德州仪器:DLP技术的发展与应用现状
DLP技术的工业应用
第一个是测量和传感,工业应用中有50%是来自于3D测量,也就是用DLP和相机还有一些算法的融合,然后去捕捉物体的三维结构,这是一块很大的市场。讲讲3D测量的工作原理。它的原理是这样的,利用DLP可以实现一些结构光,或者简单来说是机器识别的、有一定格式的模式画面,投影到需要被测量的物体上,这个物体高低不平,就会使得投影上去的图像和实际原始的图像有一个扭曲和差异,数码相机能捕捉到这个差异,通过一系列的差异的对比,引入这个算法,就可以重构这个物体本身的三维结构,这个物体的远近高低、起伏能够测量出来。在传统的很多工业应用中,有不少是在使用2D/二维的检测。当你引入3D检测的时候,整个检测的精度和准确度会有更大的提高。
DLP芯片上有很多微镜,大概数以十万计的微镜,每个微镜都转动非常快,它大概1秒钟能转动超过5000次。在TI的3D测量应用里面,DLP芯片实现的虽然也是显示模式识别的画面,但是它不是投影机,它利用高速成像的原理,可以在很短的时间内投出大量的模式识别的画面,能够结合这个快速的摄像机,能够在非常短的时间里,就能把物体的3D结构捕捉出来。所以它在一些流动的、活动的物体上,也能实现3D的捕捉,这是一个很大的不一样的地方。
利用DLP嵌入式投影技术,不但能快速,还能非常精确的实现3D测量。有客户做出来的产品测量的精度甚至能达到微米的级别。同时它还可以做到非常便携。一些新的应用,比如3D的指纹,传统是按在玻璃上,做一个二维的,三维的指纹识别,还有安防监控的人脸识别,可做动态的三维的人脸识别。用这种三维测量的方式,能够捕捉很多物体,在很多的应用场景中实现。
数码曝光也是DLP嵌入式投影技术非常成功的一个应用领域。数码曝光已经是在很多PCB制板厂已经采用的技术。传统的PCB制板都是通过掩膜的方式,就是拍照,然后菲林,然后光敏材料,遮住的地方就没有曝光,没被遮住的地方就曝光,蚀刻线材。今天采用DLP技术,它是直接把紫外光照到面板上,面板对这个光进行控制,扫这个光敏材料,哪些地方需要被蚀刻,我就扫到上面,光敏就把这一层去掉了。尤其是在日本,甚至包括国内,高速印刷板,尤其是高速、多层,对于线距要求非常精细的PCB板,开始有很多是采用DLP做的PCB制板机来实现的。还有一个应用也是和今天很热门的话题结合起来,就是3D打印。有客户采用DLP技术来做3D打印,同样的是利用UV光和DMD芯片结合,去引导UV光给一些光敏材料,它会溶解,这块也是一个很好的应用方向,市场上有很多新的增长点。
应用DLP嵌入式投影技术来做数码曝光,在成本上也是有优势的。因为对比传统的方式,不再需要去做掩膜了,不再需要做曝光,而且加快了速度,现在就是一次性就可以做出来,而不需要等上很长的时间。在这种序列里面,DLP的显示速度非常快,它的控制光大概可以达到32K,就是32000幅二进制的图形,去做那样的转换,一秒钟就可以显示几万幅这样的模式识别的画面。这也帮助在PCB制板能够快速的去做大批量生产,能够帮助提高整个制板的效率。
这两块也是目前Catalog在中国在这块业绩占很大比例的两块应用。
这个光波波长控制也有一些新的领域,它可以用来做光谱分析。在这个应用中,DLP充当一个什么样的角色呢?像TI1080p的芯片,如果有一束宽波带波长的白光,通过分光棱镜把这个光分成不同wavelength波段的光,均匀的照到面板上以后,可以控制这个面板来开关每一个微镜,来决定什么样的波段的光可以被转出去,它是光波长非常精确的一个控制器件。有了这个能够精确的产生不同波段的光以后,就可以利用这个来判断一个物体,比如把这个光照到一个物体上,再有一个感光器件,我就能判断出来这个物体在不同波段光的照射下的吸收和反射的情况,最后得到一个光谱,也就是这个物体在不同光谱下的表现,来分辨出这个物体本身是什么。这在像石油勘探,水、食物的品质,需要检测物体的材质等很多应用里面,有广泛的应用空间。DLP芯片不单单可以支持可见光波段的光线,它还支持400纳米一直到2000纳米的红外。
智能照明,通过摄像头和投影的结合,能够产生很多很有意义的一些新的应用。有客户已经成功做出了这样的医疗产品,英文叫Veinviewer。它是一个红外摄像头,因为你的血管的热度和颜色会不一样,它会拍摄你手的情况,拍摄出来以后,再结合投影,把这个画面增强,再投影到你的手上,从而显示出你的手的静脉位置。利用这个产品帮助一些小孩子,或者一些静脉不明显的人,打针的时候就不会扎错。像之前碰到一个客户,他跟我讲,他前段时间体检,手青了一块,因为找半天找不到静脉在哪里。这个就是在医疗方面,智能照明的一个简单的应用。
DLP对光的支持已经突破了传统的可见光,在这些新的应用中,当你需要用到UV光,需要红外光线的时候,DLP技术依然是非常好的一个选择。
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