I ricercatori hanno sviluppato un approccio fondamentalmente nuovo a un display trasparente per la realtà aumentata, o occhiali intelligenti. Proiettando immagini dal vetro direttamente sull'occhio, il nuovo design potrebbe un giorno consentire a un utente di visualizzare informazioni come indicazioni stradali o valutazioni dei ristoranti mentre indossa un dispositivo quasi indistinguibile dagli occhiali tradizionali.

"Piuttosto che iniziare con una tecnologia di visualizzazione e cercare di ridurlo il più piccolo possibile, siamo partiti dall'idea che gli occhiali intelligenti dovrebbero apparire e sentirsi come occhiali normali, " ha affermato il capo del gruppo di ricerca Christopher Martinez del Laboratoire d'électronique des Technologies de l'information (Leti) in Francia. "Sviluppare il nostro concetto ha richiesto una grande quantità di immaginazione perché abbiamo eliminato gli ingombranti componenti ottici tipicamente richiesti e invece usiamo l'occhio stesso per formare l'immagine."

In ottica , La rivista della Optical Society per la ricerca ad alto impatto, gli autori descrivono in dettaglio il loro nuovo concetto di visualizzazione della proiezione retinica e riportano risultati positivi dalle simulazioni ottiche iniziali. Sebbene gli occhiali che utilizzano questo nuovo approccio non sarebbero utili per mostrare i video, potrebbero fornire informazioni sotto forma di testo o semplici icone.

"Anche se siamo concentrati su applicazioni di realtà aumentata, il nuovo concetto di display può essere utile anche per le persone con problemi di vista, " ha detto Martinez. "Il disturbo presente nell'occhio potrebbe essere integrato nella proiezione, dando alle persone ipovedenti un modo per vedere informazioni come il testo."

Formare un'immagine negli occhi

Il design non convenzionale del display proietta rapidamente i singoli pixel, che il cervello mette insieme per formare lettere e parole. "Non portiamo un'immagine sulla superficie del vetro, ma invece porta informazioni che vengono emesse sotto forma di fotoni per rendere l'immagine negli occhi, " ha spiegato Martinez.

Secondo il concetto di design, questa impresa sarebbe compiuta inviando fotoni da un laser o altra sorgente di luce attraverso un componente di guida della luce in un elemento ottico olografico creato all'interno della lente degli occhiali. Gli elementi ottici olografici che sono significativamente più piccoli delle loro controparti tradizionali possono essere realizzati in plastica sensibile alla luce utilizzando le stesse interazioni di luce laser che creano ologrammi come quelli che proteggono le carte di credito dalla contraffazione.

Perché il concetto funzioni, è fondamentale che tutti i fotoni proiettati abbiano fasi sincronizzate e corrispondano in modo coerente. Altrimenti, si forma un'immagine rumorosa, simile a quello che sentiresti se i membri di un gruppo corale cantassero la stessa canzone ma iniziando e fermandosi in momenti diversi. I ricercatori hanno utilizzato l'elemento olografico per sincronizzare la fase, come uno spunto che aiuta i cantanti a partire nello stesso momento.

"È molto complicato utilizzare metodi tradizionali come una maschera con una struttura ottica per regolare la fase di emettitori di fotoni che sono separati l'uno dall'altro solo di centinaia di micron, " ha detto Martinez. "Il nostro progetto utilizza un elemento olografico unico per sincronizzare i fotoni facendo corrispondere la fase con un raggio di riferimento".

Il design include anche una griglia di guide di luce che rende coerenti i fotoni, come assicurarsi che i cantanti cantino tutti alla stessa velocità. Questo componente è stato realizzato utilizzando un approccio fotonico integrato che incorpora le stesse tecniche di fabbricazione di semiconduttori utilizzate per realizzare chip per computer e fabbricare componenti ottici in silicio.

I ricercatori affermano che il loro concetto di display è un importante esempio delle nuove opportunità per la proiezione retinica che saranno ora possibili grazie ai recenti sviluppi nella fotonica integrata, che sono passati da applicazioni che utilizzano lunghezze d'onda delle telecomunicazioni a lunghezze d'onda visibili che possono essere utilizzate nei display.

Vedere fuori dagli schemi

A causa dello spazio limitato disponibile nelle lenti degli occhiali, il primo prototipo avrà probabilmente una risoluzione di 300 per 300 pixel, che secondo i ricercatori potrebbe essere migliorata impilando due display uno sopra l'altro. È importante sottolineare che il design consente modi completamente nuovi di utilizzare i pixel disponibili, che non sono vincolati a una forma quadrata come i display tradizionali.

"L'utilizzo di un elemento olografico per formare un display retinico è molto diverso dalla tradizionale griglia di pixel utilizzata per i display tradizionali, " disse Martinez. "Per esempio, le informazioni potrebbero essere proiettate nelle parti sinistra e destra del campo visivo senza informazioni intermedie, senza aumentare la complessità del display."

Una simulazione ottica dettagliata del nuovo design ha convalidato il nuovo approccio e ha rivelato che sarebbe stata creata un'immagine più chiara se i punti in cui viene emessa la luce fossero disposti in modo casuale anziché con uno schema periodico. I ricercatori stanno ora cercando di capire come realizzare al meglio questa disposizione casuale. Sottolineano anche che sebbene il dispositivo dovrebbe essere sicuro perché sarà necessaria pochissima luce per formare l'immagine sull'occhio, saranno necessari studi di sicurezza man mano che lo sviluppo progredisce.

I ricercatori hanno in programma di realizzare e testare i singoli componenti prima di creare un prototipo funzionante. Il primo prototipo visualizzerà immagini statiche monocromatiche, ma i ricercatori sono fiduciosi che l'approccio della proiezione retinica possa essere utilizzato per un display dinamico multicolore.