Guías de ondas para realidad aumentada
¿Qué son las guías de onda?
Las guías de onda están diseñadas para guiar la imagen emitida por el motor óptico (proyector) hacia los ojos del usuario, a la vez que garantizan que la propia lente ofrezca una experiencia clara y transparente, como si no estuviera ahí.
Para ello, el vidrio óptico es necesario para permitir una experiencia de usuario atractiva. La cartera de productos de SCHOTT es compatible con las principales tecnologías de guía de ondas AR para permitir dispositivos con un campo de visión (FOV) alto, imágenes nítidas y comodidad ligera.
¿Qué son las gafas inteligentes?
Las gafas inteligentes fusionan el mundo digital con el mundo real. Añadir una capa de información digital sobre la vista natural del usuario abre una amplia gama de oportunidades en medicina, negocios, educación y entretenimiento, especialmente porque las gafas inteligentes están diseñadas para usarse todo el día. La compleja tecnología detrás de las gafas inteligentes de realidad aumentada y mixta implica guías de onda hechas de vidrio óptico.
¿Cuál es el principio de funcionamiento de una guía de ondas AR?
Las guías de onda pueden confinar la luz (en nuestro caso, una imagen) y guiarla hasta donde se necesita. Todas las guías de onda tienen un área de acoplamiento para recibir luz y un área de desacoplamiento para liberarla. Es común utilizar un microproyector, o micropantalla, para generar la imagen digital y canalizarla en la guía de onda. A continuación, la luz se propaga a través de la guía de ondas y se proyecta en el ojo, creando una imagen virtual en una pantalla que parece flotar en el espacio libre.
Una característica clave de las guías de ondas AR es su transparencia y neutralidad de color. Dado que los usuarios deben mirar a través de la guía de ondas para ver la imagen virtual, se desea una obstrucción mínima de su campo de visión natural. Por lo tanto, las guías de onda están hechas de vidrio óptico de la más alta calidad, y ahí es donde entran en juego los excepcionales conocimientos de SCHOTT.
La principal diferencia entre los dispositivos de realidad aumentada (RA) y realidad virtual (VR) es la experiencia del usuario. Los auriculares de realidad virtual ocultan deliberadamente el entorno real y sumergen completamente al usuario en un mundo digital artificial. Los auriculares AR/MR, por otro lado, mejoran la percepción del usuario de su entorno real añadiéndole contenido digital. Esto permite usar los auriculares AR/MR como gafas normales, sin obstruir el campo de visión del usuario.
¿Qué papel desempeña el vidrio óptico en las guías de onda AR?
Debido a su alto índice de refracción, solo el vidrio óptico puede facilitar la fabricación de gafas inteligentes con un factor de forma atractivo y un alto campo de visión. La optimización de otras propiedades ópticas y físicas permite utilizar dispositivos de bajo peso con una calidad de imagen impresionante.¿Cuáles son los diferentes tipos de guías de ondas AR?
Básicamente, existen tres enfoques diferentes para guiar la luz con guías de onda AR, y se clasifican en las siguientes categorías: guías de onda difractivas, guías de onda reflectantes y guías de onda holográficas.Con una herencia de fabricación y procesamiento de vidrio óptico de más de 140 años, SCHOTT ofrece soluciones que satisfacen las necesidades de cualquier forma de guía de onda AR.
1 Guía de onda difractiva
Las guías de onda difractivas se basan en nanorrejillas en la superficie del área de entrada y salida. Dichas rejillas permiten que la luz entre en la guía de ondas desde una fuente de imagen digital, como un microproyector. A continuación, queda atrapada en el interior y solo puede salir de la guía de ondas a través de una segunda rejilla de superficie situada delante del ojo, donde proyectará la imagen digital directamente en ella.
La columna vertebral de una guía de ondas difractiva es vidrio óptico con un alto índice de refracción. De la amplia cartera de obleas de vidrio de alto índice SCHOTT RealView®, los clientes pueden elegir su sustrato en función de sus necesidades específicas.
Hay diferentes tipos de vidrio óptico disponibles como bloques, que se cortan en finas secciones circulares (disponibles en diferentes diámetros) y se pulen con la máxima precisión. Cuanto mayor sea el diámetro de la oblea, más piezas oculares se pueden aplicar por oblea, lo que reduce el coste en el proceso de producción de la guía de onda. Las obleas de vidrio de alto índice más grandes disponibles tienen diámetros de hasta 300 mm (por ejemplo, SCHOTT RealView® ).
2 Guía de onda reflectante
SCHOTT® reflective waveguides se basan en una combinación inteligente de superficies semirreflectantes internas. Como cualquier otro tipo de guía de ondas, una imagen digital se acoplará en una de las esquinas exteriores y se desplazará a través del vidrio para ser proyectada directamente en el ojo, creando así una imagen virtual. Como su nombre indica, las guías de ondas reflectantes utilizan propiedades ópticas geométricas y no constan de ningún elemento óptico difractivo, lo que hace que su enfoque de fabricación sea muy diferente. Se producen utilizando tecnologías comunes de procesamiento del vidrio, como esmerilado, pulido, recubrimiento de película fina y adhesión. La experiencia interna de SCHOTT y los altos estándares de producción en esos campos permiten que esta compleja tecnología esté ampliamente disponible y sea competitiva en cuanto a costes.
La producción de guías de onda reflectantes requiere cumplir con las tolerancias más estrictas, y SCHOTT no solo logra esta necesidad de alto rendimiento, sino que actualmente también está ampliando la configuración de producción de guías de onda reflectantes AR en Penang, Malasia.
3 Guía de onda holográfica
El principio de las guías de onda holográficas es bastante similar al de las guías de onda difractivas. La principal diferencia es la arquitectura de los elementos de acoplamiento y desacoplamiento. Las guías de ondas holográficas se construyen utilizando un polímero de película delgada basado en cristal líquido incrustado con hologramas a nanoescala que cambian de estado cuando se activan con una corriente eléctrica. Cuando se proyecta una imagen sobre la lente, los hologramas guían la luz a través de la superficie antes de dirigirse hacia el ojo.
Soluciones SCHOTT para guías de onda AR
SCHOTT cuenta con amplios conocimientos y experiencia en el desarrollo y la fabricación de obleas de vidrio para la producción de guías de onda para dispositivos AR. Por este motivo, muchos innovadores en realidad aumentada utilizan las obleas de vidrio SCHOTT RealView® para fabricar guías de onda RGB multicapa utilizando la última tecnología de guías de onda difractivas o holográficas.En 2020, SCHOTT anunció una asociación con la empresa de óptica AR Lumus para fabricar sus últimas plataformas de guías de ondas reflectantes. Este producto altamente eficiente utiliza espejos semirreflectantes para guiar la luz a través del cristal hasta el campo de visión del usuario.
La calidad de las lentes tiene un impacto directo en la experiencia del usuario
