La realidad aumentada (AR) toma imágenes digitales y las proyecta en una escena del mundo real. Pero la RA es más que una nueva forma de jugar videojuegos; Podría transformar la cirugía y los vehículos autónomos. Para facilitar la integración de la tecnología en dispositivos personales comunes, informan los investigadores Fotónica ACS Cómo combinar dos tecnologías ópticas en una única pantalla AR de alta resolución. En un prototipo de gafas, los investigadores mejoraron la calidad de la imagen con un algoritmo informático que elimina las distorsiones.
Los sistemas AR, como las gafas voluminosas y las pantallas frontales de los automóviles, requieren componentes ópticos portátiles. Pero reducir el típico sistema AR de cuatro lentes al tamaño de las gafas reduce la calidad de las imágenes generadas por computadora y reduce el campo de visión. Yuguang Ma y sus colegas encontraron una solución para condensar la tecnología. Combinaron dos tecnologías ópticas (una metasuperficie y una lente refractiva) con una pantalla microLED (que contiene una serie de pequeños LED verdes para proyectar imágenes) para crear un diseño AR híbrido compacto de una sola lente.
La metasuperficie de su pantalla es una película de nitruro de silicio ultrafina y liviana grabada con un patrón. El patrón da forma y enfoca la luz de los microLED verdes. Luego, se forma una imagen negro-verde sobre una lente refractiva hecha de un polímero sintético, que refina la imagen agudizando la luz y reduciendo la distorsión. La imagen final se proyecta fuera del sistema y se superpone a un objeto o pantalla. Para mejorar aún más la resolución de la imagen proyectada, Ma y el equipo utilizaron algoritmos informáticos para detectar pequeñas imperfecciones en el sistema óptico y corregirlas antes de que los microLED emitieran la luz.
Los investigadores integraron la pantalla AR híbrida en un par de gafas y probaron el rendimiento del prototipo con mejora de imagen por computadora. Las imágenes proyectadas desde el sistema híbrido de una lente tenían menos del 2% de distorsión en un campo de 30°, calidad de imagen comparable a las plataformas AR comerciales actuales con cuatro lentes. Luego, los investigadores confirmaron que su algoritmo de preprocesamiento informático mejoró una imagen AR rediseñada de un panda rojo. El Panda Rojo reproyectado es estructuralmente similar en un 74,3% a la imagen original, una mejora del 4% con respecto a la proyección no corregida de la imagen. Con un desarrollo adicional, los investigadores dicen que la plataforma podría expandirse de verde a todo color y permitir una nueva generación de gafas AR convencionales.