新型螺旋形镜片可以通过在各种距离和不同光线条件下提供“清晰的视野”来极大地改善眼镜技术。

科学家说，它可以帮助患有白内障或与年龄相关的视力问题的人。

他们说它的工作原理很像用于视力矫正的渐进镜片 - 但没有这些镜片通常看到的失真。

法国研究小组表示，它可以帮助推进隐形眼镜技术、白内障人工植入物和小型化成像系统。

该研究由光子学、数值和纳米科学实验室（LP2N）的Bertrand Simon教授领导，该实验室是波尔多大学光学研究所和法国国家科学研究中心的联合研究单位。

Simon说：“与现有的多焦点镜片不同，我们的镜片在各种光照条件下表现良好，无论瞳孔大小如何，都能保持多焦点。

“对于潜在的植入物使用者或与年龄相关的远视患者来说，它可以提供始终如一的清晰视野，有可能彻底改变眼科。

研究人员称之为“螺旋屈光度”的新晶状体在《光学》杂志上进行了描述。

它的螺旋状特征的排列方式可以产生许多单独的焦点，就像将多个镜头合二为一一样，可以在不同的距离上清楚地看到。

Simon说：“除了眼科应用外，这种镜头的简单设计可以极大地有利于紧凑型成像系统。

“它将简化这些系统的设计和功能，同时还提供一种无需额外光学元件即可完成不同深度成像的方法。

“这些功能，加上镜头的多焦点特性，为高级成像应用中的深度感知提供了强大的工具。”

螺旋晶状体设计的灵感来自该论文的第一作者，法国SPIRAL SAS的Laurent Galinier，正在分析患者严重角膜变形的光学特性。

这促使他构思了一种具有独特螺旋设计的镜头，该镜头可以使光线旋转，就像水流入下水道一样。

这种现象被称为“光学涡流”，会产生多个清晰的对焦点，使镜头能够在不同的距离提供清晰的焦点。

Galinier说：“产生光学涡旋通常需要多个光学元件。

“然而，我们的透镜包含了将光学涡旋直接制造到其表面所需的元素。

“创建光学涡旋是一个蓬勃发展的研究领域，但我们的方法简化了过程，标志着光学领域的重大进步。

研究团队通过使用先进的数字加工来制造镜头，以高精度塑造独特的螺旋设计。

然后，他们通过使用镜头对数字“E”进行成像来验证镜头 - 就像验光师的照明板上使用的镜头一样。

该团队观察到，无论使用的光圈大小如何，图像质量仍然令人满意。

他们还发现，可以通过调整拓扑电荷来修改光涡旋，拓扑电荷本质上是光轴周围的绕组数量。

使用镜片的志愿者还报告说，在各种距离和照明条件下，视力都有明显改善。

要使新镜头实现，需要将直观的设计和先进的制造技术相结合。

西蒙说：“螺旋屈光度透镜最初是由一位直觉的发明家构思的，通过与光学科学家的深入研究合作得到了科学证实。

“其结果是创造了一种创造先进镜头的创新方法。”

研究人员现在正在努力更好地了解他们的镜头产生的独特光学涡旋。

他们还计划对晶状体矫正人体视力的能力进行系统试验，以确定其在现实世界条件下的性能和优势。

该团队还在探索将这一概念应用于处方眼镜的可能性，这可能会为用户提供多个距离的清晰视野。

Simon补充说：“这种新镜头可以在不断变化的照明条件下显着改善人们的视野深度。

“这项技术的未来发展还可能导致紧凑型成像技术、可穿戴设备和无人机或自动驾驶汽车遥感系统的进步，这可能使它们更加可靠和高效。