TDK представила новую технологию дисплеев для умных очков, в которой изображение формируется непосредственно на сетчатке глаза пользователя. Ключевой частью системы Direct Retinal Projection (DRP) стало практически невидимое метаоптическое зеркало толщиной всего 150 нм, интегрируемое прямо в линзу. Его светопропускание достигает примерно 80 %, поэтому очки могут оставаться прозрачными и внешне гораздо меньше отличаться от обычных.

Разработка должна помочь решить сразу несколько проблем современных умных очков: уменьшить размеры оптической системы, сделать устройство удобнее для повседневного ношения и скрыть выводимую информацию от окружающих. Сейчас технология TDK работает в монохромном режиме, однако компания уже занимается полноцветной версией и рассчитывает в перспективе перейти к серийному производству.

Зачем изображение проецировать прямо на сетчатку

В системах Direct Retinal Projection изображение доставляется непосредственно на сетчатку с помощью направленного светового потока. Такой подход позволяет отказаться от привычного миниатюрного экрана перед глазом и потенциально сделать оптическую часть умных очков компактнее.

Однако существующие DRP-системы имеют существенный недостаток. Для правильного направления света часто требуется изогнутое зеркало, которое приходится размещать перед глазом. Такая конструкция усложняет создание лёгких очков, которые выглядели бы как обычные.

TDK предлагает заменить этот элемент чрезвычайно тонким плоским метаоптическим зеркалом.

Зеркало толщиной всего 150 нанометров

Основой разработки стала метаповерхность — плоская структура из множества искусственно созданных элементов субволнового размера. Их расположение позволяет управлять распространением и отражением света без применения традиционной массивной оптики.

Толщина разработанного TDK метаоптического зеркала составляет всего 150 нм. При этом около 80 % света проходит через него, благодаря чему линза сохраняет высокую прозрачность.

Наноразмерные отражающие элементы расположены таким образом, чтобы по-разному воздействовать на свет в различных участках поверхности. В результате лазерные лучи, приходящие под разными углами, можно перенаправлять в нужную сторону и формировать изображение для глаза пользователя.

Главное преимущество такого подхода — оптическому элементу больше не требуется привычная кривизна. Функции объёмной оптики фактически переносятся в структуру самой метаповерхности.

Посторонние не увидят изображение

Ещё одна особенность технологии связана с конфиденциальностью. Проецируемый контент рассчитан непосредственно на глаз владельца очков и не должен быть заметен человеку, стоящему напротив.

Для устройств дополненной реальности это довольно важное преимущество. На дисплей могут выводиться уведомления, навигационные подсказки, сообщения и другая персональная информация, которую пользователь не хотел бы демонстрировать окружающим.

Одновременно TDK рассчитывает сохранить естественное восприятие окружающего пространства: высокая прозрачность оптики позволяет видеть реальный мир через линзы, поверх которого может отображаться цифровая информация.

Производство хотят сделать проще и дешевле

Традиционные системы прямой проекции на сетчатку могут иметь сложную конструкцию, что отражается на стоимости производства. В случае метаоптического зеркала TDK рассчитывает использовать технологические процессы, близкие к применяемым в полупроводниковой промышленности.

Это особенно важно для перспективы массового выпуска. Если технологию удастся масштабировать, производство подобных оптических компонентов потенциально станет проще и экономически привлекательнее.

Следующий этап — полноцветное изображение и 4K

Одним метаоптическим зеркалом разработка не ограничивается. TDK также создала компактный полноцветный лазерный модуль FCLM и систему управления лазерами видимого диапазона, рассчитанную на формирование изображения с разрешением до 4K.

Кроме того, компания сотрудничает с QD Laser. TDK намерена объединить собственные разработки в области DRP с технологиями и патентным портфелем партнёра, чтобы ускорить создание новых RGB-модулей и компактных оптических систем для носимой электроники.

Пока есть важное ограничение: представленное метаоптическое зеркало поддерживает только монохромное изображение. Полноценная цветная версия остаётся следующим этапом разработки.

Умные очки рассматриваются как интерфейс для ИИ

TDK связывает развитие подобных дисплеев не только с дополненной реальностью, но и с распространением систем искусственного интеллекта. Умные очки могут стать одним из постоянно доступных пользовательских интерфейсов для ИИ-сервисов, выводя необходимую информацию непосредственно в поле зрения человека.

Прототип очков с новой системой прямой проекции TDK планирует показать 13 октября 2026 года на выставке CEATEC, а следующую демонстрацию провести 10 ноября на electronica.

В ближайшие несколько лет компания намерена перейти от нынешнего монохромного прототипа к полноцветной системе и подготовить технологию к массовому производству. Если разработку удастся успешно масштабировать, метаоптика может заметно приблизить умные очки к формату обычных прозрачных очков, в которых сложная электроника и оптическая система практически не бросаются в глаза.