Onderzoekers UGent verwerken lcd in contactlens

Onderzoekers aan de universiteit van Gent zijn erin geslaagd een lcd in te bouwen in een contactlens. De grootste moeilijkheid hierbij was de bolle vorm van de lens. De contactlens-lcd kan nu alleen nog een symbool van een dollarteken aan of uit zetten.

Volgens Jelle De Smet, onderzoeker bij het Centrum voor Microsysteemtechnologie aan de universiteit van Gent, was de grootste uitdaging om een zeer dun bolvormig substraat te ontwikkelen met actieve polymeerlagen die bestand zijn tegen het modelleerproces van de contactlens. Ook moest de invloed van de polymeerlagen op de soepelheid van het lcd in detail bestudeerd worden.

De onderzoekers hebben dit probleem uiteindelijk opgelost door gebruik te maken van nieuwe soorten actieve polymeren en deze te integreren in een soepele gebogen cel. Aangestuurd via een platte draadverbinding kan het prototype van de universiteit van Gent een eenvoudig, vast patroon in de vorm van een dollarteken tonen, volgens de onderzoekers een 'knipoog naar tekenfilmfiguren met dollartekens in hun ogen'. De drager zelf kan het symbool niet zien.

Toekomstig onderzoek zal zich volgens De Smet richten op het verbeteren van de beeldkwaliteit en het verhogen van het aantal pixels van de lcd. Ook zou gewerkt worden aan een volledig autonome elektronische contactlens met ingebouwd beeldscherm. Deze zou bijvoorbeeld gebruikt kunnen worden voor cosmetische doeleinden als het tonen van een andere kleur van de ogen. Ook aan medische toepassingen wordt gedacht. Zo zou de contactlens-lcd gebruikt kunnen worden als kunstmatige iris om de hoeveelheid invallend licht te regelen.

Het is niet voor het eerst dat getracht wordt een display in te bouwen in een contactlens. Eerder werd al een dergelijke lens op basis van led-technologie ontwikkeld. Deze had slechts een actieve pixel om informatie te tonen. De onderzoekers uit Gent denken dat de lcd-technologie hiervoor beter geschikt is.

Helaas!
De video die je probeert te bekijken is niet langer beschikbaar op Tweakers.net.

Reacties (46)

Technologie met héél veel potentie, al staat de technologie nog overduidelijk nog in zijn kinderschoenen. Ik vraag mij ook af, hoe kan je ooit het beeld op die LCD scherp zien? (je ziet je vinger toch ook nooit scherp als je hem heel dicht bij je oog houdt, dat bedoel ik).

Het is per definitie onmogelijk om het beeld op die LCD scherp te zien. Het zit namelijk op de lens, en dat betekent dat het met maximale onscherpte op je netvlies komt. Je ziet dus helemaal niets van dat dollarteken.

Om op deze manier een scherp beeld op je netvlies te krijgen, moet je op de lens de fourrier getransformeerde van je beeld plaatsen. Dat is dus nogal inwikkeld, en vergt een zeer hoge resolutie display!

Niet voor niets dat men het in de tekst meer heeft over een kunstmatig iris, en veranderen van de kleur van de ogen. Dat is meer realistisch dan informatie...

[Reactie gewijzigd door AHBdV op 5 december 2012 15:31]

Wut? Fourrier getransformeerde? Ik zie niet in hoe een wiskundige transformatie ervoor kan zorgen dat je het beeld scherp gaat krijgen op je netvlies. Daarnaast is de Fourrier getransformeerde nogal lastig af te beelden met een LCD aangezien het een complex 2-dimensionaal scalarveld is. Als je de modulus of de fase nemen krijgen we enkel een raar plaatje waar voor onze ogen weinig zinnigs van te maken is.

