Les chercheurs ont développé une approche fondamentalement nouvelle d'un affichage transparent pour la réalité augmentée, ou des lunettes intelligentes. En projetant des images du verre directement sur l'œil, le nouveau design pourrait un jour permettre à un utilisateur de voir des informations telles que des directions ou des notes de restaurant tout en portant un appareil presque impossible à distinguer des lunettes traditionnelles.

"Plutôt que de commencer par une technologie d'affichage et d'essayer de la rendre aussi petite que possible, nous avons commencé avec l'idée que les lunettes intelligentes devraient ressembler et se sentir comme des lunettes normales, " a déclaré Christopher Martinez, chef de l'équipe de recherche du Laboratoire d'électronique des technologies de l'information (Leti) en France. " Développer notre concept a demandé beaucoup d'imagination car nous avons éliminé les composants optiques encombrants généralement requis et avons plutôt utilisé l'œil lui-même. pour former l'image."

Dans Optique , Le journal de l'Optical Society pour la recherche à fort impact, les auteurs détaillent leur nouveau concept d'affichage par projection rétinienne et rapportent les résultats positifs des premières simulations optiques. Bien que les lunettes utilisant cette nouvelle approche ne soient pas utiles pour montrer des vidéos, ils pourraient fournir des informations sous forme de texte ou de simples icônes.

« Bien que nous nous concentrions sur les applications de réalité augmentée, le nouveau concept d'affichage peut également être utile pour les personnes ayant des problèmes de vision, " dit Martinez. " La perturbation présente dans l'œil pourrait être intégrée à la projection, donner aux personnes malvoyantes un moyen de voir des informations telles que du texte."

Former une image dans l'œil

La conception d'affichage non conventionnelle projette rapidement des pixels individuels, que le cerveau assemble pour former des lettres et des mots. "Nous n'apportons pas d'image à la surface du verre, mais à la place apporter des informations qui sont émises sous forme de photons pour faire l'image dans l'œil, " a expliqué Martinez.

Selon le concept de conception, cet exploit serait accompli en envoyant des photons d'un laser ou d'une autre source lumineuse à travers un composant de guidage de la lumière dans un élément optique holographique créé dans la lentille des lunettes. Les éléments optiques holographiques qui sont nettement plus petits que leurs homologues traditionnels peuvent être fabriqués dans des plastiques sensibles à la lumière en utilisant les mêmes interactions de lumière laser qui font des hologrammes tels que ceux qui protègent les cartes de crédit contre la falsification.

Pour que le concept fonctionne, il est essentiel que tous les photons projetés aient des phases synchronisées et correspondent en cohérence. Autrement, une image bruitée est formée, semblable à ce que vous entendriez si les membres d'un groupe choral chantaient la même chanson mais en commençant et en s'arrêtant à des moments différents. Les chercheurs ont utilisé l'élément holographique pour synchroniser la phase, comme une queue qui aide les chanteurs à démarrer au même moment.

« Il est très compliqué d'utiliser des méthodes traditionnelles comme un masque à structure optique pour ajuster la phase d'émetteurs de photons séparés les uns des autres de quelques centaines de microns, " a déclaré Martinez. "Notre conception utilise un élément holographique unique pour synchroniser les photons en faisant correspondre la phase avec un faisceau de référence."

La conception comprend également une grille de guides de lumière qui rend les photons cohérents, Cela revient à s'assurer que les chanteurs chantent tous à la même vitesse. Ce composant a été fabriqué à l'aide d'une approche photonique intégrée qui incorpore les mêmes techniques de fabrication de semi-conducteurs que celles utilisées pour fabriquer des puces informatiques et des composants optiques en silicium.

Les chercheurs disent que leur concept d'affichage est un exemple important des nouvelles opportunités de projection rétinienne qui seront désormais possibles grâce aux développements récents de la photonique intégrée, qui sont passés d'applications utilisant des longueurs d'onde de télécommunication à des longueurs d'onde visibles pouvant être utilisées dans les écrans.

Voir hors des sentiers battus

En raison de l'espace limité disponible dans les verres des lunettes, le premier prototype aura probablement une résolution de 300 par 300 pixels, qui, selon les chercheurs, pourrait être amélioré en empilant deux écrans l'un sur l'autre. Surtout, la conception permet des façons complètement nouvelles d'utiliser les pixels disponibles, qui ne sont pas contraints à une forme carrée comme les présentoirs traditionnels.

"L'utilisation d'un élément holographique pour former un affichage rétinien est assez différente de la grille de pixels traditionnelle utilisée pour les affichages traditionnels, " dit Martinez. " Par exemple, les informations pourraient être projetées sur les parties gauche et droite du champ de vision sans aucune information entre les deux, sans augmenter la complexité de l'affichage."

Une simulation optique détaillée de la nouvelle conception a validé la nouvelle approche et a révélé qu'une image plus claire serait créée si les points où la lumière est émise étaient disposés de manière aléatoire plutôt qu'avec un motif périodique. Les chercheurs sont maintenant en train de déterminer comment accomplir au mieux cet arrangement aléatoire. Ils soulignent également que bien que l'appareil doive être sûr car très peu de lumière sera nécessaire pour former l'image sur l'œil, des études de sécurité seront nécessaires à mesure que le développement progresse.

Les chercheurs prévoient de fabriquer et de tester les composants individuels avant de créer un prototype fonctionnel. Le premier prototype affichera des images monochromatiques statiques, mais les chercheurs sont convaincus que l'approche de projection rétinienne peut être utilisée pour un affichage multicolore dynamique.