Ny skärmteknik låter LCD-skärmar producera hologram i Princess Leia-stil

Under en berömd scen i Stjärnornas krig , Prinsessan Leia har R2D2 spela en holografiskt videomeddelande i luften där hon vädjar om hjälp från Obi-Wan Kenobi. Inom en snar framtid kommer smartphones och andra mobila enheter att ha förmågan att visa något liknande, enligt David Fattal.

En holomodul på två gånger två tum blir Leias första produkt.

Fattals företag, lämpligt namn läsa , kommer att visa en prototyp av sin nya 3D-skärm nästa vecka på Mobile World Congress i Barcelona. Senare i år planerar man att släppa en liten displaymodul som kan producera 3D-bilder och videor i fullfärg som är synliga – utan speciella glasögon – från 64 olika synvinklar.

Nyckeln till Leias teknologi är en uppfinning av Fattal som drar fördel av framstegen i förmågan att kontrollera ljusets vägar på nanoskala. Han avslöjade först konceptet, som Leia kallar en multiview-bakgrundsbelysning, i en Natur papper publicerades för två år sedan (se 35 Innovators Under 35: David Fattal). Vid den tiden var Fattal forskare vid HP Labs och hans arbete tillämpades på optiska sammankopplingar, som gör det möjligt för datorer att utbyta information kodad i ljus. Men han insåg att idén också kunde användas för att visa holografiska bilder, och han lämnade Hewlett-Packard för att driva den idén.

Optiska sammankopplingar förlitar sig på strukturer i nanoskala som kallas diffraktionsgitter, som gör att ljusstrålarna som träffar dem färdas i exakta riktningar beroende på vinkeln som de anländer till. Det gick upp för Fattal att snarare än att använda gitter för att skicka ljus genom en kabel för att överföra data, kunde han konstruera dem för att skicka ljus i föreskrivna riktningar i rymden, och det kan vara grunden för en holografisk 3D-display.

Leia har förfinat Fattals initiala design för att förbättra bildkvaliteten och har också utvecklat ett sätt att få hologrammen att komma från en konventionell LCD-skärm (Liquid Crystal Display). Det är imponerande eftersom det betyder att tekniken är redo att kommersialiseras, säger Gordon Wetzstein , en professor i elektroteknik vid Stanford University som studerar nästa generations bildskärmsteknologier.

Varje standard LCD-skärm har en komponent som kallas bakgrundsbelysning, som är gjord av två delar: en ljuskälla och en bifogad ljusledare, gjord av plast. Ljusguiden riktar ljuset mot skärmens pixlar; bilder visas på skärmen när LCD-skärmen selektivt blockerar olika mängder ljus vid varje pixel.

Leia ersatte i huvudsak standardljusguiden med en mycket mer sofistikerad som har galler i nanoskala. Den nya ljusledaren har mycket mer kontroll över riktningen som ljuset färdas innan det når pixelmatrisen. Istället för att helt enkelt styra allt ljus på ett enhetligt sätt, som i en konventionell display, kan den rikta en enda ljusstråle mot en enda given pixel på displayen. Leia ställer in LCD-skärmen för att skicka 64 olika bilder, var och en producerad av 1/64 av de tillgängliga pixlarna, och blanda ihop dessa bilder på ett sätt som gör att tittarens hjärna uppfattar ett sömlöst hologram. Processen offrar en del upplösning, vilket kan göra det utmanande att tillämpa på större skärmar, men dagens mobila enheter har så hög upplösning att tittarna inte märker det, säger Wetzstein.

Företaget planerar preliminärt att släppa en liten displaymodul på en asiatisk marknad, med ett öga mot tidiga användare som kan börja utveckla nya applikationer och innehåll.

Den största frågan som alla 3D-skärmar står inför, särskilt efter misslyckandet med den senaste vågen av 3D-tv-apparater, är vad som krävs för att övertyga folk att spendera pengar på dem. Mobilspel verkar vara en självklar möjlighet.

Leia har byggt en online resurs som utvecklare kan använda för att konvertera befintlig 3D-grafik och animationer till innehåll som är kompatibelt med dess bakgrundsbelysning. En innehållsskapare kan importera en 3D-grafik eller animation som redan används på webben eller i ett spel, och Leias verktyg delar automatiskt upp den i de 64 bilder som behövs för att skapa ett hologram.

Holografisk video som är mer lik prinsessan Leias är ännu inte möjlig. Medan bilden av henne verkade vara synlig från alla sidor, gör Fattals teknologi det möjligt att se hologrammet inom en 60° båge, och även det kräver 64 kameror placerade exakt. På Mobile World Congress planerar Fattal att demonstrera videochatt i realtid, vilket kommer att kräva en skrymmande kamerauppsättning. Han föreställer sig att denna inställning så småningom skulle kunna strömlinjeformas med en dedikerad enhet, till exempel en uppsättning kameror placerade på baksidan av en TV som skulle spela in bilder av en person som tittar på skärmen och skicka dem över Internet till en annan skärm där de skulle utgöra ett hologram. Det är något som är helt genomförbart inom en inte så avlägsen framtid, säger han.

Dölj