Chip DLP, da Texas: 2,2 milhões de Microespelhos que revolucionam as projeções




Autor: Hélio Fittipaldi


Nos novos modelos de celulares da Samsung, que deverão ser uma febre nos próximos meses, todos poderão ter nas mãos o seu projetor de imagens para apresentações. Além do cinema, outras aplicações do DLP podem ser lembradas: no ensino (no projetor de lousa digital), no projetor de imagens para pequenos ambientes e escritórios, em healthcare (no localizador de veia para aplicação de injeção) e quem sabe mais onde.

O chip DLP desenvolvido pelo Dr. Larry Hornbeck, criador da projeção cinematográfica digital, é hoje reconhecido mundialmente pela sua confiabilidade, velocidade e precisão. Desde 1996, a Texas Instruments possui esta tecnologia para projetores de última geração, que proporciona imagens de cores nítidas, contraste e brilho para telas de todos os tamanhos. A tecnologia DLP é utilizada em cinemas (DLP Cinema), encontros profissionais, salas de conferência, home theaters e até em equipamentos móveis, proporcionando aos usuários a projeção de imagens em equipamentos de mão com a tecnologia DLP Pico.

Cada chip DLP possui até 2,2 milhões de espelhos microscópicos que se movem em altíssima velocidade – uma vantagem inovadora ideal para aplicações atuais e outras futuras que necessitem de alta definição. Os resultados são alta definição, confiabilidade e precisão mesmo em vídeos que mostram cenas com muita rapidez.Veja a figura 1.

Devido à tecnologia DLP basear-se em um semicondutor e ao seu pequeno peso e tamanho, ela permite que os fabricantes desenvolvam produtos menores, mais elegantes e leves do que com outras tecnologias. Projetores de imagens portáteis podem ser feitos hoje com esta tecnologia e produzir até mais de 2.000 lúmens, com apenas um quilograma de peso. A nova geração wide-screen com tecnologia DLP HDTV tem uma profundidade de apenas 25 centímetros.

No recente “Seminário de Inovação DLP”, em São Paulo, a Texas Instruments apresentou através do seu vice-presidente sênior e gerente-geral de Produtos DLP, Kent Novak, um conjunto de oportunidades de qualidade para as indústrias de cinema e educação.

Os médicos estão fazendo parcerias com empresas de design médico para trazer esta tecnologia MEMS versátil para a comunidade. No laboratório, o DLP oferece poderoso controle sobre os fótons para a pesquisa da ciência da vida, que proporciona avanços científicos agora e no futuro. Como um modulador de luz de alta velocidade, versátil, espacial, o DLP está permitindo melhora com o foco dos microscópios e muito mais. Universidades e laboratórios de pesquisa estão continuamente encontrando novos usos para o aparelho de microespelhos digitais (DMD) através da experimentação com os kits de desenvolvimento DLP. (O assinante do portal Saber Eletrônica encontra matéria adicional com esse assunto).

A mesma tecnologia vista nos cinemas do Brasil, também está fazendo o seu caminho em escolas e universidades para otimizar as aulas diárias. Com a ampla gama de projetores DLP disponíveis, com recursos como: visualização 3D, interatividade, custo/benefício, livres de lâmpada de iluminação e capacidades de alcance ultracurto, professores e integradores de tecnologia podem aproveitar para criar um ambiente de aprendizagem mais impactante e envolvente.

Uma das mais novas interações da tecnologia DLP é o Pico DLP, uma família de chipsets que oferece a comodidade e facilidade da utilização dos monitores portáteis para a incorporação em um número crescente de formatos e dispositivos compactos como os celulares da Samsung lançados recentemente no Brasil, e projetores de bolso que permitem mobilidade para quem precisa fazer apresentações para poucas pessoas.

Atualmente, o compartilhamento de fotos, vídeos e jogos com amigos e familiares para exibição de apresentações e conteúdo web em resolução HD para colegas, companheiros de classe e clientes, etc., produzidos com o DLP Pico estão ajudando a nos libertarmos das tradicionais experiências multimídia que só permitiam exibições em lugares apropriados, como salas onde houvesse um projetor. Observe as figuras 2, 3 e 4.







No evento foram mostrados para a imprensa diversos produtos desenvolvidos com o chip DLP, o que realmente causou impacto entre os presentes. Vimos um scanner para a área de healthcare, utilizado para localização fácil de uma veia, onde se irá aplicar uma injeção. Quando o paciente fica internado muito tempo no hospital, há uma desidratação e, consequentemente, é mais difícil se encontrar o centro de uma veia para a introduçaõ da agulha. Este aparelho projeta uma luz verde sobre o braço do paciente e aumenta, sobre o mesmo, a projeção da imagem da veia, mais larga, em cerca de 5 vezes, o que facilita à enfermeira encontrar o centro da veia projetada que é o centro onde se deve aplicar a injeção. (figura 5).