Of ik moet iets missen, maar tot zover ik weet kunnen onze ogen/hersenen geen Fourrier transformaties omzetten naar een beeld

De natuur bestond al voor de wiskunde. Een lens is een (optische) Fourrier transformator. Het beeld ter plekke van de lens is de Fourrier getransformeerde van het beeld ter plekke van het focus.

Om dus een beeld op je netvlies te projecteren moet je ter plekke van de lens de
Fourrier getransformeerde van dat beeld genereren. Natuurlijk heb je dan ook nog wat fase problemen, en dat maakt het dus ook lastiger. (Maar niet onmogelijk.)

Om dus een beeld op je netvlies te projecteren moet je ter plekke van de lens de Fourrier getransformeerde van dat beeld genereren. Natuurlijk heb je dan ook nog wat fase problemen, en dat maakt het dus ook lastiger. (Maar niet onmogelijk.)

Niet onmogelijk? Volgens mij kan dat gewoon niet als je de lcd in het midden van de lens hebt zitten. In dit geval is "lens" denk ik het verkeerde woord, want ik vraag me af of hij een brandpuntsafstand heeft: net als de gekleurde lenzen die je kunt kopen bij de drogist is deze niet bedoeld om oogafwijkingen te corrigeren. Dan nog zit hij direct _op_ je lens, dus je kunt Fourrier transformeren wat je wil, het zal altijd een sub-optimale oplossing blijven. Bovendien moet je dan ook richtingsinformatie toevoegen aan het beeld dat je lcd weergeeft, wat betekent dat je minstens 2 lcd's per oog nodig hebt (inderdaad met belachelijk hoge resolutie).

Voor mensen waarvan de iris niet goed meer werkt is dit een mooi techniek waarmee de hoeveelheid licht op het netvlies toch geregeld kan worden. Daar heb je geen patroontjes voor nodig, tenzij de pixel alleen wit en zwart kunnen worden, dan kun je door een bepaald percentage zwart te maken toch de intensiteit in een eindig aantal stapjes regelen.

[Reactie gewijzigd door Grrrrrene op 6 december 2012 07:49]

Om dit een beetje te begrijpen: ga ervan uit dat er slechts 1 pixel aan staat. Dan krijg je dus een onscherpe pixel op je netvlies te zien. Het beeld is echter de intensiteit van het licht, en je ziet niet de fase waarin het licht binnenkomt. Dus feitelijk valt er door die ene pixel een patroon van positieve en negatieve "lichtpunten" op je netvlies. Dit patroon kun je uitrekenen. En dit patroon kun je de "transfer functie" noemen.

Voor elke pixel is dit patroon ongeveer gelijk, maar verschoven.
Door pixels aan en uit te zetten krijg je een superpositie van deze patronen te zien. Positieve lichtpunten op je netvlies cancelen negatieve lichtpunten. De superpositie van twee positieve lichtpunten versterkt juist de intensiteit die je ziet.

Nu kun je je dus voorstelen dat je gaat uitrekenen welk patroon van pixels op de contactlens kan zorgen voor het gewenste patroon op je netvlies. Dit is een kwestie van een stelsel vergelijkingen oplossen, maar dit kan sneller door gebruik te maken van de fourier transformatie. De fourier transformatie is gewoon een lineaire operator, waarvan de inverse heel makkelijk te bepalen is.

ga ervan uit dat er slechts 1 pixel aan staat. Dan krijg je dus een onscherpe pixel op je netvlies te zien

Nee. Je krijgt geen onscherpe pixel te zien... je krijgt helemaal niets te zien. Het enige wat je merkt van die pixel, is een zeer kleiner vermindering in de intensiteit van het licht op de pupil, over de gehele oppervlakte van de pupil.

De beeldvorming van een pixel op het netvlies onstaat door een interferentie van de inkomende stralenbundel vanaf de lens. De fase is daarbij van groot belang voor het positioneren van een pixel op je netvlies.

