Franske CEA-Leti har en fortløbende udvikling inden for silicium fotonik og integreret optik til augmented reality (AR) briller, og på Photonics West 2023 i San Francisco, 28.jan.-2.feb., præsenterer forskningsinstituttet sine fremskridt af en række teknologiske byggeblokke såsom projektion på øjets nethinde og holografi. Det sker via 15 paper- og poster-præsentationer.
Inden for de seneste 10 år har den unikke oplevelse, som et display tæt på øjet (near-eye display) tilbyder brugerne, skabt stor interesse for anvendelsen af AR (augmented reality), VR (virtual reality) og MR (mixed reality) i smarte briller og pandemonteret (head mounted) display til applikationer inden for medicinsk kirurgi, uddannelse og militæret. Disse teknologier kan med tiden ændre måden, hvorpå menneskene arbejder og interagerer socialt.
Det globale marked for AR-briller forventes at vokse fra omkring 12 milliarder USD i 2022 til mere end 74 mia. $ i 2032, ifølge Future Market Insights.
Silicon Photonics gør det muligt for forskerne præcist at styre positionen af lys på overfladen af en enhed og fortætte disse lyspositioner med ekstrem stor hastighed og dermed koncentrere komplekse optiske funktioner på små overflader. Anvendelsen af glassubstrater med silicium nitrid som guide-materiale åbner vejen for applikationer relateret til det visuelle område og AR (udvidet virkelighed).
CEA-Leti’s forskning inden for retinal projektion er struktureret omkring et gennembrud ved at bruge silicium fotonik i det synlige spektrum i stedet for det infrarøde spektrum, som historisk har været anvendt.
– Implementeringen af PIC (photonic integrated circuits) teknologien i det visuelle spektralområde er et gennembrud, fordi dimensionerne er stærkt begrænsede ved korte bælgelængder, sagde Christophe Martinez, ledende forfatter til flere af paper-præsentationerne.
– Vore udfordringer er både af teknisk og teoretisk art for at etablere den rette fabrikationsproces og få kendskab til de fysiske effekter relateret til disse teknologi-evolutioner, sagde han.
Øjet danner billedet
Mens alle vision-relaterede applikationer bruger optiske systemer til at projektere billeder på nethinden, anvender retinal-projektion kun øjet for at danne billedet fra en enhed. I stedet for at føre et billede mod øjet, leverer enheden den information, som gør det muligt for øjet selv at generere billedet.
I 2018 introducerede CEA-Leti’s et disruptiv koncept til et integreret display i smarte briller til augmented reality baseret på hologram-pixelering af billeddannelsen. I forlængelse heraf validerer instituttet nu denne holografiske teknologi i et paper benævnt “Evaluation of a Pixelated Holographic Display Concept for a Near Eye Display, Recent Results and Technological Developments”. Dette paper præsenterer de første overbevisende resultater af denne billeddel af pixelerede hologrammer og evaluerer transparensen af disse holografiske komponenter, som skal integreres på brillerne. I en NED (near-eye display) konfiguration vil dette paper også vise, hvordan en periodisk distribution af holografiske pixler på omkring 25µm tillader projektionen af et vinkelkodet billede uden et optisk system mellem øjet og displayet.
Flere oplysninger på http://www.leti-cea.com.
