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長期以來，同時患有近視或老花的人若要同時看清遠處與近處，只能依靠雙焦點或多焦點眼鏡。然而，這類眼鏡在使用時，需要佩戴者調整頭部或視角才能對焦、看清楚物體，在使用上仍有些不方便。近期由陽明交通大學特聘教授林怡欣率領的研究團隊，與烏克蘭基輔大學（Taras Shevchenko National University of Kyiv）、英國利茲大學（University of Leeds）及群創光電合作，在美國Google gift的支持下，成功研發出全球第一支具量產潛力的「梯度折射率液晶眼鏡」。相關研究成果已於今（2025）年8月刊登於Physical Review Applied 期刊。

本次跨國團隊研發的新型眼鏡，關鍵核心在於它的「梯度折射率液晶鏡片」（Gradient Index LC lens）。液晶是一種可以透過電場控制分子排列的材料，早在50年前就有科學家提出「液晶鏡片」的構想，透過改變光線的傳播方式以調整焦距，利用電子切換液晶鏡片度數。受限於液晶折射率變化與鏡片結構厚度等限制，傳統的液晶鏡片研究大多集中於「菲涅耳液晶鏡片」（Fresnel LC lens），它雖能改變度數，但由於鏡片本身的微結構、繞射、色差、波前〔註〕非連續可調等多種因素，容易出現成像品質較差、影像模糊等問題，難以真正應用在日常生活中。

相較之下，梯度折射率液晶鏡片具有連續可調的波前與焦距，能以更平滑的方式改變光線的路徑，並透過電控方式修正像差與光軸，實現連續、可控的對焦，更可避免傳統液晶鏡片常見的成像失真。

〔註〕波在同一時間傳到的位置所形成的連續面（或線），波前的垂直方向就是波的傳播方向。

過去數十年來，梯度折射率液晶鏡片的概念雖然一直存在，但因缺乏「不需偏光片」的理論與實驗驗證，國際學界對它能否真正應用始終存疑。林怡欣團隊首次完整釐清了這種鏡片在電場作用下的光學特性、度數的切換速度、色彩失真程度等，並實際製作出全球第一支由電池供電、可自由切換度數的眼鏡。這些鏡片在群創光電的3.5代工廠量產測試中一次能製造36片，顯示出它未來可進一步商品化的潛力。

研究指出，這款液晶眼鏡不僅能幫助近視與老花患者更輕鬆地對焦，也可能推動擴增實境（augmented reality, AR）、虛擬實境（virtual reality, VR）裝置以及人工智慧（artificial intelligence, AI）機器視覺的發展。未來，眼鏡不再只是被動矯正視力的工具，而有機會成為一種「智慧光學裝置」。團隊也期待這項「電子可調光學眼鏡」能重新定義眼鏡的樣貌，讓這類具有量產潛力、高附加價值與全球廣大市場的眼鏡，成為全球數以「億」計的近視與老花族群的新選擇。

新聞來源
國家科學及技術委員會（2025年9月1日）。跨國產學研合作 突破物理限制，研發全球首支「梯度折射率液晶眼鏡」。國家科學及技術委員會。https://www.nstc.gov.tw/folksonomy/detail/3d2cdbab-0a2e-4121-aeeb-bd3f44995dd7?l=ch。