Первую часть материала о микроэлектромеханических системах мы посвятили акселерометрам, гироскопам и другим сенсорам. В этот раз мы поговорим о MEMS-актуаторах и других интересных разработках.
Как вы помните, в первой части нашей статьи мы рассказали о таких MEMS-сенсорах, как акселерометры, гироскопы, микрофоны, барометры и магнитометры. Принцип их работы состоит в том, что они преобразуют физические воздействия в электрические сигналы. Однако есть и вторая большая категория MEMS-устройств под названием актуаторы, которые работают иначе, преобразуя электрические импульсы в какие-либо действия. Именно о них мы и поговорим во сегодня, а также уделим внимание разработкам в области медицины и другим необычным проектам.
Технология DLP
И открывает наш список разработка компании Texas Instruments — технология под названием DLP (Digital Light Processing). Как заявляются сами разработчики, она является основой для наборов микросхем, использующихся в различных светотехнических системах. Работа технологии DLP обеспечивается специальными цифровыми микрозеркальными устройствами DMD (Digital Micromirror Device). Главной областью применения считаются, конечно же, проекторы.
Технология DLP в проекторах.
DLP-проектор Acer H5360BD
Архитектурно каждый чип DMD представляет собой массив микрозеркал, который используется для пространственной модуляции света. Их количество напрямую зависит от нужного разрешения. Так, DMD-чип, работающий в Full HD разрешении (1920×1080), содержит более двух миллионов микрозеркал. Соответственно, для меньшего разрешения необходимо меньшее количество элементов, для более высокого — большее.
Само микрозеркало представляет собой небольшую квадратную алюминиевую пластинку со стороной размером 16 мкм. Под каждым микрозеркалом располагается ячейка памяти, к которой и привязано конкретное зеркало. Во время работы DMD-контроллер загружает в ячейку «0» или «1».
После того, как ячейка памяти заполняется, на микрозеркало воздействует электрический импульс, и оно отклоняется на угол в диапазоне от -12 до +12 градусов. При этом положение зеркальца при -12 градусах соответствует выключенному состоянию пиксела, а +12 — включенному. Иначе говоря, в этих положениях пиксел окрашивается в черный или белый цвет. Кроме черного и белого цветов, микрозеркала могут отображать до 1024 оттенков серого цвета. Для этого используется мерцание, которое обеспечивается их включением/выключением с определенной частотой.
Слева изображен чип DLP, справа — микрозеркала
В итоге получается, что DMD обеспечивает лишь черно-белое изображение. Но ведь DLP-проекторы показывают цветную картинку! Каким же образом окрашивается производимое DMD-чипами изображение?
Процесс окрашивания уже не имеет никакого отношения к MEMS. В случае с DLP-проекторами для этого используется цветовое колесо, которое располагается между лампой, излучающей белый свет, и чипом DLP. Колесо, как правило, имеет четыре цветовых сектора: красный, зеленый, синий и белый (прозрачный).
По большому счету, можно было бы обойтись лишь «обоймой» из RGB-цветов, однако прозрачный фильтр позволяет значительно улучшить отображение полутонов. Окончательное изображение формируется путем последовательного отображения на экране синей, зеленой, красной и прозрачной картинок. Человеческий глаз воспринимает эту композицию как цветное изображение.
Стоит отметить, что микрозеркала используются не только в DLP-системах. Массивы зеркал также применяются в микроскопах и телескопах. В обоих случаях они используются для борьбы с искажениями. Например, в случае с телескопом искажения возникают при прохождении света через атмосферу. А применяемые в устройстве массивы зеркал могут изменять свое положение для получения четкого, неискаженного изображения.
Кроме этого, микрозеркала нашли себе применение в оптических коммутаторах. Применяемые в этих устройствах зеркала имеют такую же конструкцию, как и в случае с DLP-проекторами, однако они умеют поворачиваться сразу по двум осям в отличие от одноосевых. Такие коммутаторы обеспечивают очень большую полосу пропускания, однако в то же время требуют сложного программного обеспечения для корректной работы.
MEMS и дисплеи
Особенности архитектуры MEMS-дисплеев и DLP-систем могут во многом пересекаться, но мы намеренно вынесли тему экранов в отдельную заметку. Разработка MEMS-дисплеев началась относительно недавно, и лишь на выставке CEATEC осенью 2013 года компании Qualcomm и Sharp представили прототип такого устройства.
