Herausforderungen des optischen Designs für virtuelle und erweiterte Realität

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Freiform-Optikdesign-Software und virtuelles Prototyping beschleunigen die Fortschritte bei der Markteinführung von AR- und VR-Headsets.

Einführung

Es ist seit Jahren bekannt, dass asphärische und Freiformflächen die Leistungsfähigkeit eines optischen Systems verbessern können – in der Theorie. Doch in den letzten 30 Jahren haben Fortschritte in der optischen Fertigung und Messung asphärische und Freiformflächen von der Theorie zur Realität werden lassen. Unternehmen der Optikfertigung zeigen, dass diese Optiken zuverlässig hergestellt werden können. Dies ermöglicht eine neue Erzeugung komplexer optischer Oberflächen, die die Technologiebranche revolutionieren und Virtual Reality (VR) und Augmented Reality (AR) Headsets ermöglichen.

Ziel des vorgestellten Forschungsvorhabens war die Entwicklung neuartiger justierbarer Dachkantelemente (DKE), die verschiedene optische Funktionen simultan erfüllen können sowie einfach und robust aufgebaut sind. Diese neuen Multifunktionselemente können zur Strahlteilung und -führung sowie zur Strahlfokussierung oder – aufweitung von Laser- und Lichtstrahlen eingesetzt werden. Ihre Anwendung ist ebenso in Messsystemen, Lasermaterialbearbeitungsanlagen oder auch zur Bildumkehr in optischen Systemen, wie Ferngläsern, Projektionsgeräten oder Kameras denkbar. Dies stellt eine interessante, kompakte und verhältnismäßig kostengünstige Alternative zu Systemen aus mehreren Strahlteilern und Spiegeln oder prismatischen Bauelementen dar, die aktuell zum Einsatz kommen.

Originalveröffentlichung: ZEMAX-eGuide „Optical design challenges in virtual and augmented reality“

Autoren: Erin Elliott ist Ingenieurin für optische Forschung und Prototyping, Kristen Norton ist Produktmanagerin für OpticStudio und Michael Humphreys ist leitender Optikingenieur, alle bei Zemax, Kirkland, WA.

Übersetzung und redaktionelle Bearbeitung: Dr.-Ing. Anna Prenzel

Über das Buch