Smarte Brille folgt den Augen, fokussiert automatisch

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Gegen Altersweitsichtigkeit kommen oft Gleitsichtbrillen zum Einsatz, die jedoch einige Nachteile haben. Ein neue Lösung namens Autofocals, entwickelt an der Stanford University, könnte hier Abhilfe schaffen.

Altersweitsicht betrifft die meisten Menschen jenseits der 45. Die Augenlinsen verlieren ihre Elastizität, um nahe Objekte zu fokussieren. Für einige mögen Lesebrillen ausreichen, doch für oft sind Gleitsichtbrillen die einzige Lösung abgesehen von einer Operation.

Gordon Wetzstein, Electrical Engineer an der Stanford University, lässt dagegen bei den Betroffenen Hoffnung aufkeimen: „Mehr als eine Milliarde Menschen leiden unter Altersweitsichtigkeit und wir haben Autofokus-Linsen entwickelt, die eines Tages deren Augen wesentlich effektiver korrigieren könnten als herkömmliche Brillen.“ Momentan ähnelt die Lösung einer VR-Brille, aber die Forscher hoffen, zukünftige Versionen schlanker gestalten zu können.

Probleme mit Gleitsicht

Der Prototyp der Brille, von den Entwicklern Autofocals genannt, soll das Hauptproblem aktueller Gleitsichtbrillen überwinden helfen, dass nämlich der Nutzer, um korrekt zu fokussieren, den Kopf in Blickrichtung bewegen muss. Das wäre so, als ob man beim Spurwechsel einen Blick in den Seitenspiegel wirft. Um scharf zu sehen, müsste man nun seinen Blick von der Straße zum oberen Bereich der Brille wenden, den Kopf fast 90 Grad drehen und dann durch den unteren Bereich der Brille schauen.

Diese Aktionen können auch die Orientieren erschweren. Das Unfallrisiko erhöhe sich, so Robert Konrad, Graduate Student und Co-Autor des Beitrags, der am 28. Juni in Science Advances erschienen ist.

Der Prototyp funktioniert ähnlich wie die Linse des Auges. Mit Flüssigkeit gefüllt schwillt er an oder verschlankt, wenn sich das Sichtfeld verändert. Zudem ist der mit Eye-Tracking-Sensoren ausgestattet, die triangulieren, wohin der Anwender blickt und die genaue Distanz zu dem ins Auge gefassten Gegenstand bestimmt. Die Forscher haben derartige Linsen oder Eye-Tracker zwar nicht selbst entwickelt, wohl aber die Software, die Eye-Tracking-Daten verwendet, um die flüssigkeitsgefüllten Linsen stets fokussiert zu halten.

Eye-Tracking und Systemsoftware machen den Unterschied

Nitish Padmanaban, Hauptautor und Graduate Student, räumt ein, dass sich auch andere Wissenschaftler an Autofokus-Linsen für die Altersweitsichtigkeit versucht haben, doch sei kein Vorteil gegenüber herkömmlichen Gleitsichtgläsern dabei herausgekommen. Den Unterschied sieht er in der Lenkung durch die Eye-Tracking-Hardware und die Systemsoftware.

Um das Konzept zu prüfen, haben die Entwickler den Prototypen an 56 Personen mit Altersweitsichtigkeit getestet. Die Teilnehmer hielten die Autofokus-Linsen für leistungsfähiger und schneller beim Lesen und anderen Aufgaben. Vom Gewicht und der Größe abgesehen gaben sie der Erfahrung mit der neuen Lösung den Vorzug vor jener mit herkömmlichen Gleitsichtbrillen.

Dass sich das nach Virtual Reality anhört, ist kein Zufall. Das Labor von Wetzstein steht ganz vorn, was die Entwicklung von Visualisierungssystemen für VR und AR angeht. Und dabei stießen die Forscher auf die neuartigen Autofokus-Linsen und die Eye-Tracker, die sie dann miteinander kombinierten.

Im nächsten Schritt will man die Lösung verschlanken. Bis leichte, energieeffiziente und modischer Autofokus-Brillen entwickelt sind, könne es noch ein paar Jahre dauern, so Wetzstein. Aber er ist sich sicher, dass sie die Zukunft der optischen Korrektur darstellen.