یک پروژکتور اسکن RGB جمع و جور برای نمایشگرهای پوشیدنی و عینک هوشمند

In Your Face: یک پروژکتور اسکن RGB جمع و جور برای نمایشگرهای پوشیدنی و عینک هوشمند

دانشمندان یک دستگاه مینیاتوری مبتنی بر لیزر برای فرافکنی فیلم HD رنگی بر روی شبکیه تولید می کنند

دانشمندان دانشگاه Fukui ، ژاپن ، به پیشرفت چشمگیری در ساخت یک پروژکتور لیزری RGB بسیار جمع و جور رسیده اند که می تواند یک تصویر پیش بینی با کیفیت بالا (HD) ایجاد کند. دستگاه آنها از یک اتصال دهنده نوع هدایت موج برای تولید پرتوهای خروجی RGB کاملاً همسو از سه لیزر مستقل و یک آینه میکروالکترومکانیکی برای ایجاد تصاویر اسکن با وضوح بالا استفاده می کند. با اصلاحات بیشتر ، این فناوری می تواند به یک پایه اصلی در صفحه نمایش های پوشیدنی مانند عینک های هوشمند تبدیل شود.

با تشکر از پیشرفت چشمگیری که در دهه گذشته در زمینه کوچک سازی ایجاد شده است ، دستگاه های الکترونیکی پوشیدنی که در سال 2000 دور از ذهن تلقی می شدند ، در دسترس هستند. نمونه های برجسته این فناوری عینک های هوشمند و نمایشگرهای مشابهی است که بر روی سر نصب شده اند ، که از پیشرفت های اخیر در واقعیت مجازی و تقویت شده برای ایجاد یک تجربه غوطه وری یا ارائه ابزارهای هندزفری استفاده می کنند.

با این حال ، نمونه های اولیه موجود در عینک های هوشمند و نمایشگرهای پوشیدنی از محدودیت های خاصی که مانع از تجاری شدن آنها می شود ، رنج می برند ، از قبیل حجیم بودن ، مشکلات مربوط به دوام باتری و کیفیت پایین تصویر با این حال ، در دانشگاه فوکوی ژاپن ، دانشمندان به طور مداوم به سمت ایجاد یک پروژکتور تصویری فوق العاده کوچک و در عین حال قدرتمند برای نمایش عینک پیشرفت کرده اند. در واقع ، آنها با همکاری SEIREN KST Corp. ، تولید کننده سیلیکون ژاپن ، در حال آماده شدن برای تجارت جدیدترین نوآوری های خود در طی یک سال هستند.

آنها در جدیدترین کار خود ، که در بیست و هفتمین کارگاه بین المللی نمایش (IDW ‘20) ارائه شد ، موفق شدند با ادغام یک ماژول لیزر RGB جمع و جور که فقط 8 × 4 × 3 میلی متر با آینه ریز الکترومکانیکی (MEMS) ساخته شده ، یک موتور نوری ایجاد کنند. جهتی که در آن آینه MEMS نور ماژول را منعکس می کند می تواند به صورت الکترونیکی کنترل شود و امکان تهیه تصاویر دو بعدی با کیفیت بالا را از طریق اسکن لیزر در منطقه پیش بینی شده فراهم می کند.

یکی از جنبه های چالش برانگیز ساخت ماژول لیزر ترکیب پرتوهای نور از سه منبع لیزر مستقل برای بدست آوردن خروجی RGB بود. برای دستیابی به این هدف ، دانشمندان از یک ترکیب از نوع هدایت موج استفاده کردند ، جایی که هر یک از سه موجبر از هر یک از رنگهای اصلی نور دریافت می کنند. اگرچه فقط راهنمای موج سبز میانی به خروجی نوری واقعی متصل است ، اما نور آبی و قرمز که روی راهنمای موج های بن بست مجاور حرکت می کند از طریق اتصال دهنده های قرار گرفته در استراتژیک به راهنمای موج مرکزی منتقل می شود. Asst اظهار داشت: "راندمان اندازه گیری شده ترکیب تا 97٪ بود که تنها 0.13 دسی بل از دست می رود." پروفسور آکیرا ناکائو از دانشگاه فوکویی ، نویسنده اصلی این تحقیق. وی اضافه می کند: "خروجی های لیزرهای RGB منفرد به لطف ماهیت ترکیب کننده نوع هدایت موج کاملاً تراز می شوند." علاوه بر این ، با استفاده از یک لنز آکروماتیک ، یک پرتو متمرکز دایره ای عالی حاصل می شود ، در حالی که گزینه استفاده از لنزهای دیگر برای تولید پرتوهای کلیم با قطر بیشتر نیز فراهم می شود.

ماژول اسکن اشعه لیزر می تواند با تنظیم فرکانس رانندگی MEMS ، فیلم رنگی 720 80 1280 را نمایش دهد. این ویژگی ها ، همراه با اندازه کوچک و مصرف بالقوه کم باتری آن ، پروژکتور اسکن لیزری پیشنهادی را برای نمایشگرهای پوشیدنی به یک وسیله امیدوار کننده تبدیل کرده است. برای امکان ساختن تصاویر ایمن بر روی شبکیه چشم انسان ، تنظیمات بیشتری لازم است ، اما این چیزی است که دانشمندان روی آن کار کرده اند و پایه های این فناوری جدید گذاشته شده است.

هیجان زده از نتایج ، Asst. پروفسور ناکائو اظهار داشت: "در دانشگاه فوکوی ، ما تلاش می کنیم با ​​تولید عینک های هوشمند با موتور اپتیکی ، مدار درایور ، پروژکتور و باتری همه در یک دستگاه واحد در صنعت نمایشگاه پوشیدنی دامن بزنیم." کاربردهای نمایشگرهای پوشیدنی فراتر از واقعیت مجازی و تقویت شده برای سرگرمی است و می تواند امکان کنفرانس ، نظارت و حتی جراحی بهتر با کمک از راه دور را فراهم کند. با گسترش بیشتر این برنامه های ممکن ، Asst. پروفسور ناکائو می گوید: "در حال حاضر ، واحد ما می تواند در میکروسکوپ های لیزری ، سنسورها ، پروژکتورها و نمایشگرهای HUD ، به ویژه در سیستم های جدید اتومبیل با فناوری رانندگی هوشمند ، که همه برای تنظیم شکل گیری آینده ما استفاده می شود ، استفاده شود."

امیدواریم که پیشرفت بیشتر در این زمینه ما را به زودی به این آینده پیش بینی شده برساند!