News: The following design has been accepted for publication in Optics Letters Vol.32, No.11 (July 2007).

 TüRKçE

Microoptical şirketinin başkanı Mark Spitzer?in 1997?deki ;Uluslar arası Giyilebilir Bilgisayarlar Sempozyumu;?ndaki(ISWC)  tasarımını gördükten sonra,kafaya giyilebilen cihazların nasıl gözlüğe takılabilir hâle getirilebileceğini öğrenmeye çalıştım.Michigan Eyalet üniversitesi?nde öğrenciyken,;giyilebilir donanım; e-posta listesine bir e-posta gönderip;bu tarz bir prototip üretebilmek için yardım istedim.

Bu mesajlaşmalardan sonra, birkaç yıl boyunca araştırma laboratuarlarında çalışıp bazı öneriler hazırladım ve çeşitli Avrupa Birliği ve bazı konsorsiyumların giyilebilir ve hazır bilgisayarlar geliştirmek için yaptıkları projeler için elektronik aletler geliştirdim.Aklımda her zaman gözlüğe takılabilir göstergelerle ilgili bir soru vardı,bu yüzden bu tür cihazları üretebilmek için Prof.Jannick Rolland?la beraber çalışarak optikle ilgili bir diploma almak için uğraştım.Bu konudaki master derecemi 2004 yılında aldım ve hâlen doktora çalışmalarıma devam ediyorum.Bu alanda yapılacak daha çok iş var.

İlk tasarımım 17 Kasım 2006 hafta sonunda bitti. Bütün optik ve opto-mekanik cihazlarda özel olarak tasarlandı. Bu tasarım 2006 yılında Kanada?nın Vancouver şehrinde ;Optik Birliği; tarafından düzenlenen ;Amerika Uluslar arası Optik Tasarım Konferansı;nda tam olarak sunuldu. Ayrıca cihazın bir posteri de 2006?da İsviçre?de düzenlenen ;Uluslar arası Giyilebilir Bilgisayarlar Sempozyumu;nda(ISWC) gösterildi.

Şu an elimizde bu tasarımın bir prototip var, bazı fotoğrafları da şöyle:

                    ORJİNAL HOME SAYFASINDA FOTOGRAF GöRüLüYOR

Şu anki özellikleriyse:

-         Dalgaboyu aralığı: 490-635 nanometre

-         8 mm çıkış göz bebeği 20 derecelik görüş açısı

-         1.5 dakika yayı çözünürlük(640x480 VGA paneline bağlı)

-         15 mm göz açıklığı

-         Sadece 2 tane plastik optik parça kullanılıyor

-         Görüntüleme cihazı standart VGA girişiyle çalışıyor

-         Ağırlık:250 gram(yukarıdaki ilk resimde gösterilen cihazın ağırlığı)

Bildiğimiz kadarıyla bu, dünyada yapılabilen ilk görüntüleme cihazı.Birleşik Devletler?den(ABD) konuyla ilgili patenti de alınmıştır.

Kafaya takılabilen gösterge cihazları bir çok seçeneği de beraberinde getiriyor. Doğrudan görüş,kabul edilebilir gözbebeği büyüklüğü, mümkün olduğunca kompakt,çok renkli gösterim(tek renkli değil),sonuçların çıkış büyüklüğü gibi seçeneklerde var.

Optik tasarımda kullanılan büyüteçler bizi sınırlandırıyor, meselâ, hacim görüş alanını ölçeklendiriyor.

Yukarıda bahsedilen parametreleri ;sağlam; bir şekilde elde ederken karşılaştığımız tek parametre; alt elemanlardır..

Sağlamlıktan kastedilen toleransı mümkün olduğunca gevşek tutmaktır. Bunun gibi eksensiz bir tasarımdaki en büyük sorunlardan biri de potansiyel olarak sıkı ve sıralı toleransın ortaya çıkması.

Sıkı toleranstan kastedilen, yeterli çalışma alanı sağlayabilmek için bileşenlerin bir mikrometre üzerine yerleştirilmesi gerekebilir.

