Neue holografische Linse soll mehrere Probleme von AR-Displays lösen
Das Schweizer Start-up Creal entwickelt eine AR-Linse, die große Vorteile gegenüber bisherigen optischen AR-Systemen bieten soll. Ein neues Video veranschaulicht ihre Funktion.
Die Linse ist eines der Kernbestandteile durchsichtiger AR-Headsets. In der Fachsprache "Combiner" genannt, kombinieren sie natürliches und digitales Licht für glaubhafte Augmented Reality.
AR-Linsen müssen idealerweise eine ganze Reihe von Anforderungen erfüllen:
___STEADY_PAYWALL___- Sie sollten in beide Richtungen transparent sein,
- keine Artefakte erzeugen (z.B. Regenbogen-Effekt),
- hochwertige, helle und energieeffiziente 3D-Grafiken ermöglichen,
- Sehstärkenkorrektur unterstützen,
- in eine schlanke AR-Brille passen und
- und kostengünstig zu produzieren sein.
Die am häufigsten genutzten Combiner sind Wellenleiter, die unter anderem in Hololens 1 und 2 sowie Magic Leap 1 und 2 zum Einsatz kommen.
Creal entwickelt holografische AR-Linse
Das Schweizer Start-up Creal (ausgesprochen wie englisch „see-real“) setzt auf einen anderen Combiner-Typ, sogenannte HOEs ("Holographic Optical Elements").
"Ein HOE ist im Grunde ein dünner Film, vergleichbar mit einem menschlichen Haar. [... ] HOEs für AR-Brillen sind für fast das gesamte reale Licht völlig transparent, reflektieren aber fast das gesamte von einem Display projizierte Licht. Das physikalische Konzept der HOEs ist recht einfach, sie sind äußerst energieeffizient und kostengünstig und können direkt in ein herkömmliches Brillenglas integriert werden", schreibt Creal In einem Whitepaper aus dem September.
Die Entwicklung des HOEs begann im Januar 2021 im eigenen Holografie-Labor. Im Sommer entstand der erste, funktionsfähige Linsenprototyp, der hochwertige 3D-Bilder liefert und Creals Lichtfeldtechnologie unterstützt, die verschiedene Tiefenebenen für AR-Elemente simulieren kann.
Creals AR-Linse: Erster HMD-Prototyp kommt 2023
HOE-Combiner sind keine Neuerfindung. Sony, Intel und North entwickelten und verwendeten sie bereits für AR-Geräte. Für VR-Headsets könnte eine Untergattung der holografischen Linse in Zukunft ebenfalls eine wichtige Rolle spielen (siehe Metas Mirror-Lake-Prototyp).
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Das Besondere an Creals neuem HOE-Combiner ist, dass er die hauseigene Lichtfeldtechnologie unterstützt und den größten Nachteil bisheriger HOEs behebt: die verschwindend kleine Eyebox, also den Bereich, in dem die Hologramme ins Auge projiziert werden.
Im Whitepaper vergleicht Creal Vorteile und Nachteile verschiedener optischer AR-Systeme. In der Mitte ist Creals Lichtfeld-HOE zu sehen, rechts davon Wellenleiter. | Bild: Creal
Während die holografische AR-Linse neu ist, arbeitet Creal seit vielen Jahren an der eigenen Lichtfeldtechnologie und hat schon mehrere VR- und AR-Prototypen vorgestellt.
Creals Lichtfelddisplay ahmt das Verhalten von natürlichem Licht nach. Die Fokusebenen sind damit schon in der Bildinformation enthalten und müssen nicht eigens simuliert werden (siehe Erklärvideo). Das Auge kann infolgedessen natürlich fokussieren, was den Vergenz-Akkommodation-Konflikt löst.
Das obige Video vom September 2022 veranschaulicht die Funktionsweise der Technologie am Beispiel des neuesten AR-Prototyps. Man beachte den fokalen Wechsel zwischen Vorder- und Hintergrund, je nachdem, was die Kamera fokussiert: einmal das Hologramm und die Hände, einmal den Hintergrund.
Creals neue HOE-Linse ist hier noch nicht in Aktion zu sehen: Sie wird laut Creal erst Anfang 2023 in einem neuen Headset-Prototyp mit Lichtfelddisplay integriert.
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