Une puce à micro-écran ouvre la voie aux lunettes intelligentes haute performance

Des scientifiques financés par l'UE ont développé une puce à micro-écran haute résolution pour des casques de réalité virtuelle et de vision assistée à haute performance et moins volumineux.

Une nouvelle génération de lunettes intelligentes légères a été rendue possible grâce à une technologie (Le mot technologie possède deux acceptions de fait :) de puce optique (L'optique est la branche de la physique qui traite de la lumière, du rayonnement électromagnétique et de ses relations avec la vision.) révolutionnaire qui offre des écrans haute résolution quatre fois plus petits et deux fois moins lourds que ceux des casques de réalité virtuelle (La réalité virtuelle est une simulation informatique interactive immersive, visuelle, sonore et/ou haptique, d’environnements réels ou...) (VR) traditionnels.

Les casques développés dans le cadre du projet (Un projet est un engagement irréversible de résultat incertain, non reproductible a priori à l’identique, nécessitant le concours et l’intégration...) LOMID, financé par l'UE, "sont beaucoup plus performants, plus petits, plus légers et offrent une meilleure résolution que les casques de réalité virtuelle disponibles sur le marché, pour le même champ (Un champ correspond à une notion d'espace défini:) de vision", a déclaré le coordinateur du projet, Uwe Vogel, responsable de la division (La division est une loi de composition qui à deux nombres associe le produit du premier par l'inverse du second. Si un nombre est non nul, la fonction "division par ce nombre" est la réciproque de la fonction...) capteurs (Un capteur est un dispositif qui transforme l'état d'une grandeur physique observée en une grandeur utilisable, exemple : une tension électrique, une hauteur de mercure, une intensité, la...) et micro-écrans au Fraunhofer Institute for Organic Electronics, Electron Beam and Plasma ( En physique, le plasma décrit un état de la matière constitué de particules chargées (d'ions et d'électrons). Le plasma quark-gluon est un plasma qui constituerait les...) Technology (FEP) à Dresde, en Allemagne.

Ce projet, d'une durée de trois ans et doté d'un budget (Un budget est un document comptable prévisionnel distinguant les recettes et les dépenses.) de quatre millions d'euros, faisant intervenir huit institutions et entreprises de cinq pays (Pays vient du latin pagus qui désignait une subdivision territoriale et tribale d'étendue restreinte (de l'ordre de quelques centaines de km²), subdivision de la...) spécialisées dans cette technologie, a mis au point (Graphie) un dispositif avec écran (Un moniteur est un périphérique de sortie usuel d'un ordinateur. C'est l'écran où s'affichent les informations saisies ou demandées par l'utilisateur et générées ou restituées par l'ordinateur, sous forme de...) d'un pouce, appelé micro-écran.

"Nous avons réussi à intégrer à un écran d'un pouce (2,54 cm) un nombre (La notion de nombre en linguistique est traitée à l’article « Nombre grammatical ».) de pixels supérieur à ceux d'un téléviseur (Le téléviseur (ou un télé, apocope utilisée familièrement) est un appareil doté d'un écran servant généralement à recevoir, regarder et écouter les programmes de...) HD (haute définition) standard, dont la diagonale (On appelle diagonale d'un polygone tout segment reliant deux sommets non consécutifs (non reliés par un côté). Un polygone à n côtés possède diagonales.) peut faire entre 15 et 60 pouces", explique-t-il. "Les pixels sont minuscules, la densité (La densité ou densité relative d'un corps est le rapport de sa masse volumique à la masse volumique d'un corps pris comme référence. Le corps de...) de pixels est très élevée et nous y sommes parvenus avec une faible consommation d'énergie (Dans le sens commun l'énergie désigne tout ce qui permet d'effectuer un travail, fabriquer de la chaleur, de la lumière, de produire un mouvement.)", a-t-il ajouté, en faisant remarquer que la puce à micro-écran consommait moins d'énergie qu'une version OLED équivalente, à la pointe de la technologie.

Il précise encore que le contenu de l'écran est actualisé toutes les huit millisecondes, ce qui se traduit par une fréquence (En physique, la fréquence désigne en général la mesure du nombre de fois qu'un phénomène périodique se reproduit...) d'image de 120 Hertz (Le hertz (symbole : Hz) est l’unité dérivée de fréquence du système international (SI). Elle est équivalente à une oscillation par seconde (s-1 ou...). La vitesse (On distingue :) à laquelle une image est renouvelée est importante pour la visualisation VR immersive, car une faible fréquence et des images instables peuvent provoquer des maux de tête ou le mal des transports (Le transport, du latin trans, au-delà, et portare, porter, est le fait de porter quelque chose, ou quelqu'un, d'un lieu à un autre.).

