Optisches Head-Mounted-Display - Optical head-mounted display
Ein optisches Head-Mounted-Display ( OHMD ) ist ein tragbares Gerät, das projizierte Bilder reflektieren und es dem Benutzer ermöglichen kann, es zu durchschauen, ähnlich wie bei der Augmented-Reality- Technologie. Die OHMD-Technologie existiert seit 1997 in verschiedenen Formen, muss jedoch trotz einer Reihe von Versuchen aus der Industrie noch kommerzialisiert werden.
Typen
Verschiedene Techniken bestanden haben für see-through HMDs. Die meisten dieser Techniken können in zwei Hauptfamilien zusammengefasst werden: "Curved Mirror" (oder Curved Combiner) und "Waveguide" oder "Light-Guide". Die Technik des gekrümmten Spiegels wurde von Vuzix in seinem Star 1200-Produkt, von Olympus und von Laster Technologies verwendet. Seit einiger Zeit gibt es verschiedene Wellenleitertechniken. Diese Techniken umfassen Beugungsoptik, holographische Optik, polarisierte Optik und reflektierende Optik:
- Beugungswellenleiter - schräge Beugungsgitterelemente (nanometrisch 10E-9). Nokia-Technik jetzt an Vuzix lizenziert.
- Holographischer Wellenleiter - 3 zusammengefügte holographische optische Elemente (HOE) (RGB). Wird von Sony und Konica Minolta verwendet .
- Polarisierter Wellenleiter - 6 mehrschichtig beschichtete (25–35) polarisierte Reflektoren in Glassandwich. Entwickelt von Lumus .
- Reflektierender Wellenleiter - dicker Lichtleiter mit einem einzigen halbreflektierenden Spiegel. Diese Technik wird von Epson in ihrem Moverio-Produkt verwendet.
- Reflektierender Wellenleiter "Clear-Vu" - dünner monolithisch geformter Kunststoff mit Oberflächenreflektoren und herkömmlichen Beschichtungen, die von Optinvent entwickelt und in ihrem ORA-Produkt verwendet wurden.
- Schaltbarer Wellenleiter - entwickelt von SBG Labs .
Eingabegeräte
Head-Mounted-Displays sind nicht als Workstations konzipiert, und herkömmliche Eingabegeräte wie Tastaturen unterstützen das Konzept der intelligenten Brille nicht. Eingabegeräte, die sich für Mobilität und / oder Freisprechen eignen, sind gute Kandidaten, zum Beispiel:
- Touchpad oder Tasten
- Kompatible Geräte (z. B. Smartphones oder Steuergeräte)
- Spracherkennung
- Gestenerkennung
- Eye Tracking
- Gehirn-Computer-Schnittstelle
Kürzliche Entwicklungen
2012
- Am 17. April 2012 gab Colin Baden, CEO von Oakley , bekannt, dass das Unternehmen seit 1997 an einer Möglichkeit arbeitet, Informationen direkt auf Linsen zu projizieren, und über 600 Patente in Bezug auf die Technologie verfügt, von denen viele für optische Spezifikationen gelten.
- Am 18. Juni 2012 kündigte Canon das MR-System (Mixed Reality) an, mit dem virtuelle Objekte gleichzeitig in vollem Umfang und in 3D mit der realen Welt zusammengeführt werden. Im Gegensatz zu Google Glass ist das MR-System für den professionellen Einsatz vorgesehen. Der Preis für das Headset und das zugehörige System beträgt 125.000 US-Dollar, wobei eine jährliche Wartung von 25.000 US-Dollar erwartet wird.
2013
- Auf der MWC 2013 stellte das japanische Unternehmen Brilliant Service das Viking OS vor, ein Betriebssystem für HMDs, das in Objective-C geschrieben wurde und sich auf die Gestensteuerung als primäre Eingabeform stützt. Es enthält ein Gesichtserkennungssystem und wurde an einer überarbeiteten Version der Vuzix STAR 1200XL-Brille (4.999 US-Dollar) demonstriert, bei der eine generische RGB-Kamera und eine PMD CamBoard-Nano-Tiefenkamera kombiniert wurden.
- Bei Maker Faire 2013 die Startup - Firma Technical Illusions enthüllt Castar - Reality - Brille ergänzt die gut für eine AR - Erfahrung ausgestattet: Infrarot - LEDs auf der Oberfläche , die Bewegung eines interaktiven Infrarotstab erfassen, und eine Reihe von Spulen an seiner Basis verwendet werden , zu erkennen , Auf RFID-Chips geladene Objekte, die darauf platziert sind; Es verwendet zwei Projektoren mit einer Bildrate von 120 Hz und einen retroreflektierenden Bildschirm, der ein 3D-Bild liefert, das vom Benutzer aus allen Richtungen gesehen werden kann. Zur Positionserkennung ist eine Kamera auf der Prototypbrille eingebaut, sodass sich das virtuelle Bild entsprechend ändert, wenn ein Benutzer über die CastAR-Oberfläche läuft.
