Контактная линза со встроенным светодиодным дисплеем

Ученные из США и Финляндии разработали контактную линзу со светодиодным дисплеем и беспроводным источником питания. Впечатляет! Концептуальный рисунок изображен слева. И хоть практического применения ей еще нет в связи с недостатками(далее в статье), все равно это достижение и первый шаг на пути к созданию рабочих прототипов, которые могут стать полезными для людей. Вы только представьте какие возможности это открывает. Я лично в детстве всегда мечтал о такой штуке! Ну что, попробуем разобраться как она работает. Прошу под спойлер!

Одна из проблем, с которой столкнулись ученные — это слишком близкого расстояния расположения линзы, глаз просто не может разглядеть изображение. Но все решилось благодаря линзам Френеля. Образец уже испытан на глазе живого кролика. Каких-то побочных эффектов не выявлено. Кролик не пострадал.

У рабочей линзы два огромных недостатка:

• разрешающая способность всего 1 пиксель;
• расстояния передатчика энергии всего 2 сантиметра;

То есть во первых полезной информации она отобразить практически не может. Кроме того, батарею нужно будет носить рядом с глазом, что не очень удобно. Но все же это шаг в правильном направлении. Разработчики утверждают, что в будущем можно будет выводить информацию о состоянии здоровья прямо на дисплей линзы, с помощью анализа состава слезы глаза. Используя компьютерные технологии, на линзе можно создать дисплей, анализирующий окружающую среду. Такое решение будет полезно например для пилотов или водителей. Концепция на следующем рисунке.

Что бы создать такую систему, нужно интегрировать биодатчики, оптическую систему вывода информации на дисплей, систему обработки информации и антенну для передачи электро-питания на тонкую подложку полимера. Монолитное производство такого устройства не возможно, поэтому необходимо создавать компоненты по отдельности, используя определенную технологию в процессе создания. После чего необходимо создать правильную механическую и электрическую связь всех компонентов.

На рисунке слева изображен процесс создания корпуса линзы. На первом этапе(Шаг «a» на изображении) создается заготовка из полиэтилентерефталата(ПЭТ). Это твердый прозрачный материал. Затем необходимо нанести соединительные провода на линзе. Они должны обладать низким сопротивление и держаться на поверхности ПЭТ. Поэтому разработчики использовали смесь металлов хрома, никеля и золота. Фоторезистор AZ4620(Microchem) использовался, что бы создать все электрические соединения, после чего электронно-лучевым испарением смесь металлов была встроена в линзу(Шаг «b»). Ацетон использовался для растворения фоторезистора, а так же удаления лишнего металла в нежелательных областях. Эта металлизация обеспечила так же слой для сцепления антенны. После был нанесен тонкий изоляционный слой SU-8 2(Microchem)(Шаг «c»). У антенны должны быть такие же показатели как и у соединительных проводов. Из-за этого слой золота был нанесен гальваническим способом, что бы гарантировать низкое сопротивление. Как утверждают ученные, гальванизация использовалось для этой задачи, поскольку была быстрее и дешевле аналогичных решений. Слой золота был распылен по всей пластине, а фоторезистор AZ4620(Microchem) использовался для определения антенны(Шаг «d»). Фотолитография использовалась для нанесения защитного слоя SU-8 25(Microchem), который обеспечивал защиту металлическим структурам, а так же создания выемок в поверхности, для расположения других элементов(Шаг «e»). После чего лазерным резаком линзе придают привычную круглую форму.

Принцип работы банально прост. Используя электромагнитную индукцию электричество передается на антенну линзы. Антенна преобразует электро-магнитные волны в электрический ток, который распространяется по цепи, таким образом снабжая все элементы линзы. В созданном ученными образце единственным элементом стал микросветодиод. Но создатели обещают в следующий раз вывести текстовую информацию на встроенный дисплей линзы.

Я считаю, что данное устройство в будущем приобретет популярность, как в плане развлечений так и для решения практических задач. Вот только представьте: «вы идете по улице с такой линзой, и тут вдруг экран линзы краснее и сообщает о тревоге — анализатор изображения обнаружил опасность в виде голубя летящего прямо на вас». А если встроить в линзу видеокамеру? Тогда можно отправлять спец. агентов на задание и следить за происходящим. Мало того, можно реализовать систему прицеливания, для меткой стрельбы. Ну или снимать домашнее видео прямо из глаза. В общем вариантов применения море!

Будем ждать новостей.