Foi visto, também, um aparelho para a área dental onde se escaneia todo o maxilar do paciente em 3D, sem uso de algo invasivo como é feito hoje para se tirar o molde, onde primitivamente se invade a boca do paciente com todo este aparato (às vezes até machucando) com um gabarito de metal contendo um polímero, que se solidifica rapidamente em cerca de 2 minutos.

Vimos, ainda, uma lousa com o projetor digital da Benq equipado com LED e não com as tradicionais lâmpadas, que além de esquentarem muito e desperdiçarem energia, custam muito caro e queimam com poucas horas de uso. (figura 6).

Além de projetar imagens, filmes e todo o conteúdo preparado, o aluno não precisa se preocupar em anotar tudo isso, pois está em arquivo, e depois é disponibilizado para cada um consultar na hora que quiser. Este conjunto tinha também um pequeno bastão em poder do professor que, além de ter todos os comandos e funcionar como um mouse, possuía a função de uma caneta que podia assinalar partes do texto ou até escrever na tela sobre o texto projetado, com alcance até no fundo da sala de aula.

Foi mostrado um módulo projetor DLP para os “Smart Phones” que não possuem o chip DLP.Aparenta uma sobrecapa de celular e você quase não nota muito a diferença até que se começa a projetar suas imagens na parede, ou em qualquer superfície lisa. É ótimo para quem trabalha em publicidade, arquitetura, paisagismo e outras atividades onde precise mostrar para uma pequena plateia os seus vídeos ou apresentações de vendas, ou treinamentos em pontos de vendas. (figuras 7 e 8).




O semicondutor que reinventa a projeção

Dentro de cada sistema de projeção DLP, temos um semicondutor óptico conhecido como chip DLP, tecnologia inventada pelo Dr. Larry Hornbeck (da Texas Instruments), em 1987.

O chip DLP é um interruptor de luz dos mais sofisticados do mundo. Ele contém uma matriz retangular de até 2,2 milhões de espelhos microscópicos, com articulação de cada um desses microespelhos que mede menos de um quinto da largura de um cabelo humano.

Quando um chip DLP é coordenado com um sinal de vídeo ou gráfico digital, a fonte de luz e uma lente de projeção, os espelhos refletem uma imagem digital sobre uma tela ou outra superfície. O chip, combinado com a eletrônica avançada, produz vídeo impressionante e imagens que redefiniram o conceito de qualidade de imagem.

A imagem em escala de cinzas

Os microespelhos se inclinam em direção à fonte de luz de um sistema de projeção DLP (on), ou em sentido contrário (off).Assim, se cria um pixel iluminado ou um escuro na superfície de projeção.

O código da imagem em sequência de bits que ingressa no semicondutor se dirige a cada espelho para que se ative (ou desative) até vários milhares de vezes por segundo. Quando um espelho é ativado mais vezes do que está desativado, reflete um pixel cinza claro, que, se você desativar mais frequentemente, refletirá um tom mais escuro de pixel cinza. (figura 9)

Assim, os espelhos de um sistema de projeção DLP podem refletir pixels em até 1.024 tons de cinza para converter o vídeo ou sinal gráfico, ao entrar no chip DLP, em uma imagem muito detalhada em tons de cinza.

O microespelho faz o papel de um pixel, então o pixel DMD (espelho) é ao mesmo tempo um elemento óptico-mecânico e um elemento eletromecânico.

O pixel DMD sob o ponto de vista de ser um elemento eletromecânico, é biestável, o que consiste em ter dois estados estáveis de espelho (12 graus e -12 graus), que são determinados pela eletrostática do pixel durante o funcionamento.

O pixel DMD sob o ponto de vista de ser um elemento óptico- mecânico, é biestável, onde estas duas posições determinam a direção em que a luz é desviada. Em particular, o DMD é um modulador de luz espacial. Por convenção, o estado positivo (+) é inclinado para a iluminação, e é referido como o estado ligado. Da mesma forma, o negativo (-) do estado é o contrário, e é referido como o estado de desligado.


Cor adicionada

A luz branca gerada pela lâmpada de um sistema de projeção DLP passa através de um filtro de cor à medida em que viaja pela superfície do chip DLP. Assim, a luz é filtrada em um mínimo de vermelho, verde e azul, a partir do qual um sistema de projeção DLP de um único chip pode criar pelo menos 16,7 milhões de cores.

