Ультратонкая пленка создает яркие 3D-изображения с большим полем зрения
Разработана ультратонкая пленка для создания детальных 3D-изображений, видимых без специальных устройств или освещения.
Пленка обеспечивает плавное параллактическое изображение, которое можно просматривать с разных углов.
Разработка может использоваться в качестве визуальной безопасности или в устройствах виртуальной и дополненной реальности.
Технология основана на световом поле, которое позволяет записывать информацию о направлении и интенсивности света для создания 3D-изображения.
Разработан новый алгоритм и нанопаттерн для записи информации с высокой плотностью и низкой стоимостью материалов.
Пленка состоит из массива отражающих фокусирующих элементов и микропаттерна для кодирования изображения.
Новый подход обеспечивает реалистичные 3D-изображения без дискомфорта и усталости для глаз.
Технология может быть применена в других приложениях, например, на прозрачных дисплеях.
Разрабатывается коммерческая машина для точного совмещения микропаттернов на пленке.
Технология без стекла может обеспечить визуальные характеристики, не требующие специальных устройств считывания или освещения
ВАШИНГТОН — Исследователи разработали новую ультратонкую пленку, которая позволяет создавать детализированные 3D-изображения, доступные для просмотра при нормальном освещении без каких-либо специальных считывающих устройств. Кажется, что изображения плавают поверх пленки и демонстрируют плавный параллакс, что означает, что их можно четко рассматривать под любым углом. При дополнительной разработке новый подход без стекла может быть использован в качестве средства визуальной защиты или встроен в устройства виртуальной или дополненной реальности.
Подпись: Исследователи разработали ультратонкую пленку, которая позволяет создавать детализированное 3D-изображение, доступное для просмотра при нормальном освещении без каких-либо специальных считывающих устройств. Они продемонстрировали новую пленку, используя ее для создания 3D-изображения кубической матрицы, которое можно рассматривать с 360 градусов.
Предоставлено изображение: Су Шен, Сучжоуский университет, Китай
“Наша ультратонкая интегрированная отражающая пленка создает изображение, которое можно рассматривать под широким диапазоном углов и, кажется, обладает физической глубиной”, - говорит руководитель исследовательской группы Су Шен из Университета Сучжоу в Китае. “Ее можно легко нанести на любую поверхность в виде бирки или стикера или встроить в прозрачную подложку, что делает ее пригодной для использования в качестве защитного элемента на банкнотах или удостоверениях личности”.
В журналеOptics Lettersиздательской группы Optica исследователи описывают свою новую пленку для визуализации. При толщине всего 25 микрон пленка примерно в два раза толще бытовой полиэтиленовой пленки. В ней используется технология, известная как light-field imaging, которая фиксирует направление и интенсивность всех лучей света в пределах сцены для создания 3D-изображения.
“Получение 3D-изображений без стекла с большим полем зрения, плавным параллаксом и широким диапазоном глубины фокусировки в естественных условиях просмотра - одна из самых захватывающих задач в оптике”, - сказал Шен. “Наш подход предлагает инновационный способ получения ярких 3D-изображений, которые не вызывают дискомфорта при просмотре или усталости, легко видны невооруженным глазом и эстетичны”.
Для создания идеального эффекта 3D-просмотра были исследованы различные технические схемы, но они, как правило, имеют недостатки, такие как ограниченный угол обзора или низкая эффективность освещения. Чтобы преодолеть эти недостатки, исследователи разработали пленку для визуализации отражающего светового поля и новый алгоритм, который позволяет записывать информацию о положении и углах светового поля с высокой плотностью.
Исследователи также разработали экономичный метод литографии с наноимпринтингом, который позволяет достичь точности, необходимой для высоких оптических характеристик, при использовании недорогих материалов. На пленке с одной стороны нанесен ряд отражающих фокусирующих элементов, которые действуют во многом как крошечные камеры, в то время как другая сторона содержит массив микропаттернов, который кодирует изображение для отображения.
“Мощный подход к микрообработке, который мы использовали, позволил нам создать отражающую фокусировку, которая была чрезвычайно компактной — размером всего в десятки микрон”, - сказал Шен. “Это позволяет плотно собирать световое излучение, создавая реалистичный 3D-эффект”.
Подпись: Различные виды реконструированного 3D-изображения (в середине) показаны с соответствующими им микропаттернами, которые записаны на пленке для получения изображения.
Предоставлено изображение: Су Шен, Сучжоуский университет, Китай
Исследователи продемонстрировали свою новую пленку, используя ее для создания 3D-изображения кубической матрицы, которое можно было четко разглядеть практически с любой точки зрения. Размер полученного изображения составляет 8 x 8 миллиметров, а глубина изображения при естественном освещении колеблется от 0,1 до 8,0 миллиметров. Они также разработали и изготовили пленку для обработки изображений с плавающим логотипом, который можно использовать в качестве декоративного элемента, например, на задней панели мобильного телефона.
Исследователи говорят, что их алгоритм и метод нанопаттернирования могут быть распространены на другие приложения, например, создавая нанопаттерны на прозрачном экране дисплея вместо пленки. Компания также работает над коммерциализацией процесса изготовления, разрабатывая машину для двусторонней наноимпринтинга, которая упростит достижение требуемого точного выравнивания микропаттернов на каждой стороне пленки.
Документ: Г. Чжан, Х. Чжун, У. Цзоу, Ю. Чжоу, С. Шен, “Ультратонкая, отражающая световое поле пленка для визуализации, полученная методом самоотверждающейся наноимпринтерской литографии с УФ-отверждением”, Опт. Lett., 47, 13 (2022). DOI: https://doi.org/10.1364/OL.463117
Издательская группа Optica - подразделение общества Optica, занимающееся продвижением оптики и фотоники по всему миру. Компания публикует самую большую коллекцию рецензируемых и наиболее цитируемых материалов в области оптики и фотоники, включая 18 престижных журналов, флагманский журнал общества, а также статьи и видеозаписи с более чем 835 конференций. В нашем портфолио публикаций, содержащем более 400 000 журнальных статей, материалов конференций и видеороликов для поиска и доступа, представлен полный спектр исследований в этой области со всего мира.
Optics Letters уже более 45 лет публикует результаты высокоэффективных исследований в области фотоники и обеспечивает быстрое распространение новых результатов во всех областях оптической науки с помощью коротких, оригинальных, рецензируемых сообщений. Optics Letters принимает статьи, заслуживающие внимания значительной части оптического сообщества. Опубликовано издательской группой Optica Publishing Group под руководством главного редактора Мигеля Алонсо, Института Френеля, Центральной школы Марселя и Экс-Марсельского университета, Франция, Университета Рочестера, США. Для получения дополнительной информации посетите Optics Letters.