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作者：记者 倪伟波综合报道 来源： 发布时间：2016-9-14 16:18:17
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随着人们年龄的增长，视力逐渐下降，这会直接影响人们的日常生活。这时候，人们往往会选择佩戴眼镜以矫正近视或者中远视，以弥补视力弱化带来的种种困扰。
然而，有的人可能会碰到一副眼镜解决不了的情况——经常需要远近视两用眼镜或者几副眼镜才能看清楚远处和近处的物体。
因此，眼镜的聚焦调整对于佩戴者而言是一个头疼的问题。
不过最近，以色列初创不久的Deep Optics公司正在研究一种替代方案：一款自动聚焦的电子眼镜。若能实现，相信将会是解决这一问题的“好帮手”。
自动变焦 改变视界
这款名为“omnifocals”的眼镜依靠电流和液晶之间的相互作用来调整焦距，然后调整镜片的度数以确保眼睛能够聚焦于近处或远处的物体。
Omnifocals具体是如何让佩戴者自如地看清楚的呢？
首先，佩戴者要让眼睛瞄准一个客体对象，眼镜架上的红外传感器会测量瞳孔之间的距离，然后将这一信息传送至嵌入式处理器，以计算对象间的距离。
紧接着，根据计算的距离，一个内置的可充电电池通过镜片传送一种特定的电流。这种镜片含有三层，其中位于两层玻璃之间的微米厚的液晶层涂有铟锡氧化物，这是一种透明的导电材料。
然后，随着液晶层电压的变化，晶体的定位和分布发生转移，改变了光通过镜片的路径。因此，折射率也发生了变化。（在普通的眼镜里，镜片厚度的变化所达到的效果相同）这种调整的发生约需要100~300毫秒，相当于人的眼睛用大约300毫秒的时间聚焦。
如此一来，眼镜佩戴者可以不用再将视线限制于通过多焦镜片所能看到的近处或远处的局部区域，Omnifocals让眼镜佩戴者使用镜片看清所有视线范围的区域，如同拥有完美视力的人所看到的一样。
事实上，这项技术并不是一项全新的技术。一些智能手机的相机镜头已经包含了这项技术，但是Deep Optics认为该技术的效果还有待于通过在面积更大、光功率更大的镜片上应用来实现。
到目前为止，Deep Optics公司已经制作了一个小型的20×20毫米的工作镜片和一个距离检测系统，这两个部件合二为一后，可以在瞬间根据佩戴者目光的指向改变眼镜的聚焦点。
Deep Optics公司首席执行官Yariv Haddad表示，该眼镜默认设置为聚焦远距离物体，但是佩戴者在看近处物体时，会触发系统，从而改变镜片厚薄。
其实，Deep Optics公司的初衷是希望这项技术能够对患有老花眼的人有所帮助。因为患有老花眼的人一般需要佩戴渐进式镜片眼镜才能看清物体，而渐进镜片在镜片不同的位置有不同的聚焦功能度数。毋庸置疑，这会限制人们的视野。这最终促使了Omnifocals方案的问世。
在Omnifocals的方案设计中，当眼镜不采用电学运作时，就会像普通的眼镜一样聚焦远距离。但是当你看近距离的物体（比方说看书）或者看中间距离的物体时（比如看电脑屏幕），跟踪眼睛的传感器便会把你的瞳孔距离的数据发送至内置于眼镜中的微型处理器；处理器将很快计算出你所看的位置，并且调整聚焦。
据Haddad介绍，Omnifocals镜片包括了和多聚焦眼镜相同的视程。因此，“佩戴者不必控制它，不必通过镜片的特定位置实现变焦。”Haddad说，“你只需要像使用普通的眼镜一样来看东西就可以了。”
可穿戴 更“看得清”
其实，智能眼镜并不是什么新鲜事物。2012年，由Google公司发布的Google Glass就曾经引领了可穿戴智能设备的一次风潮。
