TECNOLOGIA AP/LCD

L'avanzata performance della tecnologia LCD (AP/LCD) è l'ultimo traguardo raggiunto riguardo la tecnologia della visualizzazione. La tecnologia AP/LCD consiste in una collezione di elementi ottici dove vengono associati fattori avanzati di qualità dell'immagine, performance e contrasto. Creata appositamente per utilizzare applicazioni come Digital Wall e Digital Signage in modo da facilitare l'affiancabilità di vari moduli, si differenzia da altre tecnologie di visualizzazione per:

• Uniformità di luminosità e colore su di un singolo display
• Uniformità di luminosità e colore su più display affiancati
• Elevato contrasto: il maggior rapporto o differenza di luminosità tra il bianco ed il nero

l contrasto e l'uniformità della luminosità e del colore sono identificati come i parametri più significativi al fine della definizione della qualità dell'immagine; questo è valido sia per un singolo display, dove dei buoni valori di questi parametri garantiscono una migliore percezione visiva dell'immagine sia nel caso di più display affiancati (videowall), dove è importante che l'immagine totale visualizzata sia uniforme su tutto il videowall.

Uniformità della luminosità: molti display possono mostrare alcuni gradi di non uniformità attraverso lo schermo. Se le applicazioni vengono viste su di un singolo display, con un'immagine normale, è difficilmente distinguibile un pò di non uniformità. Al contrario, nel caso di più display affiancati (videowall), una scarsa uniformità tra display adiacenti viene esaltata degradando in maniera significativa l'immagine totale visualizzata.

Contrast Ratio: sebbene molta importanza è stata data alla luminosità assoluta dell'immagine sullo schermo, il contrasto è il fattore che incide in maniera più significativa sulla qualità percepita dell'immagine. Spesso un display offre una scarsa performance di livelli di nero, con il risultato di visualizzare immagini che appaiono sbiadite: il nero diventa grigio ed i dettagli nell'area scura della figura diventano meno visibili. In questo caso, se si vuole migliorare la qualità del nero, si è costretti a ridurre drasticamente la luminosità del display, cosa che però penalizza il bianco visualizzato. Con un buon contrast ratio, si riesce a mantenere un'alta luminosità delle immagini chiare e contemporaneamente una buona qualità del nero migliorando di gran lunga la qualità percepita dell'immagine. Quando all'audience sono mostrati due differenti display con la stessa immagine, la maggioranza delle persone preferirà quello con il contrast ratio più alto anche nel caso che la sua luminosità assoluta dovesse essere lievemente inferiore.

Nell' AP/LCD un tipico valore di contrast ratio è di circa 1200:1.

La tecnologia AP/LCD proposta utilizza, per i suoi display da retroproiezione, come generatore di immagini da visualizzare, un singolo pannello. AM-LCD è il pannello TFT utilizzato nei computer portatili; il meccanismo AP/LCD utilizza dei pannelli AM-LCD nelle misure che vanno da 6 a 16,5 pollici, con una risoluzione che spazia da VGA (640x480) a UXGA (1600x1200) e superiore. Un particolare sistema ottico abbinato a questi pannelli, ne esalta le caratteristiche già proprie e ne aggiunge anche di nuove.

Con un AP/LCD il controllo accurato del passaggio di luce ottimizza le performance dei display, aumentando notevolmente la qualità dell'immagine, associando un'ottimale uniformità del colore ed una primaria operosità dei contrasti. Questi fattori sfociano in una chiara e facile visione dell'immagine. Al contrario dei display basati su tecnologia LCD polysilicon, nell'AP/LCD vi è un unico percorso luminoso per la proiezione di tutti i colori componenti l'immagine, questo elimina la necessità di effettuare aggiustamenti di convergenza dei tre colori di base affinché l'immagine da visualizzare sia corretta evitando così che a lungo andare (a causa di deformazioni termiche, vibrazioni, ecc.) potrebbe insorgere la necessità di interventi tecnici. Inoltre, a causa della relativamente larga area del pannello, l'intensità media della luce per unità di superficie è minimizzata, riducendo così la quantità totale di calore a cui la superficie stessa viene esposta, con la conseguente drastica riduzione della possibilità di danni al LCD dovuti al tempo continuativo di utilizzo.

