Das Startup Lemnis Technologies aus Singapur entwickelt Varifokal-Technologie für VR-Brillen. Ein aktueller Prototyp basierend auf Windows Mixed Reality wird mit dem Innovationspreis der Computermesse CES 2019 ausgezeichnet.

In aktuellen VR-Brillen fokussiert der Brillenträger immer ein Display unmittelbar vor dem Auge – auch wenn er virtuell eigentlich in die Ferne blickt. Dieser motorische Konflikt kann Kopfschmerzen oder Unwohlsein verursachen. Die fixe digitale Fokusebene (circa ein bis zwei Meter) ist außerdem unrealistisch, stört also die visuelle Überzeugungskraft der VR-Welt.

Genau diesen motorischen Konflikt will das 2017 gegründete Startup Lemnis Technologies beseitigen: Der aktuelle Brillenprototyp “Verifocal” samt dazugehöriger Varifokal-Plattform wurde just mit einem Innovationspreis der Computermesse CES ausgezeichnet.

Die Prototyp-Brille basiert auf Windows Mixed Reality, bietet ein Inside-Out-Trackingsystem sowie zwei LC-Displays mit je 1.440 mal 1.440 Bildpunkten. Eine Standard-WMR-Brille also, könnte man meinen. Doch der äußere Eindruck täuscht.

Rein äußerlich ist Lemnis Prototyp-Brille nicht von einer herkömmlichen WMR-Brille zu unterscheiden. Die Innovation steckt im Gehäuse: Speziallinsen kombiniert mit einem Eye-Tracking-System. Bild: Lemnis Technologies

Rein äußerlich ist Lemnis Prototyp-Brille nicht von einer herkömmlichen WMR-Brille zu unterscheiden. Die Innovation steckt im Gehäuse: Speziallinsen kombiniert mit einem Eye-Tracking-System sorgen für einen fließend verschiebbaren Fokuspunkt. Bild: Lemnis Technologies

Bewegliche Linsen mit Eye-Tracking

Die ausgezeichnete Innovation ist ein Eye-Tracking-System, das sogenannte Alvarez-Linsen steuert. Das in den 60er Jahren vom US-Physiker Luis Alvarez erfundene optische System verschiebt zwei Linsen übereinander und ermöglicht so beliebig viele, nahtlos ineinander übergehende Schärfeebenen.

So sehen die verschiebbaren Alvarez-Linsen in drei verschiedenen Positionen aus. Bild: Lemnis Technologies

So sehen die verschiebbaren Alvarez-Linsen im Brillengehäuse aus. Das Foto zeigt sie in drei unterschiedlichen Fokuspositionen. Bild: Lemnis Technologies

Das Eye-Tracking-System in der VR-Brille misst, wohin der Nutzer in VR schaut und weist eine Software an, die Alvarez-Linsen passend zum digitalen Fokuspunkt zu justieren.

Von außen betrachtet wirkt die VR-Brille gewöhnlich, auch die Linsen. Auffällig ist allein die Eye-Tracking-Umringung. Die verschiebbaren Linsen sind im Gehäuse untergebracht. Bild: Lemnis Technolgoies

Die Linsen fallen von außen nur durch die Eye-Tracking-Umringung auf. Der Verschiebemechanismus ist beim WMR-Prototyp im Gehäuse versteckt. Bild: Lemnis Technologies

Laut Lemnis-Mitgründer Pierre-Yves Laffont reichen allein die Eye-Tracking-Aufnahmen jedoch nicht aus, um den korrekten Fokuspunkt zu finden, da sie zu verrauscht sind.

Die Aufnahmen müssten erst durch eine Software analysiert und mit der Sehstärke des VR-Brillenträgers kombiniert werden. Gleichzeitig müssen Verzerreffekte beseitigt werden. Erst dann könne der optimale Fokuspunkt gefunden werden. All diese Schritte soll Lemnis Verifocal-Technologie übernehmen.

Sogar Sehschwächen soll Verifocal ausgleichen können: Brillenträger müssten also nicht mehr auf Kontaktlinsen oder spezielle Linsenaufsätze ausweichen.

Bild eines früheren Prototyps mit Alvarez-Linsen. Bild: Lemnis Technologies

Bild eines früheren Prototyps, bei dem die Alvarez-Linsen noch außerhalb des Gehäuses verbaut wurden. Bild: Lemnis Technologies

Verifocal unterstützt viele Varifokal-Technologien

Laffont erklärt mir, dass die Verifocal-Plattform alle Arten von Varifokal-Technologien für VR und AR unterstütze. Eine ausgefallene und vielversprechende Variante speziell für AR-Brillen seien Flüssiglinsen, in die gerade viel Entwicklungsarbeit investiert werde.

Eine mechanisch einfachere und kurzfristig verfügbare Lösung sei ein bewegliches Display, wie es Oculus im Half-Dome-Prototyp verbaut hat. Alvarez-Linsen seien in einigen Aspekten die bessere Lösung und könnten zusätzlich verbaut werden.

Laffont sieht Facebooks VR-Abteilung jedoch nicht als einzige potenzielle Kundschaft:

“Oculus hat viel Zeit in den Varifokus-Prototyp gesteckt, 40 Menschen arbeiteten über drei Jahre daran. Andere Hersteller müssen diesen Vorsprung aufholen und wir bieten ihnen dafür eine fertige Plattform”, sagt Laffont.

[Video: Das bewegliche Display im Oculus-Prototyp “Half-Dome”]

Preis skaliert über Menge

Wann die erste VR-Brille mit variablem Fokus erscheint, will Laffont nicht verraten. Die Industrie habe anhand der ersten Brillen-Generation gelernt, dass die Technologie noch nicht gut genug sei für den Massenmarkt. Der variable Fokus sei ein Schritt in die richtige Richtung.

“Einige unserer Partner haben öffentlich deutlich gemacht, dass ein variabler Fokus die VR-Erfahrung deutlich aufwertet”, sagt Laffont.

“Wir wenden uns zuerst an den Highend-Markt, wo Qualität besonders wichtig ist und der Preis keine so große Rolle spielt”, sagt Laffont. “Irgendwann erreicht der VR-Markt eine kritische Masse, dann sinken die Produktionkosten und Multifokus-Displays werden in jeder Brille verbaut.”


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