Proof of Concept FENG/ FnP

Tytuł projektu: Wyświetlacz siatkówkowy oparty na widzeniu dwufotonowym dla potrzeb rozszerzonej rzeczywistości

Numer projektu: FENG.02.07-IP.05-0233/23

Jednym z głównych problemów w technologiach rozszerzonej rzeczywistości (AR: Augmented Reality) jest fakt, że jednoczesne osiągnięcie zadowalającej jasności i jakości: (1) obrazu świata zewnętrznego oraz (2) dodatkowej informacji wyświetlanej na jego tle wymaga kompromisu. Obecne na rynku rozwiązania oparte są głównie o technologię światłowodową. Szkła okularowe są specjalnie zaprojektowanymi płaskimi falowodami optycznymi, które transportują do oka światło niosące informację, a światło pochodzące z zewnątrz przechodzi przez nie na wskroś. Jednak zarówno falowody dyfrakcyjne (np. Hololens), jak i odbiciowe (np. Lumus Z-lens) wpływają na bieg światła z otoczenia, co ostatecznie skutkuje przyciemnionym i do pewnego stopnia zniekształconym obrazem świata zewnętrznego. Te problemy pogłębiają się gdy struktura falowodu musi uwzględniać różne kolory wyświetlacza. Niniejszy projekt ma na celu weryfikację potencjału wdrożeniowego koncepcji wyświetlacza siatkówkowego wykorzystującego widzenie dwufotonowe. Jest to niedawno odkryty mechanizm widzenia rozszerzający zakres postrzeganego promieniowania na bliską podczerwień (850-1300 nm). Widzenie dwufotonowe jest oparte na nieliniowym procesie optycznym – absorpcji dwufotonowej zachodzącej w pigmentach wzrokowych. Wiązki laserowe, które widzimy dwufotonowo mają kolor bliski połowie swojej długości fali: dla 950 nm – niebieski, dla 1000 nm – zielony, a dla 1200 nm – czerwony. Z uwagi na różnice w długościach fali światła z otoczenia i bodźca AR, widzenie dwufotonowe mogłoby ułatwić połączenie obu torów optycznych w okularach. Nieliniowy charakter zjawiska powoduje, że zachodzi ono wydajnie tylko w ognisku wiązki skupionej na siatkówce, a więc zduplikowane odbicia, jak i światło rozproszone nie są postrzegane, a bodźce dwufotonowe charakteryzują się lepszym kontrastem. Hipotezy te zostaną zweryfikowane poprzez zbudowanie prototypu okularów AR z widzeniem dwufotonowym i testy psychofizyczne przeprowadzone z jego użyciem.

Grupy docelowe projektu obejmują producentów okularów rozszerzonej rzeczywistości (AR), którzy są zainteresowani nowymi rozwiązaniami w dziedzinie optyki AR, w tym technologiami wyświetlania informacji w okularach. Kluczowymi odbiorcami są również firmy zajmujące się produkcją falowodów optycznych, które mogą wykorzystać nowe technologie w kontekście rozwoju wyświetlaczy AR. Wytworzony prototyp może także zainteresować producentów komponentów optycznych i systemów nieliniowego obrazowania, szczególnie w zastosowaniach medycznych, wojskowych i przemysłowych. Obecnie jesteśmy w trakcie tworzenie spółki spin-off, której celem jest dalsza komercjalizacja widzenia dwufotonowego do technologii rozszerzonej rzeczywistości.

Łączne dofinansowanie projektu wynosi 698 880 zł.