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LOMID - Large cost-effective OLED microdisplays and their applications

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Chip per microdisplay apre la strada all’avvento di occhiali intelligenti ad alte prestazioni

Un team di scienziati finanziato dall’UE ha sviluppato un chip per microdisplay ad alta risoluzione per caschi meno ingombranti e ad alte prestazioni destinati alla realtà virtuale e alla visione assistita

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Una nuova generazione di occhiali intelligenti leggeri è diventata possibile grazie alla rivoluzionaria tecnologia per chip ottici che fornisce display ad alta risoluzione a un quarto delle dimensioni e alla metà del peso dei tradizionali caschi per realtà virtuale (VR, virtual reality). I caschi sviluppati nell’ambito del progetto LOMID, finanziato dall’UE, «hanno prestazioni molto più elevate, sono più piccoli, più leggeri e hanno una risoluzione migliore rispetto ai caschi per realtà virtuale esistenti sul mercato, ma con lo stesso campo visivo», afferma il coordinatore del progetto Uwe Vogel, direttore di Microdisplays and Sensors presso il Fraunhofer Institute for Organic Electronics, Electron Beam e Plasma Technology FEP di Dresda, in Germania. Il progetto triennale da 4 milioni di euro, che ha coinvolto otto istituzioni e imprese tecnologiche in cinque paesi, ha prodotto un dispositivo con schermo da un pollice chiamato microdisplay. «Ciò che abbiamo ottenuto è stata la possibilità di inserire un numero maggiore di pixel su uno schermo da 1 pollice (2,54 cm), rispetto a quello di un normale televisore ad alta definizione (HDTV, high-definition television) che va dai 15 ai 60 pollici in diagonale», spiega. «I pixel sono minuscoli e la loro densità è molto elevata; inoltre, abbiamo raggiunto questo obiettivo con un basso consumo energetico», afferma, sottolineando che il chip per microdisplay consuma meno energia rispetto a un’attuale versione a LED organici (OLED, organic light-emitting diode) all’avanguardia. «Il contenuto dello schermo viene aggiornato ogni otto millisecondi, il che si traduce in una frequenza di trama pari a 120 Hertz», osserva il coordinatore. La velocità con cui viene rinnovata l’immagine è importante per la visione immersiva in VR in quanto frequenze di trama basse e immagini tremolanti possono causare mal di testa o cinetosi. Caschi compatti progettati dal partner del progetto, LIMBAK, una società tecnologica di Madrid, combinano senza interruzioni due chip per microdisplay per ciascun occhio, fornendo una risoluzione di 4 800 x 1 920 pixel e un campo visivo ampio. Il Full HD è di 1 920 x 1 080 pixel. Visione assistita per disabili visivi Il circuito video ad alta velocità del progetto su un chip molto piccolo viene utilizzato negli occhiali per disabili visivi. Il partner del progetto, l’Università di Oxford, «ha sviluppato un casco per persone con specifiche disabilità visive quali la degenerazione maculare utilizzando questo microdisplay», afferma il dott. Vogel. «Alcune aree della vista naturale potrebbero essere disturbate alla periferia o al centro, a seconda dell’indebolimento visivo, e questo è compensato dal dispositivo che fornisce la visione assistita, un po’ come la realtà aumentata», spiega. Gli occhiali sono dotati non solo di fotocamere 2D, ma anche 3D, in modo che lo spettatore possa rilevare la profondità. «Questo è importante in quanto la perdita della vista in genere si accompagna anche alla diminuzione della visione 3D». Tali occhiali intelligenti hanno il potenziale per essere utilizzati allo scopo di gestire catastrofi in aree di scarsa visibilità, ad esempio per assistere i vigili del fuoco in una stanza piena di fumo. «Per finalità professionali è necessario spostarsi, quindi il peso e il comfort visivo sono molto importanti e la miniaturizzazione è fondamentale», afferma il dott. Vogel. L’alta risoluzione rende inoltre più facile riconoscere i volti o leggere un testo. Superficie flessibile rivoluzionaria Un’altra conquista è rappresentata dalla capacità del chip per microdisplay di essere piegato su una superficie curva per ottenere una maggiore libertà di progettazione e dispositivi più compatti. «In genere, per i microdisplay presenti attualmente sul mercato, la scheda madre del chip di silicio contenente i circuiti e le prese è rigida. Ciò che è stato realizzato, principalmente dal partner di progetto CEA-LETI a Grenoble, in Francia, è stato piegare il microdisplay dello schermo da un pollice. Ciò consentirà un’ottica di dimensioni persino più piccole per i caschi per VR», afferma il dott. Vogel. Oltre alla produzione del casco per VR e delle applicazioni di visione assistita sviluppate nell’ambito di LOMID, la società francese MICROOLED prevede di commercializzare i chip per microdisplay OLED da un pollice, mentre il partner tedesco XFAB Semiconductor Foundries sta producendo la tecnologia di wafer per scheda madre.

Parole chiave

LOMID, microdisplay, semiconduttori, disabili visivi, realtà virtuale, visione, salute, OLED, diodi ottici, ottica

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