Infrarosso invisibile genera immagini verdi nitide, in laboratorio

Guardate una E verde: l'occhio la vede nitida solo finché il cristallino svolge il suo compito. In uno studio pubblicato su Optics Letters, i ricercatori dell'International Centre for Translational Eye Research (ICTER), con sede presso l'Istituto di chimica fisica dell'Accademia polacca delle scienze, hanno dimostrato che una E verde disegnata con luce infrarossa invisibile mantiene i bordi molto meglio quando l'occhio non è perfettamente messo a fuoco.

Un occhio sano modifica la forma del cristallino in base alla distanza dell'oggetto osservato, un processo detto accomodazione. I visori per la realtà virtuale e aumentata (VR e AR), come i dispositivi indossati sulla testa, possono interrompere questo collegamento: un oggetto virtuale può apparire a una distanza, mentre l'ottica richiede all'occhio di mettere a fuoco su un'altra. L'occhio deve allora lavorare contro il display, e l'immagine si sfoca.

Il team dell'ICTER lavora sulla visione a due fotoni. Gli impulsi nel vicino infrarosso normalmente passano inosservati, ma quando due fotoni vengono assorbiti quasi nello stesso istante, la loro energia combinata corrisponde approssimativamente a quella di un singolo fotone con la metà della lunghezza d'onda. La luce infrarossa a circa 1040 nm produce quindi una sensazione molto vicina al verde a 520 nm. Lo stimolo era disegnato da un laser a scansione che si muoveva sulla retina abbastanza rapidamente da formare una lettera alta 12,5 arcominuti, aggiornata 50 volte al secondo. I 12 partecipanti, otto uomini e quattro donne di età compresa tra 25 e 47 anni, avevano tutti una buona vista, e l'occhio dominante è stato testato da solo. I ricercatori hanno eguagliato la luminosità percepita delle due lettere per ciascuna persona, quindi hanno aggiunto una defocalizzazione negativa a passi di 0,5 diottrie, un'unità di potere ottico, fino a quando non è comparsa una sfocatura lieve ma persistente.

Nel gruppo non presbite, la lettera infrarossa ha mantenuto la nitidezza fino a 6,6 ± 0,7 diottrie di defocalizzazione, contro 4,3 ± 0,7 diottrie per la luce visibile. Le soglie erano più basse nei partecipanti con presbiopia, cioè la perdita legata all'età della messa a fuoco da vicino, rispettivamente 2,7 ± 0,4 e 1,9 ± 0,3 diottrie, ma il vantaggio è rimasto. In entrambi i gruppi, l'intervallo entro cui l'immagine infrarossa è rimasta nitida era più di 1,4 volte più ampio. L'effetto è stato osservato in tutti i 12 partecipanti, anche se la sua entità variava.

Per chi usa visori VR e AR, la conseguenza pratica è un margine più ampio prima che l'immagine appaia morbida quando occhio e display non sono d'accordo. Nulla nello studio, però, fissa una data per un dispositivo del genere, e il team non indica alcuna tempistica. Le misurazioni provengono da un piccolo gruppo di adulti sani, in laboratorio, e descrivono la percezione più che un prodotto. Ciò che il lavoro stabilisce è che un'immagine costruita sulla visione a due fotoni tollera errori di messa a fuoco che sfocano quella convenzionale.