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一块显示屏搞定一切:触摸屏、太阳能电池、指纹传感器、心率监测器

原型机可以工作,但仍有改进的余地。(图片:Nature Electronics)
原型机可以工作,但仍有改进的余地。(图片:Nature Electronics)
QLED、OLED,现在是 PeLED。新像素并不承诺更好的画质,而是为智能和移动设备提供全面的解决方案。其功能原理出奇地简单,但却使众多传感器变得多余。
Science Smartwatch

LED 将电能转化为光能。太阳能电池则相反。入射光转换成电。简单地说,它们是一枚硬币的两面。

瑞典林雪平大学(Linköping University)的研究人员正是利用这一事实,开发出了显示器的瑞士军刀。因为只要能发射和捕捉光,就有无数其他可能的应用。

从根本上说,这种显示器由类似 OLED 显示器的自发光单元组成。这些电池使用的是过氧化物晶体,PeLED 的名称就来源于此。现代太阳能电池虽然仍处于开发阶段,但由于其高效率和透光性,也使用了这种材料。

它不仅能将光转换成高水平的电能,还能用作绿色、蓝色和红色 LED,像往常一样在屏幕上显示内容。

由于每个 LED 都能提供是否从光转换成电以及转换了多少电的信息,因此整个显示屏就像一个环境传感器,而单个 LED 则能模拟触摸屏的触摸灵敏度。

虽然电池并非真正的触摸感应器,但即使在微弱的环境光下,甚至通过设备本身发出的光,它们也能识别最细微的差别。这意味着,目前手指所覆盖的每个区域都可以精确分配,控制工作就像在现代智能手机上一样。

此外,由于分辨率高,该技术甚至可以用来识别指纹,因此还包括生物识别解锁功能。由于开发的多功能 LED 还能发射红外线,因此还能测量手腕上的脉搏。

这意味着,配备这种显示屏的智能手表(目前只有原型)可以采用完全不同的设计方式。特别是,由于屏幕几乎承担了所有任务,因此不再需要一系列传感器。此外,还可以减少充电带来的不便,因为可以从环境光中获取额外的能量。

至少从理论上讲,这个原理对于移动设备来说似乎太完美了。现在,研究人员只需将人工智能融入其中,成功就指日可待了。

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Mario Petzold, 2024-05- 2 (Update: 2024-05- 2)