Bu tasarımın toleransı çok yüksek, böylece çalışmak için herhangi bir mikrometre üzerine yerleştirilmesini gerektirmiyor.

Şu anki birim standart VGA girişini destekliyor, biz de ICUITI?den alınan 640x480 çözünürlüğünde bir Kopin VGA paneli kullanıyoruz.

Bu, baş üzerine takılan gösterge cihazlarını geliştirirken yapılan standart uygulamalardan biri..Biz de optik sistem tasarımı üzerinde çalışıyoruz.

Bir sonraki prototip için hedefimiz doğrudan görüş ve müzik sistemidir. Bunu da 2007 yılının Mart ayında bitirebilmeyi umuyoruz.

Eğer daha fazlasıyla ilgileniyorsanız bana e-posta atın.

ozan.cakmakci@gmail.com

Jannick Rolland?a destekleri için ve de Adam Oranchak?a da opto-mekanik tasarımı için teşekkür ederim.

Ever since I saw Mark Spitzer's (CEO of Microoptical) design during the International Symposium on
Wearable Computers (ISWC) in 1997 I wanted to learn how to design head-worn displays that fit
within the eyeglass formfactor. I sent an email when I was an undergraduate student at
Michigan State U to the wear-hard mailing list [online archive available here] looking for help on
prototyping such devices.

After this posting, I worked at research labs for a few years, writing proposals, and building electronics related to
wearable and ubiquitous computing for various European Union and consortium projects. I always had the eyeglass-based display
problem in the back of my mind, I went on to earn a degree in optics working with Prof. Jannick Rolland to learn how to build such
devices. I received my master's degree in 2004 and I am still working towards my Ph.D. There is more work to be done in this area.

My first design was assembled during the weekend of November 17, 2006. All the optics and opto-mechanics are custom designed.
The design was presented as a full paper at the Optical Society of America International Optical Design Conference, 2006,
Vancouver, Canada. Also, a poster of it was presented at the International Symposium on Wearable Computers (ISWC) 2006
in Switzerland.

We now have a protototype of this design and here are some pictures:

The current specifications are:

• Wavelength range: 490-635 nanometers
• 8mm exit pupil
• 20 degree full field of view
• 1.5 arcminute resolution (based on a 640x480 VGA panel)
• 15mm eye clearance
• using only 2 plastic optical elements!
• display operates with standard VGA input.
• Weight: 250 grams (weight of the assembled unit shown in the first picture above).

To our knowledge, this is the first display to achieve such specifications in the world. A U.S. Patent has been filed.

Head-Worn display design space includes several choices. We chose a see-through design, acceptable pupil size, as compact as possible, and a full color display (not single color).
These choices naturally impact the design in terms of number of elements, types of elements, size of the end result, etc.
We are limited by our choice of a magnifier as the optical design form, for example, the volume will scale with the field of view,etc.
The unique parameter is the low element count while achieving all other parameters mentioned above and staying robust.
Robustness means loose tolerances. One major worry in an off-axis design like this is the potentially tight alignment tolerances.
Tight tolerances mean that the elements may need to be positioned down a micrometer in space to work.
This design has loose tolerances which means it does not need to be positioned down to a micrometer in order to work.
The current unit accepts standard VGA input and we are using the Kopin VGA 640x480 panel taken out of an ICUITI.
It is common practice to use off-the-shelf microdisplays when developing head-worn displays. We focused on the optical system design.
We are aiming for see-through and stereo for the next prototype. We hope to finish that by March '07.

Send me an email if you are interested in further discussions:

ozan[dot]cakmakci[at]gmail.com

I would like to thank Jannick Rolland for all her support and Adam Oranchak for designing the opto-mechanics!

http://students.creol.ucf.edu/ozan/eyeglass.html

HABERİ HAZIRLAYAN & DüZENLEME : WEBMAJOR

çEVİRİ: OPTİSYEN HAYRETTİN KATİPOĞLU