人造肌肉还原真实色彩

zt:中国科技信息http://www.chinainfo.gov.cn/data/200612/1_20061215_148831.html
[按:这东西可不一定就做电视机]
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[发布时间:20061215]
[来源:http://www.sciam.com.cn/article.php?articleid=648 中国科学技术信息研究所加工整理]






    环球科学2006年12月15日讯  人造肌肉是一种在电场的作用下能够伸缩的塑料，在电视和电脑屏幕里，它可以产生真正的逼真色彩。在未来10年内，以这些材料为基础制造的微小的“可调棱镜”，就会出现在改进型显示器上，充当起像素的角色。

    现有的显示设备，比如电视显像管、液晶显示屏或等离子显示器，都不能完全再现人类能看到的所有颜色。这些屏幕上的每个像素都由3个发光元件构成，每个元件发出三原色（fundamental color，即红、绿、蓝三色）中的一种。显示器将不同亮度的三种颜色混合在一起，就能产生其他的颜色，不过这种方式得到的颜色范围受到限制。

    瑞士联邦理工学院苏黎世分校的曼纽尔·阿什万登（Manuel Aschwanden）和安德里亚·施特默尔（Andreas Stemmer），研制出了一种给屏幕染色的新方法。他们采用了反射式衍射光栅组成的阵列。光栅是一种微小的光学元件，它们的表面布满一系列纤细、平行和等距的凹槽。这些凹槽可以像棱镜一样，把白光分解为缤纷的彩虹。阿什万登说：“拿起一张光盘，用底面斜对着阳光，你就能看到同样的效果：阳光在规则刻划的表面上，反射成了七彩虹光。”

    为了检验这种概念的可行性，两位研究者制造了一个包含10个像素的光栅阵列，每一个像素都是一个衍射光栅。阿什万登解释说，白光先照射到一个边长约75微米的光栅上。在光栅表面一层薄薄的聚合物膜上，浇铸着一条条间距1微米的凹槽。施加不同的电压，光栅就会膨胀或收缩，这样照射进来的光线遇到的凹槽就会时疏时密。这种效果改变了光线被反射回去的角度，因而使反射形成的七彩虹光的位置发生明显的偏移。在光栅的前面放上遮光板，只留出一个小孔，这个系统就能分离出特定的颜色，只让这种色彩透过小孔射出来。改变电压，使不同颜色的光对准小孔，系统就能显示不同的色彩。

    为了在一个标准显示器上显示复合色（composite color），每一个像素将由两个或多个衍射光栅组成。这是必需的，因为一些颜色并不出现在白光分解而成的七彩虹光之中，比如棕色就是如此。

    阿什万登说，虽然这个系统还太小，无法实际应用，但是它的像素密度却和一个高质量液晶显示器相同。他也坦然承认，他的发明要想应用到某种视频产品上，还有很长的路要走。他们制作的下一个原型系统，将是一个拥有400个光栅的阵列。目前他们“显示器”的工作电压是300伏特，比家庭用电的电压高很多，不过现在正在研制的新材料将会降低这个工作电压。

    美国斯坦福大学的电子工程师、硅光机械公司（Silicon Light Machines）创始人之一、微光电子技术的开拓者奥拉夫·索尔高（Olav Solgaard）评论说：“这是彩色显像领域一个非常有趣的成果，不过要达到实用水平，它还需要面对非常严峻的技术挑战。”他列举了几个潜在的技术障碍，比如，为了取得良好的对比度，该如何产生所谓的“全黑像素”；再比如，考虑到光栅“丢弃了相当一部分光线”，又该如何有效地维持图像的亮度。对于被动显示器，也就是那些把周围的白光反射成图像的显示器来说，这项技术也许非常有用，它们可以被应用到手机上。

    不管怎么说，苏黎士的研究人员并没有局限在显示器上，他们正在开拓其他的应用领域。他们已经研制出一台高分辨率显微镜的原型样机，其原理是，利用人造肌肉膜改变单色光束的方向。“对光线进行调整或变向，是许多光学系统的基础，”阿什万登强调，“这一成果为完成这些任务提供了一种便宜而且精准的方法。”

[ 本帖最后由 千眼观音 于 2007-2-5 19:14 编辑 ]