Une impression d’artiste du nouvel écran 3D à champ lumineux.
Peu importe le nombre de fois où les écrans 3D apparaissent et disparaissent, cette technologie refuse de mourir. Des chercheurs de l’université de Soochow ont mis au point un prototype d’écran 3D sans lunettes, qui utilise une série de lentilles nanostructurées pour produire des images plus réalistes, visibles sur une plus grande distance.
La 3D était la nouvelle tendance cinématographique des années 50, 80 et 2000, mais elle n’a jamais réussi à s’imposer. Non seulement la nécessité de porter des lunettes spéciales rebute de nombreuses personnes, mais elle limite les applications potentielles des écrans 3D et des hologrammes. Les écrans sans lunettes sont depuis longtemps en cours de développement et ont même été commercialisés, sous la forme de téléviseurs, de téléphones, d’ordinateurs portables ou, plus connu, de la Nintendo 3DS. Mais malheureusement, ils souffrent de leurs propres problèmes techniques, notamment des angles de vision étroits ou des distances de vision réduites.
Les chercheurs de cette nouvelle étude ont tenté de surmonter ces problèmes avec un nouvel affichage 3D à champ lumineux. Ces systèmes projettent un champ dense de rayons lumineux qui créent un effet tridimensionnel, qui peut être vu par plusieurs personnes sous différents angles sans avoir besoin de lunettes.
La clé de la conception de l’équipe est une nouvelle lentille plate, dotée de structures nanométriques qui diffractent la lumière de certaines manières. La combinaison de plusieurs de ces lentilles, dont les motifs sont différents, permet de créer des vues multiples dans le même champ lumineux, de sorte que les personnes regardant sous différents angles verront des choses légèrement différentes, ce qui est essentiel pour créer l’illusion 3D. Cette conception permet également de voir l’effet de plus loin.
« La plupart des écrans 3D à champ lumineux ont une portée limitée, ce qui fait que l’image virtuelle 3D se dégrade à mesure que l’observateur s’éloigne de l’appareil », explique Wen Qiao, chercheur principal du projet. « La lentille plate nanostructurée que nous avons conçue ne fait que 100 microns d’épaisseur et possède une très grande profondeur de champ, ce qui permet de voir une scène virtuelle 3D de haute qualité de plus loin. »
Le système prototype a utilisé un écran de 4 pouces (10 cm), avec une résolution de 568 x 320 pixels par œil. L’équipe affirme que le dispositif a pu produire des images 3D visibles à une distance comprise entre 24 et 90 cm, soit une distance supérieure à celle de la plupart des écrans à champ lumineux.
L’efficacité lumineuse a atteint 82 %, ce qui est important pour créer des images lumineuses, et la « diaphonie », c’est-à-dire le fait que les images de chaque œil se mélangent, ce qui déforme l’effet 3D, a été réduite à moins de 26 %.
Le principal inconvénient du prototype était l’angle de vision, qui n’était que de neuf degrés. Cela signifie que les spectateurs doivent regarder l’écran de face, et que tout léger mouvement sur le côté ruine l’effet 3D. Toutefois, les chercheurs affirment que les nanostructures des lentilles pourraient être modifiées pour augmenter cet angle et le porter à près de 180 degrés.
La recherche de meilleurs moyens de graver ces nanostructures est la priorité de l’équipe pour les travaux futurs, ce qui devrait également permettre d’améliorer l’efficacité lumineuse.
https://opg.optica.org/optica/fulltext.cfm?uri=optica-9-3-288&id=470234
