Cos'è una valvola leggera?

Una valvola luminosa è un dispositivo che riflette la luce o consente alla luce di passare attraverso l'otturatore. Le valvole luminose hanno una vasta gamma di usi, dai televisori alle applicazioni militari top secret. Una valvola luminosa può essere a cristalli liquidi (LC) o un dispositivo nanomeccanico. I dispositivi nanomeccanici includono il dispositivo digitale a micromirror (DMD) e la valvola a griglia (GLV).

I cristalli liquidi, una sostanza presente in natura, furono originariamente identificati nel 1889 da Friedrich Reinitzer che lavorava alla Charles University di Praga. I LC rimasero poco più che una novità fino al 1969, quando furono fatti importanti passi avanti verso un materiale commercialmente valido. La proprietà degli LC che consente loro di funzionare come valvole luminose è la loro capacità di polarizzare la luce. Le LC sono usate con un polarizzatore, che lascia passare la luce o la riflette, secondo la sua polarità. Una corrente elettrica applicata al dispositivo determina la polarità.

I GLV sono stati sviluppati all'Università di Stanford dal Dr. David Bloom e alcuni dei suoi studenti laureati. Uno degli studenti di Bloom, Raj Apte, ha delineato la potenziale redditività commerciale della tecnologia nella sua tesi di dottorato del 1994. Il Dr. Bloom ha fondato una società start-up lo stesso anno per commercializzare la tecnologia. I dispositivi GLV sono reticoli meccanici che modulano la quantità di esperienze di luce di diffrazione quando le incontrano. Questi dispositivi si trovano nei televisori e vengono utilizzati anche in applicazioni militari, tecnologiche e industriali.

I DMD sono stati creati da Texas Instruments nel 1987 sotto la direzione di Larry Hornbeck. I concetti originali erano finalizzati al rilevamento di oggetti militari, come carri armati e portaerei blindati, durante la sorveglianza. Un DMD è una valvola luminosa costituita da array di un massimo di 1,3 milioni di specchi microscopici montati su cerniera. Ogni chip corrisponde a un pixel su uno schermo e ognuno può essere spento o acceso, passando la luce o riflettendola. Molte applicazioni, come TV, sistemi home theater e videoproiettori aziendali utilizzano un sistema a un chip combinato con una ruota dei colori e la velocità e la durata del tempo in cui ciascun colore viene passato è coordinata in base al colore da visualizzare.

Una qualità d'immagine molto elevata richiede un'unità DMD a tre chip. Viene utilizzato un chip per ciascun colore primario, con lo stesso effetto del sistema a un chip. Queste unità di fascia alta sono utilizzate nei cinema, in alcuni televisori e in alcuni ambienti militari dove è richiesta una risoluzione molto elevata. I DMD hanno un tempo di risposta molto più veloce rispetto agli LC, ma sono misurabilmente più lenti dei GLV.