Ученые могут сделать массовыми 3D-смартфоны без очков и шлемов
Видеодисплеи, обеспечивающие отображение 2D- и 3D-изображений, для которых не требуются ни очки, ни какие-либо иные аксессуары, создающие эффект трехмерности картинки, могли бы стать новым трендом рынка мобильных устройств. Подобные автостереоскопические дисплеи уже нашли применение в представленных на рынке телевизорах, но у данной технологии есть серьезное ограничение — смотреть необходимо со значительного расстояния, обычно не менее метра. Новая разработка позволяет это ограничение преодолеть.
Исследователи из Сеульского национального университета (Южная Корея) разработали новый метод создания таких дисплеев, позволяющих не только смотреть с близкого расстояния, но и упрощающих архитектуру технологии. Новый дизайн был описан в статье, опубликованной журналом Optics Express. Дополнительным преимуществом технологии являются сравнительно невысокие производственные затраты.
Для того чтобы смотреть на таком экране трехмерные изображения, нет необходимости в очках — пиксели изображений и оптика таким образом накладываются слоями, что в итоге получается стереоскопический эффект.
В двух основных способах создания иллюзии эффекта трехмерности используются или массивы микролинз, называемых двояковыпуклыми линзами, или массивы микрофильтров, называемых параллаксными барьерами. Располагаясь поверх изображения, они позволяют по-разному видеть изображение в зависимости от угла просмотра.
В качестве простейшего примера рассматриваемого эффекта трехмерности является кинопостер — глядя на такое изображение, может показаться, что персонаж идет. Два или более напечатанных изображений сплетаются под покрытым желобками пластиковым слоем. Эти желобки играют ту же роль, что и массивы линз или фильтров, позволяя зрителю видеть постер по-разному под различными углами.
В случае с 2D/3D-экранами эти слои являются активными. Это означает, что они могут (посредством электронных технологий) включаться или выключаться. Промежуток между слоем изображения и барьерным слоем является основным фактором, определяющим расстояние от экрана при просмотре изображения. Чем ближе друг к другу располагаются эти слои, тем ближе картинку можно будет рассмотреть в качестве трехмерной.
В своей статье профессор электрической инженерии Сеульского национального университета Син-Ду Ли (Sin-Doo Lee) со своими коллегами описали монолитную структуру, которая эффективно сочетает в себе активный параллаксный барьер, поляризационный лист и слой изображения. Все это сочетается в единой панели.
Вместо использования отдельно изображения и отдельно барьерных панелей, исследователями была применена поляризационная прослойка со слоем изображения в непосредственном контакте с одной из сторон прослойки. В то же время активный параллаксный барьер жидкокристаллического слоя формируется на другой стороне массива электродов из оксидов индия и олова.
Использование этой прослойки минимизирует расстояние между изображением и барьерным слоем, что снижает минимальное расстояние от экрана при просмотре, являющееся одной из важнейших характеристик технологии при ее потенциальном использовании в сравнительно небольших экранах мобильных девайсов.
Профессор Син-Ду Ли отмечает, что поляризационная прослойка позволяет сочетать высокое разрешение с гибкостью дизайна дисплеев и применима для производства других типов дисплеев с переключаемым углом обзора. Им было также сказано, что разработанная исследователями технология выгодна производящим дисплеи компаниям, поскольку производственные затраты невысоки, а 2D/3D-дисплеи, которые могут получиться в результате применения новой технологии, весят мало и подходят для мобильных устройств. Ведь вес является одним из наиболее важных факторов, когда речь идет о мобильных технологиях.
Эта концепция подходит не только для жидкокристаллических, но и для OLED 2D/3D-дисплеев, что расширяет сферу применения новой технологии, позволяя ей использоваться в будущем во множестве различных девайсов.
По материалам sciencedaily.com