Предложен дисплей с адаптивной оптикой

 


Новая конструкция матричного элемента получила наименование "телескопический пиксель" (telescopic pixel). В его основе - принцип управления световым потоком отдельного светоизлучающего элемента не за счет перевода его из полностью "активного" в полностью "пассивное" состояние, но посредством управления характеристиками оптической системы, концентрирующей либо рассеивающей это излучение.

Как пишет Ars Technica, в телескопическом пикселе используется оптическая система из двух зеркал, собирающих световой поток отдельного излучающего элемента - например, светодиода. Оптическая ось системы перпендикулярна плоскости экрана.

Зеркало, расположенное ближе к "зрителю", представляет собой алюминиевый диск диаметром 0,1 мм и толщиной 100 нм с отверстием посередине. Он способен менять форму в зависимости от приложенного потенциала.

За ним располагается второе зеркало, диаметр которого равен диаметру отверстия в первом. Источник света расположен за обеими зеркалами.

Свет источника падает на первое зеркало. В неактивном состоянии оба зеркала плоско параллельны, и свет отражается обратно к источнику.

При подаче напряжения на электрод, управляющий формой главного ("первичного") зеркала, оно приобретает близкую к параболической форму. Свет при этом отражается от него, падает на второе зеркало и через отверстие в главном зеркале выходит наружу.

По мнению разработчиков, телескопические пиксели более эффективны, чем жидкокристаллические, по целому ряду показателей. Если ЖК-пикселям для изменения яркости во всем диапазоне требуется от 2 мс до 10 мс и более, то время отклика в телескопических составляет уже сейчас всего 0,625 мс.

Высокая скорость отклика позволяет отказаться от создания раздельных пикселей для красной, зеленой и голубой компонент цветного матричного элемента, и использовать всего один источник света с переменной длиной волны. Интенсивность свечения каждого пикселя можно плавно регулировать от 0 до 100%, что дает возможность передавать реалистичную палитру цветов.

Новая разработка экономична - световой выход элемента может достигать 36%, в то время как у ЖК-дисплеев этот показатель составляет 5-10%. Компьютерное моделирование показало, что путем улучшения дизайна телескопических пикселей долю выводимого на экран света возможно увеличить до 56%. Для современного ноутбука это означает дополнительные 45 минут работы без уменьшения яркости дисплея.

Производство телескопических пикселей может быть осуществлено с помощью стандартных промышленных процессов фотолитографии и травления.

Тем не менее, стоит отметить, что у новой разработки есть и недостатки. Так, в реальном эксперименте телескопические пиксели показали контрастность (отношение яркости самой светлой и самой темной точки) всего лишь 20:1 (хотя результаты моделирования указывают на возможность увеличения контрастности до 800:1, что сравнимо с ЖК-дисплеями).

Результаты работы Microsoft Research опубликованы в Nature Photonics.


Источник: CNews.ru