Brillen mit AR-Technologie für vielseitige Anwendungen

Lesezeit: 2 Minuten
Durch Johannes Müller
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Kompakte AR-Brille mit verbesserter optischer Displaytechnologie

BerlinAugmented Reality (AR) wird zunehmend in Alltagsbrillen integriert und eröffnet neue Nutzungsmöglichkeiten. AR blendet digitale Bilder über reale Ansichten ein und entwickelt sich nun von großen Geräten zu kleineren, tragbaren Varianten weiter. Forschende haben ein neues Design entworfen, das fortschrittliche optische Technologien in Brillengestelle einbindet, was möglicherweise Bereiche wie die Medizin und autonomes Fahren revolutionieren könnte.

Die meisten aktuellen AR-Systeme verwenden Aufbauten mit mehreren Linsen, die sperrig und nicht für den täglichen Gebrauch geeignet sind. Ein Team unter der Leitung von Youguang Ma hat eine neue Lösung entwickelt, indem es zwei optische Elemente mit einem Mikro-LED-Bildschirm zu einem einzelnen Linsendesign kombiniert hat. Diese Innovation sorgt für hohe Bildqualität und passt dennoch in die kompakte Größe herkömmlicher Brillen, was den Weg für eine breitere und zugänglichere Nutzung von AR ebnet.

Hauptmerkmale dieser Neuerung umfassen:

  • Integration einer Metafläche und einer Brechungslinse
  • Verwendung eines Mikro-LED-Bildschirms mit winzigen grünen LEDs zur Bildprojektion
  • Einsatz eines Computeralgorithmus zur Beseitigung von Bildverzerrungen
  • Bildverzerrung unter 2% auf einem Sichtfeld von 30°

Dieses Design verwendet eine spezielle Siliziumnitrid-Schicht mit Mustern, um das Licht zu lenken und zu steuern. Es arbeitet mit einer Linse aus synthetischem Polymer, um die Bildqualität zu verbessern. Diese Anordnung sorgt für klare Bilder und reduziert Lichtverzerrungen, die oft ein Problem in kleineren AR-Systemen darstellen.

Dieses Linsensystem nutzt Computerprogramme, um Probleme bei der Bildverarbeitung zu identifizieren und zu beheben. Die Forscher veranschaulichten die Funktionsweise, indem sie ein Bild eines Roten Pandas zeigten. Mit Unterstützung des Computers gelang es, das Bild zu 74,3% dem Original anzugleichen, was eine Verbesserung gegenüber älteren Verfahren darstellt.

Prototyp als Grundlage für zukünftige Innovationen

Der Prototyp bildet die Basis für künftige Verbesserungen. Er könnte zu Displays führen, die vollständige Farben anzeigen und nicht nur die derzeitigen Grüntöne. Das bedeutet, dass AR-Brillen genauso verbreitet und nützlich wie Smartphones werden könnten. Menschen könnten sie für die Navigation, das Anzeigen zusätzlicher Informationen oder Echtzeit-Übersetzungen direkt durch die Brille nutzen. Darüber hinaus könnten Fachleute aus verschiedenen Bereichen die Teamarbeit verbessern, indem sie digitale Informationen direkt in ihre Arbeitsumgebung integrieren.

Zunächst könnte diese Technologie in bestimmten Bereichen eingesetzt werden, aber mit der Weiterentwicklung könnte sie erweiterte Realität (AR) im Alltag und Arbeitsleben für alle zugänglicher machen. Während die Grenzen zwischen digitalen und physischen Räumen verschwimmen, könnte tragbare AR die Art und Weise verändern, wie wir Informationen nutzen, indem sie neue Erlebnisse bietet, die zuvor nur in Science-Fiction vorstellbar waren.

Die Studie wird hier veröffentlicht:

http://dx.doi.org/10.1021/acsphotonics.4c00989

und seine offizielle Zitation - einschließlich Autoren und Zeitschrift - lautet

Qikai Chen, Jiacheng Zhou, Sijie Pian, Jingang Xu, Xingyi Li, Bihua Li, Chentao Lu, Zhuning Wang, Qi Jiang, Shanhe Qin, Hantao Zhan, Benhao Zhang, Xu Liu, Kaiwei Wang, Yaoguang Ma. Hybrid Meta-Optics Enabled Compact Augmented Reality Display with Computational Image Reinforcement. ACS Photonics, 2024; 11 (9): 3794 DOI: 10.1021/acsphotonics.4c00989
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