Ученые разработали новое поколение линз, которые могут заменить громоздкие изогнутые линзы для AR и VR устройств плоской линзой, фокусирующей свет при помощи наноструктур.
До сих пор линзы для очков AR/VR имели размер всего в несколько микрон. Теперь ученые смогли увеличить их размер до нескольких миллиметров. Это поможет разработать устройства нового поколения для технологий виртуальной и дополненной реальности
В 2018 году исследователи из Гарвардской школы инженерных и прикладных наук разработали ахроматические, лишенные аберраций металлические линзы, которые способны фокусировать свет во всей видимой части спектра. Но диаметр этих линз составлял всего несколько микрон — слишком маленький размер для практического применения в системах виртуальной и дополненной реальности.
Теперь исследователи разработали двухмиллиметровую ахроматическую металлическую линзу, которая может фокусировать красный, зеленый и синий цвета без аберраций. Также авторы разработали миниатюрный дисплей для устройств виртуальной и дополненной реальности. Используя эту новую технологию, исследователи смогли преодолеть «узкое место» в оптических устройствах для AR/VR.
Как и предыдущие металлические линзы, новый материал состоит из массивов нанопленок диоксида титана, чтобы одинаково хорошо фокусировать различные длины волн света и устранить хроматические аберрации. Изменяя форму и текстуру нанопленок, исследователи смогли контролировать фокусное расстояние для красного, зеленого и синего цветов. Чтобы включить объектив в систему виртуальной реальности, команда разработала дисплей, используя метод «волоконного сканирования».
В платформе, разрабатываемой учеными, линзы располагаются в фокальной плоскости дисплея. Дисплей создает свет различной интенсивности, который проходит через плоскую линзу и фокусируются на сетчатке. Человеческому глазу изображение кажется частью пейзажа в режиме дополненной реальности. С помощью настройки дисплея и параметров линзы можно изменять размеры и форму объектов в режимах AR и VR.
Исследование опубликовано в журнале Science Advances.
