Was ist ein Lichtventil?

Ein Lichtventil ist ein Gerät, das entweder Licht reflektiert oder Licht durch den Verschluss passieren lässt. Lichtventile haben ein breites Einsatzspektrum von Fernsehgeräten bis hin zu streng geheimen militärischen Anwendungen. Ein Lichtventil kann entweder ein Flüssigkristall (LC) oder eine nanomechanische Vorrichtung sein. Zu den nanomechanischen Geräten gehören das digitale Mikrospiegelgerät (DMD) und das Gitterlichtventil (GLV).

Flüssigkristalle, eine natürlich vorkommende Substanz, wurden ursprünglich 1889 von Friedrich Reinitzer identifiziert, der an der Karlsuniversität in Prag arbeitete. LCs blieben bis 1969 nur eine Neuheit, als wichtige Schritte in Richtung eines kommerziell brauchbaren Materials unternommen wurden. Die Eigenschaft von LCs, die es ihnen ermöglichen, als Lichtventile zu fungieren, ist ihre Fähigkeit, Licht zu polarisieren. LCs werden mit einem Polarisator verwendet, der Licht je nach Polarität entweder durchlässt oder reflektiert. Ein an das Gerät angelegter elektrischer Strom bestimmt die Polarität.

GLVs wurden an der Stanford University von Dr. David Bloom und einigen seiner Doktoranden entwickelt. Einer von Blooms Studenten, Raj Apte, skizzierte 1994 in seiner Doktorarbeit die potenzielle kommerzielle Rentabilität der Technologie. Dr. Bloom gründete im selben Jahr ein Start-up-Unternehmen, um die Technologie zu kommerzialisieren. GLV-Geräte sind mechanische Gitter, die die Menge des Beugungslichts modulieren, wenn es auf sie trifft. Diese Geräte sind in Fernsehgeräten zu finden und werden auch in militärischen, technischen und industriellen Anwendungen eingesetzt.

DMDs wurden 1987 von Texas Instruments unter der Leitung von Larry Hornbeck entwickelt. Die ursprünglichen Konzepte zielten darauf ab, militärische Objekte wie Panzer und gepanzerte Personentransporter während der Überwachung zu erkennen. Ein DMD ist ein Lichtventil, das aus Arrays von bis zu 1,3 Millionen schwenkbaren Mikrospiegeln besteht. Jeder Chip entspricht einem Pixel auf einem Bildschirm und jeder kann entweder aus oder an sein, Licht durchlassen oder es reflektieren. Viele Anwendungen wie Fernseher, Heimkinosysteme und Business-Videoprojektoren verwenden ein Ein-Chip-System in Kombination mit einem Farbrad. Die Geschwindigkeit und Dauer der einzelnen Farben werden entsprechend der anzuzeigenden Farbe koordiniert.

Sehr hohe Bildqualität erfordert eine Drei-Chip-DMD-Einheit. Für jede Grundfarbe wird ein Chip verwendet, mit dem gleichen Effekt wie beim Ein-Chip-System. Diese sehr hochwertigen Geräte werden in Kinos, einigen Fernsehgeräten und einigen militärischen Umgebungen verwendet, in denen eine sehr hohe Auflösung erforderlich ist. DMDs haben eine viel schnellere Reaktionszeit als LCs, sind jedoch messbar langsamer als GLVs.