ELEKTRONIKA

Pripremio: Nebojša Arsenijević

DLP televizori i njihova evolucija

Doskoro su televizijski aparati sa velikim ekranima bili aparati sa pozadinskom projekcijom na principu katodne cevi; danas postoje i televizori sa LCD i plazma ekranima, kojima se pridružio i televizor koji radi sa tzv. DLP (digital light processing) tehnologijom

DLP televizori predstavljaju privlačan izbor jer su jeftiniji od televizora sa plazma ekranom iste veličine. U središtu DLP sistema nalazi se digitalno mikro - ogledalo (DMD - digital micromirror device). DMD je sićušno i može stati na dlan šake. Ali, ako se pobliže pogleda kada je u radu, ono što se vidi podseća na fotomozaik. Kada se pogleda fotomozaik, vide se grupe malih kvadratnih fotografija. Odmicanjem od mozaika, fotografije se stapaju i stvaraju veliku sliku. Isto se događa i sa DMD, osim što ovi koriste svetlost umesto fotografija. Ako se bliže osmotri DMD, vide se minijaturna ogledala kvadratnog oblika koja odbijaju svetlost. Iz veće udaljenosti, primećuje se slika.

DMD sadrži dva miliona mikroskopskih ogledalaca. Svako ogledalce odgovara jednom pikselu konačne slike. Aluminijumska ogledala su veličine 16 mikrona i teže svega nekoliko milionitih delova grama ! Svako od njih je povezano sa minijaturnim kalemom (kroz koji protekne električna struja) i šarkom, koji pokreću ogledalca u dva moguća položaja. Jedan položaj odbija svetlost od ogledala (ON pozicija), a drugi ne odbija (OFF pozicija).

Iza takvog dostignuća je mnogo uloženog truda i novca pa zato ne čudi da je ovaj istraživački poduhvat, pored kompanije „ Texas instruments “, pomogla i vlada SAD u okviru DARPA programa (Defence Advanced Research Projects Agency). Zasluga za pronalazak uređaja pripada doktoru Lariju Hornbeku iz kompanije „ Texas Instruments “.

Cilj istraživanja je bio da se napravi ekran visoke rezolucije (HD display) naravno velikih dimenzija (preko jedan metar). Dalja istraživanja su dovela do prvog DLP HDTV proizvoda, 2000. godine. Njegova cena je bila 10.000 dolara sa kontrastom u slici od 1000:1, pri rezoluciji od 720 piksela po horizontali ekrana. Bez obzira na izuzetni kvalitet slike u poređenju sa katodnom cevi, cena je bila previsoka da bi se postigao značajniji komercijalni uspeh. Kao rezultat postavljenog cilja koji bi vredeo do 3.000 dolara, načinjen je televizor visoke definicije (HDTV) i pokazan kompaniji „ Samsung “ na tehno - izložbi (CES - Consumer Electronic Show) 2002. „ Samsung “ je dugoročni tehnološki partner firme „ Texas Instruments “, što je rezultiralo proizvodom od 125 cm HDTV i cenom proizvoda od 4.000 dolara. To je bio poslovni uspeh koji je doveo do sledećih generacija uređaja i inovacija.

DMD čip je mikro elektro - mehanički sistem (MEMS). MEMS uređaji kombinuju mikroskopske mašine, odnosno ogledala sa silicijumskim delovima koji se koriste kod kompjutera. Pored ogledala, DMD jedinica uključuje i sledeće komponente :

- CMOS DDR SRAM čip, memorijska ćelija koja proizvodi da se ogledalce zakrene u položaj ON (uključeno) ili OFF (isključeno).
- hladnjak
- optički prozor koji omogućava da prođe svetlost i ujedno štiti ogledala od prašine

Kada je televizor isključen, sva ogledala se nalaze u neutralnom položaju, odnosno sva su poravnata. Kada se televizor uključi i DMD čip počne sa emitovanjem signala, ogledala se pokreću gore - dole hiljadu puta u sekundi. Njihovo zakretanje se kreće od +10 do -10 stepeni.

Što je ogledalo duže u položaju ON, biće svetliji piksel na ekranu. Ogledala koja su duže u poziciji OFF proizvode tamnije piksele, ogledala koja su stalno u položaju OFF daju tamne piksele. Promenom vremena kada su ogledala okrenuta prema projekcionom sočivu, DMD stvara do 1024 nijansi sivog. Na taj način se stvara potpuna digitalna crno - bela slika. Da bi se dobila slika u boji, DLP koristi kolor disk (color wheel). To je providan disk koji se okreće i sadrži crvene, plave i zelene segmente. Svetlost koja prolazi kroz svaki segment postaje crvena, plava ili zelena.

Procesor sistema sinhronizuje obrtanje diska sa delovanjem ogledala. Zajedno DMD i kolor - disk mogu da proizvedu 256 nijansi svake od boja. Svaki piksel na ekranu je crven, plav ili zelen u jednom trenutku. DLP tehnologija se zasniva na osobini oka da stapa obojene piksele u željene boje slike. Na primer, da bi se dobila žuta boja, DMD će reflektovati samo svetlost sa zelenog i crvenog segmenta kolor - diska dok će ignorisati plavi segment. Na taj način DLP je u mogućnosti da proizvede 16 miliona boja. Kod velikih ekrana, DLP koristi tri zasebna DMD - a.

Imajući u vidu veličinu i broj od dva miliona mikroskopskih pokretnih ogledala, treba očekivati da DLP sistem teško funkcioniše. Štaviše, da će se delovi polomiti ili da će se ogledala zaglaviti, posebno ako se zna da svaki deo može da napravi milijarde zakretanja i kontakata za vreme svog radnog veka. Šta je to što čini da se DMD ne raspadne ? Postoje tri glavne komponente koje drže delove :

- šarke koje drže ogledala načinjene su od veoma tankog filma koji se teško može pokidati
- sloj protiv slepljivanja i kontakti nalik na opruge čine da se ogledala ne vežu za površinu DMD
- hermetički spojevi čine da se čestice prašine odvrate od prodiranja u DMD.

Dalji razvoj projekcionih sistema doveo je do uvođenja svetlećih dioda (LED) kao izvora svetlosti. Kod ovih sistema, izvor svetlosti i kolor disk se zamenjuju sa LED - ovima u boji koji generišu sliku. LED imaju mnogo bolje i življe boje i duži radni vek nego lampe. Bez obzira na sve, DLP čip je verovatno najkomplikovaniji svetlosni prekidač na svetu.

Nebojša Arsenijević