Glasrezeptur für größeres Sichtfeld in AR und MR

Hersteller von Augmented-Reality- (AR) und Mixed-Reality-Geräten (MR) können jetzt das Benutzererlebnis nochmals verbessern. Die neue Generation von Schott RealView High-Index-Glaswafern mit einem Brechungsindex von 1,9 ermöglicht immersive AR/MR-Anwendungen mit einem Sichtfeld von bis zu 65°.

Zum Vergleich: aktuell am Markt befindliche AR-Brillen bieten maximal 40°. Möglich macht diesen Fortschritt eine weiter verbesserte Glasrezeptur, die Schott  speziell für die Anforderungen der AR/MR-Industrie entwickelte. Vom 14. bis 16. Mai steht das AR-Team von Schott auf der Display Week 2019 in San Jose, USA, am Stand 1334 für

Die Zukunft von Augmented Reality (AR) und Mixed Reality (MR) liegt direkt vor unseren Augen: Der internationale Technologiekonzern Schott stellt auf der Display Week 2019 derzeit die neue Erweiterung seines Schott RealView-Produktportfolios erstmals der Öffentlichkeit vor. Die hochwertigen optischen Glaswafer wurden speziell für Datenbrillen der nächsten Generation entwickelt und ermöglichen mit einem nochmals erhöhten Brechungsindex von 1,9 ein noch breiteres Sichtfeld (Field of View, FoV) als bisher. Damit sind AR/MR-Geräte mit einem horizontalen FoV von 53° (entspricht einer Diagonale von 65°) realisierbar.

„Die AR-/MR-Branche möchte digitale und reale Welten möglichst nahtlos miteinander verschmelzen. Um dieses Ziel zu erreichen, benötigen Entwickler jedoch die technische Möglichkeit, virtuelle Inhalte ohne Einschränkung überall im natürlichen Sichtfeld des Menschen zu platzieren“, so Dr. Rüdiger Sprengard, Vice President des Geschäftsfeldes Augmented Reality bei Schott. „Diese Immersion leisten bislang jedoch selbst die fortschrittlichsten Datenbrillen auf dem Markt noch nicht. Ihr Sichtfeld beträgt horizontal nur etwa 40° und wird begrenzt durch den höchsten Brechungsindex des aktuell im Markt verfügbaren Bildführungs-Substrats.“

Auf der Display Week 2018 hat der Glasspezialist die erste Generation von Schott RealView vorgestellt, die nun mit der neuen Generation in 2019 nochmals verbessert werden konnte. Die Lösung ist das Ergebnis jahrelanger Forschung und Entwicklung in enger Zusammenarbeit mit AR-Hardwareherstellern. Im Vergleich zu herkömmlichen Glaswafern, die in der Halbleiter- und Sensorindustrie eingesetzt werden, sind sie – gemessen als Total Thickness Variation (TTV) – etwa zehn Mal gleichmäßiger in der Dicke und basieren auf modernen Glasrezepturen. Die Prozesse des Konzerns in den Bereichen Glasschmelze und Heißformung erfüllen zudem die hohen Anforderungen an Reinheit, Homogenität und Konsistenz des Brechungsindex. Die Wafer sind in marktüblichen Größen erhältlich.

Bei der Entwicklung des in diesem Jahr auf der Display Week vorgestellten neuen Produkts haben die Materialwissenschaftler die Glaseigenschaften speziell für die Schmelze in der Serienproduktion und hohe Effizienz in der Waferverarbeitung konzipiert.  Das Ergebnis sind gute Wafereigenschaften für Waveguide-basierte AR/MR-Geräte – mit einem deutlich höheren Brechungsindex.

Reinstes optisches Glas 

„Mit der neuesten Generation von Schott RealView-Glaswafern mit Brechungsindizes von 1,9 definieren wir die Grenzen für kommerziell erhältliche Waferlösungen für die AR/MR-Branche neu. Wir ebnen damit den Weg für das optische Design einer neuen Generation von Datenbrillen“, sagt Sprengard. „Schott deckt die gesamte Wertschöpfungskette vom Glas bis zur optischen Beschichtung ab, verfügt über eine Produktionskapazität, die sämtliche Anforderungen dieses wachsenden und dynamischen globalen Marktes erfüllen kann, und ist damit ein zuverlässiger Partner der AR-Branche.“

Um höchste Qualität zu gewährleisten, produziert der Anbieter das optische Glas exklusiv in seinen Hightech-Schmelzanlagen in Deutschland. Waferfertigung und optische Beschichtung finden in China statt, wo Schott kürzlich auf Grund der spürbaren Nachfrage aus der AR/MR-Industrie eine neue Fabrik für die Serienproduktion errichtete. Für Prototyping und Forschung können sich die Kunden auf das Know-how in den Bereichen Glas, Waferbearbeitung und Beschichtung in den deutschen und schweizerischen Werken verlassen. Hinzu kommen geschulte Anwendungstechniker in allen relevanten Regionen.

Im Vorfeld der Display Week 2019 erhielt Schott RealView den 2019 Display Industry Award im Bereich Displaykomponenten. Der Preis wird von der Society for Information Display, SID, vergeben. Daneben wurden auch Unternehmen wie Apple, Samsung, Sony, Dexerials, Japan Display sowie Lenovo ausgezeichnet.

Light Guide-Technologie

Führende AR/MR-Geräte basieren auf dem Einsatz von Lichtwellenleitern, der so genannten Light Guide-Technologie. Die neuen Glaswafer sind eine entscheidende Komponente dieser Technologie. Wie funktioniert das?
(1) Der Projektor sendet die Lichtwellen des digitalen Bildes in Richtung der Lichtleiter (Schott RealView).
(2) Die Lichtwellen des Projektors werden mit Hilfe eines Gitters an einer definierten Position in den Lichtleiter eingekoppelt.
(3) Lichtwellen jeder Farbe werden n-mal im definierten Gitterbereich ausgekoppelt.
(4) Das bewegliche, nicht fixierte menschliche Auge, nimmt sowohl das digitale als auch das reale Bild wahr. Dadurch entsteht der Eindruck einer gemischten Realität.

Bild: Schott RealView-Glaswafer bestehen aus optischem Glas mit sehr hohem Brechungsindex und ermöglichen damit bei AR/MR-Geräten ein breiteres Sichtfeld (FoV). Foto: Schott