Het beeld wordt toch echt gevormd door superpositie van beelden door afzonderlijke pixels (met inachtname van de fase uiteraard). Dit is zo'n beetje de definitie van interferentie, maar dit volgt ook gewoon uit het lineair zijn van Maxwell's differentiaal-vergelijkingen voor lineaire media (waar het hier om gaat).

Om het wat simpeler te formuleren: als iedere pixel een uniform beeld gaf (met inachtname van fase), zou je geen interferentie kunnen hebben.

PS: Overigens, met een pixel die "aan" staat bedoel ik dat deze licht doorlaat, niet een pixel die licht tegenhoudt. Maar dit is uiteraard verder niet zo belangrijk.

PS2: Een andere manier om te zien dat mijn beschouwing klopt is door het bekende tralie-experiment te discretiseren. Verdeel een lijn in gelijke stukjes. Maak 1 stukje open, en bereken het patroon dat op een scherm achter het tralie te zien zou zijn (met inachtname van fase). Doe dit vervolgens voor alle stukjes afzonderlijk. Nu kun je voor elk gewenst tralie-patroon bepalen wat de afbeelding op het scherm wordt, simpelweg door de afbeeldingen bij elkaar op te tellen.

[Reactie gewijzigd door Anoniem: 415197 op 7 december 2012 00:07]

De "drager" kijkt er doorheen, door contactlenzen kijk je meestal heen....

Dat zou natuurlijk mogelijk gemaakt kunnen worden door een contact lens in beide ogen te doen, en deze beelden met elkaar te laten samenwerken.

Maar zoals beschreven staat in het artikel, kan de dragen van de lens het dollarteken op het moment ook niet zien

[Reactie gewijzigd door Nugoth op 5 december 2012 15:28]

Als je het artikel hebt gelezen staat er ook dat de drager het beeld niet kan zien en dat de uitwerkingen die ze in gedachten hebben, geen van allen te maken hebben met het zelf zien van het beeld, maar vooral met beperking van lichtinval en cosmetische oplossingen. De reacties over hoe veel potentie deze techniek heeft, snap ik dus ook niet echt.

Denk dat de meeste lezers bij LCD meteen denken aan een LCD monitor, niet de "oude" LCD displays zoals ze in horloges en oude draagbare spelletjes te zien waren.

Deze LCD kan slechts een afbeelding tonen, aan of uit, NIET een beeld opbouwen door een series kleine "plaatjes/pixels" aan uit te zetten.

Het is geinig maar niet ECHT bijzonder. Dit is NIET geschikt voor een HUD of virtual reality.

Daarvoor zou misschien deze technologie gebruikt kunnen worden...

Interessant en hopelijk een goed begin voor daadwerkelijke toepassing in de praktijk, maar er moet natuurlijk dan nog een hoop gebeuren. Ten eerste zitten er nu nog datalijnen aan vast, die kun je natuurlijk niet je oog in laten gaan. Daarnaast zijn kleuren maar vooral ook transparantie wel handig, de lichtopbrengst lijkt erg laag als de lens wordt rondgedraaid.
Maar uiteraard een zeer premature technologie met geweldig veel potentie!

Waarom zouden datalijnen niet je oog in kunnen gaan? Ik zie het wel kunnen dat er een dun, flexibel draadje van de zijkant naar binnen loopt. Er zal vast nog wel iets voor gevonden worden denk ik

Ik als harde lenzen drager kan je verzekeren dat een wimper in je oog samen met een lens ongeveer de meest irritant (letterlijk) is wat je kan gebeuren! TRANEN doe je dan...

Denk dus niet dat een "draadje" een oplossing is.

Het lijkt mij dat je iets met draadloze inductie moet verzinnen, met een lus in de lens en soort bluetooth oortje die het aanstuurt.

[Reactie gewijzigd door MossMan op 5 december 2012 16:33]

ik heb zachte lenzen, en zelfs dan is zoals " mossman" al zegt een wimper tesamen met lenzen een vreselijk pijnlijke aangelegendheid. dus nee geen draadjes daar zoiets zwaar irriteert (en mogelijk zelfs het oog beschadigd).

