Guides d’ondes pour la réalité augmentée
Que sont les guides d’ondes ?
Les guides d’ondes sont conçus pour guider l’image émise par le moteur optique (projecteur) vers les yeux de l’utilisateur, tout en s’assurant que le verre lui-même offre une expérience claire et transparente, comme s’il n’était pas là.
À cette fin, le verre optique est nécessaire pour permettre une expérience utilisateur convaincante. La gamme de produits SCHOTT prend en charge les principales technologies de guides d’ondes RA pour permettre aux appareils d’avoir un champ de vision élevé, des images nettes et un confort optimal.
Que sont les lunettes intelligentes ?
Les lunettes intelligentes fusionnent le monde numérique et le monde réel. L’ajout d’une couche d’informations numériques à la vue naturelle de l’utilisateur ouvre un large éventail d’opportunités dans les domaines de la médecine, des affaires, de l’éducation et du divertissement, notamment parce que les lunettes intelligentes sont prévues pour être portées toute la journée. La technologie complexe derrière les lunettes intelligentes de réalité augmentée et mixte implique des guides d’ondes en verre optique.
Quel est le principe de fonctionnement d’un guide d’ondes RA ?
Les guides d’ondes peuvent retenir la lumière (dans notre cas, une image) et la guider jusqu’à l’endroit où elle est nécessaire. Tous les guides d’ondes ont une zone de couplage pour recevoir la lumière et une zone de découplage pour la libérer. Il est courant d’utiliser un micro-projecteur, ou micro-écran, pour générer l’image numérique et la canaliser dans le guide d’ondes. La lumière se propage ensuite à travers le guide d’ondes et est projetée dans l’œil, créant une image virtuelle sur un écran qui semble flotter dans l’espace.
Une caractéristique clé des guides d’ondes RA est leur transparence et leur neutralité de couleur. Comme les utilisateurs doivent regarder à travers le guide d’ondes pour voir l’image virtuelle, il est préférable de réduire au maximum l’obstruction de leur champ de vision naturel. Par conséquent, les guides d’ondes sont fabriqués à partir de verre optique de la plus haute qualité, et c’est là que le savoir-faire exceptionnel de SCHOTT entre en jeu.
La principale différence entre les appareils de réalité augmentée (RA) et de réalité virtuelle (VR) est l’expérience utilisateur. Les casques VR masquent délibérément l’environnement réel et immergent complètement l’utilisateur dans un monde numérique artificiel. En revanche, les micro-casques RA/RM améliorent la perception de l’utilisateur de son environnement réel en y ajoutant du contenu numérique. Cela permet de porter les casques RA/RM comme des lunettes normales, sans obstruer le champ de vision de l’utilisateur.
Quel rôle le verre optique joue-t-il dans les guides d’ondes RA ?
En raison de son indice de réfraction élevé, seul le verre optique peut faciliter la fabrication de lunettes intelligentes avec un facteur visuel attrayant et un champ de vision élevé. L’optimisation d’autres propriétés optiques et physiques permet d’obtenir des appareils légers et d’une qualité d’image étonnante.Quels sont les différents types de guides d’ondes RA ?
Il existe essentiellement trois approches différentes pour guider la lumière avec des guides d’ondes RA, et elles sont classées dans les catégories suivantes : guides d’ondes diffractifs, guides d’ondes réfléchissants et guides d’ondes holographiques.Avec plus de 140 ans d’expérience dans la fabrication et le traitement du verre optique, SCHOTT propose des solutions qui répondent aux besoins de toutes les formes de guides d’ondes RA.
1. Guides d’ondes diffractifs
Les guides d’ondes diffractifs reposent sur des nano-grilles sur la surface de la zone d’entrée et de sortie. Ces grilles permettent à la lumière de pénétrer dans le guide d’ondes à partir d’une source d’image numérique, comme un micro-projecteur. Elle est ensuite piégée à l’intérieur et ne peut sortir du guide d’ondes que par une deuxième grille de surface située devant l’œil, où l’image numérique sera projetée directement dans l’œil.
La base d’un guide d’ondes diffractif est un verre optique à indice de réfraction élevé. Dans la vaste gamme de plaquettes en verre à indice élevé SCHOTT RealView®, les clients peuvent choisir leur substrat en fonction de leurs besoins spécifiques.
Différents types de verre optique sont disponibles sous forme de blocs, qui sont découpés en fines tranches circulaires (disponibles en différents diamètres) et polis avec la plus grande précision. Plus le diamètre de la plaquette est grand, plus il est possible d’appliquer d’œillets par plaquette, ce qui réduit les coûts du processus de production du guide d’ondes. Les plus grandes plaquettes en verre à indice élevé disponibles ont des diamètres allant jusqu’à 300 mm (p. ex. SCHOTT RealView®).
2. Guides d’ondes réfléchissants
SCHOTT® reflective waveguides reposent sur une combinaison intelligente de surfaces semi-réfléchissantes internes. Comme tout autre type de guide d’ondes, une image numérique est couplée dans l’un des coins extérieurs et traverse le verre pour être projetée directement dans l’œil, créant ainsi une image virtuelle. Comme leur nom l’indique, les guides d’ondes réfléchissants utilisent des propriétés optiques géométriques et ne se composent d’aucun élément optique diffractif, ce qui rend leur approche de fabrication très différente. Ils sont produits à l’aide de technologies de traitement du verre courantes telles que le prépolissage, le polissage, le revêtement en couche mince et le collage. L’expertise interne de SCHOTT et les normes de production élevées dans ces domaines permettent à cette technologie complexe de devenir largement disponible et compétitive en termes de coûts.
La production de guides d’ondes réfléchissants nécessite de respecter les tolérances les plus strictes, et SCHOTT répond non seulement à ce besoin en matière de rendement élevé, mais élargit actuellement la configuration de production de guides d’ondes réfléchissants RA à Penang, en Malaisie.
3. Guides d’ondes holographiques
Le principe des guides d’ondes holographiques est assez similaire à celui des guides d’ondes diffractifs. La principale différence réside dans l’architecture des éléments de couplage et de découplage. Les guides d’ondes holographiques sont construits à l’aide d’un polymère à couche mince à base de cristaux liquides intégré à des hologrammes à l’échelle nanométrique qui changent d’état lorsqu’ils sont activés par un courant électrique. Lorsqu’une image est projetée sur le verre, les hologrammes guident la lumière à travers la surface avant de la diriger vers l’œil.
Solutions SCHOTT pour les guides d’ondes RA
SCHOTT dispose d’une vaste connaissance et d’une grande expérience dans le développement et la fabrication de plaquettes en verre pour la production de guides d’ondes pour les dispositifs RA. C’est pourquoi de nombreux innovateurs de réalité augmentée utilisent les plaquettes en verre SCHOTT RealView® pour fabriquer des guides d’ondes RVB multicouches à l’aide de la dernière technologie de guides d’ondes diffractifs ou holographiques.En 2020, SCHOTT a annoncé un partenariat avec la société Lumus, spécialisée dans l’optique de la réalité augmentée, pour fabriquer ses dernières plateformes de guides d’ondes réfléchissants. Ce produit hautement efficace utilise des miroirs semi-réfléchissants pour guider la lumière à travers le verre dans le champ de vision de l’utilisateur.
La qualité du verre a un impact direct sur l’expérience utilisateur