В отличие от современных жидкокристаллических мониторов, в разработке Sharp/Qualcomm отсутствуют привычные нам RGB-светофильтры. На смену им пришла индивидуальная светодиодная подсветка для каждого отдельного пиксела. Она с большой частотой мерцает не только красным, синим или зеленым цветом, но и белым. Белый цвет был добавлен с той же целью, что и в DLP-проекторах — для лучшей передачи полутонов. Ну а в качестве затворов пикселов используются микроэлектромеханические системы, в связи с чем устройство и было названо MEMS-дисплеем.
Источник: www.ferra.ru
Обзор новых проекторов 2023 года
Высокотехнологичные проекторы традиционно находятся в центре внимания на ежегодной выставке CES (Consumer Electronics Show) в Лас-Вегасе, и этот год не стал исключением.
Портативные LED 1080p проекторы
Система интеллектуальной адаптации экрана (Intelligent Screen Adaptation или ISA) в прошлогодних моделях XGIMI Horizon и Halo+ произвела сильное впечатление. Она обеспечивает:
— автокоррекцию трапецеидальных искажений;
— автоматическое определение края при использовании экрана;
— автообход препятствий (сдвигает изображение при обнаружении препятствий на стене).
К сожалению, калибровка с миганием тестового изображения при первом размещении или перемещении проектора немного усложняет эту превосходную функцию.
Новый портативный LED проектор XGIMI Mogo 2 Pro с разрешением 1080p и яркостью 350 ISO люменов предлагает ISA 2.0 следующего поколения без использования настроечных тестов. Она использует более сложный датчик 3D ToF (Time of Flight).
Кроме того, компания добавила интеллектуальную защиту для глаз (мгновенное снижение мощности лазера). Конечно, взрослый вряд ли будет заглядывать в работающий лазерный проектор, но дополнительная защита не будет лишней для глаз любопытных детей и домашних животных. Ранее эта опция предлагалась лишь в премиальных моделях. Функция использует инфракрасный датчик, который генерирует команду для лазера, обнаруживая кого-то рядом с проектором.
На предварительном показе Pepcom Digital Experience Анкер продемонстрировал новую Nebula Capsule 3, анонсированную в конце прошлого года. Эта портативная модель с разрешением 1080p и яркостью 300 ISO люменов размещается в цилиндре диаметром лишь 3,3 дюйма и высотой 6,7 дюйма.
ASUS показала ZenBeam Latte L2.
По сравнению с предыдущим Latte L1, компания увеличила яркость с 300 до 600 люмен и разрешение с 720p до FHD 1080p. Кроме того, ASUS заменила систему Aptoid на базе Android в L1 на сертифицированный Google Android TV.
Игровой проектор BenQ HT4550i 4K
BenQ представила 4K HT4550i, который заменяет предыдущую ламповую модель HT3550. Он оснащен более мощным RGBB источником света с дополнительным синим LED, который использовался в прошлогодних игровых проекторах X1300i и X3000i с яркостью 3000 ANSI люменов. По данным компании, яркость нового проектора достигает 3200 ANSI люмен. Кроме того, он на 100% покрывает цветовое пространство DCI-P3 в HDR формате.
Наконец, RGBB модуль значительно улучшает динамическое управление контрастностью. В частности, проектор в режиме реального времени делит изображение на 1204 ячейки для точной настройки гаммы в каждой зоне.
Остальные функции также соответствуют премиум-уровню, в том числе:
— 11 градаций серого для регулировки баланса белого;
— поставляется с сертифицированным Netflix ключом для потоковой передачи.
Компания обещает HT4550i в апреле со стартовой ценой $ 2800.
Кроме того, компания анонсировала светодиодный игровой проектор HT2060 с разрешением 1080p по цене менее $ 1,000, который заменит очень популярный HT2050A. Как известно, эта 1080p модель с яркостью 2200 ANSI люменов успешно конкурирует с начала 2018 года. Сегодня она стоит ~$ 650.
