Очки для передачи данных отображают информацию в глаза, не мешая зрению пользователя. Однако батарея быстро разряжается, поскольку электроника потребляет большое количество электроэнергии при воспроизведении изображений. Исследователи Фраунгофера разработали энергосберегающий дисплей, который сокращает потребление энергии до минимума. Новый дисплей будет представлен на выставке electronica в Мюнхене с 8 по 11 ноября 2016 года.



С помощью небольшого дисплея очки для передачи данных представляют глазу информацию или изображения, которые принимаются по радиоканалу от оправы очков. Большое преимущество: с очками для передачи данных руки пользователя свободны — в отличие от смартфона, который нужно держать в руке. Это может быть интересно для механиков. Они могут просматривать инструкции по сборке и чертежи конструкции через очки для передачи данных, не отрывая рук от инструментов. Очки для передачи данных становятся все более привлекательными и для спортсменов. Например, горные велосипедисты могут следить за проецируемыми навигационными стрелками, путешествуя по странаВелосипедисты могут держать руки на руле, в то время как смартфон с GPS остается в кармане.

Несмотря на такие преимущества, очки для передачи данных пока не стали настоящим прорывом. Проблема: дисплеи расходуют много энергии батареи, поскольку видеоизображения обрабатывают большой объем данных. В большинстве случаев батарея разряжается через час. Более того, микропроцессоры очень быстро нагреваются. Оправа очков нагревается, что неприятно для чувствительной области вокруг виска. Инженеры из Института органической электроники, электронно-лучевых и плазменных технологий Фраунгофера (FEP) в Дрездене разработали особенно энергосберегающий дисплей, который к тому же очень яркий. Ученые имеют многолетний опыт в разработке и производстве дисплеев на органических светодиодах (OLED). Они основаны на электропроводящих органических полупроводниках, которые излучают очень яркий свет при подаче напряжения.OLED-дисплеи нанесены на кремниевый полупроводник, который управляет отдельными пикселями. Fraunhofer FEP интегрировал функцию камеры в чип. В результате OLED-микродисплеи не только излучают свет, но и воспринимают окружающую среду. В каждом пикселе также находится небольшой светочувствительный фотодиод. Функция камеры, например, важна для определения направления взгляда пользователя. Однако у этих дисплеев та же проблема, что и у всех других дисплеев очков для передачи данных — высокое энергопотребление.



Сниженный поток данных
Чтобы избежать мерцания движущегося видеоизображения, необходимо воспроизводить много последовательных изображений в течение одной секунды, как в кинеографе — в случае видеодисплея это составляет 60 изображений. Поэтому управляющая электроника и чип должны обрабатывать большие объемы данных за доли секунды. Это съедает Много электроэнергии. Кроме того, чип и управляющая электроника нагреваются. Руководитель проекта Филипп Вартенберг и его коллеги из FEP нашли способ уменьшить большой поток данных. «Теперь мы управляем чипом так, чтобы постоянно обновлялось не всё видеоизображение, а только та его часть, где что-то меняется». Например, если в фильме актёр бежит по комнате, меняется только его положение, а не фон. В таких приложениях, как навигационная система для велосипедистов, где отображаются только стрелки или показания счётчика, нет необходимости постоянно обновлять всё изображение, говорит Вартенберг. «Проще говоря, мы адаптировали схему таким образом, чтобы она пропускала только ту часть потока данных, которая меняется».

Полупроводники и управляющая электроника перепроектированы
Тем временем, существует прототип, который эксперты представляют на выставке electronica в Мюнхене.Экономия энергии значительна: в то время как обычные очки для передачи данных требуют выходной мощности в 200 милливатт, дисплею Fraunhofer FEP достаточно двух-трех милливатт — всего лишь одной сотой от исходного значения. Тем не менее, он по-прежнему яркий благодаря технологии OLED. Чтобы уменьшить поток видеоданных, Вартенбергу и его коллегам сначала пришлось переработать чип и управляющую электронику в значительной степени. Пиксели современных дисплеев, которые предназначены для быстрого, повторяющегося отображения, обычно перестают светиться через короткое время. В модели, которая не обновляет постоянно весь экран, этого быть не может, потому что в противном случае неподвижные области дисплея быстро становятся черными. Разработка Fraunhofer FEP управляет пикселями так, чтобы они продолжали светиться.



Вартенберг может представить, что дисплей будет интересен не только для промышленности, но и для частных клиентов и спортсменов в будущем. Бегуны могли бы использовать его для постоянного контроля своего сердечного ритма и Больше не придется смотреть на трясущийся дисплей смартфона. Ученые готовы к проектам, которые позволят в ближайшее время вывести дисплей на рынок.