Изображение кристально чистое, и вы чувствуете, что действительно идете по невероятным мирам, которые ваши очки виртуальной реальности создают вокруг вас. Однако до сих пор эти очки обычно были довольно тяжелыми и громоздкими.
В основном это связано с дисплеем, который является ключевым компонентом каждой пары очков виртуальной реальности. В имеющихся в продаже очках VR обычно используются дисплеи, предназначенные для рынка смартфонов. Эти дисплеи дешевы и используют простую оптику для обеспечения широкого поля зрения.
Недостатком является то, что они создают пиксельные изображения из-за их ограниченного разрешения и недостаточной плотности пикселей. Также используются модулирующие ЖК-дисплеи и микродисплеи LCOS.
Однако они не являются самосветящимися, т.е. необходим внешний источник света. Поэтому, чтобы производить легкие и эргономичные очки VR, некоторые производители уже делают упор на микродисплеи OLED. В их основе лежат органические светодиоды, которые встроены в кремниевый чип и обладают самоподсветкой.
В результате они энергоэффективны и обеспечивают очень высокий коэффициент контрастности> 10 000: 1. Кроме того, отсутствие необходимости в подсветке означает, что они могут быть сконструированы более простым образом с меньшим количеством оптических компонентов.Еще одним преимуществом является быстрая скорость переключения OLED, которая составляет около нескольких микросекунд по сравнению с миллисекундами в случае ЖК-дисплеев. Это позволяет обеспечить высокую частоту кадров, а также достичь высокой частоты кадров, а также использовать специальные процессы модуляции для улучшения воспринимаемого изображения.Компактный дизайн и высокое разрешение
В рамках проекта ЕС LOMID — аббревиатуры крупных экономичных OLED-микродисплеев и их приложений — исследователи из Института органической электроники, электронно-лучевых и плазменных технологий им. Фраунгофера FEP в Дрездене сотрудничают с партнерами из отрасли для разработки инновационных технологий. OLED-микродисплеи, которые значительно превосходят другие, представленные в настоящее время на рынке. В LOMID Fraunhofer FEP отвечает за разработку интегральной схемы на кремниевом кристалле, создание прототипов OLED и координацию всего проекта.
Филипп Вартенберг, руководитель отдела Fraunhofer FEP, говорит: «Наша цель — разработать новое поколение OLED-дисплеев, обеспечивающих выдающееся качество изображения и позволяющих изготавливать очки виртуальной реальности и средства поддержки на основе очков для людей с нарушениями зрения в компактных размерах. формат. Мы стремимся достичь этого с помощью специально разработанного микродисплея OLED ». Все идет нормально. Однако что же такого особенного в микродисплеях, разрабатываемых в рамках проекта?
Один из ответов на это — их разрешение: они достигают расширенного Full HD, что означает, что они имеют разрешение 1920 x 1200 пикселей (WUXGA). Размер диагонали экрана составляет около одного дюйма, а частота кадров — около 120 Гц. Это означает, что каждую секунду отображается 120 изображений, что делает движения в виртуальном мире действительно очень плавными.Специально разработанные схемы на микросхеме
Микродисплей составляют два компонента: кремниевый чип для управления пикселями и OLED. Этот OLED состоит из нескольких органических слоев, которые монолитно интегрированы на кремниевых пластинах. Разрешение микродисплея и частота кадров задаются чипом с помощью его интегральной схемы. Однако действительно новаторской особенностью является тип используемой схемы. «Уловка заключается не только в увеличении разрешения и частоты кадров, но и в одновременном сведении энергопотребления к минимуму», — говорит Вартенберг. «Мы добились в этом больших успехов благодаря продуманной концепции системы и современной методологии проектирования, не говоря уже о нашем более чем десятилетнем опыте разработки и технологического внедрения микродисплеев OLED в Fraunhofer FEP».
Исследователи уже создали свой первый прототип, который они представят в Брюсселе с 5 по 7 декабря на Европейском форуме электронных компонентов и систем 2017 (EFECS). Следующие прототипы должны появиться к середине 2018 года. Отраслевые партнеры, участвующие в проекте, уже заявили о своей заинтересованности в преобразовании этого микродисплея в товарный продукт в ближайшем будущем. В этом отношении использование микродисплеев OLED никоим образом не ограничивается очками виртуальной реальности — даже при том, что это вполне может быть крупнейшим рынком в среднесрочной перспективе.
Микродисплеи OLED также подходят для других продуктов, таких как очки дополненной реальности (AR) или видоискатели в камерах. Базовая технология КМОП-интегрированных излучателей света (и любых детекторов) также имеет потенциальное применение в других сегментах рынка, таких как оптическая метрология и идентификация или оптогенетика.В частности, что касается микродисплеев в очках дополненной реальности, предназначенных для потребителей, исследователи по-прежнему видят некоторые еще нерешенные проблемы, которые они хотят решать в будущем.
Эти проблемы включают: очень высокий уровень яркости и эффективности (что потребует удаления цветных фильтров, используемых до сих пор, и их замены на излучатели с прямой структурой); высокая урожайность на большой (чиповой) площади; изогнутые поверхности для более компактной оптики; круглые микродисплейные панели; неправильные массивы пикселей при еще более высокой плотности пикселей; встроенное айтрекинг; и прозрачные подложки.