當心！DLP技術正在實施“降維打擊”

    或許，德州儀器（TI）的DLP?技術真正被大眾所認知，始于2015年的好萊塢奧斯卡頒獎禮。

    就在2015年奧斯卡頒獎禮正式開始的前兩周，Larry Hornbeck博士憑借發明用于DLP Cinema?投影機的數字微鏡器件（DMD）技術榮獲了2014年學院獎（奧斯卡獎?）的科學技術獎。當2015年奧斯卡頒獎禮吸引全球矚目的時候，全球有近11.8萬臺基于DLP技術的電影放映機在播放著精彩的影片。

TI Larry博士

    德州儀器公司的DLP技術在投影，數字影院和微投等領域的應用，至今已為人們熟知。

    實際上，與消費或傳統投影領域不同，德州儀器技術在中國非傳統顯示領域中的應用，工業市場（應用于工程、工業領域）占比達到七成，還有一成多是來自于醫療，醫療設備制造方面的一些應用。工業領域戰略之于德州儀器的重要性由此可見一斑。

    由于DLP技術自身的技術難度及專利保駕護航，具有多行業跨領域的共性技術特質，在積累能量提升競爭維度階位，將不排除在未來的一些行業具體應用場景中，實現如科幻小說《三體》中所描述的顛覆性的“降維”打擊，值得引起重視。

    本文將重點解讀德州儀器DLP技術在工業中的應用及未來應用展望。

    DLP技術在工業中核心應用場景

    速度非?？斓?D打印

    首先講一下，這兩年紅得發紫的3D打印。事實上，DLP技術光固化3D打印機所使用到的一個核心零部件以及投影控制板，全都產自德州儀器。2015年，紅透半邊天的Carbon3D公司設計開發的高速3D打印機，使用的連續液面高速打印原理使用的就是DLP技術?；贒LP技術的3D打印機最大特點是：屬于面光源，一次性打印一整層，構建速度不受層復雜性或部件數量的影響，所以速度非?？臁?/span>

    快速和精確的3D測量

    工業應用中有50%是來自于3D測量，用DLP技術和相機還有一些算法的融合，然后去捕捉物體的三維結構，這是一塊很大的市場。講講3D測量的工作原理。3D測量工作原理：利用DLP可以實現一些結構光，或者簡單來說是機器識別的、有一定格式的模式畫面，投影到需要被測量的物體上，這個物體高低不平，就會使得投影上去的圖像和實際原始的圖像有一個扭曲和差異，數碼相機能捕捉到這個差異，通過一系列的差異的對比，引入這個算法，就可以重構這個物體本身的三維結構，這個物體的遠近高低、起伏能夠測量出來。在傳統的很多工業應用中，有不少是在使用2D/二維的檢測。當引入3D檢測的時候，整個檢測的精度和準確度會有更大的提高。

    DLP芯片上有很多微鏡，大概數以十萬計的微鏡，每個微鏡都轉動非?？欤蟾?秒鐘能轉動超過5000次。利用高速成像的原理，可以在很短的時間內投出大量的模式識別的畫面，能夠結合這個快速的攝像機，能夠在非常短的時間里，就能把物體的3D結構捕捉出來。所以它在一些流動的、活動的物體上，也能實現3D的捕捉。

    技術成熟的數碼曝光

    很多PCB制板廠已經采用數碼曝光技術。傳統的PCB制板都是通過掩膜（拍照）-菲林-光敏材料來完成，遮住的地方就沒有曝光，沒被遮住的地方就曝光，蝕刻線材。DLP技術，可以直接把紫外光照到面板上，面板對這個光進行控制，掃這個光敏材料，哪些地方需要被蝕刻，只需掃到上面，光敏就把這一層去掉了。尤其是在日本，甚至包括國內，高速印刷板，尤其是高速、多層，對于線距要求非常精細的PCB板，開始有很多是采用DLP做的 PCB制板機來實現的?；贒LP技術的數碼曝光在成本上也是有優勢的，由于DLP的顯示速度非?？欤幻腌娋涂梢燥@示幾萬幅這樣的模式識別的畫面。這也幫助在PCB制板能夠快速的去做大批量生產，能夠幫助提高整個制板的效率。

