Сегодня 02 сентября 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.

Было интересно? Скажите об этом Google, чтобы чаще получать ссылки на наши новости про на острие науки

Источник:

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

window-new
Soft
Hard
Тренды 🔥
Минцифры РФ потребует особых привилегий для «Алисы AI» на мобильных устройствах 6 мин.
Rockstar представила первый официальный ролевой сервер для GTA Online — трейлер и анонс закрытой «беты» Nopixel V 38 мин.
Google представила Guided Vision — функцию визуального поиска вещей в режиме Gemini Live 2 ч.
Запущен Google Pics — графический ИИ-редактор, который бросает вызов Canva 10 ч.
Пошаговая ролевая игра Warrior Cats: Clans of the Forest по «Котам-Воителям» не заставит себя долго ждать — новый трейлер и дата выхода 12 ч.
«Вито в сделку не входил»: в масштабной утечке Valve нашли вырезанную концовку Mafia 2 13 ч.
Ролевой боевик No Rest for the Wicked от авторов Ori не выйдет из раннего доступа Steam в 2026 году 14 ч.
Свежий драйвер GeForce 616.56 заставил мерцать некоторые мониторы — Nvidia уже работает над исправлением 15 ч.
80 % разработчиков Star Wars Zero Company остались без зарплаты, и Electronic Arts тут ни при чём 15 ч.
Sonos попытается вернуть доверие пользователей с помощью ИИ-агентов — представлена ОС Sonos 27 для аудиосистем 15 ч.
К середине века затраты на ИИ-инфраструктуру достигнут $31,6 трлн 2 ч.
Новый генеральный директор Apple за следующий год заработает $58 млн, на $11 млн больше Тима Кука 5 ч.
Новая статья: Обзор видеокарты GIGABYTE AORUS GeForce RTX 5070 INFINITY 10 ч.
Учёные впервые засекли след тёмной материи, но это не точно — загадочная частица ударилась об атом ксенона 11 ч.
Xiaomi представила POCO X8 — смартфон среднего уровня со Snapdragon 6s Gen 4 и батареей на 8340 мА·ч 11 ч.
Razer представила Prio — складной геймпад для смартфонов, который помещается в карман 11 ч.
Sonos представила полностью переработанный саундбар Beam Ultra со звуком 7.1.2 и поддержкой Dolby Atmos 14 ч.
Sonos представила наушники Ace Ultra с эффективным шумоподавлением и повышенной автономностью за $450 15 ч.
Самая дешёвая GeForce RTX 5090 теперь стоить $5000 в США — в 2,5 раза дороже, чем на момент анонса 15 ч.
Учёные создали дрон с «кошачьими когтями» — он садится на айсберги и крутые ледяные скалы 15 ч.