Er zijn 'vloeibare lenzen' gemaakt die de brandpuntsafstand in 70 milliseconden kunnen veranderen - betekent dit een doorbraak voor het inzoomen van XR-headsets

Op de Augmented World Expo (AWE) die in juni werd afgesloten, trok een startup genaamd Oxford Optical Labs (OOL) veel aandacht met zijn afstembare vloeibare lenstechnologie.

Deze technologie wordt beschouwd als een sleutelcomponent voor het realiseren van toekomstige headsets met variabele focusmogelijkheden en houdt de belofte in van een volledige oplossing van het conflict tussen accommodatie en vergentie – een al lang bestaand probleem dat de VR/AR-industrie teistert.

Onthulling van geavanceerde technologie: de 'vormveranderende' vloeibare lens

De kerntechnologie van OOL is een focus-instelbaar vloeistoflenssysteem dat al meer dan twintig jaar in ontwikkeling is. In tegenstelling tot traditionele glazen lenzen bestaat deze lens uit een flexibel membraan gevuld met vloeistof. Door de druk te veranderen die op specifieke punten op de lens wordt uitgeoefend, kunnen de optische parameters nauwkeurig worden aangepast, waardoor de correctie van bijziendheid, verziendheid en zelfs astigmatisme binnen één enkele lens mogelijk wordt.

Op de tentoonstelling ervoer de verslaggever de lens uit de eerste hand. Het voorste gedeelte voelt zacht aan, lijkt op een met water gevulde stressbal, maar is naar verluidt zeer duurzaam; Laboratoriumtests hebben aangetoond dat lenzen hun prestaties meer dan 15 jaar behouden. Bovendien is de interne vloeistof niet giftig en veilig. Nog opmerkelijker is dat de optische eigenschappen van de lens snel kunnen worden gewijzigd met behulp van een extern 'vervormer'-apparaat.

De verslaggever demonstreerde hoe de optische parameters van een lens onmiddellijk veranderen wanneer deze op een magnetische ring met een specifieke verhoogde structuur wordt geklikt. Dit betekent dat een enkele basislens kan worden aangepast om aan verschillende dioptrievereisten te voldoen, simpelweg door verschillende drukbevestigingen te verwisselen.

Van correctie tot zoom: een strategie in drie stappen

De ultieme visie van OOL is het creëren van een echte varifocale headset, maar het bedrijf hanteert een stapsgewijze strategie:

Stap 1: Brillenservice op maat.

Er zijn verstelbare lensinzetstukken beschikbaar voor openbare locaties zoals musea en VR-ervaringscentra. Medewerkers gebruiken eenvoudigweg gespecialiseerde apparatuur om de optometriegegevens van de gebruiker uit te lezen en passen vervolgens de drukverdeling aan via precisieschroeven aan de lensranden; Hierdoor kunnen de lenzen zich onmiddellijk aanpassen aan de specifieke gebruiker, waardoor het gedoe van het opslaan van een grote voorraad reservelenzen met verschillende sterktes wordt geëlimineerd.

Stap 2: Integratie in headsets

Door samen te werken met headsetfabrikanten zoals Meta en Pico kunnen vloeibare lenzen rechtstreeks in de apparaten worden geïntegreerd, met een ingebouwd, eenvoudig verstelmechanisme. In de toekomst kunnen gebruikers de dioptrie wellicht eenvoudig zelf aanpassen, net zoals het instellen van de pupilafstand, zonder dat ze dure magnetische lenzen hoeven aan te schaffen.

Ultieme doel: Dynamische varifocale mogelijkheden bereiken.

Dit heeft tot doel het conflict tussen vergentie en accommodatie in VR/AR op te lossen, waardoor de ogen van gebruikers zich op natuurlijke wijze kunnen concentreren op virtuele objecten op verschillende afstanden, net zoals ze dat in de echte wereld zouden doen. Dit brengt het varifocale zicht dat wordt gedemonstreerd door het Oculus Half-Dome-prototype dichter bij de realiteit.

Hoe werkt zoomtechnologie? Door gebruik te maken van 'visuele blinde vlekken.'

Het bereiken van dynamisch zoomen vereist een nauwe coördinatie tussen eye-trackingtechnologie en een snel lensaanpassingsmechanisme. Het systeem moet het eindpunt van oogbewegingen, in het bijzonder het object waarop de gebruiker zich gaat fixeren, in realtime voorspellen. Vervolgens maakt het gebruik van de ‘onderdrukkingsperiode’ (meestal langer dan 100 milliseconden) – waarin de hersenen visuele signalen onderdrukken terwijl het oog een saccade uitvoert – om de lens binnen ongeveer 70 milliseconden snel in de juiste positie te brengen. Er volgt een fijnafstemming om nauwkeurige scherpstelling te garanderen, en het hele proces moet voldoende soepel verlopen om ongemak voor de gebruiker te voorkomen.

Praktische ervaring: handmatig zoomprototype succesvol gevalideerd

De verslaggever testte een AR-prototype geïntegreerd met een optische golfgeleiderdisplay. In de handmatige modus, bestuurd via een minitoetsenbord, kon de lens duidelijk scherpstellen op objecten op nabije, tussenliggende en verre afstanden, waarbij de helderheid van zowel virtuele labels als de bijbehorende fysieke objecten tegelijkertijd behouden bleef.

Dit demonstreert de technische haalbaarheid van OOL-lenzen voor AR-varifocale toepassingen.

De verslaggever merkte echter ook op dat het huidige prototype nog steeds erg rudimentair is; de zoomsnelheid blijft ver achter bij het doel van 70 milliseconden, en de bediening gaat gepaard met aanzienlijk mechanisch geluid. Er is nog een lange weg te gaan van een functioneel prototype naar een volwassen consumentenproduct.

Vooruitzichten: uitdagingen en kansen bestaan ​​naast elkaar

De vloeistoflenstechnologie van OOL voldoet al aan alle ANSI-normen, en de vooruitzichten op het gebied van afstembare lenzen op sterkte zijn zeer veelbelovend – vooral voor B2B-toepassingen met frequent gebruikersverloop, waar het een grote aantrekkingskracht heeft.

De verslaggever blijft echter voorzichtig optimistisch over de realisatie van varifocale mogelijkheden in hoofdtelefoons van consumentenkwaliteit. Hoewel het theoretisch haalbaar is, kan het nog enkele jaren duren om dit om te zetten in een massaproduct dat stabiel, betrouwbaar, stil en kosteneffectief is. Bovendien wordt het geconfronteerd met concurrentie van andere technologische benaderingen, zoals elektronisch gestuurde lenzen met vloeibare kristallen.

Hoe dan ook wijst de demonstratie van OOL op AWE ongetwijfeld in een opwindende richting voor de XR-industrie. Deze geavanceerde technologie, afkomstig uit Oxford, VK, vordert gestaag in de richting van het doel om visuele ervaringen in de virtuele wereld natuurlijker en mensgerichter te maken.

Bron: VRAR-planeet