Des chercheurs ont créé un écran de réalité augmentée haute résolution qui s'adapte aux lunettes, en combinant les technologies de métasurface et de lentille réfractive. Cette innovation pourrait avoir un impact considérable sur des domaines tels que la chirurgie et les voitures autonomes, grâce à une qualité d'image et une portabilité améliorées.
Dans un bond en avant significatif pour la technologie de réalité augmentée (AR), des chercheurs dirigés par Youguang Ma de l'Université du Zhejiang ont atteint une avancée qui pourrait permettre aux écrans AR haute résolution de s'intégrer parfaitement aux lunettes. Ce développement, récemment publié chez ACS Photonics, combine deux technologies optiques avancées pour créer une conception AR hybride compacte à lentille unique.
La réalité augmentée superpose des images numériques sur des vues du monde réel, offrant des applications transformatrices au-delà du divertissement, comme en chirurgie et en conduite autonome.
Les systèmes AR traditionnels nécessitent des composants volumineux, ce qui rend difficile leur intégration dans les appareils personnels du quotidien sans compromettre la qualité de l'image. Cependant, Ma et son équipe ont mis au point une solution qui pourrait changer la donne.
Ils ont ingénieusement combiné une métasurface avec une lentille réfractive et un écran microLED, créant un écran suffisamment petit pour tenir dans des lunettes sans sacrifier les performances. La métasurface, un film de nitrure de silicium ultra-mince, est gravée avec un motif de précision qui façonne et concentre la lumière des minuscules microLED vertes. Cette lumière forme ensuite une image sur une lentille réfractive en polymère synthétique, qui affine et affine l'image.
Pour améliorer l’image finale, l’équipe a utilisé des algorithmes informatiques qui corrigent les imperfections optiques mineures avant que la lumière ne quitte la microLED. Cette étape de prétraitement était cruciale pour obtenir une qualité d’image élevée. Selon leurs tests, les prototypes de lunettes avec l’écran AR hybride ont montré une distorsion inférieure à 2 % sur un champ de vision de 30 degrés, ce qui correspond à la qualité d’image des systèmes AR commerciaux actuels à quatre lentilles.
LÉGENDE : Un nouvel écran AR plus simple intégré aux lunettes prend une image originale (en haut) et produit une image projetée (au milieu) qui est encore améliorée par un algorithme informatique (en bas).
Crédit: Adapté de ACS Photonics 2024, DOI : 10.1021/acsphotonics.4c00989
Les résultats ont été impressionnants. Une image reprojetée d’un panda roux a montré une similarité structurelle de 74.3 % avec l’original, soit une amélioration de 4 % par rapport à la projection non corrigée.
Ce succès signifie qu’avec un développement supplémentaire, cette plateforme pourrait s’étendre aux écrans couleur, ouvrant ainsi les portes à une nouvelle génération de lunettes AR grand public.
Cette innovation dans la technologie AR ouvre non seulement la voie à des appareils plus portables et plus pratiques, mais signale également un champ d'application plus large de la RA, allant de l'amélioration des tâches professionnelles en médecine et en ingénierie à la révolution des produits de consommation quotidiens.