当提到DLP技术时,你的第一个印象是什么呢?
大多数人会单纯的把DLP理解为高清图像投影仪,当然这样的理解是正确的,因为目前大部分中高档投影机都是采用了TI的DLP技术。
DLP的技术核心是DMD芯片,是由TI Larry Hornback博士于1977年发明的。最开始,主要是为了开发印刷技术的成像机制,先以模拟技术开发微型机械控制,1981年才改用数字式的控制技 术,正式命名为Digital Micro-mirror Devices,并开始分成印刷技术与数字成像两个方向来研发。到了1991年TI决定将数字成像的开发独立成一个事业部,并于1996年开发出第一个数字图像产品,1997年正式终止印刷技术的研发,全力进行数字图像的研发。
德州仪器Larry Hornback博士
实际上,过去几十年中,由于伟大的工程师们,DLP已经进入到工业、医疗等你意想不到的应用场景中。
根据TI DLP嵌入式产品线经理Gina Park的形容,DLP是世界上最复杂的芯片,DMD器件是DLP的基础,一个DMD可被简单描述成为一个半导体光开关,50~130万个微镜片聚集在CMOS硅基片上。一片微镜片表示一个像素,变换速率为1000次/秒,或更快。每一镜片的尺寸为14μm×14μm(或16μm×16μm),为便于调节其方向与角度,在其下方均设有类似铰链作用的转动装置。微镜片的转动受控于来自CMOS RAM的数字驱动信号。当数字信号被写入SRAM时,静电会激活地址电极、镜片和轭板(YOKE)以促使铰链装置转动。一旦接收到相应信号,镜片倾斜10°,并随来自SRAM的数字信号而倾斜+12°;如显微镜片处于非投影状态,则被示为“关”,并倾斜-12°。简而言之,DMD的工作原理就是借助微镜装置反射需要的光,同时通过光吸收器吸收不需要的光来实现影像的投影,而其光照方向则是借助静电作用,通过控制微镜片角度来实现的。
而这些小镜片显然做的不止是投射影片这么一件事。
现在,DLP已变为“用于曝光感光材料的可编程光转向技术”,新的应用包括PCB曝光、3D机器视觉、3D打印等等。
具体来说,对于PCB曝光,DLP技术可以省去掩膜需求,提高生产效率;对于机器视觉,DLP由于可编程,因此可以随意的生成用户想要的图案;对于3D打印,DLP可以让机器打印的更准确、更快速,可以用来打印包括医疗助听器,假牙等设备。
正因为DLP如此的魅力,TI特别成立了DLP嵌入式业务部,Gina Park担任产品线经理,“主要职责是拓展非显示类的DLP应用”。
TI正在挖掘DLP相关创客,为此TI提供包括社区、文档、工具、软件以及DLP设计网络。
DLP设计网络,是“一个独立的,高效的,为DLP相关设计提供软硬件集成、光学设计、系统集成、原型设计、制造服务以及解决方案等的公司,该公司可以加速DLP产品的开发周期和上市时间。”[page]
DLP微投:2012年三星Galaxy Beam嵌入了DLP,让手机可以像投影仪一样,和其他用户分享照片,最大可支持50英寸投影面积。所搭载的投影仪亮度为15流明,分辨率为640x360像素。
3D打印机:EnvisionTEC的个人3D打印机Perfactory 3D,采用了DLP技术。这款带有ERM系统的3D 打印机可以在最短时间内生产出最为精细的产品。利用蜡基聚合物或玻璃纤维填充复合材料,DDP3可以生产牙冠、牙套、牙桥和嵌体。
打印范围: 3.5" x 2.7" x 9.1" (90 x 68 x 230 mm)
投影仪分辨率: 2800 x 2100 pixels
原始像素尺寸: 0.0020" (50 µm)
ERM 像素:0.0010" (25µm)
Z轴动态立体像素:0.0020" (50 µm) to 0.0059" (150 µm)
3D扫描:seikowave使用DLP光测量技术研究油气管道。
公司的手持设备,可以植入管道中,以收集管道的物理数据及缺陷检测,包括腐蚀坑,裂纹,和凹痕等。
DLP的分辨率和速度使管道的高精度扫描和分析更有效率。
食品成分扫描:TellSpec利用DLP技术分析食物的组成部分、热量或者糖分。其工作原理其实并不难理解:它含有一个分光计,而光是由名为光子的粒子构成的。当用户拿着TellSpec扫描仪对着食物进行激光扫描,部分光子就会被吸收,进而提升了食物中的分子能量水平。随后,更低能量的光子便会“现出原形”。TellSpec扫描仪中的分光计会按照波长对这些光子进行过滤并计数,由此产生的光谱,会“泄露”食物中的化学成分。接下来,这个光谱会被上传至网络服务器,供技术人员分析。最后,服务器会将食物中的过敏原、化学成分和营养成分等相关信息,发送到用户的手机上。
VeinViewer技术是一种血管成像系统,它使医师、护士以及其他医务人员可以以实时模式清楚地看到通路血管(或缺乏通路血管)的具体状况。该设备联合使用DLP对血管结构进行成像,并将其位置直接投射到皮肤表面。这给临床医师实施手术与治疗提供了一种安全的、非侵入性的辅助技术,包括(但不限于)静脉内插管、经外周静脉插入的中心静脉导管(PICC)的插管、常规静脉穿刺、血液与血浆捐献,以及静脉曲张和蜘蛛状血管病变的治疗。
voxon公司开发的voxiebox,是世界上第一个“全息娱乐系统。”
该系统采用立体显示技术,利用DLP的速度和高分辨率,打造一个全息立体显示。
用户无需佩戴3D眼镜或者其他类似的辅助设备便可看到3D画面。
Maskless Lithography公司无掩膜数码式曝光机的技术基础是以DLP为基础, 搭配UV光源,并以灰阶影像 (Grey Level Imaging, GLI) 处理软件控制来实现PCB高产能速度及高分辨率曝光。无需使用聚合物掩模与PCB材料接触,而是通过数字技术直接在光阻材料上曝光。
HUD抬头显示技术:即将汽车相关信息投射到前挡风玻璃上,司机无需低头便可观察到汽车的一系列信息。DLP技术的独特性使其能够解决抬头显示系统的常见设计问题,包括管理极端环境和热负荷,交付高亮度和高分辨率,以及实现动态调光功能。此外,基于DLP投影的架构可提供灵活的光学设计,从而创建虚拟大视野路面显示,扩大驾驶员的视野并为驾驶员提供援助。
DLP影院:2014年3月,TI宣布全球有超过10万个荧幕采用了DLP技术,DLP 影院技术能投影出如液晶般清晰、锐利流畅、栩栩如生的图像,从而产生极致的图像质量。DLP 影院技术在每次放映时都能提供具有难以置信的清晰度和明亮色彩的真正数字图像。
有了 DLP 影院技术,就再也不会出现那些困扰胶片电影的常见问题,如褪色、跳转和迂回、划痕和灰尘积累。DLP 影院能始终提供品质不变的均匀图像。有了 DLP 数字技术,不论在影片的首映周还是首映后的第 5 周观看,电影爱好者都能如导演所期望的那样观赏到原汁原味的电影。
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