Los investigadores han desarrollado un enfoque fundamentalmente nuevo para una pantalla transparente para la realidad aumentada, o anteojos inteligentes. Proyectando imágenes del cristal directamente en el ojo, El nuevo diseño podría algún día hacer posible que un usuario vea información como direcciones o calificaciones de restaurantes mientras usa un dispositivo casi indistinguible de los anteojos tradicionales.

"En lugar de comenzar con una tecnología de pantalla y tratar de hacerla lo más pequeña posible, Empezamos con la idea de que las gafas inteligentes deberían verse y sentirse como gafas normales, ", dijo el líder del equipo de investigación Christopher Martinez del Laboratoire d'électronique des technologies de l'information (Leti) en Francia." Desarrollar nuestro concepto requirió mucha imaginación porque eliminamos los voluminosos componentes ópticos que normalmente se requieren y en su lugar usamos el ojo mismo para formar la imagen ".

En Optica , La revista de la Optical Society para investigaciones de alto impacto, los autores detallan su nuevo concepto de pantalla de proyección retiniana e informan resultados positivos de las simulaciones ópticas iniciales. Aunque las gafas que utilizan este nuevo enfoque no serían útiles para mostrar videos, podrían proporcionar información en forma de texto o iconos simples.

"Aunque nos centramos en aplicaciones de realidad aumentada, el nuevo concepto de pantalla también puede ser útil para personas con problemas de visión, "dijo Martínez." La alteración presente en el ojo podría integrarse en la proyección, dando a las personas con discapacidad visual una forma de ver información como texto ".

Formando una imagen en el ojo

El diseño de pantalla poco convencional proyecta rápidamente píxeles individuales, que el cerebro junta para formar letras y palabras. "No llevamos una imagen a la superficie del vidrio, sino que traen información que se emite en forma de fotones para hacer la imagen en el ojo, "explicó Martínez.

Según el concepto de diseño, esta hazaña se lograría enviando fotones desde un láser u otra fuente de luz a través de un componente de guía de luz a un elemento óptico holográfico creado dentro de la lente de las gafas. Los elementos ópticos holográficos que son significativamente más pequeños que sus contrapartes tradicionales se pueden fabricar en plásticos sensibles a la luz utilizando las mismas interacciones de luz láser que hacen hologramas como los que protegen las tarjetas de crédito de la falsificación.

Para que el concepto funcione, es fundamental que todos los fotones proyectados tengan fases sincronizadas y coincidan en coherencia. De lo contrario, se forma una imagen ruidosa, similar a lo que se oiría si los miembros de un grupo coral estuvieran cantando la misma canción pero comenzando y deteniéndose en momentos diferentes. Los investigadores utilizaron el elemento holográfico para sincronizar la fase, como una señal que ayuda a los cantantes a empezar en el mismo momento.

“Es muy complicado utilizar métodos tradicionales como una máscara con estructura óptica para ajustar la fase de los emisores de fotones que están separados entre sí por solo cientos de micrones, ", dijo Martínez." Nuestro diseño utiliza un elemento holográfico único para sincronizar los fotones haciendo coincidir la fase con un haz de referencia ".

El diseño también incluye una cuadrícula de guías de luz que hace que los fotones sean coherentes, similar a asegurarse de que todos los cantantes canten a la misma velocidad. Este componente se fabricó utilizando un enfoque fotónico integrado que incorpora las mismas técnicas de fabricación de semiconductores que se utilizan para fabricar chips de computadora y componentes ópticos en silicio.

Los investigadores dicen que su concepto de pantalla es un ejemplo importante de las nuevas oportunidades para la proyección retiniana que ahora será posible gracias a los recientes desarrollos en fotónica integrada. que han pasado de aplicaciones que utilizan longitudes de onda de telecomunicaciones a longitudes de onda visibles que se pueden utilizar en pantallas.

Ver fuera de la caja

Debido al espacio limitado disponible en las lentes de los anteojos, el primer prototipo probablemente tendrá una resolución de 300 por 300 píxeles, que, según los investigadores, podría mejorarse colocando dos pantallas una encima de la otra. En tono rimbombante, el diseño permite formas completamente nuevas de utilizar los píxeles disponibles, que no se limitan a una forma cuadrada como las pantallas tradicionales.

"El uso de un elemento holográfico para formar una pantalla retiniana es bastante diferente de la cuadrícula tradicional de píxeles que se usa para las pantallas tradicionales, "dijo Martínez." Por ejemplo, la información podría proyectarse a las partes izquierda y derecha del campo de visión sin información en el medio, sin aumentar la complejidad de la pantalla ".

Una simulación óptica detallada del nuevo diseño validó el nuevo enfoque y reveló que se crearía una imagen más clara si los puntos donde se emite la luz se dispusieran al azar en lugar de con un patrón periódico. Los investigadores ahora están descubriendo la mejor manera de lograr este arreglo aleatorio. También señalan que aunque el dispositivo debería ser seguro porque se necesitará muy poca luz para formar la imagen en el ojo, Se necesitarán estudios de seguridad a medida que avance el desarrollo.

Los investigadores planean fabricar y probar los componentes individuales antes de crear un prototipo funcional. El primer prototipo mostrará imágenes monocromáticas estáticas, pero los investigadores confían en que el enfoque de proyección retiniana se puede utilizar para una pantalla dinámica de varios colores.