Der Komfort von Augmented-Reality-Brillen wird letztendlich durch ihr Gewicht bestimmt, und das Gewicht hängt größtenteils von den Linsen und Gläsern des Gadgets ab. Genau diese Elemente leiten das Licht eines Miniaturprojektors auf die Netzhaut, was sie komplex und sperrig macht. Am 11. November 2026 wurde in der Zeitschrift Nature eine Arbeit veröffentlicht, in der Wissenschaftler der Pohang University of Science and Technology (POSTECH) zusammen mit Forschern von Samsung Research einen Weg aufzeigen, solche Linsen deutlich dünner zu machen — auf bis zu 1,5 mm.

Ein Drittel der Dicke von kommerziellen Linsen

Die angegebene Dicke der entwickelten Linsen beträgt etwa ein Drittel der Dicke von Linsen, die in aktuellen kommerziellen AR-Brillengeräten verwendet werden. Das Schlüsselelement der Entwicklung ist eine Metastoberfläche — eine Struktur mit Nanometerelementen, deren Abmessungen kleiner als die Wellenlänge des sichtbaren Lichts sind. Eine solche Struktur ermöglicht es, die Phase und Ausbreitungsrichtung des Lichts zu steuern und seine Verluste innerhalb der transparenten Linse zu verringern. Als Autoren der Arbeit werden POSTECH-Wissenschaftler und Samsung-Research-Forscher genannt.

Das Problem der traditionellen Optik

In herkömmlichen AR-Brillen werden diffraktive optische Elemente im Glas verwendet, um das Bild vom Projektor zum Auge des Benutzers umzulenken. Das Licht wird innerhalb der Linse mehrfach reflektiert und breitet sich faktisch über einen Wellenleiter aus, ein Teil der Strahlung wird jedoch gestreut. Dies verringert die Bildhelligkeit, wobei eine Vergrößerung der Linsenfläche mit zusätzlichen Lichtverlusten einhergeht.

Wie das neue optische System funktioniert

In der neuen Arbeit platzierten die Forscher eine Metastoberfläche aus speziell geformten Nanostrukturen im Bereich des Wellenleiters. Die Geometrie — Form und Größe — sowie der Abstand zwischen den Nanoelementen auf dieser Oberfläche wurden so gewählt, dass die Lichtrichtung vom Winkel und Eintrittspunkt abhängt. Um ein volles Farbbild zu erzeugen, kombinierten die Forscher zwei Wellenleiterschichten: eine für die Übertragung von blauden und grünen Licht, die zweite für rotes und grünes.

Ergebnisse des Prototyps

Das entwickelte optische System ermöglichte es, ein helleres Bild zu erhalten und gleichzeitig den Energieverbrauch auf einem Niveau zu halten, das mit bestehenden Geräten vergleichbar ist. Im Wesentlichen reduzierten die Nanostrukturen der Metastoberfläche die Lichtverluste, die andernfalls aufgrund mehrfacher Reflexionen an den Wellenleiterwänden auf dem Weg zur Pupille des Benutzers höher wären. Nach Angaben der Forscher bot der Prototyp eine gute Lesbarkeit von weißem Text bei hellem Tageslicht, und in Innenräumen blieb das Vollfarbbild selbst dann erhalten, wenn die Displayleistung auf 30 % des Ausgangswerts reduziert wurde.

Weg zur Kommerzialisierung

Es geht nicht nur darum, die Linsendicke zu verringern, sondern gleichzeitig mehrere Aufgaben zu lösen: die Helligkeit zu erhalten, ein ausreichendes Sichtfeld zu gewährleisten und die Abmessungen der Optik zu verkleinern. Gleichzeitig bleibt die Entwicklung vorerst ein Prototyp. Für die weitere Kommerzialisierung müssen die Forscher ähnliche Eigenschaften unter Verwendung einer einzigen Wellenleiterschicht statt zweier erreichen sowie Regenbogen-Halos und Unschärfen reduzieren, die bei der Wechselwirkung von externem Licht mit Nanostrukturen entstehen. Die Entwickler rechnen damit, Brillen mit der neuen Optik innerhalb von drei Jahren auf den Markt zu bringen.