Precies. Deze lens is bij voorbaat al opmerkelijk. Heb je weleens de grootte van een pupil gezien? Die is in normale omstandigheden natuurlijk niet zogroot als dit prototype, die de complete iris beslaat. Wat je nodig hebt is een zeer hoge resolutie op een zeer klein oppervlak (in het centrum) waarachter op de retina geprojecteerd word. Een waanzinnig probleem lijkt mij de 'drift' en traagheid van de lens, deze blijft vast niet altijd op dezelfde plek zitten en kan vast roteren. Dit lijkt me toch een veel groter probleem dan een LCD scherm maken in de vorm van een lens, ik denk dat ze dit 20 jaar geleden al konden, het is immers dezelfde techniek als die van de oude rekenmachines, alleen dan in een ronde vormfactor.
Daarbij polariseert LCD het licht ook nogeens, waardoor je op die manier niet meer naar bijvoorbeeld een LCD beeldscherm zou kunnen kijken - die ook gepolarizeert is, als beide polarisaties elkaar uitdoven.

[Reactie gewijzigd door tzaman op 5 december 2012 16:36]

Heb je het artikel gelezen?

De drager zelf kan het symbool niet zien.

Ook bij de mogelijke toepassingen wordt totaal niet gesproken over iets waarbij de drager zelf werkelijk een soort van HUD zou hebben.

edit: "het artikel" refereert normaal aan het artikel waar je onder reageert. Ik ga niet standaard bij elk nieuwsbericht de bron lezen, maar goed, interessant dat ze dat toch als mogelijkheid zien uiteindelijk.

[Reactie gewijzigd door Finraziel op 6 december 2012 14:44]

Ik vraag me af of jij het artikel wel hebt gelezen.

Op lange termijn moet zelfs een Head-Up Display (HUD) mogelijk zijn, waarbij een beeld rechtstreeks wordt geprojecteerd in het gezichtsveld.

bron:
http://www2.imec.be/be_en...contactlensdisplaynl.html

en

http://www.ugent.be/nl/ac...ontactlens-scherm-oog.htm


Het leuke aan de technologie is blijkbaar dus ook dat ze de grootte van de pixel kunnen aanpassen:
1 pixel over de gehele oppervlakte van de lens of een reeks van pixels om tot een "scherm" te komen.

[Reactie gewijzigd door chime op 6 december 2012 08:33]

De potentie van VRD lijkt mij groter. Als ze dat nu eens in een lens of "normale" bril konden inbouwen

http://en.wikipedia.org/wiki/Virtual_retinal_display

Interessant en hopelijk een goed begin voor daadwerkelijke toepassing in de praktijk, maar er moet natuurlijk dan nog een hoop gebeuren. Ten eerste zitten er nu nog datalijnen aan vast, die kun je natuurlijk niet je oog in laten gaan. Daarnaast zijn kleuren maar vooral ook transparantie wel handig, de lichtopbrengst lijkt erg laag als de lens wordt rondgedraaid.
Maar uiteraard een zeer premature technologie met geweldig veel potentie!

Veel potentie? Ik zie er weinig in. Kleur van je ogen veranderen? Dat kan al, dat heet gekleurde contactlezen. Medische toepassingen? Ze zijn er, maar beperkt. Het zal de blinden niet laten zien.

En het belangrijkste:

De drager zelf kan het symbool niet zien.

Dus niks geen HUD.

Voor een HUD moet je meer denken aan contactlenzen die je focus verleggen naar een centimeter of 3 voor je ogen in combinatie met een "bril" met twee LCD's, een computertje en twee camera's. De contactlenzen laten je focussen op je bril, de camera's filmen de omgeving en geven die weer op de LCD's en de computer kan daar dan nog wat nuttige informatie aan toevoegen. Let wel dat je dan niet meer met je ogen kan focussen, daarvoor zal je op de camera moeten vertrouwen. En de lichte vertraging in het beeld t.o.v. de realiteit kan je mogelijk een soort van zeeziek maken.

