Сегодня 26 июня 2026
18+
MWC 2018 2018 Computex IFA 2018
реклама
Новости Hardware

Учёные создали пиксель, который научит дисплеи видеть

Для ряда приложений было бы заманчиво объединить функции дисплея и камеры в одном решении. Это могут быть адаптивная оптика, анализаторы материалов, стереоскопические дисплеи и просто компактные AR/VR-очки, которым не нужна отдельная камера. На практике мы имеем либо светочувствительный пиксель в камере, либо светоизлучающий — в дисплее. К счастью, учёные из Швейцарии изобрели новый пиксель, обладающий одновременно всеми этими свойствами.

 Источник изображений: ETH Zurich

Источник изображений: ETH Zurich

О разработке сообщили исследователи из Швейцарской высшей технической школы Цюриха (ETH Zurich). Они представили новый тип оптического пикселя, который может работать в двух направлениях: как элемент дисплея, формирующий свет, и как сенсор, анализирующий падающее на него излучение. Свой пиксель они назвали Fourier pixel — «пиксель Фурье».

В отличие от обычных пикселей камер и экранов, которые обычно либо регистрируют интенсивность света, либо излучают его, новая структура способна управлять и считывать сразу несколько параметров электромагнитной волны: амплитуду, фазу и поляризацию. Это не только открывает путь к устройствам, где камера и дисплей могут быть объединены на уровне одного и того же массива пикселей, но также позволяет извлекать из света массу ценной информации.

Принцип работы пикселя Фурье основан на поверхностных плазмон-поляритонах — когерентных волнах, распространяющихся вдоль металлической поверхности. Вся магия процесса использует довольно простую математику преобразований Фурье. Благодаря этой математике можно заранее рассчитать рельеф поверхности пикселя, по которому будут «прокатываться» электромагнитные волны плазмон-поляритонных взаимодействий. Исходя из рельефа, электромагнитные волны будут вступать во взаимодействие друг с другом (интерферировать), излучать или реагировать на падающий свет — и всё это строго в рамках допустимого. Более того, рельеф может служить своего рода вычислителем, производя над волнами определённые математические действия просто в силу естественных физических процессов поведения волн.

В общем случае падающий на пиксель Фурье свет сначала возбуждает такую поверхностную волну, затем она доходит до специально сформированного «элемента Фурье» — микроструктуры с волнистым профилем, рассчитанным методами анализа Фурье. Эта структура рассеивает поверхностную волну обратно в свободное пространство, но уже с заданным распределением амплитуды и фазы. По сути, форма поверхности играет роль миниатюрного дифракционного процессора: нужный оптический фронт рассчитывается через обратное преобразование Фурье. Сам рельеф заранее изготавливается на пикселе с нанометровой точностью, с чем сегодня нет никаких проблем.

Пиксели Фурье, в силу своих физических особенностей, способны анализировать все составляющие света, включая поляризацию (они банально на неё реагируют заранее заданным образом), амплитуду и фазу. При этом они также способны излучать свет с учётом этих параметров, причём с заданной длиной волны — нужным цветом. Подобные возможности, например, позволяют создавать свет в виде пончика с дыркой посередине, просто управляя фазой и поляризацией излучаемого света.

Матрицы из пикселей Фурье будут способны одновременно показывать цветную картинку и анализировать материалы по рассеиваемому ими свету, создавать трёхмерное изображение в пространстве, как на голографических дисплеях в «Звёздных войнах», адаптировать фокусное расстояние микроскопов и телескопов в зависимости от наблюдаемых объектов и компенсировать турбулентность атмосферы. Наконец, подобные возможности были бы востребованы в телекоммуникациях, а также в оптических и квантовых вычислениях.

Источник:

Если вы заметили ошибку — выделите ее мышью и нажмите CTRL+ENTER.
Материалы по теме

window-new
Soft
Hard
Тренды 🔥
Microsoft устранила множество проблем с Bluetooth в Windows 11 и улучшила работу с Apple AirPods 2 ч.
Kingdom Come: Deliverance 2 взяла новую вершину продаж и получила квест с «эксцентричным шутом» из Balatro 2 ч.
Илон Маск расширил доступ к фирменной платёжной системе для премиальных пользователей социальной сети X 2 ч.
OpenAI может отложить IPO до следующего года ради оценки в $1 трлн 3 ч.
Claude всё быстрее догоняет ChatGPT по числу платящих пользователей 6 ч.
«Яндекс» сделал «Алису AI» более человечной — она запоминает пользователей и подстраивается под их стиль общения 13 ч.
Код в мешке: Rockstar снабдила «дисковую» версию GTA VI для PS5 региональными ограничениями 14 ч.
Несколько лет разочарований с Destiny 2 обернулись для Bungie массовыми увольнениями, но разработчики «должны гордиться» собой 16 ч.
ИИ-модель Wildberries вошла в топ-3 русскоязычного бенчмарка MERA 16 ч.
Adobe купила разработчика ИИ для повышения качества изображений и видео Topaz Labs 16 ч.
ФАС рекомендовала российским операторам не рекламировать 5G, которого нет 15 мин.
SpaceX превратит Starlink в мобильного оператора и бросит вызов «большой тройке» США 17 мин.
Swatch потребовала от Samsung компенсацию в $170 млн за копирование дизайна циферблатов для смарт-часов 50 мин.
Учёные создали пиксель, который научит дисплеи видеть 51 мин.
Chuwi начала принимать предзаказы на ноутбук UniBook с процессором Intel Wildcat Lake и ценой от $449 2 ч.
Apatura пытается убедить жителей, что 300-МВт ЦОД через дорогу от их домов принесёт только пользу 2 ч.
Apple ускорит выход флагманских процессоров M7, которые предложат передовые функции ИИ 6 ч.
Новая статья: Обзор робота-уборщика Midea VCR V15 MAX ULTRA: не разменивайся на мелочи (но не переплачивай) 11 ч.
Apple явно намекнула, что сегодняшнее повышение цен — это только начало 11 ч.
Xbox Series X и S снова подорожают по всему миру — теперь сразу на $100–150 12 ч.