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Televisión de alta definición desde su teléfono celular
Un teléfono celular que pueda proyectar una imagen de televisión de alta definición pronto podría ser posible, dicen los investigadores de la Universidad de Cornell que han desarrollado un nuevo sistema microelectromecánico (MEMS) para escanear rápidamente áreas amplias con un láser. Un proyector basado en el dispositivo tendría aproximadamente el tamaño de una moneda de diez centavos y podría proyectar una imagen de un metro de ancho en una superficie a solo medio metro de distancia.
Un espejo de silicio suspendido por fibras de carbono puede vibrar muy rápidamente, escaneando un láser a través de una superficie lo suficientemente rápido como para dibujar imágenes de alta resolución. (Crédito: Michael Thompson, Universidad de Cornell)
La clave es un pequeño espejo, de aproximadamente medio milímetro de ancho, suspendido por fibras de carbono, láminas enrolladas de carbono cristalino que se utilizan comúnmente para reforzar materiales. Las fibras amplifican las vibraciones de un motor piezoeléctrico, moviendo el espejo. Este movimiento desvía un láser en diferentes ángulos, lo que hace que se desplace hacia adelante y hacia atrás a través de una superficie. Si bien el dispositivo actual solo mueve el láser de lado a lado, los investigadores dicen que se puede montar fácilmente en un escenario que se inclina hacia arriba y hacia abajo para permitir que el dispositivo dibuje secuencialmente cada línea de una imagen, utilizando componentes electrónicos complejos que encienden y encienden el láser. apagado, ya que se dirige a través de la pantalla para crear los píxeles claros y oscuros. Una pantalla a todo color mezclaría la luz de los láseres rojo, verde y azul.
Las pantallas basadas en MEMS ya existen en productos comerciales. Texas Instruments, con sede en Dallas, TX, por ejemplo, ha desarrollado un chip que usa millones de espejos diminutos, cada uno de los cuales enciende y apaga los píxeles girando hacia o alejándose de una fuente de luz (ver May the Micro Force Be with You ). Este chip ahora se usa en una variedad de televisores y proyectores de películas. Otra empresa, Microvision, en Redmond, WA, utiliza un dispositivo MEMS de espejo único más parecido al que se está desarrollando en Cornell, pero sin las fibras de carbono. La empresa está desarrollando una pantalla a todo color.
Los investigadores de Cornell dicen que lo que distingue a su dispositivo es la alta velocidad de escaneo del espejo, combinada con su capacidad para escanear en un gran ángulo. El gran angular del sistema es posible, dice Michael Thompson, profesor de ciencia e ingeniería de materiales y uno de los investigadores del proyecto, porque las fibras de carbono pueden doblarse bruscamente sin romperse, lo que le da al espejo un amplio rango de movimiento. Las fibras también son muy rígidas, lo que les permite saltar hacia adelante y hacia atrás muy rápidamente. Las vibraciones de alta velocidad son esenciales para crear imágenes de alta resolución. Los investigadores informan frecuencias de vibración de espejo de 35.000 ciclos por segundo, lo suficiente, dicen, para escanear una imagen con una resolución de aproximadamente 1280 por 768 píxeles unas 60 veces por segundo. Dicen que esta resolución es comparable a algunos televisores de alta definición, aunque esta frecuencia de actualización puede, bajo algunas condiciones, mostrar un parpadeo detectable.
Ming Wu, profesor de ingeniería eléctrica y ciencias de la computación en la Universidad de California, Berkeley, dice que además de las altas velocidades de escaneo, la resolución de una imagen depende del tamaño del espejo utilizado. En el pasado, dice, los espejos lo suficientemente grandes como para producir imágenes de alta calidad, en la escala de unos pocos milímetros de diámetro, han sido un desafío: es difícil hacer que los espejos vibren lo suficientemente rápido sin romper el aparato. Thompson dice que las resistentes fibras de carbono les han permitido usar un espejo de medio milímetro de ancho, que ya tiene aproximadamente la escala de tamaño necesaria. Agrega que al usar más fibras de carbono, los investigadores de Cornell esperan poder aumentar aún más el tamaño.
Un desafío clave para los sistemas basados en fibra será mantener bajos los costos de fabricación. En el pasado, los investigadores normalmente han intentado fabricar estos dispositivos exclusivamente con silicio para aprovechar la fabricación económica.
Agregar fibras de carbono a la mezcla podría aumentar los costos. Con esto en mente, Thompson y Shayaan Desai, un estudiante de doctorado en Cornell que fue clave para crear el dispositivo, desarrollaron un método de fabricación que utiliza la fabricación tradicional de silicio hasta los pasos finales, introduciendo las fibras de carbono solo al final del proceso.
Aún así, el proceso aún no es lo suficientemente confiable para la fabricación a gran escala. (En el sistema de demostración colocaron las fibras manualmente). Wu dice que el éxito dependerá de cuánta nueva infraestructura tengan que instalar los fabricantes para incorporar las fibras.
Thompson dice que un proyector prototipo debería estar listo dentro de un año, con productos comerciales, desarrollados por su startup, Mesmeriz, en Ithaca, NY, probablemente posible en tres a cinco años.