[Reactie gewijzigd door Mentalist op 6 december 2012 06:20]

Maar werkt het ook echt op je oog, als een of ander beeld zo dicht bij je oog staat dan kan het toch niet meer scherm zichtbaar zijn (hou tekst maar eens op een halve cm van je oog ofzo. Wel een mooie vooruitgang, al blijf ik er wat twijfelachtig tegenover staan.

De drager zelf kan het symbool niet zien.

Het is bedoeld voor de andere mensen. Die zien iets op jouw oog. Jij zelf kan het niet zien.

Ah dit is prachtig! En kunstmatige lenzen om de kleur van je eigen digitaal te veranderen, is helemaal sexy haha. Maar... LCD schermen in contactlenzen is zo passé! Waar blijven de eerste lenzen met plasma?

Waar blijven de eerste lenzen met plasma?

Dat wil je niet. Plasma-displays werken met gasbolletjes (in een glasplaat) waar de nodige kilovolts aan spanning op wordt gezet zodat ze ontladen en licht uitzenden.

Stel je dat eens op je oog voor en je komt erachter dat je er dan warmpjes bij zit. Nog afgezien van de berg UV-straling op een centimeter van je netvlies.

Schitterend stukje techniek en bied veel voor de toekomst. Wel leuk dat ze het dollar symbool hebben gebruikt hiervoor. Het prototype zal wel veel kosten

En dat door europese onderzoekers. Gaan ze een dollar gebruiken...

Zou het er van de voorkant zo uit zien?
http://www.colourbox.com/...ollar-sign-reflection.jpg

Gedaan met die onhandige brillen voor augmented reality, over 20 jaar hebben we allemaal een lens in die ons de weg naar het werk projecteerd

Hebben ze er al over nagedacht wat er kan gebeuren als hij kapot gaat? Dan heb je namelijk van die kristallen in je oog, en ik denk niet dat je die daar zo graag wil hebben. Aangezien je zicht, over het algemeen na je leven, je het meest waardevol is.

Persoonlijk denk ik dat het ook de bedoeling is dat die tussen 2 stukjes (laat t flexibel of glas zijn) lenzen in en niet direct dit kleine lcd schermpje op je oog te plakken.

nieuwe soorten actieve polymeren en deze te integreren in een soepele gebogen cel.

ik denk dan ook hier niet dat deze snel kapot zal gaan of scheuren.

maar als er om wat voor reden het dan toch kapot gaat moet ik zeggen dat het inderdaad niet erg fijn zal zijn als je al die kristallen op je oog heb zitten laat staan dat als je een aantal keer knippert deze ook achter je oog zullen zitten.

[Reactie gewijzigd door devillwithin op 5 december 2012 16:28]

Ik snap het revolutionaire aspect niet helemaal. Buigbare (full color) LCD's bestaan al langer, zo'n bestaande oplossing in de vorm van een lens buigen lijkt me dus geen enkel probleem. Bovendien, het meest spannende aan dit soort technieken, het verwerken van de aansturing, wordt compleet genegeerd.

Is dit nu een Retinascherm?

Waarschijnlijk snapt niemand je grapje echt, maar ik vond hem leuk.....

leuke uitvinding, maar eigenlijk echt nutteloos (begrijp me niet verkeerd) maar de drager kan het niet zien, je hebt elektronica nodig, is duur, en heeft gewoon geen doel

dit is dus typisch "kijk wat we kunnen, omdat het kan" iets....

Staat toch echt in het artikel hoor:

"Zo zou de contactlens-lcd gebruikt kunnen worden als kunstmatige iris om de hoeveelheid invallend licht te regelen."