Des écrans 3D transparents et mobiles développés par HP

 
mars 24 2013
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HP a mis au point un écran 3D pour les appareils mobiles qui ne nécessite pas de lunettes et vient d'être révélé dans la revue scientifique Nature. Cet écran utilise les nanotechnologies pour émettre la lumière de manière homogène selon différents angles de projection. L'effet 3D est visible même si l'on regarde la surface à 45 degrés.

La 3D, une technologie qui n'a pas encore décollé

L'adoption de la technologie 3D auprès du grand public n'a pas vraiment été couronnée de succès jusqu'à présent. L'un des problèmes majeurs rencontrés lors d'une utilisation prolongée est d'ordre physiologique. Certains utilisateurs sont sujets à des maux de tête qui ne passeront que difficilement. Difficile donc d'investir dans un système coûteux que vous devrez utiliser avec parcimonie si vous êtes vous même sujet à ces maux de tête.

Marché des écrans 3D

Selon une étude de DisplaySearch, un think tank dédié à l'industrie des écrans, la pénétration de la technologie 3D dans les foyers sera plus ou moins linéaire et en forte croissance à partir de 2013/2014. Il prévoit que 250 millions d'écrans 3D seront vendus par année en 2019. Le rapport précise que :

Le marché de l'affichage 3D est appelé à croître de 50,8 millions d'unités et 13,2 milliards de dollars de chiffre d'affaires en 2011 à 226 millions d'unités et de 67 milliards de dollars de chiffre d'affaires en 2019 dans le monde entier. Les téléviseurs 3D participent principalement à ces prédictions, et sont le plus grand créateur de revenus, avec une croissance anticipée de 25 millions d'unités vendues en 2011 à 180 millions d'unités vendues en 2013 selon nos prédictions.

Les deux principales étapes pour une adoption massive, sont l'arrivée sur le marché de la 3D auto-stéréoscopique qui fonctionne grâce à l'écran et sans lunettes, ainsi qu'une augmentation de l'offre des contenus 3D.

La 3D auto-stéréoscopique développée par Hewlett-Packard, mobile et transparente

Voici comment ce nouvel écran de HP fonctionne : avec les écrans mobiles traditionnels 3D (Nintendo 3DS par exemple), l'utilisateur doit être situé directement en face et à une certaine distance pour que l'effet 3D apparaisse. Mais, HP a créé une solution qui vous permet encore de voir un effet 3D avec l'écran jusqu'à un angle de vision de 45 degrés.

Pixel multi-directionnel

Illustration du système développé par HP - Crédit : Nature Publishing Group

Pour produire ce nouveau type d'affichage, HP utilise les nanotechnologies. Sur un même pixel sont imprimés plusieurs motifs périodiques en relief. Cette périodicité va renvoyer la lumière selon différents angles. Le prototype renvoie la lumière différemment selon 64 angles (un peu comme les "images hologrammes" que vous trouviez dans les paquets Kellogs). Ceci implique donc que chaque pixel contient non pas une, mais 64 couleurs différentes. Selon l'angle de vue vous verrez donc un pixel contenant du rouge foncé ou du rouge clair par exemple. Comme vos deux yeux vont naturellement voir un même pixel sous deux angles différents, la sensation de parallaxe sera donc naturelle. Les images obtenues ont pu être actualisées à 30Hz pour en faire des images animées (un peu moins qu'un moniteur LCD classique qui fonctionne à 70Hz en général). Un prototype statique (sans vidéo) a aussi été testé et ce dernier propose, lui, 200 angles de vues différents. Une 'résolution angulaire' plus que suffisante pour de nombreuses applications.

Les chercheurs ont enregistré plusieurs vidéos pour donner un exemple de fonctionnement. Il est difficile de s'en rendre vraiment compte de cette façon, mais avouez que c'est quand même convaincant !

Les contraintes à dépasser

Le prototype dépend pour l'instant de l'efficacité des éléments diffractants qui renvoient la lumière sous différents angles. Ces éléments sont fabriqués par lithographie optique/électronique et possèdent une épaisseur de 100nm. Il y a une certaine limite imposée par les longueurs d'onde du visible, qui empécheront les pixels de contenir trop d'élements diffractants. En effet, un pixel d'écran LCD mesure en général 5 microns de large. Les 'pixels 3D' sont environ quarante fois plus gros, ce qui entraine une baisse de résolution du même ordre.

L'intensité lumineuse sera aussi un problème à surmonter puisque l'affichage fonctionne actuellement en rétroéclairage. L'intensité lumineuse totale est donc moindre si l'écran renvoie la lumière sur plusieurs angles. Pour résoudre le problème, certaines technologies comme les OLED (LED organiques) existent déjà, qui fournissent directement la lumière pixel par pixel.

Cependant, comme le dit David Fattal, l'un des chercheurs à l'origine de la découverte :

David Fattal
David Fattal

Nous pensons que la combinaison unique des performances 3D grand-angle à haute résolution spatiale, la facilité de modulation à la cadence vidéo, le facteur de forme compact et le faible coût de fabrication font de notre technologie de rétroéclairage multi-directionnel une application très prometteuse pour les affichage mobiles tri-dimensionnels. 

Je vais me battre pour voir les premières applications commerciales sous forme d’éléments décoratifs cette année, puis pour commercialiser la visualisation de vidéos sur une large gamme de terminaux mobiles. Notre technologie offre une façon radicalement nouvelle de visualiser les données et potentiellement agir avec : "Une fenêtre portable sur un nouveau monde virtuel".

Un chercheur français dont la technologie sera peut être bientôt entre vos mains... à suivre.

Pour en savoir plus : Fattal, D., Peng, Z., Tran, T., Vo, S., Fiorentino, M., Brug, J., & Beausoleil, R. (2013). A multi-directional backlight for a wide-angle, glasses-free three-dimensional display Nature, 495 (7441), 348-351 DOI: 10.1038/nature11972

Commentaires

Vos prochains smartphone en 3D grâce à la photonique?

Est-ce que ça marchera sur des écrans tactiles aussi?

Oui, la technologie sera compatible avec les ecrans tactiles aussi.

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