Трудности в реализации удобных для пользователя и надежных устройств дополненной реальности (AR) состоят, в частности, в конфликте вергенции-аккомодации (VAC) и ограниченным размером Eyebox — зоны, внутри которой пользователь видит виртуальное изображение. VAC возникает из-за того, что традиционные дисплеи AR имеют фиксированную фокусную глубину, что вызывает визуальный дискомфорт и напряжение глаз. Между тем, малый размер Eyebox ограничивает область просмотра, в которой пользователи могут видеть весь дисплей, и требуют точного позиционирования гарнитуры.

Группа исследователей из Университета Цинхуа, Университета Южной Калифорнии, Харбинского технологического института и Городского университета Гонконга совершила прорыв в решении этих проблем. Как сообщает EurekAlert, они разработали трехмерное метаустройство с переменным фокусом линз, состоящее из трех каскадных метаповерхностей с муаровыми и нецентральными фазовыми профилями линзы Френеля.

Разработчики создали нечувствительную к поляризации метаповерхность из наностолбиков различного диаметра, изготовленных из диоксида титана, на подложке из диоксида кремния. Настраивая взаимные углы метаповерхностей, можно динамически регулировать фокусное расстояние и боковое положение фокальной точки. Это позволяет отображать виртуальный контент на разных глубинах и в разных положениях, без использования громоздкого механического оборудования.

«Наше метаустройство предоставляет простое, интегрированное решение для дисплеев дополненной реальности, которое одновременно решает конфликт вергенции-аккомодации и расширяет поле зрения, — заявил Гэн Цзыхан, соавтор исследования. — Это метаустройство может формировать изображения в произвольном положении в трехмерном пространстве».

Исследователи продемонстрировали технологию, встроив ее в систему отображения дополненной реальности и успешно спроецировав виртуальные объекты на разной глубине. В отличие от традиционных технологий управления зрачком, требующих громоздких механических компонентов или сложных систем на основе жидких кристаллов, этот подход обеспечивает интенсивность изображения без значительного увеличения толщины.

Компания Halliday представила на CES 2025 умные очки, которые направляют изображение непосредственно в правый глаз пользователя. Модуль DigiWindow размером около 9 мм (примерно с мизинец) создаёт «виртуальный» круглый дисплей диаметром 8,9 см, располагая его в поле зрения.