Com a tecnologia BrilliantColor™ se juntam cores adicionais, incluindo o cian, o magenta e o amarelo para ampliar a palheta de cores e obter uma reprodução de cores mais vibrantes.Alguns projetores DLP contam com a iluminação de estado sólido (LED), que substitui a lâmpada tradicional branca que é cara e de vida curta. (figura 11).

Como resultado, a fonte de luz emite as cores necessárias e se elimina a necessidade do filtro de cor. Em alguns sistemas DLP se utiliza uma arquitetura de três chips, especialmente em projetores que exigem alto brilho para aplicações em grandes eventos, como salas de concertos e cinemas. Estes sistemas são capazes de produzir, pelo menos, 35 bilhões de cores.

Os estados de ativação e desativação de cada microespelho se coordenam com estes componentes básicos de cor. Por exemplo, um espelho responsável por projetar um pixel roxo só irá refletir a luz vermelha e azul na superfície da projeção, logo, estas cores se fundem para que apareça a tonalidade desejada na imagem projetada.

Aplicações e configurações

Conheça agora as principais aplicações e configurações do DLP:

Sistema de projeção DLP de um chip

Muitos projetores de dados e de HDTV que usam a tecnologia DLP apresentam uma configuração de um só chip, como a que se descreveu anteriormente.

A luz branca passa por um filtro de cor, o qual provoca que se emita em sequência luz magenta, verde, azul e de outras cores primárias, como amarelo, azul, magenta ou mais, na superfície do chip DLP. A comutação dos espelhos e a proporção de tempo que estão “ativados” ou “desativados” se coordenam segundo a cor que recebem. Logo, a sequência de cores se funde para criar a imagem com toda a cor que se vê no display. (figura 12)

Sistema de projeção DLP de três chips

No sistema de três chips, a luz branca gerada pela lâmpada passa através de um prisma que a decompõe em vermelho, verde e azul. Cada chip DLP se identifica com uma destas três cores; logo, as luzes das cores que refletem os microespelhos se combinam e passam pela lente de projeção para formar a imagem.

Vantagens da Tecnologia

Milhões de espelhos diminutos proporcionam uma imagem surpreendente dos projetores e dos televisores de alta definição (HDTV).

Imagem ultraclara

O vídeo e os gráficos que esta tecnologia produz, são mais nítidos porque o chip reduz ao mínimo as brechas entre pixels na imagem. Instalados a menos de um mícron de distância entre si, os espelhos criam uma imagem homogênea similar à de um filme.

Famosa qualidade de película estilo “Hollywood”

A tecnologia DLP Cinema® está redefinindo a experiência na sala cinematográfica, com uma incrível qualidade de película completamente digital. Ela apresenta vantagens similares aos projetores e televisores de alta definição (HDTV): imagem nítida, vídeo surpreendente, cor e brilho incríveis.

Verdadeira tecnologia 1080p

A tecnologia DLP 1080p oferece mais de 2 milhões de pixels no display com resolução de 1920 x 1080, a mais alta do mercado. Com um projetor HDTV DLP 1080p, você pode experimentar a melhor programação de televisão de alta definição, discos Blu-Ray ou videogames disponíveis.

Com uma qualidade de imagens extraordinária e um inigualável tempo de resposta, é ideal para encontros esportivos, filmes e jogos.

Imagens tão reais que você se sente no meio da cena

Projeta imagens claríssimas, nítidas e vívidas para alcançar a perfeição em qualidade de imagem. Apresenta índices de contraste extremadamente altos (até 20.000:1), que brindam uma experiência de visualização surpreendente: brancos mais fulgurantes, negros opulentos e imagens que “saltam” da tela.

Ideal para cenas de ação e de alta velocidade

O DLP ultrarrápido tem um inigualável tempo de resposta dos pixels de 16 microssegundos. Os projetores e HDTV com o DLP oferecem uma imagem nítida e precisa, ideal para esportes, cenas cheias de ação ou de alta velocidade e jogos.

Qualidade de imagem duradoura

A tecnologia do DLP não é susceptível a queimas, o que a diferencia dos sistemas de raios catódicos e plasma, os HDTV e os projetores DLP simplesmente não têm tubo, fósforo nem nenhum elemento que possa queimar-se. Em consequência, não há com que se preocupar de que os logotipos dos canais ou dos videojogos fiquem também marcados na tela.


* Matéria originalmente publicada na revista Saber Eletrônica; Ano:48; N°465; out – 2012

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