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domenica 14 febbraio 2010

Digital light processor (DLP)

Un sistema DLP (Digital Light Processing) è una tecnologia ampiamente utilizzata per la proiezione di immagini da un monitor ad un grande schermo. Sviluppato nel 1980 il DLP divenne disponibile in commercio alla fine degli anni 90.
Prima dello sviluppo del sistema DLP, la maggior parte dei sistemi di proiezione del computer si basavano sulla tecnologia LCD che tendeva, però, a generare immagini sfocate e sbiadite. Il DLP utilizza piccoli specchi che sono ospitati su un unico microchip conosciuto con il nome di DMD (Digital Micromirror Device). Il numero di specchi usati in un DMD è proporzionale alla risoluzione della immagine visualizzata, alcune delle più comuni dimensioni sono 800x600, 1024x768, 1280x720 e 1920x1080 (HDTV: High Definition TeleVision). Gli specchi in un DMD possono essere rapidamente riposizionati in modo da riflettere la luce attraverso l'obiettivo. Il chip a micro-specchi battezzato DMD, come già detto, è costituito da una moltitudine di microscopici specchi di 13,7 micron di lato, che possono spostarsi molto rapidamente, circa in 2 micro-secondi, tra due posizioni che formano un angolo di 24°.
Un fascio luminoso che colpisce la superficie di ogni specchio è quindi riflesso verso un obiettivo, andando a formare un quadrato bianco sullo schermo, oppure un quadrato nero al di fuori dell'asse dell'obiettivo. Per quanto detto, ogni specchio funziona come un interruttore di luce che oscilla ad altissima velocità.
Questa tecnologia innovativa è stata ideata dalla Texas Instrument qualche anno fa e solo ultimamente ha ottenuto concreti risultati commerciali, caratterizzando la maggior parte dei proiettori dell'ultima generazione.
Questi dispositivi MEMS ( Micro Electro-Mechanical Systems ) sono costituiti da un grande array di microscopici specchi mobili che sono in grado di cambiare angolo di configurazione fino a 15.000 volte al secondo. Esistono DLP costituiti da un array composto da 1280 x 1024 ossia 1.3 Milioni di specchi che possono essere comandati singolarmente.
Il dispositivo MEMS, per realizzare la proiezione, è illuminato da una luce bianca, che è riflessa verso una lente di uscita se gli specchi si trovano nella configurazione ON, mentre viene riflessa verso un assorbitore di luce se la configurazione degli specchi è OFF. Poiché una configurazione statica degli specchi genererebbe un'immagine in bianco e nero, applicando una modulazione impulsiva (PWM) agli specchi si può ottenere una gradazione di grigio che è proporzionale al tempo in cui lo specchio rimane in posizione ON all'interno del duty-cycle. Modulando opportunamente la vibrazione degli specchi e facendo passare la luce attraverso una color well che contiene i colori primari, si ottiene quindi un'immagine a colori molto ben contrastata, nitida e luminosa. In questo modo è possibile ottenere ottime immagini con risultati migliori del classico proiettore LCD che assorbe maggiormente la luce, e genera maggiori artefatti intorno ai pixel. I perni, che permettono agli specchi di ruotare migliaia di volte al secondo, difficilmente si rompono perché le leggi della meccanica applicate ad oggetti miniaturizzati a livello micrometrico o nanometrico hanno effetti diversi rispetto a quelli del mondo macroscopico.
Un materiale, sottoposto a “fatica”, vale a dire piegato ripetutamente, si rompe a causa dello spostamento dei singoli cristalli che compongono l’interno della sua struttura cristallina. Nel caso del perno del microspecchio, viste le sue dimensioni microscopiche, tutti i cristalli si trovano sulla superficie della struttura, di conseguenza non esiste una struttura di cristalli interni e quindi il fenomeno di stress dovuto allo spostamento non comporta la rottura del materiale. Inoltre gli effetti dovuti alla possibile condensazione dell’umidità sono ridotti poiché il dispositivo è sigillato in ambiente secco in un package ermetico.