211service.com
TV ad alta definizione dal tuo cellulare
Un telefono cellulare in grado di proiettare un'immagine televisiva ad alta definizione potrebbe presto essere possibile, affermano i ricercatori della Cornell University che hanno sviluppato un nuovo sistema microelettromeccanico (MEMS) per la scansione rapida di ampie aree con un laser. Un proiettore basato sul dispositivo sarebbe delle dimensioni di una monetina e potrebbe proiettare un'immagine larga un metro su una superficie distante solo mezzo metro.
Uno specchio di silicio sospeso da fibre di carbonio può vibrare molto rapidamente, scansionando un laser su una superficie abbastanza velocemente da disegnare immagini ad alta risoluzione. (Credito: Michael Thompson, Cornell University)
La chiave è un piccolo specchio, di circa mezzo millimetro di diametro, sospeso da fibre di carbonio, fogli arrotolati di carbonio cristallino comunemente usati per rinforzare i materiali. Le fibre amplificano le vibrazioni di un motore piezoelettrico, muovendo lo specchio. Questo movimento devia un laser ad angoli diversi, facendolo scorrere avanti e indietro su una superficie. Mentre il dispositivo attuale sposta solo il laser da un lato all'altro, i ricercatori affermano che può essere facilmente montato su un palco che si inclina su e giù per consentire al dispositivo di disegnare in sequenza ogni linea di un'immagine, utilizzando un'elettronica complessa che accende il laser e spento mentre è diretto attraverso lo schermo per creare i pixel chiari e scuri. Un display a colori mescolerebbe la luce dei laser rossi, verdi e blu.
I display basati su MEMS esistono già nei prodotti commerciali. Texas Instruments, con sede a Dallas, TX, ad esempio, ha sviluppato un chip che utilizza milioni di minuscoli specchi, ognuno dei quali accende e spegne i pixel avvicinandosi o allontanandosi da una fonte di luce (vedi May the Micro Force Be with You ). Questo chip è ora utilizzato in una varietà di televisori e proiettori cinematografici. Un'altra società, Microvision, a Redmond, WA, utilizza un dispositivo MEMS a specchio singolo più simile a quello sviluppato alla Cornell, ma senza le fibre di carbonio. L'azienda sta sviluppando un display a colori.
I ricercatori della Cornell affermano che ciò che distingue il loro dispositivo è l'elevata velocità di scansione dello specchio, combinata con la sua capacità di eseguire la scansione su un ampio angolo. Il grandangolo del sistema è reso possibile, afferma Michael Thompson, professore di scienza dei materiali e ingegneria e uno dei ricercatori del progetto, perché le fibre di carbonio possono piegarsi bruscamente senza rompersi, dando allo specchio un'ampia gamma di movimento. Le fibre sono anche molto rigide, il che consente loro di balzare avanti e indietro molto rapidamente. Le vibrazioni ad alta velocità sono essenziali per creare immagini ad alta risoluzione. I ricercatori riportano frequenze di vibrazione dello specchio di 35.000 cicli al secondo, sufficienti, dicono, per scansionare un'immagine con una risoluzione di circa 1280 per 768 pixel circa 60 volte al secondo. Dicono che questa risoluzione sia paragonabile ad alcuni televisori ad alta definizione, sebbene questa frequenza di aggiornamento possa, in alcune condizioni, mostrare uno sfarfallio rilevabile.
Ming Wu, un professore di ingegneria elettrica e informatica presso l'Università della California, Berkeley, afferma che oltre alle elevate velocità di scansione, la risoluzione di un'immagine dipende dalle dimensioni dello specchio utilizzato. In passato, dice, specchi abbastanza grandi da produrre immagini di alta qualità, sulla scala di pochi millimetri di diametro, sono stati una sfida: è difficile far vibrare gli specchi abbastanza velocemente senza rompere l'apparato. Thompson afferma che le resistenti fibre di carbonio hanno permesso loro di utilizzare uno specchio di mezzo millimetro di diametro, già all'incirca delle dimensioni necessarie. Aggiunge che utilizzando più fibre di carbonio, i ricercatori della Cornell si aspettano di poter aumentare ulteriormente le dimensioni.
Una sfida chiave per i sistemi basati su fibra sarà mantenere bassi i costi di produzione. In passato, i ricercatori hanno in genere cercato di realizzare tali dispositivi esclusivamente in silicio per trarre vantaggio da una produzione poco costosa.
L'aggiunta di fibre di carbonio al mix potrebbe aumentare i costi. Con questo in mente, Thompson e Shayaan Desai, uno studente di dottorato alla Cornell che è stato fondamentale per creare il dispositivo, hanno sviluppato un metodo di produzione che utilizza la fabbricazione tradizionale del silicio fino alle fasi finali, introducendo le fibre di carbonio solo alla fine del processo.
Tuttavia, il processo non è ancora abbastanza affidabile per la produzione su larga scala. (Nel sistema dimostrativo hanno posizionato le fibre manualmente). Wu afferma che il successo dipenderà dalla quantità di nuove infrastrutture che i produttori devono installare per incorporare le fibre.
Thompson afferma che un prototipo di proiettore dovrebbe essere pronto entro un anno, con prodotti commerciali, sviluppati dalla loro startup, Mesmeriz, a Ithaca, NY, probabilmente possibili in tre-cinque anni.