Les casques compacts conçus par le partenaire du projet LIMBAK, une entreprise de technologie basée à Madrid (Madrid est la capitale de l'Espagne. Ville la plus vaste et la plus peuplée du pays, c'est le chef-lieu de la Communauté autonome de Madrid qui appartient à...), associent de manière harmonieuse deux puces à micro-écran pour chaque œil, offrant une résolution de 4 800 x 1 920 pixels et un large champ de vision. Une résolution Full HD offre 1 920 x 1 080 pixels.

Vision assistée pour les malvoyants

Les circuits vidéo (La vidéo regroupe l'ensemble des techniques, technologie, permettant l'enregistrement ainsi que la restitution d'images animées, accompagnées ou non de...) du projet, à haute vitesse et situés sur une toute petite puce, sont utilisés dans des lunettes destinées aux malvoyants. L'université (Une université est un établissement d'enseignement supérieur dont l'objectif est la production du savoir (recherche), sa conservation et sa transmission (études supérieures). Aux États-Unis,...) d'Oxford, partenaire du projet, "a développé un casque pour les personnes atteintes de déficiences visuelles spécifiques, comme la dégénérescence maculaire, qui intègre ce système de micro-écran", souligne le Dr Vogel.

"Certaines zones du champ visuel naturel peuvent être perturbées, à la périphérie (Le mot périphérie vient du grec peripheria qui signifie circonférence. Plus généralement la périphérie désigne une limite éloignée d'un objet ou d'une chose.) ou au centre, en fonction du type de déficience visuelle, ce flou est compensé par le dispositif qui fournit une vision assistée, un peu comme dans le cas de la réalité augmentée (La notion de réalité augmentée désigne les systèmes (au sens informatique) qui rendent possible la superposition d'un...)", explique-t-il. Les lunettes sont équipées non seulement de caméras 2D, mais également de caméras 3D afin que l'observateur puisse percevoir la profondeur. "C'est important car une perte visuelle s'accompagne généralement d'une diminution de la vision 3D."

De telles lunettes intelligentes peuvent potentiellement être utilisées pour gérer les catastrophes dans les zones à faible visibilité (En météorologie, la visibilité est la distance à laquelle il est possible de distinguer clairement un objet, quelle que soit l'heure. On peut mesurer la visibilité horizontale et verticale,...), comme dans le cas de pompiers intervenant dans une pièce remplie de fumée (La fumée, parfois appelée boucane en Amérique du Nord, est un nuage de particules solides émis par un feu ou un échauffement mécanique. Ces...). "Dans une telle situation (En géographie, la situation est un concept spatial permettant la localisation relative d'un espace par rapport à son environnement proche ou non. Il inscrit un lieu dans un cadre plus...), étant donné que vous devez vous déplacer à des fins professionnelles, poids (Le poids est la force de pesanteur, d'origine gravitationnelle et inertielle, exercée par la Terre sur un corps massique en raison uniquement du...) et confort visuel s'avèrent essentiels et la miniaturisation est cruciale", explique encore le Dr Vogel.

La haute résolution facilite également la reconnaissance des visages ou la lecture de textes.

Une surface flexible révolutionnaire

Une autre innovation majeure réside dans le fait que la puce à micro-écran est flexible et peut être adaptée à une surface incurvée pour une plus grande liberté de conception et des appareils plus compacts. "Dans le cas des micro-écrans actuellement sur le marché, le fond de panier des puces en silicium (Le silicium est un élément chimique de la famille des cristallogènes, de symbole Si et de numéro atomique 14.) contenant les circuits et les sockets est habituellement rigide. Nous sommes parvenus, surtout grâce au CEA-LETI, partenaire du projet à Grenoble (France), à incurver ce micro-écran d'un pouce. Cela permettra d'obtenir une optique encore plus petite pour les casques de réalité virtuelle", déclare le Dr Vogel.

Outre le passage à la production du casque VR et des applications de vision assistée développées dans le cadre du projet LOMID, la société française MICROOLED envisage également de commercialiser les puces à micro-écran d'un pouce OLED, tandis que son partenaire allemand XFAB Semiconductor Foundries fournira la technologie pour les plaquettes de fond de panier.

Pour plus d'inforamtion voir;
- projet LOMID
- projet LIMBAK