金桥科普  
设为首页 关于我们 邮箱登录
科普聚焦时代科技科普生活科学技术自然科学航空航天科技博览历史考古电脑IT
您现在的位置: 首页 >> 科普频道 >> 科研成果 >> 文章详情
人造肌肉还原真实色彩(图)

环球科学 2006-12-18

    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。”


  发表评论 写信给编辑 关闭窗口
同栏目内容
· 美科学家发现中子结构如同三明治 2007-09-24
· 英国科学家打算用寄生虫治哮喘 2007-09-18
· 越桔能改善卵巢癌的化疗效果 2007-09-10
· 北京地铁工地发现一只象牙化石 2007-09-07
· 荷兰两栖公交车水陆随意穿行 2007-09-04
· 全球首个烹饪机器人餐厅深圳迎客 2007-08-29
相关内容
近期主推
西藏发现青藏高原最大冰川群
·西藏发现青藏高原最大冰川群
·中日: "月亮女神"携手"嫦娥"
·行星大碰撞砸死恐龙催生人类
·美研制会飞汽车定价9万美元
·美国教授设计出自适应机器人
·银河系可能有20多个黑洞
近期热门
英海域惊现大龙虾为普通龙虾5倍
·英海域惊现大龙虾为普通龙虾5倍
·新物种金蛙体表有剧毒
·我国嫦娥工程计划测量月球
·精神病药物可治多种癌症
·视觉震撼:来自海底的精灵
·能删除不良记忆的药物诞生
近期焦点
法老墓3000年前坚果保存完好
·法老墓3000年前坚果保存完好
·广西发现罕见溶洞钟乳石有30万年
·澳大利亚惊现“卡布基诺”海滩
·美国"彩色"瀑布夜幕下震撼游人
·地球上究竟有多少个物种
·英国探险家北极游泳破纪录
金桥科普是一个公益性栏目,内容由作者提供或摘自互联网,其目的是向广大网民普及科学技术知识。如果您发现本网站转载或摘编了您拥有著作权的作品,请通知我们(电话:023-63659911),我们立即删除。
关于我们 | 网站地图 | 用户注册 | 广告客户 | 招聘信息 | 业务信息
Copyright@2006-2009 JQInfo.com,WONDER. All Rights Reserved
重庆科技咨询中心.重庆网得信息技术有限公司.版权所有
Email:webmaster@jqinfo.com
重庆数据通信局提供网络带宽. 渝ICP备05002327号