助力醫(yī)療、環(huán)保　工研院展示最新光電研發(fā)成果

工研院(ITRI)在近日于臺(tái)北開展的2013年國際光電展上發(fā)表多項(xiàng)創(chuàng)新科技，包含拍照免對(duì)焦并可隨意調(diào)整景深的「光場照相機(jī)」；使用于微創(chuàng)手術(shù)中，可以「眼到手到」的「直視型內(nèi)視鏡手術(shù)顯示器」；突破新技術(shù)的「Micro LED微顯示」；以及運(yùn)用于大樓帷幕的環(huán)保節(jié)電「全透明太陽能建材」，預(yù)期為3D立體影像、醫(yī)電、綠建筑等應(yīng)用領(lǐng)域帶來新活力。
工研院電子與光電研究所所長劉軍廷表示，在人手一支智慧型手機(jī)、隨時(shí)分享快速資訊與歡樂時(shí)光的需求下，相機(jī)在生活中扮演愈來愈重要地位，相對(duì)的對(duì)相機(jī)功能要求也愈高。工研院的光場照相機(jī)顛覆傳統(tǒng)的拍照原理，可以在拍完照片后，才選擇對(duì)焦的位置，讓阿嬤也可以成為攝影高手，不僅在數(shù)位相機(jī)市場來勢洶洶，更將成為下一波手機(jī)界的革新。

此外，針對(duì)ICT產(chǎn)業(yè)與高階醫(yī)療器材整合趨勢，工研院也積極投入醫(yī)學(xué)影像市場，隨著微創(chuàng)手術(shù)采用率普及，對(duì)于操作的精準(zhǔn)率以及手術(shù)中醫(yī)生、病人與顯示影像的相對(duì)位置，將會(huì)有越來越多的需求，工研院特別發(fā)表直視型內(nèi)視鏡手術(shù)顯示器，讓手術(shù)醫(yī)生更直覺地內(nèi)視病人體內(nèi)，達(dá)到不論在什么操作角度下，都可以隨時(shí)眼到手到的順暢。


先拍照再對(duì)焦第二代光場相機(jī)體積更輕薄

工研院自2011年起建構(gòu)光場相機(jī)的數(shù)位光學(xué)設(shè)計(jì)平臺(tái)，隨著3C商品邁向更輕薄化的趨勢，今年光電展發(fā)表的第二代光場相機(jī)體積更小更輕薄，解析度可達(dá)一千萬畫素，利用光場技術(shù)搜集來自四方八面的光源，使用光場相機(jī)拍照，只要隨性按下快門，事后再依據(jù)不同的需求調(diào)整所需的焦距與景深，并也可制作出立體照片。此外，由于具備立體影像拍攝與場景深度計(jì)算等功能，未來除了應(yīng)用于手機(jī)、數(shù)位相機(jī)等消費(fèi)性電子產(chǎn)品，也可跨入生醫(yī)、工業(yè)用機(jī)器人，以及保全業(yè)的人臉辨識(shí)系統(tǒng)等產(chǎn)業(yè)。


微創(chuàng)手術(shù)的頭戴式顯示器讓手術(shù)醫(yī)生更直覺地內(nèi)視病人體內(nèi)

目前在進(jìn)行內(nèi)視鏡手術(shù)時(shí)，醫(yī)生需藉助監(jiān)視器螢?zāi)粊碛^察手術(shù)情況。然而，醫(yī)生必須不斷的調(diào)整手術(shù)器械的位移量與角度，可是，顯示影像的監(jiān)視器卻放置于某一固定處。因此，醫(yī)生必須長時(shí)間抬頭去觀察該監(jiān)視器，且在手術(shù)行進(jìn)中需要不斷的修正視線的方向。工研院展出的「直視型內(nèi)視鏡手術(shù)顯示器」，針對(duì)微創(chuàng)手術(shù)使用的透視型顯示器，可直接穿戴于醫(yī)生的頭部，并將手術(shù)影像，病患的生理資訊畫面藉由光學(xué)設(shè)計(jì)的手法，構(gòu)成一虛像置于眼前，該虛像畫面可隨時(shí)保持在醫(yī)生的正前方，因此醫(yī)生可依照手術(shù)情況的需求，而調(diào)整頭部、手、身體的位置與角度，達(dá)到符合人體工學(xué)的手術(shù)情境，以便利醫(yī)生進(jìn)行手術(shù)。尤其特別的是，工研院的直視型內(nèi)視鏡手術(shù)顯示器，重量不到100公克。


