Guias de ondas para realidade aumentada
O que são guias de ondas?
Os guias de ondas são projetados para guiar a imagem emitida pelo motor óptico (projetor) para os olhos do usuário, garantindo que a própria lente ofereça uma experiência clara e transparente — como se não estivesse lá.
Para isso, o vidro óptico é necessário para permitir uma experiência de usuário atraente. O portfólio de produtos da SCHOTT apoia as principais tecnologias de guia de ondas de RA para permitir dispositivos com alto campo de visão (FOV), imagens nítidas e conforto leve.
O que são óculos inteligentes?
Os óculos inteligentes fundem o mundo digital com o mundo real. A adição de uma camada de informações digitais em cima da visão natural do usuário abre uma ampla gama de oportunidades em medicina, negócios, educação e entretenimento— especialmente porque os óculos inteligentes têm o propósito de serem usados o dia todo. A tecnologia complexa por trás dos óculos inteligentes de realidade aumentada e mista envolve guias de ondas feitas de vidro óptico.
Qual é o princípio de funcionamento de um guia de ondas de RA?
Os guias de ondas podem confinar a luz — no nosso caso, uma imagem — e guiá-la para onde ela é necessária. Todos os guias de ondas têm uma área de acoplamento para receber luz e uma área de desacoplamento para liberá-la. É comum usar um microprojetor, ou microdisplay, para gerar a imagem digital e canalizá-la para o guia de ondas. Em seguida, a luz se propaga através do guia de ondas e é projetada no olho, criando uma imagem virtual em um display que parece flutuar no espaço livre.
Uma característica-chave dos guias de ondas de RA é sua transparência e neutralidade de cor. Como os usuários têm que olhar através do guia de ondas para ver a imagem virtual, é desejada uma obstrução mínima de seu campo de visão natural. Portanto, os guias de ondas são feitos de vidro óptico da mais alta qualidade, e é aqui que entra em ação a o know-how excepcional da SCHOTT entra em ação.
A principal diferença entre os dispositivos de realidade aumentada (RA) e realidade virtual (RV) é a experiência do usuário. Os fones de ouvido de RV ocultam intencionalmente o ambiente real e mergulham completamente o usuário em um mundo digital artificial. Os fones de ouvido de RA/RM, por outro lado, melhoram a percepção do usuário de seu ambiente real, adicionando conteúdo digital. Isso permite que os fones de ouvido de RA/RM sejam usados como óculos normais, sem obstruir o campo de visão do usuário.
Qual é o papel do vidro óptico nos guias de ondas de RA?
Devido ao seu alto índice de refração, somente o vidro óptico pode facilitar a fabricação de óculos inteligentes com fator de forma atraente e alto campo de visão. A otimização de outras propriedades ópticas e físicas permite dispositivos com baixo peso e qualidade de imagem impressionante.Quais são os diferentes tipos de guias de ondas de RA?
Existem basicamente três abordagens diferentes para guiar a luz com guias de ondas de RA, e elas são classificadas nas seguintes categorias: guias de ondas difrativas, guias de ondas refletoras e guias de ondas holográficas.Com uma tradição de mais de 140 anos de fabricação e processamento de vidro óptico, a SCHOTT oferece soluções que atendem às necessidades de todas as formas de guias de ondas RA.
1. Guias de ondas difrativas
Os guias de ondas difrativas dependem de nanogrades na superfície da área de entrada e saída. Essas grades permitem que a luz entre no guia de ondas a partir de uma fonte de imagem digital, como um microprojetor. Em seguida, ele é preso no interior e só pode sair do guia de ondas através de uma segunda grade de superfície localizada na frente do olho, onde ele projetará a imagem digital diretamente nele.
A espinha dorsal de um guia de ondas difrativas é o vidro óptico com um alto índice de refração. Do amplo portfólio de wafers de vidro de alto índice SCHOTT RealView®, os clientes podem escolher seu substrato conforme suas necessidades específicas.
Diferentes tipos de vidro óptico estão disponíveis como blocos, que são cortados em fatias circulares finas — disponíveis em diferentes diâmetros — e polidos com a mais alta precisão. Quanto maior o diâmetro do wafer, mais peças oculares podem ser aplicadas por wafer, reduzindo o custo no processo de produção dos guias de ondas. Os maiores wafers de vidro de alto índice disponíveis têm diâmetros de até 300 mm (por exemplo, SCHOTT RealView® ).
2. Guias de ondas refletoras
SCHOTT® reflective waveguides dependem de uma combinação inteligente de superfícies semirrefletivas internas. Como qualquer outro tipo de guia de ondas, uma imagem digital será acoplada em um dos cantos externos e viajará através do vidro para ser projetada diretamente no olho, criando assim uma imagem virtual. Como o nome indica, guias de ondas refletoras usam propriedades de ótica geométrica e não consistem em elementos de ótica difrativa, o que torna sua forma de fabricação muito diferente. Elas são produzidas usando tecnologias comuns de processamento de vidro, como esmerilhamento, polimento, revestimento de película fina e colagem. Especialização interna da SCHOTT e altos padrões de produção nessas áreas permitem que essa tecnologia complexa se torne amplamente disponível e competitiva.
A produção de guias de onda refletoras requer atender às tolerâncias mais rigorosas, e a SCHOTT não apenas alcança essa necessidade em alto rendimento, como está atualmente expandindo a configuração de produção de guias de ondas refletoras de RA também em Penang, na Malásia.
3. Guias de ondas holográficas
O princípio dos guias de ondas holográficas é bastante semelhante ao do guias de ondas difrativas. A principal diferença é a arquitetura dos elementos de acoplamento e desacoplamento. Os guias de ondas holográficas são construídos usando um polímero de película fina à base de cristal líquido incorporado com hologramas em nanoescala que mudam de estado quando ativados com uma corrente elétrica. Quando uma imagem é projetada na lente, os hologramas guiam a luz através da superfície antes de ser direcionada para o olho.
Soluções da SCHOTT para guias de ondas de RA
A SCHOTT tem vasto conhecimento e experiência no desenvolvimento e fabricação de wafers de vidro para a produção de guias de onda para dispositivos de RA. É por isso que muitos inovadores em RA utilizam os wafers de vidro SCHOTT RealView® para fabricar guias de onda RGB multicamadas usando a mais recente tecnologia de guia de onda difrativa ou holográfica.Em 2020, a SCHOTT anunciou uma parceria com a empresa de ótica de RA Lumus para fabricar suas mais recentes plataformas de guias de ondas reflexivas. Esse produto altamente eficiente usa espelhos semirreflexivos para guiar a luz através do vidro para o campo de visão do usuário.
A qualidade do vidro tem um impacto direto na experiência do usuário