BenQ GP500
Кроме того, компания представила GP500 4K с форм фактором коробки с LED источником света, 360°аудио полем и технологией CinemativColor (цветовая гамма 90% для DCI-P3). Этот среднефокусный проектор стоит $ 1,800 и обеспечивает изображение размером от 100 до 150 дюймов.
GP500 использует четыре драйвера в нижней части, обеспечивающие 4-направленный вывод звука. По заявлению компании,они обеспечивают объемный звук в любом месте комнаты под любым углом.
Другие функции также являются премиальными, в том числе:
— разрешение 4K (3840 x 2160);
— технология CinemativColor – сверхширокая цветовая гамма (90% для DCI-P3);
— HDR10 и HLG форматы;
— динамическая контрастность – 100,000:1;
— автоматическая калибровка цвета повышает точность цветопередачи.
— избегание объектов — автоматическое смещение проекции при обнаружении объектов на стене;
— Screen Fit — автоматическая настройка размера проекции в зависимости от размера экрана;
— auto 2D keystone — радикально упрощает размещение проектора, автоматически компенсируя угол между осями светового потока и экрана;
— 360° аудио ландшафт с 4 динамиками;
— поддержка Google Ассистента;
— BenQ аудио калибровка автоматически адаптирует звук к месту просмотра (рекомендуемое расстояние — 3–7 футов или 1–2 м);
— Android TV 9.0 (Prime Video, Hulu, YouTube и другие потоковые приложения, но без Netflix);
— зеркалирование экранов телефонов и планшетов с помощью Apple AirPlay и Google Chromecast;
— подключения — двойной HDMI 2.0b (HDCP 2.2), USB Type-A (USB 2.0), 5.1-канальный аудиовыход ARC/SPDIF, двухдиапазонный 2.4/5G Wi-Fi и Bluetooth.
Яркость 1500 ANSI люмен превосходна для светодиодных проекторов, но ниже, чем у лазерных моделей. Поэтому, его изображение может быть слишком тусклым и блеклым при рассеянном дневном свете. Впрочем, экран ALR, вечерний просмотр или плотные шторы решат эту проблему.
Hisense
Конечно, многие специалисты с интересом ожидали новинок от Hisense, и китайский гигант не обманул их ожиданий. Компания представила линейку лазерных телевизоров L9H/L5H, серию PX2-Pro/PL1/PX1H Laser Cinema и проектор Smart Mini. Но анонсированный проектор 120LX 8K UST стал жемчужиной коллекции. Вместе с Samsung 8K Premiere, он формирует новый сегмент относительно доступных домашних проекторов 8K UST (Ultra Short Throw).
Как известно, современные модели используют 0,47- и 0,66-дюймовые DLP чипсеты для проецирования 4K UHD. В декабре прошлого года на Глобальной партнерской конференции в Китае компания анонсировала новый 8K проектор с 94-дюймовым TI DLP чипсетом. Но пока 0,94-дюймового DLP нет даже в каталоге TI. Возможно, Hisense станет их первым клиентом.
В декабре официальное лучшее предложение от Texas Instruments содержало 0,78-дюймовый DMD чип с исходным разрешением 4K UHD (3,840 x 2,160). Однако, согласно пресс-релизу, он может отображать более 33 миллионов пикселей (8K разрешение). К сожалению, более подробная информация отсутствует. Возможно, разработчики используют TI DLP XPR технологию с четырехфазным сдвигом пикселей, обеспечивая на экране 8K-разрешение при частоте 60 Гц. В противном случае, цена проектора на базе DMD чипсета с нативным 8K — разрешением может быть фантастической.
Конечно, DMD чип большего размера позволяет разработчику упаковать больше микрозеркал для более высокого исходного разрешения или обеспечить более высокую яркость за счет увеличения шага микрозеркал. Фактически, 120LX претендует на достижение 8K- разрешения в DLP проекторе. В настоящее время оно доступно только в лучших трехчиповых лазерных проекторах JVC на базе LCoS. Но среднефокусный JVC DLA-NZ9 8K стоит $ 26,000.
Демонстрационная установка содержала звуковую систему Harman Kardon с поддержкой Atmos и DTS:X.
120-дюймовый экран Френеля с усилением помог системе достичь заявленной яркости 400 нит.
