그래픽 초록. 크레딧: ACS 포토닉스(2024). DOI: 10.1021/acsphotonics.4c00989

증강 현실(AR)은 디지털 이미지를 실제 뷰에 겹쳐 놓습니다. 그러나 AR은 비디오 게임을 플레이하는 새로운 방법 그 이상입니다. 그것은 수술과 자율 주행 자동차를 변화시킬 수 있습니다.

이 기술을 일반적인 개인 장치에 더 쉽게 통합할 수 있도록 연구원들은 ACS Photonics에 두 가지 광학 기술을 하나의 고해상도 AR 디스플레이로 결합하는 방법을 보고합니다.

안경 프로토타입에서 연구원들은 왜곡을 제거하는 컴퓨터 알고리즘으로 이미지 품질을 향상시켰습니다.

부피가 큰 고글 및 자동차 헤드업 디스플레이와 같은 AR 시스템에는 휴대용 광학 부품이 필요합니다. 그러나 일반적인 4-렌즈 AR 시스템을 안경 크기 이하로 축소하면 일반적으로 컴퓨터 생성 이미지의 품질이 저하되고 시야가 좁아집니다.

Youguang Ma와 동료들은 기술을 응축하기 위한 솔루션을 찾았을 수 있었습니다. 그들은 메타표면과 굴절 렌즈라는 두 가지 광학 기술과 마이크로 LED 스크린(이미지 투사를 위한 작은 녹색 LED 어레이 포함)을 결합하여 컴팩트한 단일 렌즈 하이브리드 AR 디자인을 만들었습니다.

디스플레이의 메타표면은 패턴이 에칭된 초박형의 경량 질화규소 필름입니다. 이 패턴은 녹색 microLED의 빛을 형성하고 초점을 맞춥니다. 그런 다음 합성 고분자로 만든 굴절 렌즈에 흑백 이미지가 형성되며, 이 렌즈는 빛의 수차를 선명하게 하고 줄여 이미지를 정교하게 만듭니다.

최종 이미지는 시스템 밖으로 투사되어 물체 또는 화면에 겹쳐집니다. 투사된 이미지의 해상도를 더욱 향상시키기 위해 Ma와 그의 팀은 컴퓨터 알고리즘을 사용하여 광학 시스템의 사소한 결함을 식별하고 빛이 microLED를 떠나기 전에 수정했습니다.

연구진은 하이브리드 AR 디스플레이를 안경에 통합하고 컴퓨터 이미지 향상으로 프로토타입의 성능을 테스트했습니다. 단일 렌즈 하이브리드 시스템에서 투사된 이미지는 30°시야각에서 왜곡이 2% 미만이었으며, 이는 4개의 렌즈를 사용하는 현재 상용 AR 플랫폼과 동등한 이미지 품질입니다. 연구진은 컴퓨터 전처리 알고리즘이 레서판다의 재투영된 AR 사진을 개선했다는 사실을 확인했습니다.

재투사된 레서판다는 원본 이미지와 구조적으로 74.3% 유사했는데, 이는 보정되지 않은 투영 이미지보다 4% 개선된 것이다. 연구진은 추가 개발을 통해 플랫폼이 녹색에서 풀 컬러로 확장되고 새로운 세대의 주류 AR 안경을 가능하게 할 수 있다고 말합니다.

이상의 기사는 2024년 9월 25일 Phys.org에 게재된 “Shrinking augmented reality displays into eyeglasses to expand their use”제목의 기사 내용을 편집하여 작성하였습니다.

* 원문정보 출처 : Shrinking augmented reality displays into eyeglasses to expand their use (phys.org)

* 추가정보 출처 : Hybrid Meta-Optics Enabled Compact Augmented Reality Display with Computational Image Reinforcement | ACS Photonics

창조아고라 박윤석 VP 박윤석 VP의 기사 더보기

저작권자 ⓒ 창조아고라, 무단 전재 및 재배포 금지