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DIGITAL
NEAR-EYE DISPLAY
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- ELETTRONICA OGGI 443 - MARZO 2015
stato opposto. Il tempo di commutazione termina quando il
pixel si è stabilizzato quanto basta perché l’occhio umano
possa chiaramente percepire il nuovo dato.
La somma del tempo di aggiornamento dei dati pixel e del
tempo di commutazione del pixel rappresenta il ritardo
totale di visualizzazione percepito dall’occhio umano. Un
tempo di latenza di 16,67 ms viene spesso considerato ot-
timo, ma alcuni display possono arrivare a ritardi di 60 ms
o più.
I
chip DLP Pico di Texas Instruments
offrono velocità di
pixel fra le più elevate in commercio e possono commu-
tare ogni microspecchio digitale (pixel) migliaia di volte al
secondo, riducendo la latenza di visualizzazione e quindi
supportando frequenze di visualizzazione (frame rate) fino
a 120 Hz, a parità di qualità dell’immagine.
Contrasto: la chiave per fondere contenuti
digitali con il mondo reale
Oltre a offrire un’esperienza in tempo reale con bassa la-
tenza, la soluzione NED ideale dovrebbe mostrare conte-
nuti trasparenti con una nitidezza elevata, per non ostruire
all’utente la visione del mondo reale. Ad esempio, se i dati
visualizzati usano solo il 20 percento dell’array di pixel del
display/dispositivo, il restante 80 percento dovrebbe esse-
re praticamente invisibile all’utente, in modo che i contenu-
ti digitali si “fondano” con il mondo reale.
È importante osservare che in un sistema ottico NED tra-
sparente (see-through) l’immagine non viene visualizzata
su una superficie semitrasparente (cioè su lenti di vetro).
La visualizzazione su una superficie semitrasparente non
sarebbe efficace, poiché tale superficie sarebbe neces-
sariamente molto vicina all’occhio, che non è in grado di
mettere a fuoco a distanze così ridotte. Invece di creare
un’immagine su una superficie, il sistema ottico forma una
pupilla ottica e l’occhio umano funge da ultimo elemento
della catena ottica, formando così l’immagine finale sulla
retina.
Un sistema ottico NED trasparente conterrà normalmente
un elemento ottico a guida d’onda che raccoglie la luce
all’ingresso e la proietta verso l’occhio dell’utente. Questa
disposizione non solo forma la pupilla ottica necessaria,
ma consente anche di posizionare il micro-display, le otti-
che e l’illuminazione in modo tale da non ostruire la vista
dell’utente (Fig. 1).
Ora che abbiamo capito come funziona il sistema ottico,
come possiamo assicurarci che le aree trasparenti dell’im-
magine visualizzata non ostruiscano la vista dell’utente?
Il modo migliore è aumentare al massimo il rapporto di
contrasto del sistema ottico. La figura 2 mostra l’effetto del
contrasto sulla visualizzazione dal punto di vista di chi in-
dossa gli occhiali smart.
Numerosi fattori nella progettazione di occhiali NED pos-
sono influire sul rapporto di contrasto. I fattori principa-
li sono il valore F dell’ottica e la disponibilità di algoritmi
avanzati di elaborazione delle immagini. In alcuni dispos-
itivi micro-display, anche il fattore di riempimento può in-
cidere sul contrasto, ma solitamente in misura minore.
Il valore F dell’ottica indica il rapporto fra la lunghezza fo-
cale della lente e il diametro della pupilla di ingresso. Un
valore F maggiore produce un rapporto di contrasto supe-
riore, oltre a ridurre la complessità ottica e le dimensioni
dell’ottica. Se da un lato un valore F superiore restituisce
Fig. 1 – Schema a blocchi di un sistema ottico NED basato su DLP