Es wurden „Flüssigkeitslinsen“ entwickelt, die die Brennweite in 70 Millisekunden wechseln können – stellt dies einen Durchbruch für das Zoomen in XR-Headsets dar?

Auf der Augmented World Expo (AWE), die im Juni zu Ende ging, erregte ein Startup namens Oxford Optical Labs (OOL) mit seiner abstimmbaren Flüssiglinsentechnologie große Aufmerksamkeit.

Diese Technologie gilt als Schlüsselkomponente für die Realisierung zukünftiger Headsets mit variabler Fokusfähigkeit und verspricht, den Vergenz-Akkommodations-Konflikt vollständig zu lösen – ein seit langem bestehendes Problem, das die VR/AR-Branche plagt.

Enthüllung der neuesten Technologie: Die „formverändernde“ Flüssiglinse

Die Kerntechnologie von OOL ist ein fokusverstellbares Flüssiglinsensystem, das seit über zwei Jahrzehnten entwickelt wird. Im Gegensatz zu herkömmlichen Glaslinsen besteht diese Linse aus einer flexiblen, mit Flüssigkeit gefüllten Membran. Durch die Veränderung des Drucks, der auf bestimmte Punkte der Linse ausgeübt wird, können ihre optischen Parameter präzise angepasst werden, was die Korrektur von Kurzsichtigkeit, Weitsichtigkeit und sogar Astigmatismus innerhalb einer einzigen Linse ermöglicht.

Auf der Ausstellung erlebte der Reporter das Objektiv aus erster Hand. Sein vorderer Teil fühlt sich weich an – er ähnelt einem mit Wasser gefüllten Stressball – und soll dennoch äußerst langlebig sein; Labortests haben gezeigt, dass Objektive ihre Leistung mehr als 15 Jahre lang beibehalten. Darüber hinaus ist die innere Flüssigkeit ungiftig und sicher. Noch bemerkenswerter ist, dass die optischen Eigenschaften der Linse mit einem externen „Deformer“-Gerät schnell verändert werden können.

Der Reporter demonstrierte, wie sich die optischen Parameter eines Objektivs schlagartig ändern, wenn es auf einen Magnetring mit einer bestimmten erhabenen Struktur aufgerastet wird. Das bedeutet, dass eine einzelne Basislinse durch einfaches Austauschen verschiedener Druckaufsätze an unterschiedliche Dioptrienanforderungen angepasst werden kann.

Von der Korrektur zum Zoom: Eine dreistufige Strategie

Die ultimative Vision von OOL besteht darin, ein echtes Gleitsicht-Headset zu entwickeln, aber das Unternehmen verfolgt eine schrittweise Strategie:

Schritt 1: Maßgeschneiderter Brillenservice.

Für öffentliche Veranstaltungsorte wie Museen und VR-Erlebniszentren stehen verstellbare Linseneinsätze zur Verfügung. Die Mitarbeiter verwenden lediglich spezielle Geräte, um die Optometriedaten des Benutzers auszulesen und dann die Druckverteilung über Präzisionsschrauben an den Linsenrändern anzupassen. Dadurch können sich die Linsen sofort an den jeweiligen Benutzer anpassen, sodass die mühsame Bevorratung eines großen Vorrats an Ersatzlinsen mit unterschiedlichen Sehstärken entfällt.

Schritt 2: Integration in Headsets

Durch die Zusammenarbeit mit Headset-Herstellern wie Meta und Pico können Flüssiglinsen direkt in die Geräte integriert werden und über einen integrierten, einfachen Einstellmechanismus verfügen. In Zukunft können Benutzer die Dioptrie möglicherweise ganz einfach selbst anpassen – ähnlich wie die Einstellung des Augenabstands –, ohne teure Magnetlinsen kaufen zu müssen.

Endziel: Dynamische Gleitsichtfähigkeit erreichen.

Ziel ist es, den Vergenz-Akkommodations-Konflikt in VR/AR zu lösen und den Augen der Benutzer eine natürliche Fokussierung auf virtuelle Objekte in unterschiedlichen Entfernungen zu ermöglichen – genau wie in der realen Welt. Dies bringt die vom Oculus Half-Dome-Prototyp demonstrierte Gleitsichtsicht näher an die Realität.

Wie funktioniert die Zoom-Technologie? Durch Ausnutzung „visueller blinder Flecken“.

Um dynamisches Zoomen zu erreichen, ist eine enge Abstimmung zwischen Eye-Tracking-Technologie und einem Mechanismus zur schnellen Objektivanpassung erforderlich. Das System muss den Endpunkt der Augenbewegung – insbesondere das Objekt, auf das der Benutzer gerade fixiert wird – in Echtzeit vorhersagen. Anschließend nutzt es die „Austastperiode“ (normalerweise mehr als 100 Millisekunden) – während der das Gehirn visuelle Signale unterdrückt, während das Auge eine Sakkade ausführt –, um die Linse innerhalb von etwa 70 Millisekunden schnell in die richtige Position zu bringen. Es folgt eine Feinabstimmung, um eine präzise Fokussierung zu gewährleisten. Der gesamte Vorgang muss ausreichend reibungslos ablaufen, um dem Benutzer keine Unannehmlichkeiten zu bereiten.

Praxiserfahrung: Manueller Zoom-Prototyp erfolgreich validiert

Der Reporter testete einen AR-Prototyp mit integriertem Lichtwellenleiter-Display. Im manuellen Modus, der über eine Minitastatur gesteuert wird, kann das Objektiv Objekte in naher, mittlerer und weiter Entfernung klar fokussieren und dabei gleichzeitig die Klarheit sowohl der virtuellen Etiketten als auch der entsprechenden physischen Objekte beibehalten.

Dies zeigt die technische Machbarkeit von OOL-Objektiven für AR-Gleitsichtanwendungen.

Allerdings stellte der Reporter auch fest, dass der aktuelle Prototyp noch sehr rudimentär sei; Die Zoomgeschwindigkeit liegt weit unter der Zielvorgabe von 70 Millisekunden und der Vorgang geht mit erheblichen mechanischen Geräuschen einher. Vom funktionsfähigen Prototyp bis zum ausgereiften Verbraucherprodukt ist es noch ein langer Weg.

Ausblick: Herausforderungen und Chancen existieren nebeneinander

Die Flüssigkeitslinsentechnologie von OOL erfüllt bereits alle ANSI-Standards und ihre Aussichten im Bereich der einstellbaren Brillengläser sind äußerst vielversprechend – insbesondere für B2B-Anwendungen mit häufigem Benutzerwechsel, wo sie große Anziehungskraft hat.

Der Reporter bleibt jedoch vorsichtig optimistisch, was die Realisierung von Gleitsichtfunktionen in Headsets für Endverbraucher angeht. Auch wenn dies theoretisch machbar ist, kann die Umwandlung in ein Massenprodukt, das stabil, zuverlässig, leise und kostengünstig ist, noch mehrere Jahre dauern. Darüber hinaus steht es im Wettbewerb mit anderen technologischen Ansätzen, beispielsweise elektronisch gesteuerten Flüssigkristalllinsen.

Auf jeden Fall weist die Demonstration von OOL auf der AWE zweifellos auf eine spannende Richtung für die XR-Branche hin. Die aus Oxford im Vereinigten Königreich stammende Spitzentechnologie entwickelt sich stetig weiter in Richtung des Ziels, visuelle Erlebnisse in der virtuellen Welt natürlicher und menschenzentrierter zu gestalten.

Quelle: VRAR Planet