Цей винахід може радикально змінити віртуальну реальність та інші додатки.
Дослідження опубліковано у журналі Nature.
У той час як роздільна здатність більшості відеоекранів, таких як екрани в наших телефонах, телевізорах та стадіонних гігантських екранах, здається, покращується щомісяця, виникла проблема з підвищенням роздільної здатності крихітних екранів, необхідних для додатків віртуальної реальності. Проблема полягає в тому, що з наближенням екрана до людського ока пікселі, з яких він складається, повинні ставати все менше і менше. Однак, якщо пікселі стають занадто маленькими, їх функції починають погіршуватися і зображення страждає. Наприклад, на мікросвітлодіодному екрані пікселі не можуть стати набагато менше одного мікрометра в ширину, інакше вони втратять здатність відображати чітке зображення.
Тому замість того, щоб покладатися на пікселі, дослідники з Технологічного університету Чалмерса, Ґетеборгського університету та Уппсальського університету у Швеції звернулися до іншої технології. Вони створили так звані «метапікселі» з оксиду вольфраму – матеріалу, здатного залежно від свого електричного стану переходити зі стану ізолятора до стану металу. Метапікселі відбивають світло по-різному залежно від свого розміру та розташування, і ними можна керувати за допомогою електричного струму. У певному сенсі вони функціонують подібно до пігментів у пір'ї птахів, які можуть набувати різних кольорів залежно від напрямку світла, що падає на них.
Той факт, що метапікселям не потрібне джерело світла, усуває проблеми, що виникають у відеопікселів при їх занадто малому розмірі, такі як спотворення кольорів і проблеми з однорідністю.
Нерозрізненість
В результаті команді вдалося створити екран розміром приблизно з людську зіницю, заповнену пікселями шириною близько 560 нанометрів. Екран, що отримав назву «ретинальний електронний папір», має роздільну здатність понад 25 000 пікселів на дюйм. «Цей прорив відкриває шлях до створення віртуальних світів, які візуально не відрізняються від реальності», — йдеться в прес-релізі Чалмерса, присвяченому цьому прориву.
"Це означає, що кожен піксель приблизно відповідає одному фоторецептору в оці, тобто нервовим клітинам сітківки, які перетворять світло на біологічні сигнали", - додає Андреас Далін, професор кафедри хімії та хімічної інженерії Чалмерса. «Людина не здатна сприймати вищу роздільну здатність».
Щоб продемонструвати ефективність крихітного екрана, дослідники відтворили "Поцілунок" - знамениту картину Густава Клімта. Зображення було показано в ідеальній роздільній здатності на екрані розміром приблизно 1,4 x 1,9 мм, що становить 1/4000 від розміру екрана стандартного смартфона.
«Розроблена нами технологія може відкрити нові способи взаємодії з інформацією та навколишнім світом», — каже Куньлі Сюн з Уппсали, автор проєкту та провідний автор дослідження. «Вона може розширити творчі можливості, покращити віддалену співпрацю та навіть прискорити наукові дослідження».
Зараз дослідники працюють над подальшим удосконаленням свого винаходу, але вважають, що він може вплинути на світ мініатюрної оптики.
"Це важливий крок вперед у розробці екранів, які можна зменшити до мініатюрних розмірів, одночасно підвищивши якість і знизивши енергоспоживання", - говорить Джованні Вольпе з Ґетеборгського університету. «Технологія потребує подальшого вдосконалення, але ми впевнені, що електронний папір із сітківкою відіграє важливу роль у своїй галузі та зрештою вплине на всіх нас».
Джерела: Chalmers
