Gli occhiali dati riflettono le informazioni all’occhio senza interferire con la vista di chi li indossa. Tuttavia, la batteria si scarica rapidamente, perché l’elettronica consuma una grande quantità di elettricità durante la riproduzione delle immagini. I ricercatori del Fraunhofer hanno sviluppato un display a risparmio energetico che riduce il consumo di energia a una frazione. Il nuovo display sarà presentato alla fiera electronica di Monaco di Baviera dall’08 all’11 novembre 2016.



Tramite un piccolo display, gli occhiali dati presentano all’occhio informazioni o immagini che vengono ricevute tramite un collegamento radio dalla montatura degli occhiali. Il grande vantaggio: con gli occhiali dati, le mani di chi li indossa sono libere, mentre uno smartphone deve essere tenuto in mano. Questo può essere interessante per i meccanici. Possono guardare le istruzioni di montaggio e i piani di costruzione tramite gli occhiali dati mantenendo le mani sugli utensili. Anche per gli atleti, gli occhiali per i dati stanno diventando sempre più attraenti. I ciclisti di montagna, ad esempio, possono seguire le frecce di navigazione proiettate mentre viaggiano attraverso il paese. I ciclisti possono tenere le mani sul manubrio, mentre lo smartphone con il GPS rimane in tasca.

Nonostante tali vantaggi, gli occhiali per i dati non hanno ancora fatto davvero una svolta. Il problema: i display consumano molta batteria perché le immagini video elaborano molti dati. Nella maggior parte dei casi, la batteria si scarica dopo un’ora. Inoltre, i microprocessori si scaldano molto rapidamente. La montatura degli occhiali si riscalda, il che è sgradevole per la zona sensibile attorno alla tempia. Gli ingegneri del Fraunhofer Institute for Organic Electronics, Electron Beam and Plasma Technology FEP di Dresda hanno sviluppato un display particolarmente a risparmio energetico che è anche molto luminoso. Gli scienziati hanno molti anni di esperienza nella progettazione e produzione di display con diodi organici a emissione di luce (OLED). Questi si basano su semiconduttori organici elettricamente conduttivi che emettono luce molto intensa quando sono sotto tensione. Gli OLED sono applicati a un semiconduttore al silicio che controlla i singoli pixel. Il Fraunhofer FEP ha integrato una funzione di fotocamera nel chip. Di conseguenza, i microdisplay OLED non solo emettono luce, ma percepiscono anche l’ambiente circostante. C’è anche un piccolo fotodiodo sensibile alla luce situato in ogni pixel. La funzione di fotocamera, ad esempio, è importante per determinare la direzione in cui guarda chi lo indossa. Tuttavia, questi display hanno lo stesso problema di tutti gli altri display di occhiali per dati: elevato consumo energetico.



Flusso di dati ridotto
Per evitare lo sfarfallio di un’immagine video in movimento, molte immagini successive devono essere riprodotte in un secondo, come con un flipbook: nel caso del display video, ciò equivale a 60 immagini. L’elettronica di controllo e il chip devono quindi elaborare grandi quantità di dati in una frazione di secondo. Ciò consuma molta elettricità. Inoltre, il chip e l’elettronica di controllo si surriscaldano. Il project manager Philipp Wartenberg e i suoi colleghi della FEP hanno trovato un modo per ridurre il grande flusso di dati. "Ora controlliamo il chip in modo che l’intera immagine video non venga rinnovata costantemente, ma solo quella parte del display in cui qualcosa cambia". Ad esempio, se un attore corre attraverso una stanza in un film, cambia solo la sua posizione, non lo sfondo. In applicazioni come un sistema di navigazione per ciclisti, in cui vengono visualizzate solo frecce o informazioni sui metri, non è comunque necessario rinnovare costantemente l’intera immagine, afferma Wartenberg. "Per dirla in parole povere, ora abbiamo adattato il circuito in modo che lasci passare solo quella parte del flusso di dati che cambia".

Semiconduttori ed elettronica di controllo riprogettati
Nel frattempo, c’è un prototipo che gli esperti stanno presentando alla fiera Electronica di Monaco. Il risparmio energetico è notevole: mentre i normali occhiali per dati richiedono un output di 200 milliwatt, il display Fraunhofer FEP è sufficiente con due o tre milliwatt, appena un centesimo della quantità originale. Tuttavia, è ancora luminoso, grazie alla tecnologia OLED. Per ridurre il flusso di dati video, Wartenberg e i suoi colleghi hanno dovuto prima riprogettare il chip e l’elettronica di controllo in gran parte. I pixel dei display odierni, progettati per immagini rapide e ripetute, normalmente smettono di accendersi dopo poco tempo. In un modello che non aggiorna costantemente l’intero schermo, ciò non può essere possibile, perché altrimenti le aree fisse del display appaiono rapidamente nere. Lo sviluppo del Fraunhofer FEP controlla i pixel in modo che continuino ad accendersi.



Wartenberg può immaginare che il display possa essere interessante non solo per l’industria, ma anche per i clienti privati e gli atleti in futuro. I jogger potrebbero usarlo per controllare costantemente la loro frequenza cardiaca e non dovrebbero più guardare il display oscillante dello smartphone. Gli scienziati sono pronti a mettere a punto progetti per immettere presto il display sul mercato..