JVC
JVC представила свой флагманский JVC DLA-NZ9/RS4100 8K LCoS проектор и LX-NZ30 4K, который заменяет лазерный проектор LX-NZ3 DLP.
При стартовой цене в $ 3,500, компания позиционирует его как ‘бюджетную модель начального уровня’, что, впрочем, логично для данного бренда.
По предварительным данным, JVC LX NZ30 поступит в продажу в Америке в конце марта 2023 года.
Samsung
Как и Hisense, Samsung анонсировала один из первых 8K UST DLP проекторов.
Версия об использовании нового ‘секретного’ 0,94-дюймового DLP чипсета, который был совместно разработан компаниями Texas Instruments и Hisense, пока официально не подтверждена. Но судя по всему, 8K-разрешение с 33 миллионами пикселей на экране также достигается DMD чипсетом с более низким исходным разрешением за счет четырехфазного сдвига пикселей.
Как и в большинстве современных UST проекторов премиум-класса, в Samsung 8K Premiere используется источник трехлазерный RGB источник света, обеспечивающий яркость до 4000 ANSI люмен и покрывающий более 100% цветового пространства BT.2020 стандарта. Его оптика создает 150-дюймовое изображение с расстояния 12,2 дюйма от стены. Автоматическая фокусировка/коррекция трапецеидальных искажений/выравнивание радикально упрощают установку. Встроенная Dolby Atmos 5.0.2-канальная Harman Kardon система поддерживает расширение до 7.4.1-конфигурации.
Новая версия прошлогоднего портативного светодиодного проектора The Freestyle вызвала не меньший интерес. Южнокорейский гигант впервые оснастил свою модель функцией Smart Edge Blending, которая позволет совмещать на экране изображения с нескольких проекторов. В результате, при использовании 2-х проекторов Freestyle 2023 может формировать широкоформатное изображение с кинематографическим соотношением сторон 21:9.
Formovie Fengmi V10
Проекторы Formovie являеются новым продуктом для Европы и США. Но у этого бренда отличная репутация. Formovie — совместное предприятие Xiaomi и Appotronics. Китайский гигант Xiaomi не нуждается в представлении. Компания Appotronics давно и успешно разрабатывает лазерные источники света на основе ALPD (Advanced Laser Phosphor Display) технологии для проекторов.
В частности, они используются в профессиональных коммерческих моделях Barco.
Осенью компания представила превосходный Formovie Theatre Dolby Vision 4K UST лазерный проектор стоимостью $ 3,800.
Formovie V10 стоит ~$ 1,500 и относится к семейству портативных игровых проекторов. Эта круглая светодиодная модель с поддержкой 4K-разрешения обеспечивает беспрецетентную для LED-источника яркость до 2500 ANSI люмен, крайне низкую задержку ввода (12 мс) и 360-градусный объемный звук со встроенным 15-ваттным сабвуфером для басов.
В проекторе используется 0,47-дюймовый DMD с поддержкой 4K UHD (3,840 x 2,160) и ОС FengOS на базе Android 9.0. Кроме того, он имеет автоматическую коррекцию трапецеидальных искажений ±45°, автофокус, MEMC (плавное движение), HDR10+/HLG, глубину цвета 10 бит и поддержку частоты обновления до 240 Гц. Список подключений включает WiFi 2,4/5 ГГц, Bluetooth 5.0 и беспроводную связь AirPlay/DLNA/Miracast.
Заключение
На выставке CES 2023 компании вновь продемонстрировали впечатляющие инновационные успехи. Их неполный список включает:
— DLP UST 8K проекторы Samsung Premiere и Hisense 120LX с трехлазерным RGB источником света;
– Smart Edge Blending в Samsung Freestyle 2023 версии (объединение изображений двух проекторов);
— ISA 2-го поколения (интеллектуальная адаптация экрана) в XGIMI Mogo 2 Pro;
— новый лазерный источник света BLU-Escent в JVC LX-NZ30;
— объемный 360˚ звук в BenQ GP500.
Впечатляющая линейка новых BenQ и Hisense проекторов и новые портативные светодиодные модели с улучшенными характеристикамиа также впечатляют.
Расширение ассортимента традиционно сопровождается усилением конкуренции, что побуждает компании улучшать соотношение цены и качества. Конечно, стартовые цены вряд ли будут низкими, но потребительский рынок вправе рассчитывать на их снижение ближе к осени.