2016
- Das in Lettland ansässige Unternehmen NeckTec kündigte den intelligenten Halskettenformfaktor an, der die Entwicklung von AR-Brillen aufgrund der Übertragung von Prozessor und Batterien in die Halskette erleichtern soll. Dadurch wird der Gesichtsrahmen hell und elegant, während die Leistung und Lebensdauer des AR-Geräts verlängert werden. Die intelligente Halskette dient als Mediaplayer mit nahezu unbegrenztem Speicherplatz und als Bluetooth-Headset für Smartphones mit gemütlichem Kopfhörerspeicher. Sie verfügt über patentierte Schlüsselelemente für den Anschluss einer AV-Brille.
Marktstruktur
Das Analytics-Unternehmen IHS hat geschätzt, dass der Versand von Smart Brillen von nur 50.000 Einheiten im Jahr 2012 auf 6,6 Millionen Einheiten im Jahr 2016 steigen könnte. Laut einer von Forrester Research durchgeführten Umfrage unter mehr als 4.600 Erwachsenen in den USA sind dies rund 12 Prozent der Befragten bereit, Google Glass oder ein ähnliches Gerät zu tragen, wenn es einen Dienst anbietet, der ihr Interesse weckt. BI Intelligence von Business Insider erwartet bis 2018 einen Jahresumsatz von 21 Millionen Google Glass- Einheiten.
Laut zuverlässigen Berichten werden Samsung und Microsoft voraussichtlich innerhalb von sechs Monaten eine eigene Version von Google Glass mit einer Preisspanne von 200 bis 500 US-Dollar entwickeln. Samsung hat Berichten zufolge Objektive von Lumus, einem in Israel ansässigen Unternehmen, gekauft. Eine andere Quelle sagt, Microsoft verhandelt mit Vuzix.
Im Jahr 2006 meldete Apple ein Patent für sein eigenes HMD-Gerät an.
Im Juli 2013 gab Brian Ballard, Gründer und CEO von APX Labs, bekannt, dass er 25 bis 30 Hardware-Unternehmen kennt, die an ihren eigenen Versionen von Smart-Brillen arbeiten, mit denen APX teilweise zusammenarbeitet.
Vergleich verschiedener OHMD-Technologien
Kombinierertechnologie | Größe | Augenkasten | FOV | Andere | Beispiel |
---|---|---|---|---|---|
Flacher Kombinierer 45 Grad | Dick | Mittel | Mittel | Traditionelles Design | Vuzix, Google Glass |
Gebogener Kombinierer | Dick | Groß | Groß | Klassisches Bug-Eye-Design | Viele Produkte (durchsichtig und Okklusion) |
Phasenkonjugiertes Material | Dick | Mittel | Mittel | Sehr sperrig | OdaLab |
Begrabener Fresnel-Kombinierer | Dünn | Groß | Mittel | Parasitäre Beugungseffekte | Die Technologiepartnerschaft (TTP) |
Kaskadierter Prismen- / Spiegelkombinierer | Variable | Mittel bis groß | Mittel | Lamelleneffekte | Lumus, Optinvent |
Freiform-TIR-Kombinierer | Mittel | Groß | Mittel | Sperriger Glaskombinator | Canon, Verizon & Kopin (Durchsicht und Okklusion) |
Beugungskombinierer mit EPE | Sehr dünn | Sehr groß | Mittel | Trübungseffekte, parasitäre Effekte, schwer zu replizieren | Nokia / Vuzix |
Holographischer Wellenleiterkombinierer | Sehr dünn | Mittel bis groß in H. | Mittel | Benötigt volumenholographische Materialien | Sony |
Holographischer Lichtleiter-Kombinierer | Mittel | Klein in V. | Mittel | Benötigt volumenholographische Materialien | Konica Minolta |
Kombinierter Diffusor / Kontaktlinse | Dünn (Brille) | Sehr groß | Sehr groß | Benötigt Kontaktlinse + Brille | Innovega & EPFL |
Konischer undurchsichtiger Lichtleiter | Mittel | Klein | Klein | Bild kann verschoben werden | Olymp |
Siehe auch
- Dreikönigsbrillen
- EyeTap
- Golden-i
- Öffnen Sie Cobalt
- Aufklärungsinstrumente
- Sechster Sinn
- Smartglasses
- Virtuelle Netzhautanzeige
Verweise
Weiterführende Literatur
- 3D VIS Lab , Universität von Arizona - " Head-Mounted Display Systems " von Jannick Rolland und Hong Hua
- Optinvent - " Wichtige Herausforderungen für erschwingliche durchsichtige tragbare Displays: Das fehlende Glied für den Einsatz mobiler AR-Massen " von Kayvan Mirza und Khaled Sarayeddine
- Optics & Photonics News - " Ein Überblick über HMD-Technologien (Head-Mounted Displays) und Anwendungen für die Unterhaltungselektronik " von Jannick Rolland und Ozan Cakmacki
- Google Inc. - " Ein Überblick über HMD-Technologien (Head-Mounted Displays) und Anwendungen für die Unterhaltungselektronik " von Bernard Kress & Thad Starner (SPIE-Prozess Nr. 8720, 31. Mai 2013)