In contrasto, gli LCD polysilicon sono molto più piccoli, e così la stessa quantità di luce che nell'AP/LCD colpisce una superficie maggiore, qui è concentrata in un'area molto più piccola; questo può portare alla degradazione degli strati polimeri allineati e del materiale del cristallo liquido.

L'architettura AP/LCD permette la ridondanza con lampade multiple per applicazioni di "missioni critiche", dove è importante che il display sia costantemente accesso; in questo caso al bruciarsi di una lampada, ne entra subito in funzione un'altra, garantendo così la continuità di utilizzo.

Tutte queste caratteristiche rendono possibile per i display a retroproiezione AP/LCD un facile set-up, installazione e manutenzione; oltre naturalmente a garantire un'alta affidabilità di funzionamento. A testimonianza di questo, i prodotti basati sulla tecnologia AP/LCD, sono utilizzati in più di 5000 display installati in applicazioni di "missioni critiche" e di comando e controllo, dove è necessario che rimangano accesi 24 ore su 24 e per 365 giorni l'anno.

Altre produzioni fanno uso di HTPS-LCD o di tecnologia LCD polysilicon nei loro sistemi di retroproiezione. Il processo di immagine per un LCD polysilicon è completamente differente da quello di AP/LCD in quanto coinvolge una differente tecnologia LCD. Con la tecnologia LCD polysilicon i tre distinti micro display, le cui dimensioni di diagonale spaziano da 0,7" a 1,8", sono usati per gestire il rosso, i verde ed il blu dell'immagine (vedi figura 2). Qui il percorso della luce, generata da una lampada, è separato in modo che ogni micro pannello sia attraversato da un fascio di luce distinto per poi essere ricombinato nella lente di uscita del videoproiettore in modo da ottenere un'unica immagine. Una potenziale mancanza nei display LCD polysilicon, come documentato dalla Texas Instruments, è il loro limitato tempo di vita. Dato che tutta la luce deve passare attraverso la relativamente piccola area dei micro display, l'intensità che ne risulta è molto alta. La durata tipica del LCD polysilicon è inferiore a 16.000 ore e solo 2 anni in condizioni operative di funzionamento 24 ore su 7 giorni. Inoltre, a causa della complessità dell'architettura di illuminazione e del grande assorbimento termico associato con l'alta intensità dell'esposizione della luce, è molto difficile mantenere una buona uniformità del colore intorno al display, cosa visibile in special modo nelle scale di grigi e neri.

Il processo digitale della luce è stato sviluppato dalla Texas Instruments, che è l'unico fornitore di questa tecnologia di display. Il cuore della macchina DLP è la DIGITAL Micro Mirror Device (DMD), un raggruppamento di più di 500.000 specchi microscopici quadrati vicinissimi tra loro (1 micron) e in continuo movimento controllati elettronicamente, ciascuno corrispondente ad un singolo pixel del display. Ogni microspecchio può assumere solo due posizioni on/off ed è per questa ragione che viene chiamata tecnologia digitale. La luce, che viene prodotta da una lampada, viene indirizzata su un dicroico (rotella dei colori) dove sono presenti i tre colori di base: rosso, verde, blu. Questa rotella colore ruota sincronizzata con il movimento dei microspecchi e permette di ricreare tutte le combinazioni dei colori. La luce, dopo aver attraversato la rotella dei colori, viene indirizzata tramite un prisma sul chip a microspecchi, viene poi riflessa nell'ottica e riportata sullo schermo. Nonostante alcuni difetti, l'utilizzo di DLP nelle applicazioni di retroproiettori è in aumento g razie al successo dei videoproiettori portatili. Uno di questi difetti è la bassa risoluzione disponibile limitata dalla SXGA in giù. Un'altro è dovuto al basso contrasto ottenibile che, risulta inferiore a quello delle tecnologie AP/LCD. Inoltre la sequenza di colori si basa su una ruota rotante, la quale è soggetta a guasti come tutte le parti meccaniche ed in special modo quelle rotanti ad alta velocità. La sequenza di colori, inoltre, porta ad un'immagine artefatta conosciuta come "color breakup". Infine, le performance del video sono limitate dal basso livello di raggio dinamico dovuto allo schema di modulazione per ottenere ombre grigie. Queste limitazioni sono state inoltrate appena la Texas Instruments ha spinto i DLP verso il mercato consumer televisivo. Sono all'orizzonte nuove tecniche per ridurre le immagini artefatte e migliorare il contrasto.