В этом видео представлена демонстрация лазерного телевизора Samsung 8K Premiere на выставке CES 2023.
Источник: theappliancesreviews.com
Работа dmd чипа: принципы и применение
В современном мире проекция изображений является неотъемлемой частью нашей жизни. На сегодняшний день существует множество технологий для создания изображений на экране, но одной из самых продвинутых является технология DMD-чипов.
DMD-чип — это микроэлемент, который содержит более миллиона отражающих зеркальцев, которые могут отображать свет в различных цветах, создавая изображение. Чип используется в проекторах, телевизорах, видеоиграх и других устройствах, которые проецируют изображения.
Операционный принцип DMD-чипа основан на технологии микроэлектромеханики, которая позволяет зеркальцам быстро двигаться и поворачиваться, чтобы отражать свет в нужном направлении. При работе чипа свет проходит через специальный светодиодный или лазерный источник, который освещает зеркальца на DMD-чипе. Затем зеркальца двигаются и отображают свет на экране, создавая изображение.
Таким образом, DMD-чип — это продвинутая технология проекции изображений, которая позволяет отображать яркие и четкие изображения. Благодаря оптимизированному дизайну и эффективности чипа, он используется во многих устройствах для проекции изображений и является одним из наиболее востребованных на рынке.
Как работает DMD-чип:
Особенности технологии
DMD-чип — это микромеханический элемент, который состоит из большого количества микро-зеркал, которые могут отражать свет, сфокусированный на них. Этот метод проекции также называют DLP-технологией. Она отличается от других методов проекции тем, что использует светодиоды вместо лампы со световым источником, что увеличивает контрастность и яркость изображения.
Принципы работы
В процессе работы DMD-чипа, каждое микро-зеркало отражает свет в определенном направлении, что создает четкое и яркое изображение. Чип управляется специальным контроллером, который может изменять положение каждого зеркала в зависимости от необходимости. Это позволяет создавать изображения высокого разрешения и качества.
! Обзор игры Reborn Online: мир сражений и волшебства
DMD-чип используется в различных устройствах, например, в проекторах, видеосистемах и телевизорах. Он является одним из наиболее эффективных и популярных методов проекции.
Описание технологии DMD
Принцип работы DMD (Digital Micromirror Device) основан на использовании маленьких зеркальцев, которые отражают свет и создают изображение. Эти зеркальца называются микрозвездочками и укладываются в виде матрицы на чипе. Каждая микрозвездочка может быть направлена либо в сторону света, либо в сторону темноты.
DMD используется в проекторах, где свет от лампы проходит через цветной фильтр и падает на DMD-чип. Затем изображение проецируется через объектив на экран. Каждое зеркальце на DMD-чипе отвечает за один пиксель изображения и может переключаться между двумя состояниями более 5000 раз в секунду. Таким образом, создается иллюзия непрерывного изображения.
Технология DMD имеет множество преимуществ по сравнению с другими технологиями. Она обеспечивает высокую яркость изображения, отличную контрастность, а также не имеет эффекта «муара» и других искажений, которые могут возникнуть при использовании других типов чипов.
Важно отметить, что DMD-чипы производятся в соответствии с микроэлектромеханической технологией (MEMS), которая предполагает использование нанотехнологий и позволяет создавать очень мелкие элементы. Благодаря этому размеры DMD-чипа не превышают нескольких миллиметров, что делает его удобным для использования в проекторах малого размера и других устройствах.
Принципы работы DMD-чипа
Одной из особенностей DMD-чипа является его способность управлять световыми сигналами отдельных пикселей на большой площади. Этот электронный компонент использует несколько тысяч микроскопических зеркал, которые могут свободно двигаться в вертикальной и горизонтальной плоскостях.
При работе каждый из зеркал отражает пучок света на определенную область проекционной поверхности. По мере изменения положения зеркал и направления света, DMD-чип создает высококачественное изображение с разрешением до 4K.
! Боевые братья: как установить моды и улучшить игровой опыт?
Кроме отражения световых лучей, DMD-чип управляет интенсивностью света каждого пикселя, что позволяет создать более насыщенные и яркие цвета на экране. Благодаря инновационной технологии DLP (Digital Light Processing) проецирование на основе DMD-чипа обеспечивает высокую контрастность и четкость изображений.
