Nowe technologie w optyce okularowej

Optyka okularowa nieustannie ewoluuje.

Pojawiają się nowe materiały, metody obróbki, sposoby zabezpieczania powierzchni i eliminowania refleksów. Tym razem stoimy w obliczu zmian, które mogą radykalnie zmodernizować sposób wytwarzania okularów i rozszerzyć zakres ich stosowania.

Tradycyjna metoda wytwarzania okularów polega na wykorzystaniu prefabrykowanych soczewek. Ostateczny kształt nadaje się im w szlifierni przez usunięcie nadmiaru materiału. Proces jest czasochłonny, brudny (przez zapylenie), a duża część materiału zużytego do produkcji „surowej” soczewki jest bezpowrotnie tracona – ta utrata jest zresztą charakterystyczna dla wszystkich rodzajów obróbki skrawaniem i szlifowania.

Druk 3D

Od pewnego czasu dostępne są inne techniki wytwarzania, pozbawione wspomnianych wad. Należy do nich druk 3D. Produkt powstaje w wyniku nakładania kolejnych warstw materiału, które są ze sobą spajane. Największą popularnością cieszą się drukarki, w których surowcem jest materiał termoplastyczny w postaci włókna, ale są i inne możliwości. Trwają prace nad drukowaniem z metalu, betonu, a nawet z żywych tkanek.
Dotychczas używano nieprzezroczystych tworzyw sztucznych. Uzyskanie wysokiej jakości produktu wykonanego z przezroczystego tworzywa jest znacznie trudniejsze, ponieważ wymaga nakładania kolejnych warstw materiału w taki sposób, żeby pozostawał on wolny od zanieczyszczeń gazowych (bąbelków powietrza).
Skuteczny sposób rozwiązania tego problemu znaleźli specjaliści z holenderskiej firmy Luxexcel, która od założenia w 2009 r. pracuje nad technologią wytwarzania soczewek przy pomocy druku 3D. W wyniku tych prac powstało kompletne rozwiązanie Luxexcel VisionPlatform™. Składa się ono z drukarki 3D, oprogramowania, technologii procesu drukowania oraz opatentowanego tworzywa sztucznego opracowanego specjalnie na potrzeby drukowania soczewek.

Proces przebiega w kilku etapach:

  1. Przygotowanie projektu soczewki odpowiadającego recepcie i uwzględniającego kształt i rozmiar opraw. Projekt może uwzględniać dodatkowe elementy, np. płaszczyzny, na które będzie rzutowany obraz.
  2. Wygenerowanie pliku dla drukarki. Ten etap odbywa się zdalnie na serwerach firmy, która opracowała technologię, i trwa około minuty.
  3. Drukowanie soczewki. Równolegle można drukować cztery soczewki, trwa to około godziny.
  4. Powlekanie soczewek warstwami ochronnymi.
  5. Oprawianie.
  6. Pakowanie i wysłanie do salonu optycznego.

Drukowanie soczewek daje daleko idącą swobodę w projektowaniu kształtu i wymiarów. Soczewka powstaje z myślą o konkretnej oprawie. Nie ma potrzeby pracochłonnego szlifowania w automacie. Jeszcze bardziej interesująca jest możliwość zaprojektowania dowolnej krzywizny soczewki.

Można też wydrukować soczewkę wyposażoną w filtr o gradacji płynnie regulowanej przez zmianę przyłożonego napięcia elektrycznego.

Dzięki temu można wykonywać soczewki korygujące złożone wady wzroku czy wielostrefowe soczewki progresywne. Możliwe jest także wykonywanie elementów okularów ochronnych, sportowych i specjalistycznych z uwzględnieniem indywidualnej korekcji wzroku. W ten sposób klient jest w stanie uniknąć zakładania drugiej pary okularów albo szkieł kontaktowych pod narciarskie gogle itp.

Nie tylko korekcja wzroku

Luxexcel VisionPlatform™ otwiera drzwi do świata urządzeń, które można nazwać inteligentnymi okularami. Pomysł jest znany od dawna, ale dotychczas był wykorzystywany przede wszystkim przez przemysł zbrojeniowy, lotniczy, a od pewnego czasu także motoryzacyjny.
Wyświetlacze HUD (Head-Up Display) umożliwiają jednoczesne obserwowanie otoczenia i odczytywanie informacji przekazywanych przez komputer. Tradycyjnie mają postać przezroczystych płytek umieszczanych pomiędzy oczami pilota (kierowcy) a szybą kabiny. Nowoczesne technologie pozwalają na wykorzystanie soczewki okularów jako wyświetlacza HUD. Dzięki temu możliwe jest prezentowanie użytkownikowi nie tylko prostych informacji w postaci tekstu lub wykresów albo animowanych wskaźników przypominających skale przyrządów pomiarowych.
Można pokazać obraz wytworzony przez komputer, ale będący uzupełnieniem, a właściwie rozszerzeniem świata, który widzimy. Mogą to być postacie z gry, obraz z kamery termowizyjnej czy materiały edukacyjne. Innymi słowy okulary korekcyjne mogą być elementem systemu rzeczywistości rozszerzonej (AR).
To obiecujący segment rynku, który zapewne będzie się intensywnie rozwijał. Luxexcel VisionPlatform™ doskonale nadaje się do wytwarzania skomplikowanych soczewek zawierających płaszczyzny, na których może powstawać obraz na potrzeby takiego systemu. Okulary współpracujące ze smartfonem umożliwią czytanie wiadomości lub oglądanie filmów bez potrzeby wyciągania telefonu z kieszeni.
Ta technologia dopiero się rozwija, ale osiągnęła już stadium umożliwiające zastosowanie jej w biznesie. Interesujący jest fakt, że posiadanie drukarki 3D pozwala na realizowanie własnych, oryginalnych projektów i tworzenie jedynych w swoim rodzaju okularów o unikalnych właściwościach.

Piotr Kołaczek
Dziennikarz, specjalista w tematyce naukowej i technicznej,
miłośnik nowych technologii. Autor wielu publikacji z zakresu nowoczesnych rozwiązań technicznych

Polecamy