它贏得了“奧斯卡”，不過它還想給工業(yè)帶來一些變化

在2017年3月14日-16日，亞洲最大光電行業(yè)盛會-慕尼黑上海光博會上，激光器與光電子、光學(xué)與光學(xué)制造、激光生產(chǎn)與加工技術(shù)、成像，檢測和質(zhì)量控制這四大專題，是不容錯過的行業(yè)趨勢。今年的慕尼黑上海光博會上，有哪些創(chuàng)意產(chǎn)品比較吸引工程師和觀眾的眼球呢?

真三維立體顯示VX1

VR很強(qiáng)大，AR很科幻?然而這兩項(xiàng)技術(shù)用戶都需要借助特定的設(shè)備才能看到虛擬的影像。而這款真三維立體顯示VX1利用德州儀器(TI) DLP®技術(shù)的光子引擎驅(qū)動，該引擎通過獨(dú)特的軟硬件搭配，能夠每秒將超過5億個光點(diǎn)精確的投射到一個物理空間內(nèi)，實(shí)現(xiàn)真三維立體顯示。

圖1

簡單說，它由一塊屏幕快速上下移動，通過DLP技術(shù)將光點(diǎn)投影到屏幕上，由于人眼的視覺延遲感應(yīng)速度>=40ms。這樣我們就能清晰的看到3D成像啦。是不是很炫酷?

3D掃描打印

IN-VISION提供從電子和光學(xué)設(shè)計到全系統(tǒng)集成，原型制造和批量生產(chǎn)的制造和工程服務(wù)。這家公司在模擬電影和電影放映機(jī)行業(yè)已經(jīng)有30多年。如今，IN-VISION已經(jīng)擴(kuò)展了多年來在3D電影光學(xué)，3D計量，光刻以及醫(yī)療和生命科學(xué)應(yīng)用領(lǐng)域的不斷發(fā)展的技術(shù)。

目前，IN-VISION主要專注于從零開始設(shè)計和制造整個光機(jī)械和機(jī)電系統(tǒng)。此次的慕尼黑上海電子展，IN-VISION展示了其強(qiáng)大的3D掃描打印工具。

這款3D掃描打印系統(tǒng)，采用DLP光學(xué)引擎，直接掃描立體物體，然后3D打印出來。

當(dāng)然，展會上還有很多好玩的科技，比如臺灣公司展示的掃描式NIR近紅外光譜儀，它能夠識別水果是否壞掉，衣物是什么材料組成等等;韓國Tomocube 展示的3D全系顯微鏡，采用HT技術(shù)實(shí)現(xiàn)活細(xì)胞的無標(biāo)記3D成像，開創(chuàng)了顯微鏡檢測的新紀(jì)元;以上這些創(chuàng)新技術(shù)統(tǒng)統(tǒng)都采用了DLP技術(shù)，這讓我們好奇TI的光學(xué)DLP技術(shù)在工業(yè)方面也有如此潛力?要解答這個問題，我們先來看看DLP技術(shù)的發(fā)展。

DLP產(chǎn)品的歷史

從1996年以來，DLP產(chǎn)品量產(chǎn)至今已經(jīng)有超過20年的時間，從最開始導(dǎo)入數(shù)字投影市場，再到后面DLP技術(shù)領(lǐng)導(dǎo)參與了數(shù)字影院從膠片時代轉(zhuǎn)換到數(shù)字時代(2015年2月11日，DLP芯片發(fā)明者Larry J. Hornbeck博士榮獲美國電影藝術(shù)與科學(xué)學(xué)院獎(即奧斯卡獎)。目前全球超過八成的影院都采用了DLP影院顯示技術(shù)，這意味著全球電影產(chǎn)業(yè)從35毫米膠片電影到數(shù)字電影的轉(zhuǎn)型已基本完成。)。

此后DLP技術(shù)仍舊在不斷進(jìn)步和拓展。到2009年時，DLP芯片開始小型化，這使得DLP芯片能夠集成到一些流行的個人消費(fèi)電子產(chǎn)品，例如藍(lán)牙音響和投影結(jié)合產(chǎn)生的一些新型的產(chǎn)品概念。在汽車電子領(lǐng)域，2015年第一顆符合車規(guī)認(rèn)證的DLP產(chǎn)品出世，它可以用于HUD(車載抬頭顯示)等一些車載應(yīng)用。那么在工業(yè)領(lǐng)域DLP技術(shù)又將有何表現(xiàn)呢?