В целом, основными принципами работы DMD-чипа являются управление зеркалами для создания изображения и контроль интенсивности света для улучшения цветопередачи. Эта технология применяется в широком спектре устройств, от проекторов до видеостен и телевизоров.
Преимущества DMD-технологии
Высокое разрешение и яркость изображения
DMD-чипы позволяют достичь высокого качества изображения благодаря своей уникальной технологии обработки света. Они обеспечивают яркость, которая может конкурировать с традиционными светодиодными экранами, а также высокое разрешение, что дает более четкое и детализированное изображение.
Эффективность в использовании энергии
DMD-технология использует меньше энергии по сравнению с другими типами экранов, что приводит к более длительному сроку службы батареи и более экономичному использованию электричества. Поэтому она широко используется в мобильном устройствах, таких как проекторы и гаджеты.
Широкий динамический диапазон
DMD-чипы могут отображать яркость, которая может достигать большего динамического диапазона по сравнению с другими технологиями экранов. Это означает, что детали на экране могут быть лучше видны в условиях яркого освещения, что делает DMD-технологию идеальным решением для использования в солнечной погоде или в освещенных помещениях.
Быстрое переключение
DMD-чипы имеют очень быстрое время переключения, что позволяет им создавать очень яркое и четкое изображение без мерцания. Быстрое переключение также делает DMD-технологию очень полезной для использования в видеопроекторах, где быстрая смена кадров необходима для создания плавного видеоизображения.
- Вывод: DMD-технология — это эффективный и мощный способ отображения изображений с высоким разрешением и яркостью, а также с низким энергопотреблением и широким динамическим диапазоном. Быстрое переключение между кадрами также делает его идеальным для использования в видеопроекторах и других устройствах, где важно безмерное изображение.
! Perfect World ПБ: что это за игра и как начать играть
Применения DMD-чипа в современных устройствах
DMD-чипы нашли широкое применение в различных устройствах, где требуется высокая скорость и точность отображения изображения.
- Проекторы: благодаря DMD-чипам, проекторы могут показывать яркие и четкие изображения с высоким разрешением.
- Телевизоры: DMD-чипы используются для создания различных эффектов, таких как движение и глубина.
- Медицинские устройства: DMD-чипы могут использоваться в медицинских устройствах для создания точных изображений и видео.
- Устройства виртуальной реальности: благодаря высокой точности и скорости DMD-чипов, они могут использоваться в устройствах виртуальной реальности для создания реалистичных и живых изображений.
Кроме того, DMD-чипы используются в различных промышленных устройствах, таких как сканеры, маркировочные машины и системы контроля качества.
Вопрос-ответ
Что такое DMD-чип?
DMD-чип — это устройство, используемое в технологии проекции изображения, которое состоит из миллионов микроскопических зеркал, которые отражают свет в определенные направления, чтобы создавать изображение.
Как работает DMD-чип?
Когда свет от проектора падает на DMD-чип, каждое зеркало отражает свет в определенных направлениях. Зеркала перемещаются с помощью электромагнитных полей, создаваемых набором транзисторов, к которым они прикреплены. В результате этой движущейся сцены создается изображение на экране.
Какие устройства используют DMD-чип?
DMD-чип используется в проекторах, телевизорах, системах видеоигр, медиа-серверах, а также в других приложениях, где требуется проекция изображения высокого качества и высокой яркости на большую площадь.
Каковы преимущества использования DMD-чипа в проекторах?
Преимущества использования DMD-чипа в проекторах включают в себя высокое качество изображения, яркость, высокую контрастность, точность цветопередачи и длительный срок службы. Кроме того, DMD-чипы имеют компактный размер, что делает их удобными для использования в портативных проекторах.
Какая разрешающая способность DMD-чипа?
Разрешающая способность DMD-чипа зависит от числа зеркал на чипе. Наибольшее разрешение DMD-чипа составляет 4096×2160 пикселей, что соответствует технологии 4K. Однако, большинство проекторов, использующих DMD-чип, имеют разрешение 1080p, что соответствует разрешению Full HD.
Источник: riseofkingdom.ru