211service.com
Televize ve vysokém rozlišení z vašeho mobilního telefonu
Mobilní telefon, který dokáže promítat televizní obraz ve vysokém rozlišení, by mohl být brzy možný, říkají vědci z Cornell University, kteří vyvinuli nový mikroelektromechanický systém (MEMS) pro rychlé skenování širokých oblastí laserem. Projektor založený na tomto zařízení by byl velký asi desetník a mohl by vrhat metr široký obraz na povrch vzdálený jen půl metru.
Křemíkové zrcadlo zavěšené na uhlíkových vláknech může velmi rychle vibrovat a skenovat laserem přes povrch dostatečně rychle, aby kreslilo obrázky s vysokým rozlišením. (kredit: Michael Thompson, Cornell University)
Klíčem je malé zrcátko o průměru asi půl milimetru, zavěšené na uhlíkových vláknech – svinutých plátech krystalického uhlíku běžně používaných k vyztužení materiálů. Vlákna zesilují vibrace piezoelektrického motoru a pohybují zrcadlem. Tento pohyb vychyluje laser v různých úhlech, což způsobuje, že se pohybuje tam a zpět po povrchu. Zatímco současné zařízení pohybuje laserem pouze ze strany na stranu, vědci tvrdí, že jej lze snadno namontovat na stolek, který se naklání nahoru a dolů, aby umožnil zařízení postupně kreslit každý řádek obrazu pomocí složité elektroniky, která laser zapíná a vypíná. vypnuto, jak směřuje přes obrazovku, aby se vytvořily světlé a tmavé pixely. Plně barevný displej by míchal světlo z červeného, zeleného a modrého laseru.
Displeje založené na MEMS již existují v komerčních produktech. Společnost Texas Instruments se sídlem v Dallasu ve státě TX například vyvinula čip, který využívá miliony malých zrcadel, z nichž každé zapíná a vypíná pixely otáčením směrem ke zdroji světla nebo od něj (viz May the Micro Force Be with You ). Tento čip se nyní používá v různých televizorech a filmových projektorech. Další společnost, Microvision, v Redmondu, WA, používá jedno zrcadlové MEMS zařízení, které je podobné tomu, které se vyvíjí v Cornell, ale bez uhlíkových vláken. Společnost vyvíjí plnobarevný displej.
Výzkumníci z Cornell říkají, že to, co odlišuje jejich zařízení, je vysoká rychlost skenování zrcadla v kombinaci s jeho schopností skenovat v širokém úhlu. Široký úhel systému je možný, říká Michael Thompson, profesor materiálové vědy a inženýrství a jeden z výzkumníků na projektu, protože uhlíková vlákna se mohou ostře ohýbat, aniž by se zlomila, což dává zrcadlu široký rozsah pohybu. Vlákna jsou také velmi tuhá, což jim umožňuje velmi rychle pružit tam a zpět. Vysokorychlostní vibrace jsou nezbytné pro vytváření obrázků s vysokým rozlišením. Výzkumníci uvádějí frekvence zrcadlových vibrací 35 000 cyklů za sekundu – dost, říkají, na skenování obrazu s rozlišením asi 1280 x 768 pixelů asi 60krát za sekundu. Říká se, že toto rozlišení je srovnatelné s některými televizory s vysokým rozlišením, ačkoli tato obnovovací frekvence může – za určitých podmínek – vykazovat detekovatelné blikání.
Ming Wu, profesor elektrotechniky a informatiky na Kalifornské univerzitě v Berkeley, říká, že kromě vysokých rychlostí skenování závisí rozlišení obrazu na velikosti použitého zrcadla. V minulosti, jak říká, byla zrcadla dostatečně velká na to, aby produkovala vysoce kvalitní obrazy v měřítku několika milimetrů, byla výzvou: je obtížné přimět zrcadla, aby vibrovala dostatečně rychle, aniž by se přístroj rozbil. Thompson říká, že houževnatá uhlíková vlákna jim umožnila používat zrcadlo o průměru půl milimetru, což je již v potřebné velikosti. Dodává, že použitím více uhlíkových vláken vědci z Cornell očekávají, že budou schopni ještě zvětšit velikost.
Klíčovou výzvou pro systémy na bázi vláken bude udržení nízkých výrobních nákladů. V minulosti se výzkumníci obvykle pokoušeli vyrobit taková zařízení čistě z křemíku, aby využili levnou výrobu.
Přidání uhlíkových vláken do směsi by mohlo zvýšit náklady. S ohledem na tuto skutečnost Thompson a Shayaan Desai, doktorand na Cornell, který byl klíčem k vytvoření zařízení, vyvinuli výrobní metodu, která využívá tradiční výrobu křemíku až do závěrečných kroků, přičemž uhlíková vlákna zavádějí až na konci procesu.
Proces však ještě není dostatečně spolehlivý pro výrobu ve velkém měřítku. (V demonstračním systému umístili vlákna ručně). Wu říká, že úspěch bude záviset na tom, kolik nové infrastruktury musí výrobci nainstalovat, aby začlenili vlákna.
Thompson říká, že prototyp projektoru by měl být hotov do jednoho roku, s komerčními produkty vyvinutými jejich startupem Mesmeriz v Ithace ve státě New York, pravděpodobně do tří až pěti let.