I ricercatori hanno sviluppato una nuova pellicola ultrasottile in grado di creare immagini 3D dettagliate visualizzabili in condizioni di illuminazione normale senza dispositivi di lettura speciali. Le immagini sembrano fluttuare sopra la pellicola e mostrano una parallasse regolare, il che significa che possono essere viste chiaramente da tutte le angolazioni. Con un ulteriore sviluppo, il nuovo approccio senza vetro potrebbe essere utilizzato come funzionalità di sicurezza visiva o incorporato in dispositivi di realtà virtuale o aumentata.

"La nostra pellicola di imaging riflettente integrata ultrasottile crea un'immagine che può essere vista da un'ampia gamma di angolazioni e sembra avere una profondità fisica", ha affermato il leader del team di ricerca Su Shen della Soochow University in Cina. "Può essere facilmente laminato su qualsiasi superficie come etichetta o adesivo o integrato in un supporto trasparente, rendendolo adatto per l'uso come elemento di sicurezza su banconote o carte d'identità."

In Lettere di ottica , i ricercatori descrivono la loro nuova pellicola per immagini. Con uno spessore di soli 25 micron, il film è circa il doppio di un involucro di plastica domestico. Utilizza una tecnologia nota come imaging del campo luminoso, che cattura la direzione e l'intensità di tutti i raggi di luce all'interno di una scena per creare un'immagine 3D.

"Il raggiungimento dell'imaging 3D senza vetro con un ampio campo visivo, una parallasse uniforme e un'ampia gamma di profondità focalizzabile in condizioni di osservazione naturali è una delle sfide più entusiasmanti nel campo dell'ottica", ha affermato Shen. "Il nostro approccio offre un modo innovativo per ottenere immagini 3D vivide che non causano fastidio o affaticamento alla visione, sono facili da vedere ad occhio nudo e sono esteticamente piacevoli."

Registrazione ad alta densità

Sono stati studiati vari schemi tecnici per creare l'esperienza di visione 3D ideale, ma tendono a soffrire di inconvenienti come un angolo di visione limitato o una bassa efficienza della luce. Per superare queste carenze, i ricercatori hanno sviluppato una pellicola riflettente per l'imaging del campo luminoso e un nuovo algoritmo che consente di registrare ad alta densità sia la posizione che le informazioni angolari per il campo luminoso.

I ricercatori hanno anche sviluppato un approccio economico di litografia nanoimprinting auto-rilasciante in grado di ottenere la precisione necessaria per prestazioni ottiche elevate utilizzando materiali a basso costo. La pellicola è modellata con una serie di elementi di messa a fuoco riflettenti su un lato che si comportano in modo molto simile a minuscole fotocamere, mentre l'altro lato contiene una matrice di micropattern che codifica l'immagine da visualizzare.

"Il potente approccio di microfabbricazione che abbiamo utilizzato ci ha permesso di realizzare una messa a fuoco riflettente estremamente compatta, che misurava solo decine di micron", ha affermato Shen. "Ciò consente di raccogliere densamente la radianza della luce, creando un effetto 3D realistico."

Un'immagine 3D realistica

I ricercatori hanno dimostrato il loro nuovo film usandolo per creare un'immagine 3D di un dado cubico che potrebbe essere visto chiaramente da quasi tutti i punti di vista. L'immagine risultante misura 8 x 8 millimetri con una profondità dell'immagine che varia da 0,1 a 8,0 millimetri in condizioni di luce naturale. Hanno anche progettato e realizzato una pellicola per immagini con un logo fluttuante che può essere utilizzata come elemento decorativo, ad esempio sul retro di un telefono cellulare.

I ricercatori affermano che il loro algoritmo e la loro tecnica di nanopatterning potrebbero essere estesi ad altre applicazioni creando i nanopattern su uno schermo trasparente anziché su una pellicola, ad esempio. Stanno anche lavorando per commercializzare il processo di fabbricazione sviluppando una macchina per nanoimprinting a doppia faccia che semplificherebbe il raggiungimento dell'allineamento preciso richiesto tra i micropattern su ciascun lato della pellicola. + Esplora ulteriormente

I ricercatori utilizzano lenti piatte per estendere la distanza di visualizzazione per la visualizzazione 3D