Micro LED微顯示技術(shù)新突破戴上智慧眼鏡免當(dāng)?shù)皖^族

頭戴式智慧眼鏡讓你不用當(dāng)?shù)皖^族，就可以輕松找到各種所需資訊，是目前正夯的穿戴式電子產(chǎn)品。工研院今年光電展發(fā)表的「主動(dòng)式LED微晶粒晶片技術(shù)」，結(jié)合禾鈶公司的高解析度驅(qū)動(dòng)晶片，成功以LED技術(shù)開發(fā)完成單色主動(dòng)式微顯示及微投影應(yīng)用模組，除具有LED的高效率、高亮度、高可靠度及反應(yīng)時(shí)間快等特點(diǎn)，更具省電、體積小、薄型等優(yōu)勢，可應(yīng)用于如Google Glass的頭戴式顯示器，讓呈現(xiàn)的影像更快速流暢，其自發(fā)光顯示及無需背光源的特性，在微投影及微顯示市場的應(yīng)用深具潛力。


太陽能建材可供3C產(chǎn)品充電節(jié)能省電好幫手

工研院開發(fā)的全透明綠色節(jié)能窗建材，可說是現(xiàn)代建筑節(jié)能省電的好幫手，除了可阻絕99%以上的UVA、50%的IR (熱源產(chǎn)生主要波長)，并可提供部分太陽能電源，此項(xiàng)建材可廣泛被運(yùn)用于大樓玻璃帷幕、建材、屋頂或太陽能電廠中。發(fā)電的技術(shù)特點(diǎn)主要在于特殊設(shè)計(jì)的光擴(kuò)散層會(huì)均勻效率地將太陽光由光擴(kuò)散層與導(dǎo)光層的介面做反射，由兩側(cè)的太陽能模組集中收集，成功的將50%的太陽光能傳導(dǎo)到窗戶周圍的太陽能電池，可提供3C產(chǎn)品、LED燈具電源。除了具備一般窗戶透明的特質(zhì)外，且具良好韌度，成為防侵入的構(gòu)造，強(qiáng)化居家安全的保障。

除了以上技術(shù)，工研院亦針對(duì)工業(yè)檢測元件與3D建模應(yīng)用開發(fā)高解析深度感測器；目前工業(yè)檢測元件時(shí)使用的雷射掃描技術(shù)，需將元件停下進(jìn)行掃描，檢測過程耗時(shí)較長，而運(yùn)用工研院研發(fā)的「高解析深度感測器」，以紅外線投射特定圖紋到被測物體上，利用雙攝影機(jī)裝置同步擷取其影像，然后經(jīng)過影像特征比對(duì)與運(yùn)算處理后，可即時(shí)取得物體的深度影像資訊，且解析度可達(dá)1280x960。由于本技術(shù)特色為瞬間取像，因此可偵測移動(dòng)中的物件，且采用主動(dòng)式紅外光源，不管在一般光源或昏暗環(huán)境下皆能穩(wěn)定運(yùn)作。此技術(shù)所取得的深度資訊亦可作為3D建模，應(yīng)用于3D印表機(jī)。

另外利用光學(xué)進(jìn)行斷層掃描的設(shè)備近年發(fā)展快速，是一非侵入式及無輻射污染的醫(yī)學(xué)影像檢測設(shè)備，工研院開發(fā)的「眼科用光學(xué)斷層掃瞄儀」之醫(yī)療影像系統(tǒng)技術(shù)，整合光學(xué)斷層掃瞄鏡及掃瞄雷射眼底鏡之雙重功能，且自行開發(fā)影像分析軟體及控制系統(tǒng)，具有小體積、快速掃描及高解析之優(yōu)點(diǎn)，增加系統(tǒng)使用的功能性及便利性。可應(yīng)用于檢測視網(wǎng)膜厚度、糖尿病視網(wǎng)膜病變、老年化黃斑部病變、黃斑部破洞。

LED 晶片溫度是散熱設(shè)計(jì)技術(shù)上非常重要的一環(huán)，傳統(tǒng)的熱阻測量是將樣品置于控溫平臺(tái)并等待溫度平衡，再該溫度下的樣品電壓，然后重復(fù)數(shù)次，以取得溫度與電壓間的線性關(guān)系，此方法須花費(fèi)數(shù)分鐘至十?dāng)?shù)分鐘不等。工研院研發(fā)的LED快速量測系統(tǒng)，可省略上述過程，節(jié)省90%以上的測試時(shí)間，熱結(jié)構(gòu)分析可在3分鐘內(nèi)完成，而快速TSP (溫度靈敏系數(shù))量測僅需花費(fèi)20秒以內(nèi)。