Les lunettes de données projettent des informations sur l’œil sans gêner la vision de l’utilisateur. Cependant, la batterie se décharge rapidement, car l’électronique consomme beaucoup d’électricité lors de la lecture des images. Des chercheurs de Fraunhofer ont développé un écran économe en énergie qui réduit la consommation d’énergie à une fraction. Ce nouvel écran sera présenté au salon electronica de Munich du 8 au 11 novembre 2016.



Grâce à un petit écran, les lunettes connectées affichent des informations ou des images reçues par liaison radio depuis la monture. Leur principal avantage : elles laissent les mains libres, contrairement aux smartphones qui nécessitent d’être tenus en main. Un atout pour les mécaniciens : ils peuvent consulter des notices de montage et des plans de construction tout en gardant les mains sur leurs outils. Les lunettes connectées séduisent également de plus en plus les sportifs. Les vététistes, par exemple, peuvent suivre les flèches de navigation projetées lors de leurs sorties. Ils gardent ainsi les mains sur le guidon, tandis que leur smartphone avec GPS reste dans leur poche.

Malgré ces avantages, les lunettes connectées n’ont pas encore connu de véritable percée. Le problème : les écrans consomment beaucoup d’énergie car les images vidéo traitent une grande quantité de données. Dans la plupart des cas, la batterie est déchargée après une heure. De plus, les microprocesseurs chauffent très rapidement. La monture des lunettes chauffe, ce qui est désagréable pour la zone sensible des tempes. Des ingénieurs de l’Institut Fraunhofer pour l’électronique organique, les faisceaux d’électrons et la technologie plasma (FEP) de Dresde ont développé un écran particulièrement économe en énergie et très lumineux. Ces scientifiques possèdent une longue expérience dans la conception et la fabrication d’écrans à diodes électroluminescentes organiques (OLED). Ces écrans sont composés de semi-conducteurs organiques conducteurs qui émettent une lumière très vive lorsqu’ils sont alimentés.Les OLED sont appliquées sur un semi-conducteur en silicium qui contrôle chaque pixel. L’institut Fraunhofer FEP a intégré une fonction caméra dans la puce. De ce fait, les micro-écrans OLED émettent non seulement de la lumière, mais perçoivent également leur environnement. Une petite photodiode photosensible est également située dans chaque pixel. La fonction caméra est, par exemple, importante pour déterminer la direction du regard de l’utilisateur. Cependant, ces écrans présentent le même problème que tous les autres écrans de lunettes connectées : une consommation d’énergie élevée.



Flux de données réduit
Pour éviter le scintillement d’une image vidéo en mouvement, de nombreuses images successives doivent être affichées en une seconde, comme un folioscope – soit 60 images pour un écran vidéo. L’électronique de commande et la puce doivent donc traiter une grande quantité de données en une fraction de seconde, ce qui consomme beaucoup d’électricité. De plus, la puce et l’électronique de commande chauffent. Le chef de projet Philipp Wartenberg et ses collègues du FEP ont trouvé un moyen de réduire le flux de données important : « Nous contrôlons maintenant la puce de sorte que l’image vidéo entière ne soit pas constamment renouvelée, mais seulement la partie de l’écran où quelque chose change. » Par exemple, si un acteur court dans une pièce dans un film, seule sa position change, pas le décor. Dans des applications comme un système de navigation pour cyclistes, où seules des flèches ou des informations kilométriques sont affichées, il est de toute façon inutile de renouveler constamment l’image entière, explique Wartenberg. « En résumé, nous avons adapté le circuit pour qu’il ne laisse passer que la portion du flux de données qui change. »

Semiconducteurs et électronique de commande repensés
Parallèlement, des experts présentent actuellement un prototype au salon electronica de Munich.Les économies d’énergie sont considérables : alors que les écrans d’affichage classiques consomment 200 milliwatts, l’écran Fraunhofer FEP se contente de deux à trois milliwatts, soit un centième de la consommation initiale. Il reste néanmoins très lumineux grâce à la technologie OLED. Afin de réduire le flux de données vidéo, Wartenberg et ses collègues ont dû repenser en grande partie la puce et l’électronique de commande. Les pixels des écrans actuels, conçus pour un affichage rapide et répétitif, cessent généralement de s’allumer après un court laps de temps. Sur un modèle qui ne rafraîchit pas constamment l’intégralité de l’écran, cela est impossible, car les zones fixes de l’écran deviendraient rapidement noires. La solution développée par le Fraunhofer FEP permet de contrôler les pixels afin qu’ils restent allumés en permanence.



Wartenberg imagine que cet écran pourrait intéresser non seulement l’industrie, mais aussi les particuliers et les athlètes à l’avenir. Les joggeurs pourraient l’utiliser pour contrôler constamment leur fréquence cardiaque et n’auraient plus à regarder l’écran tremblant de leur smartphone. Les scientifiques sont prêts à lancer des projets afin de commercialiser prochainement cet écran.