Les différentes vues de l'image 3D reconstruite (au milieu) sont présentées avec leurs micro-motifs correspondants, qui sont enregistrés dans le film d'imagerie. Crédit :Su Shen, Université Soochow en Chine
Les chercheurs ont développé un nouveau film ultra-mince qui peut créer des images 3D détaillées visibles sous un éclairage normal sans aucun dispositif de lecture spécial. Les images semblent flotter au-dessus du film et présentent une parallaxe douce, ce qui signifie qu'elles peuvent être clairement vues sous tous les angles. Avec un développement supplémentaire, la nouvelle approche sans verre pourrait être utilisée comme fonction de sécurité visuelle ou intégrée dans des dispositifs de réalité virtuelle ou augmentée.
"Notre film d'imagerie réfléchissant intégré ultra-mince crée une image qui peut être vue sous un large éventail d'angles et semble avoir une profondeur physique", a déclaré le chef de l'équipe de recherche Su Shen de l'Université Soochow en Chine. "Il peut être facilement laminé sur n'importe quelle surface sous forme d'étiquette ou d'autocollant ou intégré dans un substrat transparent, ce qui le rend approprié pour une utilisation comme élément de sécurité sur les billets de banque ou les cartes d'identité."
En lettres optiques , les chercheurs décrivent leur nouveau film d'imagerie. Avec seulement 25 microns d'épaisseur, le film est environ deux fois plus épais qu'une pellicule plastique domestique. Il utilise une technologie connue sous le nom d'imagerie en champ lumineux, qui capture la direction et l'intensité de tous les rayons de lumière dans une scène pour créer une image 3D.
"Réaliser une imagerie 3D sans verre avec un large champ de vision, une parallaxe douce et une large plage de profondeur focalisable dans des conditions d'observation naturelles est l'un des défis les plus passionnants de l'optique", a déclaré Shen. "Notre approche offre un moyen innovant d'obtenir des images 3D éclatantes qui ne causent aucune gêne ou fatigue visuelle, sont faciles à voir à l'œil nu et sont esthétiquement agréables."
Enregistrement haute densité
Divers schémas techniques ont été étudiés pour créer l'expérience de visualisation 3D idéale, mais ils ont tendance à souffrir d'inconvénients tels qu'un angle de vision limité ou une faible efficacité lumineuse. Pour surmonter ces lacunes, les chercheurs ont développé un film d'imagerie réfléchissant le champ lumineux et un nouvel algorithme qui permet d'enregistrer à haute densité à la fois la position et les informations angulaires du champ lumineux.
Les chercheurs ont également développé une approche économique de lithographie par nanoimpression à libération automatique qui peut atteindre la précision nécessaire pour des performances optiques élevées tout en utilisant des matériaux à faible coût. Le film est orné d'un réseau d'éléments de mise au point réfléchissants d'un côté qui agissent un peu comme de minuscules caméras tandis que l'autre côté contient un réseau de micro-motif qui encode l'image à afficher.
"La puissante approche de microfabrication que nous avons utilisée nous a permis de créer une focalisation réfléchissante extrêmement compacte, ne mesurant que quelques dizaines de microns", a déclaré Shen. "Cela permet de collecter de manière dense l'éclat de la lumière, créant ainsi un effet 3D réaliste."
Une image 3D réaliste
Les chercheurs ont fait la démonstration de leur nouveau film en l'utilisant pour créer une image 3D d'une matrice cubique qui pouvait être vue clairement de presque n'importe quel point de vue. L'image résultante mesure 8 x 8 millimètres avec une profondeur d'image allant de 0,1 à 8,0 millimètres dans des conditions d'éclairage naturel. Ils ont également conçu et fabriqué un film d'imagerie avec un logo flottant qui peut être utilisé comme élément décoratif, par exemple au dos d'un téléphone portable.
Les chercheurs disent que leur algorithme et leur technique de nanopatterning pourraient être étendus à d'autres applications en créant les nanopatterns sur un écran d'affichage transparent au lieu d'un film, par exemple. Ils travaillent également à commercialiser le processus de fabrication en développant une machine de nano-impression double face qui faciliterait l'alignement précis requis entre les micro-motifs de chaque côté du film. Les chercheurs utilisent des lentilles plates pour étendre la distance de visualisation pour l'affichage 3D