DLP技術(shù)在工業(yè)領(lǐng)域的大顯身手

事實(shí)上，TI DLP產(chǎn)品大概有四個事業(yè)部門：

第一塊是商用和影院的顯示，主要針對面積比較大的面板，支持更高亮度的輸出，用于商用投影、教育投影，以及數(shù)字影院這一類的產(chǎn)品。

第二塊是微型投影，針對一些個人消費(fèi)電子產(chǎn)品，強(qiáng)調(diào)的是小型化、低功耗，以及做一些和消費(fèi)結(jié)合得更緊密的產(chǎn)品形態(tài)，包括虛擬現(xiàn)實(shí)(VR)、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)(AR)這些應(yīng)用。

第三塊是汽車產(chǎn)品部門。目前在發(fā)展的是HUD以及使用DLP技術(shù)做智能大燈，賦予大燈某一種更高分辨率的能力，來提高駕駛的安全和樂趣性。

第四塊是針對工業(yè)的產(chǎn)品。包括3D打印、3D掃描，包括光譜分析等等。

DLP企業(yè)及影院顯示工業(yè)產(chǎn)品市場負(fù)責(zé)人Raecine Meza稱：“我們的微型或者是一些小型化的產(chǎn)品的封裝尺寸都非常小，例如這塊DLP2010芯片，它大概40萬像素，尺寸非常非常小。而這塊大芯片有0.9英寸，可以做到400萬像素，而且能夠支持非常高的光功率，支持不同的UV光，可以符合很多不同應(yīng)用場景的需求。”

TI DLP® 企業(yè)及影院顯示工業(yè)產(chǎn)品市場負(fù)責(zé)人Raecine Meza

值得一提的是，DLP產(chǎn)品非常靈活，可以裁剪選用不同像素的技術(shù)，以及裁剪不同的尺寸，可以有一個非常豐富的產(chǎn)品線來支持不同的一些需求。

事實(shí)上， DLP產(chǎn)品的本質(zhì)就是MEMS微鏡，在寬光譜下都具有非常一致、非常好的響應(yīng)，對視頻投影機(jī)來講，主要用的是可見光，光譜從420納米到700、780納米波段。而在很多工業(yè)應(yīng)用，比如3D掃描打印要用到UV光，數(shù)字曝光都要用到UV光，DLP工業(yè)芯片擁有非常寬的光譜。從363納米一直到2500納米，它覆蓋了UV、可見光一直到近紅外的波段。

在近紅外波段，DLP產(chǎn)品可以做一些非常有意思的產(chǎn)品，比如近紅外光譜分析儀，近紅外波段下有豐富的針對一些細(xì)胞或者是有機(jī)物非常豐富的響應(yīng)光特征，工程師用這個光譜可以分析出很多有機(jī)物的含量，或者是一些成分。這里有一個非常有意思的場景，在一些農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，植物通常會患病死亡，而這方面的檢測大多都需要在實(shí)驗(yàn)室完成費(fèi)時費(fèi)力，如果有一款搭載DLP光學(xué)檢測的儀器，將會大大提高農(nóng)作物的產(chǎn)量。

而在近紅外波段，也適合做一些3D測量，包括和人相關(guān)的人眼識別、指紋識別等等，可以在不可以觀測的情況下完成3D掃描。

上面主要講DLP產(chǎn)品擁有的超寬光譜特性，DLP產(chǎn)品的另一個特性就是顯示速度非常快，如果配合高速的照相機(jī)以及高速處理器，它實(shí)現(xiàn)非常實(shí)時、非常快速的3D的云圖生成。這個對一些在線檢測需求的領(lǐng)域，比如很多工業(yè)場景中需要對所有的產(chǎn)品進(jìn)行全檢，檢測速度就決定了它的吞吐量，也就是產(chǎn)量，所以速度是非常重要的。舉個例子：

近年來，PCB和PCBA行業(yè)有一個明顯的趨勢。隨著整個半導(dǎo)體行業(yè)芯片做得越來越小，板子做得越來越精致，尤其像手機(jī)行業(yè)，對于很多電子元器件都要集成到一個電路板上，這對PCBA供應(yīng)商產(chǎn)生了一個極大的技術(shù)挑戰(zhàn)。隨著BGA封裝應(yīng)用越來越廣泛，一旦你的焊接不良，很可能使整個板子都報廢，而不是很容易去修理。所以，在貼片之前，很多時候都需要對焊接，錫膏涂的情況做很精確的檢測，這個檢測不單單是要檢測有沒有點(diǎn)錫，而是要檢測到點(diǎn)錫到底體積是多少，因?yàn)樽罱K錫的體積決定了焊接的可靠性和品質(zhì)。隨著采用DLP技術(shù)的3D自動光學(xué)檢測的普及，工程師們可以快速判斷焊接品質(zhì)。

此外，DLP產(chǎn)品的頻段非常靈活、而完全可編程的，用戶可以根據(jù)測量需求動態(tài)地去調(diào)整或者是去產(chǎn)生非常靈活不同的結(jié)構(gòu)光，來適應(yīng)不同場景。

寫在最后

借助DLP芯片在工業(yè)領(lǐng)域強(qiáng)大的特性，我們可以把傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室高精度的設(shè)備變得小型化、便捷化，能夠幫助工程師們做很多實(shí)際的檢測，比如檢測食物、汽油、藥物等。當(dāng)然，它的局限不僅僅與此，未來將有更多的創(chuàng)意DLP工業(yè)應(yīng)用產(chǎn)生，你準(zhǔn)備好變革了嗎?