POSTECHとサムスン、屋外でも鮮明なARグラスを開発
POSTECHとSamsung Researchが、厚さ1.5mmで屋外でも明るく見えるARグラス用メタサーフェス導波路を開発した。成果はNature誌に掲載された。
韓国の浦項工科大学(POSTECH)とSamsung Researchの共同研究チームが、明るい屋外でも映像が見やすいARグラス用の光学技術を開発した。韓国科学技術情報通信部が11日に発表し、成果は英科学誌Natureに掲載された。
導波路内の光損失を大幅に低減
従来のARグラスは、小型ディスプレイの光を薄い導波路に導き、表面の微細構造で向きを変えて目に届ける。この過程で一部の光が別方向へ逃げて明るさが落ち、視野を広げるほど損失も大きくなる。目を動かしたり眼鏡が少しずれたりするだけで映像が見づらくなる点も課題だった。
노준석(ノ・ジュンソク)教授の研究チームは、光の波長より小さいナノ構造を並べたメタサーフェス導波路を開発した。位置ごとに構造の形や間隔を変え、入射する光の角度や位置に応じて進行方向を制御する。フルカラー表示のため、青と緑を主に伝える層と、赤と緑を主に伝える層を組み合わせた。各層には窒化ケイ素(SiNx)のメタサーフェスを作り、29の領域でナノ構造を個別に設計している。
試作機の性能
光学系の厚さは計1.5mmで、対角視野角は30度。目と導波路の距離15mmで、縦横各8mmのアイボックスを確保した。アイボックス内で映像中心部の明るさを測ったところ、白色光の輝度効率は平均1,938nits/lm、最大4,225nits/lmだった。赤・緑・青の平均はそれぞれ1,897、1,977、2,170nits/lmで、色間のバランスは比較的良いという。
実景への重ね表示も屋内外で確認した。明るい屋外では白い文字を表示でき、屋内ではディスプレイ出力を30%に下げた状態でもカラー映像を実現した。
今後の課題
노教授は、明るい屋外で小さな文字をより読みやすくする画質向上が今後の課題だと述べた。大面積のナノインプリント工程に拡張できれば、ナノ構造を精密に複製して製造コストを下げ、生産性を高められるとしている。
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