甫一问世，Google Glass便备受追捧。作为增强现实型穿戴式智能眼镜，Google Glass集智能手机、GPS、相机于一身，在用户眼前展现实时信息，你只需眨眨眼就可以实现拍照上传、收发短信、查询天气路况等操作。
同时，用户还可以用自己的声音控制拍照、视频通话和辨明方向。而且，Google Glass可以与任意一款支持蓝牙的智能手机同步。
看上去，Google Glass更像是可佩带式的智能手机。而Omnifocals眼镜则是一款高清的电子眼镜，电子改变度数，自动调焦，能远能近，聚焦近处或是远处完全取决于佩戴者看哪里。
在过去的3年里，Deep Optics公司一直致力于制造能够改变折射率——也就是说改变光穿过镜片时的折射路径的带透视液晶层的镜片。当镜片受制于电流时，折射率的改变取决于与眼镜佩戴者尝试聚焦的位置有关的传感数据。
尽管Deep Optics公司拥有该产品原型的基本部件，包括功能性镜片和其它组件，但距离制造出能够检测瞳距的完美镜片和系统仍有很多工作要做。
为了让镜片更加完美，Deep Optics公司缩减了电子元件，让其看起来更像是一副普通的眼镜。最近，公司得到了400万美元的风险投资来继续研究该项目。Haddad希望能在两年内，让人们使用上这种眼镜。
当然，Deep Optics公司也希望这款眼镜能够在对于视力问题之外的其他方面发挥作用。
例如，当戴上头戴式虚拟现实设备时，它能够使你的眼镜更自然地聚焦。虚拟现实设备要求你同时聚焦于你面前的平板显示器和靠近你眼睛的3D图像，这让一些人感到恶心。在Haddad看来，不断变焦或许能在这方面有所裨益。
对此，卡耐基梅隆大学娱乐技术中心教授、Schell Games公司首席执行官Jesse Schell也表示赞同。不过他也指出，这项技术究竟能起到多大作用，能够有多实用还很难讲。
“我认为其中一项挑战在于它必须反应很快，这并非易事。”Schell说。
视觉科技的崛起
如果说，Omnifocals的问世，对视力下降的人而言是一个好消息。那么，在计算机视觉科技领域，Omnifocals的诞生不过意味着计算机视觉的使用领域又增加了一个。
计算机视觉是近十几年来计算机科学中最热门的方向之一，它是使用计算机及相关设备对生物视觉的一种模拟，其主要任务就是通过对采集的图片或视频进行处理以获得相应场景的三维信息，就像人类和许多其他类生物每天所做的那样。
通俗地说，计算机视觉是一门研究如何使机器去“看”的科学，而形象地说法则是，给计算机安装上“眼睛”（照相机）和“大脑”（算法），让计算机能够感知环境。
也许，有人会认为计算机视觉离我们很遥远。其实，它就在我们身边。比方说，人脸识别。
在社交网站上，上传一组照片之后，你会发现照片内有几个人脸被画上了方框，这正是计算机视觉在起作用。你能想象这个简单的功能在十几年前曾经是一个巨大的难题吗？
如今，计算机不仅可以把人脸圈出来，更可以识别出这张脸的身份，并且已经在实际中有了更为广泛的应用。比如，在香港和深圳之间几个繁忙的口岸，人脸识别功能已经在自助过关机器上使用了多年。
除了人脸识别，计算机视觉的应用已经扩散到多个领域，如Google的图片搜索功能和汽车车牌号码的自动识别，在医疗领域中可以拍摄人体内部的图像并将图像传回显示屏的迷你胶囊相机，甚至在世界杯赛场上都可以看到计算机视觉技术的“身影”（“门线技术”）。
“在接下来的几年，我们会看到不同领域都将使用这项技术，计算机视觉技术甚至能帮助农作物生产。”MedyMatch首席技术官Jacob Cohen博士表示。■
《科学新闻》 (科学新闻2016年8月刊 科学传播)
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