Virtual Reality: Innovative Linsen-Technologie vorgestellt

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Forscher aus Harvard haben eine neuartige optische Linse entwickelt, mit der sich kleinere und gleichzeitig leistungsfähigere VR-Headsets realisieren lassen könnten.

In Virtual Reality-Headsets steckt nicht nur viel digitale, sondern auch optische Technologie. Letztere ist mitverantwortlich für den Formfaktor aktueller VR-Brillen. Mithilfe einer neuen Technologie könnten künftige VR-Geräte kleiner werden.

Kein Headset ohne Linsen

Dass aktuelle Headsets relativ groß sind, liegt auch an den optischen Linsen, die in Oculus Rift, HTC Vive, Playstation VR, Windows Mixed Reality und mobilen VR-Brillen verbaut sind. Sie sind aufgrund des geringen Abstands zwischen Auge und Display nötig: Die Linsen des menschlichen Auges können Licht nämlich nicht stark genug brechen, damit das Displaybild auf so kurze Entfernung scharf genug und in voller Breite und Höhe wahrgenommen wird.

Die verbauten Korrekturlinsen benötigen selbst einen gewissen Abstand zum Display und sind dazu recht dick, da sie aus mehreren verschachtelten Einzellinsen bestehen. Das ist nötig, um das gesamte Lichtspektrum in hoher Auflösung auf einen einzelnen Punkt zu fokussieren. Unter anderem aus diesem Grund sind VR-Brillen so frontlastig. Das könnte sich in Zukunft aber ändern.

Neue Technologie ermöglicht flachere Linsen

Forscher der Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences haben eine Einzellinse entwickelt, die das kann, wofür bisher mehrere Linsen nötig waren. Die große Herausforderung dabei war, dass sich Licht unterschiedlicher Wellenlängen verschieden schnell durch Materialien wie Glas oder Kunststoff bewegt.

Rotes Licht durchdringt Glas zum Beispiel schneller als blaues, was bei einer klassischen Einzellinse zu einem verzerrten Bild führt und nur durch die Stapelung mehrerer Linsen umgangen werden kann.

Die Metalinse fokussiert Licht aller Wellenlängen auf einen Punkt.  © Jared Sisler/Harvard SEAS

Die Metalinse fokussiert Licht aller Wellenlängen auf einen Punkt.  © Jared Sisler/Harvard SEAS

Die neue „Metalinse“, wie die Wissenschaftler ihre Kreation nennen, eliminiert diese Verzerrung dank einer Nanooberfläche aus Titandioxid. Das klingt erst einmal nach einem teuren Spaß, laut Professor Frederico Capasso, dem Leiter des Projekts, ist dem jedoch nicht so:

Metalinsen haben Vorteile gegenüber herkömmlichen Linsen. Sie sind nicht nur dünn, sondern können auch einfach und kosteneffizient hergestellt werden.

Als möglichen Anwendungsbereich nennen die Forscher explizit Augmented- und Virtual Reality. Bis es soweit ist, wird allerdings noch einige Zeit vergehen. Der erste Linsen-Prototyp ist nämlich noch recht klein. Im nächsten Schritt wollen die Wissenschaftler eine Metalinse mit einem Zentimeter Durchmesser bauen.

Einbau in VR-Brillen wird noch etwas dauern

Die Neuerungen, die Oculus und HTC für 2018 in petto haben könnten, werden also mit Sicherheit noch ohne Metalinsen auskommen. Aber die Fortschritte in der Technik lassen für die Zukunft viel erwarten.