POSTECH et Samsung Research : des lunettes AR lisibles en plein jour

Les limites des lunettes AR actuelles

Les lunettes AR classiques envoient la lumière d'un minuscule écran dans un guide d'onde mince, où des microstructures de surface la redirigent vers l'œil. Une partie de la lumière s'échappe dans d'autres directions, ce qui réduit la luminosité, et la perte augmente avec l'élargissement du champ de vision. Champ étroit, faible luminosité et épaisseur figurent parmi les défauts cités, avec le poids, l'autonomie et la chaleur.

Les chercheurs ont disposé à la surface du guide des nanostructures plus petites que la longueur d'onde de la lumière. Leur forme et leur espacement varient selon la position, de sorte que la direction de la lumière s'adapte à son angle et à son point d'entrée. Pour obtenir des images en couleurs, ils ont associé une couche transmettant surtout le bleu et le vert à une autre transmettant surtout le rouge et le vert. Chaque couche comporte une métasurface en nitrure de silicium (SiNx) répartie en 29 zones de nanostructures distinctes.

Résultats mesurés

Selon Junsuk Rho, le système optique mesure 1,5 mm d'épaisseur au total et offre un champ de vision diagonal de 30 degrés. Avec 15 mm entre l'œil et le guide d'onde, l'eyebox atteint 8 mm sur 8 mm. L'efficacité de luminance en lumière blanche au centre de l'image s'établit en moyenne à 1 938 nits/lm, avec un pic à 4 225 nits/lm. Pour le rouge, le vert et le bleu, les moyennes sont de 1 897, 1 977 et 2 170 nits/lm, un équilibre jugé relatif par l'équipe.

Lors de prises de vue en intérieur et en extérieur, le prototype a affiché du texte blanc en plein jour et des images en couleurs à l'intérieur, avec l'écran réglé à 30 % de sa puissance.

Prochaines étapes

Pour Junsuk Rho, il reste à améliorer la qualité d'image afin de lire plus facilement de petits caractères en extérieur lumineux. Étendre la fabrication au nano-impression sur grande surface permettrait de reproduire précisément les nanostructures, de réduire les coûts et d'augmenter la productivité.