Un display AR compatto potrebbe rivoluzionare l’integrazione della realtà aumentata negli occhiali, migliorando la qualità delle immagini senza l’ingombro di sistemi ottici tradizionali.
La realtà aumentata (AR) sta trasformando diversi settori, dalla chirurgia alle auto a guida autonoma, grazie alla capacità di sovrapporre immagini digitali alla visione del mondo reale. Tuttavia, rendere questi sistemi più portatili e adatti a dispositivi personali, come gli occhiali, rappresenta ancora una sfida. Un team di ricercatori ha presentato una soluzione promettente in un recente studio pubblicato su ACS Photonics, sviluppando un display AR compatto e ad alta risoluzione integrato in un prototipo di occhiali.
Un design ibrido per immagini più nitide
Attualmente, la maggior parte dei sistemi AR utilizza componenti ottici ingombranti, come quelli delle visiere o dei display nei veicoli, che offrono una qualità d’immagine eccellente, ma sono poco pratici per l’uso quotidiano. Ridurre un sistema AR con quattro lenti alle dimensioni di un paio di occhiali senza compromettere la qualità visiva è stata finora una sfida difficile da superare. Un gruppo di ricercatori cinesi sembra aver trovato una soluzione, combinando due tecnologie ottiche — una metasuperficie e una lente rifrattiva — con uno schermo microLED (che utilizza matrici di minuscoli LED verdi per proiettare le immagini), creando un design compatto e ibrido a lente singola. Il display AR sviluppato dal team si basa su una metasuperficie, un film ultrasottile di nitruro di silicio inciso con un motivo che modella e focalizza la luce dai microLED verdi. L’immagine in nero e verde risultante viene ulteriormente raffinata da una lente rifrattiva in polimero sintetico, che riduce le aberrazioni e migliora la nitidezza. La tecnologia consente di proiettare un’immagine chiara e definita su un oggetto o uno schermo.
Per migliorare ulteriormente la risoluzione, i ricercatori hanno sviluppato un algoritmo di correzione che rileva e corregge le piccole imperfezioni nel sistema ottico, prima che la luce lasci i microLED. Questa tecnica di pre-elaborazione ha permesso al team di ottenere una distorsione inferiore al 2% su un campo visivo di 30°, un risultato paragonabile ai sistemi AR più avanzati.
Occhiali intelligenti: una nuova era
Dopo aver integrato il display ibrido in un prototipo di occhiali, i ricercatori hanno condotto dei test sulla qualità delle immagini proiettate. L’algoritmo di correzione ha migliorato l’immagine di un panda rosso, aumentando la somiglianza strutturale tra l’originale e la proiezione fino al 74,3%, un incremento del 4% rispetto alla versione non corretta.
Il team ritiene che, con ulteriori sviluppi, la piattaforma potrebbe espandersi a una gamma di colori completa, consentendo la messa a punto di una nuova generazione di occhiali AR per il grande pubblico. Questa innovazione rappresenta un passo importante verso l’adozione della realtà aumentata in dispositivi indossabili di uso comune, migliorando la fruibilità e riducendo l’ingombro. L’applicazione di questi occhiali per la realtà aumentata potrebbe espandersi alle applicazioni chirurgiche, rivoluzionando la pratica clinica e la formazione dei giovani medici.
Fonte
- Hybrid Meta-Optics Enabled Compact Augmented Reality Display with Computational Image Reinforcement, 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, and Yaoguang Ma, ACS Photonics 2024 11 (9), 3794-3803, DOI: 10.1021/acsphotonics.4c00989