    智能照明——不僅僅是傳統的可見光

    你是否曾遇到體檢時的恐怖場面——手青了一塊，因為護士找半天找不到靜脈在哪里，結果被扎得遍體鱗傷！

    記得有一款名叫Veinviewer的醫療產品。它是一個紅外攝像頭，由于血管的熱度和顏色會不一樣，它會先拍攝手的皮膚表面情況，拍攝出來以后，再結合投影，把這個畫面增強，再投影到手上，從而顯示出手的靜脈位置。利用這個產品幫助一些小孩子，或者一些靜脈不明顯的人，打針的時候就不會扎錯。在這個創新的應用案例中，DLP對光的支持已經突破了傳統的可見光，還有很多應用潛力供我們去挖掘。

    光譜分析在石油勘探，水、食物的品質的一些應用

    在這個應用中，DLP技術充當一個什么樣的角色呢？像TI1080p的芯片，如果有一束寬波帶波長的白光，通過分光棱鏡把這個光分成不同wavelength 波段的光，均勻的照到面板上以后，可以控制這個面板來開關每一個微鏡，來決定什么樣的波段的光可以被轉出去，它是光波長非常精確的一個控制器件。有了這個能夠精確的產生不同波段的光以后，就可以利用這個來判斷一個物體，比如把這個光照到一個物體上，再有一個感光器件，就能判斷出來這個物體在不同波段光的照射下的吸收和反射的情況，最后得到一個光譜，也就是這個物體在不同光譜下的表現，來分辨出這個物體本身是什么。這在像石油勘探，水、食物的品質，需要檢測物體的材質等很多應用里面，有廣泛的應用空間。DLP芯片不單單可以支持可見光波段的光線，它還支持400納米一直到2000納米的紅外。

    針對去年2016年上海慕尼黑電子展會展出的工業應用中的重點產品，德州儀器公司DLP產品嵌入式產品總經理Mariquita Gordon表示，德州儀器的DLP產品具有功能強大、更高分辨率、高效率以及支持400~700nm波段等核心競爭力，這讓它在那些需要精細分辨率或更快處理速度的一些工業設計如3D建模和快速物質檢測等應用場景優勢顯著?，F場也可以看到一些DLP技術在3D打印、牙模、PCB制版以及通過光譜分析進行固體/液體檢測方面的具體應用場景的案例。

    當心！DLP技術是塊 “二向箔”

    德州儀器的DLP技術應用的確具有無限可能性。除了上文幾個核心應用場景外，還有非常多的應用場景將用到DLP技術，如航空業用模擬機的顯示系統；安防（DLP指紋識別系統）一些新的應用，比如3D的指紋，傳統是按在玻璃上，做一個二維的，三維的指紋識別，還有安防監控的人臉識別，可做動態的三維的人臉識別；通過特征光譜可以進行非?？焖俚臋z測塑料/食品/環保（污水）/農業（種子）/藥品/工業材料/油品的材質和成分等。

    不得不說的是，在近紅外光譜范圍之內，很多物質不管是液態還是固態，它的分子對特征光譜，一些特定波長的光線，有吸收或者反射的特性，可以非常強烈的反映出它的特征光譜，通過特征光譜可以進行非常快速的檢測，比如藥物真假、藥物成份、物質有沒有被污染。相信在隨著針對不同應用領域的光譜分析產品問世，這將是DLP先進光控制在未來應用中的一個重大機遇。

    這不，現在，可支持食品或皮膚分析以及可穿戴健康監測器解決方案DLP 超級移動 NIR 光譜儀已經橫空出世，開發人員還可通過創新型 iOS 與 Android 應用來創建自己的數據收集和分析。

    同時，由于DLP芯片上的微鏡具有高速、高精確度和靈活等特性，使得其能超越傳統投影顯示技術而帶來更多創新。DLP技術可實現3D投影、互動投影、更低的維護成本和高效的無燈泡投影等新型投影，也可應用于除投影外的很多領域，包括尖端的3D印刷、工業檢測、3D掃描、光譜學、生物識別系統、化學分析和汽車解決方案等。未來，DLP技術將進一步向智能化發展：增強現實、互動式平視顯示、觸摸和基于手勢的控制臺、光刺激以及醫學儀器，VR/AR等都將是該技術的應用領域。

    前路也有挑戰。

    未來， DLP產品不光要解決電路問題，還有光學問題，面對的客戶也都是各行各業的，因此德州儀器力圖構建一個生態圈，可以把上下游資源整合到一起，據悉目前約有50個企業參與到DLP生態圈的建設。

責編：小雪