Gli head-up display sono dispositivi trasparenti utilizzati negli aeroplani e nelle auto per fornire informazioni come dati di volo critici o indicazioni stradali sul parabrezza. Un approccio innovativo basato sull'olografia potrebbe presto rendere questi display heads-up molto più facili da vedere con una grande scatola per gli occhi.

Gli attuali display heads-up hanno una piccola scatola per gli occhi, il che significa che le informazioni visualizzate scompaiono parzialmente o completamente se gli utenti spostano troppo lo sguardo. "Un display heads-up che utilizza la nostra nuova tecnologia installata in un'auto consentirebbe a un conducente di vedere le informazioni visualizzate anche se si muoveva o era più basso o più alto della media, " ha affermato il leader del gruppo di ricerca Pierre-Alexandre Blanche dell'Università dell'Arizona, STATI UNITI D'AMERICA.

Nella rivista The Optical Society Ottica applicata , i ricercatori dimostrano un prototipo di display heads-up funzionale che utilizza elementi ottici olografici per ottenere un eye box sostanzialmente più grande di quello disponibile senza l'elemento olografico. I ricercatori affermano che il loro approccio potrebbe essere trasformato in un prodotto commerciale in pochi anni e potrebbe essere utilizzato anche per aumentare le dimensioni dell'area visualizzata.

"L'aumento delle dimensioni dell'occhio o dell'immagine visualizzata in un tradizionale display a sovrimpressione richiede l'aumento delle dimensioni dell'ottica di proiezione, lenti a relè e tutte le ottiche associate, che occupa troppo spazio nel cruscotto, " ha detto il primo autore Colton Bigler, uno studente di dottorato nel laboratorio di Blanche. "Invece di affidarsi a ottiche convenzionali, usiamo l'olografia per creare un elemento ottico sottile che può essere applicato direttamente su un parabrezza".

Usare gli ologrammi per creare l'ottica

Le stesse interazioni di luce laser utilizzate per creare gli ologrammi che proteggono le carte di credito dalla contraffazione possono essere utilizzate anche per fabbricare elementi ottici come lenti e filtri in materiali sensibili alla luce. Questi elementi olografici non sono solo più piccoli dei componenti ottici tradizionali, ma possono essere prodotti in serie perché sono facilmente fabbricabili.

Per il nuovo display head-up, elementi ottici olografici reindirizzano la luce da una piccola immagine in un pezzo di vetro, dove è confinato fino a raggiungere un altro elemento ottico olografico che estrae la luce. L'ologramma di estrazione presenta un'immagine visualizzabile con una dimensione dell'occhio più grande rispetto all'immagine originale.

"Stiamo lavorando con Honeywell per sviluppare questi display per gli aerei, ma potrebbero essere usati altrettanto facilmente in auto, " Blanche ha detto. "Il nostro approccio non richiede attrezzature costose e non è necessario sviluppare nuovi materiali. Per di più, il display può essere completamente integrato nel parabrezza di un'auto standard."

Dopo aver eseguito simulazioni ottiche, i ricercatori hanno creato una versione di laboratorio del loro display head-up che ha creato un occhio sette volte più grande dell'immagine originale. Hanno quindi realizzato un prototipo funzionante che mostrava le informazioni di volo su un pezzo di vetro che può essere parte dell'involucro trasparente che copre gli abitacoli. Utilizzando il prototipo, sono stati in grado di quasi raddoppiare la scatola degli occhi dell'immagine originale e hanno mostrato che l'immagine non scompare finché l'utente non guarda oltre il bordo dell'ologramma. Hanno anche dimostrato che l'immagine presentata appare nel campo lontano, il che significa che gli osservatori non hanno bisogno di cambiare la loro attenzione per vedere le informazioni visualizzate.

"È possibile creare un eye box molto più grande aumentando le dimensioni degli elementi olografici di iniezione ed estrazione, l'unico limite è la dimensione del vetro che visualizza l'immagine, " Blanche ha continuato. "Il nostro lavoro è un buon esempio di come l'olografia può essere utilizzata per risolvere molti tipi di problemi ottici per varie applicazioni. Un approccio simile potrebbe essere utile anche per i visori di realtà aumentata, che uniscono anche immagini generate al computer con viste del mondo esterno ma con un display vicino all'occhio."

Sebbene i ricercatori abbiano dimostrato il loro approccio utilizzando un colore, dicono che potrebbe essere ampliato per creare display heads-up a colori. Stanno anche lavorando per utilizzare lo stesso approccio per creare un'immagine molto più grande che viene estratta dall'elemento olografico per aumentare le dimensioni, o campo visivo, del display.