Вчені та Samsung обманули фізику — зменшили товщину лінз AR-окулярів до півтора міліметра

Врешті-решт комфорт використання окулярів доповненої реальності буде визначатися їхньою масою, яка в значній мірі залежить від лінз і скла цих гаджетів. Лінзи направляють світло мініатюрного проектора на сітківку ока, що робить їх досить складними і громіздкими. Сьогодні компанія Samsung спільно з науковцями знайшла спосіб зробити їх ще тоншими — до 1,5 мм.

Джерело зображень: Samsung

Заявлена товщина розроблених лінз — це приблизно третина товщини лінз, що використовуються в актуальних комерційних пристроях. Ключовим елементом розробки стала метаповерхня — структура з нанометровими елементами, розміри яких менші за довжину хвилі видимого світла. Вона дозволяє керувати фазою і напрямком поширення світла, зменшуючи його втрати всередині прозорої лінзи. Результати дослідження були опубліковані 11 листопада 2026 року в журналі Nature. Авторами роботи є науковці Університету науки і технологій Пхохана (Pohang University of Science and Technology, POSTECH) та дослідники Samsung Research.

У традиційних AR-окулярах для перенаправлення зображення від проектора до ока користувача використовуються дифракційні оптичні елементи всередині скла окулярів. Світло багаторазово відбивається всередині лінзи, фактично поширюючись по хвилеводу, однак частина випромінювання так чи інакше розсіюється. Це знижує яскравість зображення, причому збільшення площі лінзи супроводжується додатковими втратами світла.

У новій роботі дослідники розмістили в області хвилеводу метаповерхню, що складається зі спеціально сформованих наноструктур. Геометрія (форма і розміри) та відстань між наноелементами на цій поверхні були підібрані таким чином, щоб напрямок світла залежав від кута і точки його входу. Додатково для формування повнокольорового зображення дослідники об'єднали два шари хвилеводу: один призначений для передачі синього і зеленого світла, другий — червоного і зеленого.

Розроблена оптична система дозволила отримати більш яскраве зображення при збереженні енергоспоживання на рівні, порівнянному з показниками існуючих пристроїв. По суті, наноструктури метаповерхні зменшили втрати світла, які в іншому випадку були б вищими через багаторазове переотраження від стінок хвилеводу на шляху до зіниці користувача. За даними дослідників, прототип забезпечував хорошу читабельність білого тексту при яскравому денному світлі, а в приміщенні повнокольорове зображення зберігалося навіть при зниженні потужності дисплея до 30 % від початкового рівня.

По суті, йдеться не просто про зменшення товщини лінзи, а про спробу одночасно вирішити кілька завдань: зберегти яскравість, забезпечити достатнє поле зору і зменшити габарити оптики. При цьому розробка поки залишається прототипом. Для подальшої комерціалізації дослідникам потрібно досягти аналогічних характеристик з використанням одного шару хвилеводу замість двох, а також зменшити райдужні ореоли і розмиття, що виникають при взаємодії зовнішнього світла з наноструктурами. Проте розробники сподіваються вивести окуляри з новою оптикою на ринок протягом трьох років.

Хочеш дізнатися більше — читай відгуки