Onderzoekers hebben een nieuwe ultradunne film ontwikkeld die gedetailleerde 3D-beelden kan maken die zichtbaar zijn onder normale verlichting zonder speciale leesapparatuur. De beelden lijken bovenop de film te zweven en vertonen vloeiende parallax, waardoor ze vanuit alle hoeken duidelijk te zien zijn. Met aanvullende ontwikkeling kan de nieuwe glasvrije benadering worden gebruikt als een visuele beveiligingsfunctie of worden opgenomen in virtual of augmented reality-apparaten.

"Onze ultradunne, geïntegreerde reflecterende beeldfilm creëert een beeld dat vanuit een breed scala van hoeken kan worden bekeken en fysieke diepte lijkt te hebben", zei onderzoeksteamleider Su Shen van de Soochow University in China. "Het kan gemakkelijk als tag of sticker op elk oppervlak worden gelamineerd of in een transparant substraat worden geïntegreerd, waardoor het geschikt is voor gebruik als veiligheidskenmerk op bankbiljetten of identiteitskaarten."

In Optics Letters , beschrijven de onderzoekers hun nieuwe beeldvormingsfilm. Met een dikte van slechts 25 micron is de film ongeveer twee keer zo dik als huishoudfolie. Het maakt gebruik van een technologie die bekend staat als light-field imaging, die de richting en intensiteit van alle lichtstralen in een scène vastlegt om een ​​3D-beeld te creëren.

"Het bereiken van glasvrije 3D-beeldvorming met een groot gezichtsveld, vloeiende parallax en een breed, focusseerbaar dieptebereik onder natuurlijke kijkomstandigheden is een van de meest opwindende uitdagingen in de optica", aldus Shen. "Onze aanpak biedt een innovatieve manier om levendige 3D-beelden te maken die geen ongemak of vermoeidheid bij het kijken veroorzaken, gemakkelijk te zien zijn met het blote oog en esthetisch aangenaam zijn."

Opname met hoge dichtheid

Er zijn verschillende technische schema's onderzocht om de ideale 3D-kijkervaring te creëren, maar deze vertonen vaak nadelen zoals een beperkte kijkhoek of lage lichtefficiëntie. Om deze tekortkomingen te verhelpen, ontwikkelden de onderzoekers een reflecterende lichtveld-beeldvormingsfilm en een nieuw algoritme waarmee zowel de positie- als hoekinformatie voor het lichtveld met hoge dichtheid kan worden vastgelegd.

De onderzoekers ontwikkelden ook een economische self-releasing nano-imprinting lithografie-aanpak die de precisie kan bereiken die nodig is voor hoge optische prestaties terwijl goedkope materialen worden gebruikt. De film is voorzien van een patroon met een reeks reflecterende focuselementen aan de ene kant die net als kleine camera's werken, terwijl de andere kant een micropatroonreeks bevat die de afbeelding codeert die moet worden weergegeven.

"De krachtige microfabricagebenadering die we gebruikten, stelde ons in staat een reflecterende focus te maken die extreem compact was - slechts tientallen microns meten," zei Shen. "Hierdoor wordt de lichtuitstraling dicht verzameld, waardoor een realistisch 3D-effect ontstaat."

Een realistisch 3D-beeld

De onderzoekers demonstreerden hun nieuwe film door er een 3D-beeld van te maken van een kubusvormige dobbelsteen die vanuit bijna elk gezichtspunt duidelijk te zien was. Het resulterende beeld meet 8 x 8 millimeter met een beelddiepte die varieert van 0,1 tot 8,0 millimeter onder natuurlijke lichtomstandigheden. Ze hebben ook een beeldfilm ontworpen en gefabriceerd met een zwevend logo dat als decoratief element kan worden gebruikt, bijvoorbeeld op de achterkant van een mobiele telefoon.

De onderzoekers zeggen dat hun algoritme en nanopatroontechniek kunnen worden uitgebreid naar andere toepassingen door de nanopatronen bijvoorbeeld op een transparant beeldscherm te maken in plaats van op een film. Ze werken ook aan het commercialiseren van het fabricageproces door een dubbelzijdige nano-imprintmachine te ontwikkelen die het gemakkelijker zou maken om de precieze uitlijning te bereiken die nodig is tussen de micropatronen aan elke kant van de film. + Verder verkennen

Onderzoekers gebruiken platte lenzen om de kijkafstand voor 3D-weergave te vergroten