EO_475

47 - ELETTRONICA OGGI 475 - GENNAIO/FEBBRAIO 2019 COMPONENTS cremento della concentrazione di lacune o portatori induce un cambiamento dell’indice di rifrazione della luce e del suo coefficiente di assorbimento. Sfruttando questo effetto è possibile realizzare modulatori ottici a stato solido partendo dal silicio. La tecnologia DLP L’utilizzo di cantilever per il controllo dei fotoni ha per- messo di ampliare le possibilità applicative dei dispo- sitivi MOEMS, consentendone l’uso nella televisione e nel cinema digitali. Fin da quando, verso la fine degli anni 70, ha iniziato le proprie ricerche finalizzata a in- dividuare la tecnologia più idonea, Texas Instruments (TI) è stata uno dei pionieri nell’utilizzo di tecnologie di microlavorazione nelle applicazioni di proiezione dell’immagine con la propria linea di dispositivi DMD (Digital Mirror Device). Il nucleo centrale della tecno- logia DMD che è ancora oggi in produzione è stata in- ventato nel 1987 da Larry Hornbeck, uno scienziato che lavorava per TI. Un dispositivo DMD, o proiettore DLP (Digital Light Projector) prevede sulla sua superficie centinaia di mi- gliaia di microspecchi solitamente disposti a forma di matrice, o schiera, nel piano cartesiano. Ogni specchio può ruotare di circa 10° sotto il controllo della struttu- ra a cantilever sulla quale viene realizzato lo specchio stesso. L’attrazione e la repulsione elettrostatica viene utilizzata per inclinare un lato dello specchio verso il basso sulle strutture di supporto. Ruotando lo spec- chio in una direzione, i fotoni provenienti da una sor- gente luminosa possono essere riflessi su una partico- lare posizione, identificata dalle coordinate x e y, sulla superficie target. Ruotata sull’altra direzione, la luce è riflessa su una superficie assorbente invece che sul target, “spegnendo” di fatto il pixel in quel punto (in pratica ogni microspecchio corrisponde a un pixel di un’immagine digitale). Per produrre differenti livelli di luminosità, lo specchio può essere commutato da uno stato all’altro molto velocemente, e i vari livelli di grigio sono determinati dal rapporto tra il tempo di perma- nenza nello stato di on (massima luminosità) e quello di off (spento). Una casa sempre più “intelligente” I dispositivi DMD, che rappresentano la tecnologia chiave del cinema digitale, sono oramai dispositivi prodotti in grandi volumi e quindi in grado di garan- tire il rapporto tra costi e prestazioni necessario per trasformare una casa “intelligente” con l’ausilio dei display “on demand”. Già utilizzata nei televisori a retro-proiezione (projection TV - che utilizzano cioè un proiettore per creare l’immagine) per l’ambiente domestico, la tecnologia DMD permette di realizzare cornici digitali “intelligenti”. Queste possono sostitui- re stampe e fotografie statiche con contenuti dinamici proiettati da un DLP posto nelle vicinanze focalizzato sull’area all’interno della cornice. Grazie alla tecnolo- gia DLP è possibile integrare display attivi nei dispo- sitivi di automazione domestica in tutti quei casi in cui non vi sia spazio sufficiente per ospitare un display tradizionale. Grazie all’utilizzo di ottiche a proiezione ultra-corta (ultra-short-throw) un dispositivo come un apparecchio per la sicurezza domestica o un pannello di controllo di un termostato può utilizzare un muro posto nelle vicinanze per fornire un’interfaccia utente interattiva particolarmente intuitiva. Attraverso l’uso delle immagini in ingresso riprese da una telecamera e di un software per il riconoscimento dei gesti l’inter- faccia è in grado di interpretare i movimenti delle dita degli utenti che si avvicinano alle icone degli schermi proiettati come ad esempio la pressione su un tasto o la rotazione di una manopola. Con la disponibilità di un’interfaccia utente più avan- zata, un sistema basato su un proiettore DLP potreb- be avvisare l’utente dell’esistenza di un problema. Per esempio, nel caso l’utente debba impostare un allarme, il display potrebbe mostrate lo stato delle finestre e delle porte dell’abitazione e avvisare nel caso qualcu- na di esse sia stata lasciata aperta. In cucina, un DLP montato su un piano di lavoro può aiutare durante la preparazione e la cottura dei cibi, visualizzando ricette e indicazioni relative alle porzioni più adatte per i com- mensali che devono osservare una dieta. Una lavasto- viglie può visualizzare il suo stato sul pavimento, ad esempio per indicare il termine del ciclo di lavaggio. In questo modo è possibile eliminare i controlli sul pan- nello anteriore in modo da consentire un’integrazione più armoniosa, dal punto di vista estetico, di questo elettrodomestico con gli altri elementi che compongo- no la cucina. Il movimento di una mano in prossimi- tà dell’unità può essere rilevata da una telecamera, o da un semplice sensore di prossimità a infrarossi, in modo da attivare o disattivare la proiezione. Applicazioni emergenti: dalla stampa 3D… La tecnologia DLP può rappresentare un valido ausilio anche nelle attività di produzione. Poiché i dispositivi sono in grado di gestire la luce oltre lo spettro visibile arrivando fino all’ultravioletto, possono essere utilizza- ti nelle stampanti 3D. In questo caso i dispositivi DLP sono in grado di pilotare i laser utilizzati per formare gli oggetti solidi mediante la polimerizzazione selettiva di una materia prima liquida. Per soddisfare le esigenze della pluralità di applica- zioni emergenti che adottano la tecnologia DLP, TI ha sviluppato una vasta gamma di controllori e dispo- sitivi DMD caratterizzati da risoluzioni comprese tra 640 x 360 pixel, per le interfacce utente più semplici, e 1.920 x 1.080 pixel per le applicazioni di automazio- ne domestica più sofisticate. Molti di questi dispositivi supportano algoritmi come ad esempio IntelliBright, in grado di gestire automaticamente luminosità, contra- MEMS/MOEMS