Dispositivo de microespejo digital
El dispositivo de microespejo digital , o DMD , es el sistema microoptoelectromecánico (MOEMS) que es el núcleo de la tecnología de proyección DLP de marca registrada de Texas Instruments (TI). El DMD de Texas Instrument fue creado por el físico de estado sólido y miembro emérito de TI Dr. Larry Hornbeck en 1987. [1] Sin embargo, la tecnología se remonta a 1973 con el uso de Harvey C. Nathanson (inventor de MEMS c. 1965) de millones de dispositivos microscópicamente pequeños. espejos móviles para crear una pantalla de video del tipo que ahora se encuentra en los proyectores digitales. [2]
El proyecto DMD comenzó como el dispositivo de espejo deformable en 1977 utilizando moduladores de luz analógicos micromecánicos. El primer producto DMD analógico fue la impresora de billetes de avión TI DMD2000 que utilizaba un DMD en lugar de un escáner láser. [3]
Un chip DMD tiene en su superficie varios cientos de miles de espejos microscópicos dispuestos en forma rectangular que corresponden a los píxeles de la imagen que se va a mostrar. Los espejos se pueden girar individualmente ±10-12°, a un estado de encendido o apagado. En estado encendido, la luz de la bombilla del proyector se refleja en la lente, lo que hace que el píxel aparezca brillante en la pantalla. En el estado apagado, la luz se dirige a otra parte (generalmente a un disipador de calor ), lo que hace que el píxel parezca oscuro. Para producir escalas de grises , el espejo se activa y desactiva muy rápidamente, y la relación entre el tiempo de activación y desactivación determina la sombra producida (modulación binaria de ancho de pulso ). [4] Los chips DMD contemporáneos pueden producir hasta 1024 tonos de gris (10 bits).[5] Consulte Procesamiento de luz digital para ver cómo se producen las imágenes en color en los sistemas basados en DMD.
Los espejos en sí están hechos de aluminio y tienen alrededor de 16 micrómetros de ancho. Cada espejo está montado en un yugo que, a su vez, está conectado a dos postes de soporte mediante bisagras de torsión flexibles . En este tipo de bisagra, el eje está fijo en ambos extremos y gira en el medio. Debido a la pequeña escala, la fatiga de las bisagras no es un problema y las pruebas han demostrado que incluso 1 billón (10 12 ) de operaciones no causan daños perceptibles. Las pruebas también han demostrado que las bisagras no pueden dañarse por golpes y vibraciones normales, ya que son absorbidos por la superestructura DMD. [6]
Dos pares de electrodos controlan la posición del espejo por atracción electrostática. Cada par tiene un electrodo a cada lado de la bisagra, con uno de los pares posicionado para actuar sobre el yugo y el otro actuando directamente sobre el espejo. La mayoría de las veces, se aplican cargos de polarización iguales a ambos lados simultáneamente. En lugar de cambiar a una posición central como cabría esperar, en realidad mantiene el espejo en su posición actual. Esto se debe a que la fuerza de atracción en el lado hacia el que ya está inclinado el espejo es mayor, ya que ese lado está más cerca de los electrodos. [7]
Para mover los espejos, primero se carga el estado requerido en una celda SRAM ubicada debajo de cada píxel, que también está conectada a los electrodos. Una vez que se han cargado todas las celdas SRAM, se elimina el voltaje de polarización, lo que permite que prevalezcan las cargas de la celda SRAM, moviendo el espejo. Cuando se restablece el sesgo, el espejo se mantiene nuevamente en su posición y el siguiente movimiento requerido se puede cargar en la celda de memoria.
