Mikrowyświetlacz szansą na powstanie inteligentnych okularów
Nowa generacja lekkich, inteligentnych okularów powstaje dzięki przełomowej technologii układów optycznych, pozwalającej na produkowanie wyświetlaczy o wysokiej rozdzielczości, przy jednej czwartej rozmiaru i połowie wagi konwencjonalnych zestawów do rzeczywistości wirtualnej (VR). Okulary opracowane w ramach finansowanego przez UE projektu LOMID „mają znacznie wyższą wydajność, są mniejsze, lżejsze i mają lepszą rozdzielczość niż dostępne na rynku gogle do rzeczywistości wirtualnej, ale przy tym samym polu widzenia”, mówi koordynator projektu Uwe Vogel, dyrektor ds. mikrowyświetlaczy i czujników w Instytucie Elektroniki Organicznej, Wiązki Elektronowej i Technologii Plazmowej FEP w Dreźnie (Niemcy). W ramach trzyletniego projektu o wartości 4 mln euro, w którym uczestniczyło osiem instytucji i firm technologicznych z pięciu krajów, wyprodukowano jednocalowy ekran zwany mikrowyświetlaczem. „Udało nam się zmieścić na 1-calowym (2,54 cm) ekranie więcej pikseli niż w standardowym telewizorze full HDTV (telewizorze wysokiej rozdzielczości), który może mieć przekątną od 15 do 60 cali”, wyjaśnia. „Piksele są malutkie, ich gęstość bardzo wysoka, a zużycie energii niskie”, mówi uczony i zwraca uwagę, że układ mikrowyświetlacza zużywa mniej energii niż najnowocześniejsza wersja OLED. Zawartość ekranu jest odświeżana co osiem milisekund, co przekłada się na szybkość odświeżania 120 Hz. Jest to ważne w przypadku imersyjnego oglądania VR, ponieważ niska częstotliwość odświeżania i migotanie obrazu może powodować bóle głowy lub mdłości. Kompaktowe okulary zaprojektowane przez partnera projektu LIMBAK, firmę technologiczną z Madrytu, łączą w sobie dwa mikroprocesory, po jednym dla każdego oka, zapewniając rozdzielczość 4800 x 1920 pikseli i szerokie pole widzenia. Full HD to 1920 x 1080 pikseli. Wspomaganie widzenia u osób niedowidzących Opracowane w ramach projektu układy wideo o dużej szybkości na bardzo małym chipie są wykorzystywane w okularach dla osób niedowidzących. Uczeni z Uniwersytetu w Oxfordzie, będącego partnerem projektu, „opracowali w oparciu o mikrowyświetlacz okulary dla osób ze specyficznymi zaburzeniami widzenia, takimi jak zwyrodnienie plamki żółtej”, mówi dr Vogel. „Niektóre obszary na obrzeżach lub w środku naturalnego pola widzenia mogą być zniekształcone, w zależności od rodzaju upośledzenia wzroku. Nasze urządzenie kompensuje to dzięki wspomaganiu widzenia, działającemu trochę jak rzeczywistość rozszerzona”, wyjaśnia. Okulary są wyposażone nie tylko w kamery 2D, ale również 3D, dzięki czemu osoba je nosząca może dostrzegać głębię obrazu. „To ważne, ponieważ uszkodzenie wzroku zazwyczaj wiąże się również z pogorszeniem widzenia w trzech wymiarach”. Takie inteligentne okulary mogą być też potencjalnie wykorzystywane w przypadku zarządzania kryzysowego w miejscach o słabej widoczności, np. przez strażaków w wypełnionym dymem pomieszczeniu. „W przypadku zawodowych zastosowań okularów waga i komfort widzenia są bardzo ważne, a miniaturyzacja jest kluczowa”, mówi dr Vogel. Wysoka rozdzielczość ułatwia również rozpoznawanie twarzy i czytanie tekstu. Elastyczna powierzchnia Kolejnym przełomowym osiągnięciem jest stworzenie mikrowyświetlacza, który może zostać umieszczony na zakrzywionej powierzchni, co oznacza większą swobodę projektowania i możliwość wytwarzania bardziej kompaktowych urządzeń. „W przypadku mikrowyświetlaczy dostępnych obecnie na rynku płytka krzemowa zawierająca obwody i gniazda jest zwykle sztywna. Nam udało się, głównie dzięki pracy partnera projektu CEA-LETI w Grenoble we Francji, wygiąć jednocalowy mikrowyświetlacz. Umożliwi to dalszą miniaturyzację układów optycznych w okularach VR”, mówi dr Vogel. Poza przejściem do produkcji okularów VR i rozwiązań wspomagających widzenie, opracowanych w ramach projektu LOMID, francuska firma MICROOLED planuje komercjalizację jednocalowych mikrowyświetlaczy OLED, a niemiecki partner XFAB Semiconductor Foundries produkuje elastyczne płytki.
Słowa kluczowe
LOMID, mikrowyświetlacz, półprzewodniki, osoby niedowidzące, rzeczywistość wirtualna, widzenie, zdrowie, OLED, diody optyczne, optyka
