“通過(guò)使用很多德州儀器DLP開發(fā)工具，我們的團(tuán)隊(duì)完成了大量基于光刻的3D打印工作及其他項(xiàng)目。DLP技術(shù)的高質(zhì)量和高性能使得我們可以從簡(jiǎn)單的研究3D打印到開始我們自己的3D打印機(jī)業(yè)務(wù)?！?/p>

——Jürgen Stampfl

維也納科技大學(xué)教授

“中國(guó)市場(chǎng)一直以來(lái)都是DLP的一個(gè)重要的戰(zhàn)略性市場(chǎng)，我們希望能加強(qiáng)同更多中國(guó)開發(fā)者和合作伙伴的溝通和交流，幫助他們開發(fā)更多基于DLP領(lǐng)先技術(shù)的未來(lái)智能顯示應(yīng)用。”

——Kent Novak

德州儀器高級(jí)副總裁兼DLP產(chǎn)品事業(yè)部總經(jīng)理

德州儀器的DLP技術(shù)相信很多用戶都有所了解，使用該技術(shù)的DMD成像芯片被廣泛應(yīng)用于各種投影成像領(lǐng)域，從最常見的商用及家用投影機(jī)，到電影院中的數(shù)字放映機(jī)（3DLP），以及集成在手機(jī)或平板電腦中的微投影模塊都能夠看到它的身影。然而獨(dú)特的光學(xué)技術(shù)特性使它還擁有更加廣闊的發(fā)展空間，例如它可以應(yīng)用在車載顯示系統(tǒng)、3D打印系統(tǒng)、3D掃描系統(tǒng)、醫(yī)療診斷系統(tǒng)中，給我們的生活帶來(lái)與眾不同的改變。

從技術(shù)原理上看，我們可以把DMD芯片理解成一個(gè)擁有數(shù)量龐大小鏡面的矩陣，例如DLP Pico高清芯片的分辨率為1280×800，就意味著在這個(gè)DMD芯片上的鏡面矩陣有1 280列、800行，總共1 024 000個(gè)小鏡子。在投影機(jī)中每個(gè)小鏡子事實(shí)上都對(duì)應(yīng)一個(gè)獨(dú)立的像素點(diǎn)。精彩的地方在于，在控制芯片的驅(qū)動(dòng)下，每個(gè)小鏡子都可以發(fā)生偏轉(zhuǎn)，將照在其上的光線反射到需要的地方，例如我們投影機(jī)中某個(gè)像素點(diǎn)此時(shí)需要亮起時(shí)，對(duì)應(yīng)像素點(diǎn)的小鏡子只需偏轉(zhuǎn)一下，即可將來(lái)自燈泡的光線投射到該點(diǎn)。更重要的是這個(gè)電力驅(qū)動(dòng)的偏轉(zhuǎn)鏡面組結(jié)構(gòu)擁有極高的響應(yīng)速度，可以輕松超過(guò)120Hz，滿足快門3D投影等技術(shù)的需求。

正是這個(gè)快速偏轉(zhuǎn)光線的能力給了DMD芯片光明的“就業(yè)前景”，使它不僅僅可在投影機(jī)中找到工作，還能夠幫助我們創(chuàng)造出很多新奇的玩意。

3D打印系統(tǒng)

3D打印無(wú)疑是近些年來(lái)十分熱門的話題，目前3D打印機(jī)的基本實(shí)現(xiàn)原理十分類似。我們可以把3D物體想象成是由一層層切片堆疊而成，3D打印機(jī)可以打印這一層層切片的邊緣形狀，由于每層切片都有一定厚度，因此將它們堆疊在一起即可形成一個(gè)完整的3D模型。目前主流的3D打印機(jī)都采用類似傳統(tǒng)噴墨打印機(jī)的結(jié)構(gòu)，打印頭中集成加熱單元，并將經(jīng)過(guò)加熱的塑料絲等打印材料從噴頭口擠出，隨著擠出動(dòng)作和打印頭的來(lái)回移動(dòng)，3D物體的一層即可被打印出來(lái)，此時(shí)承載被打印物體的打印臺(tái)會(huì)向下移動(dòng)一層的厚度，打印頭會(huì)在這一層上繼續(xù)打印物體的下一層。采用這種技術(shù)的3D打印機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但是精度略差，更關(guān)鍵的問(wèn)題在于由于需要等待打印材料凝固，因此其整體打印速度并不會(huì)太快。

而EnvisionTEC公司推出的3D打印機(jī)則采用了光固化技術(shù)，這種方式讓DLP技術(shù)有了用武之地。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，這種3D打印機(jī)采用的打印耗材通常情況下為液態(tài)，在經(jīng)過(guò)特殊光譜的光線照射后，被照射的部分會(huì)迅速凝固。EnvisionTEC的3D打印機(jī)擁有一個(gè)液態(tài)原料池，放置打印物體的打印臺(tái)浸沒于液態(tài)原料中，液態(tài)原料僅在打印臺(tái)平面上覆蓋極薄的一層。LED光源將光線照射到DMD芯片上，DMD芯片根據(jù)該層需要的形狀將需要的光線反射到液態(tài)原料上，被照射的部分將迅速固化，之后打印平臺(tái)將垂直移動(dòng)，仍舊讓液態(tài)原料薄薄地覆蓋在打印出的第一層上，再次照射固化出第二層，如此往復(fù)，最終可以獲得一個(gè)完整的3D模型。這種技術(shù)可以有效地減少材料在固化過(guò)程中產(chǎn)生的收縮形變，并能夠明顯提高打印效率，目前其主流產(chǎn)品能實(shí)現(xiàn)10mm/h的打印速度，是當(dāng)前同類產(chǎn)品的近兩倍。

車載顯示系統(tǒng)

采用DLP技術(shù)的車載顯示系統(tǒng)可以被理解成微型投影機(jī)更加靈活的一種應(yīng)用案例。DLP的HUD（擋風(fēng)玻璃顯示，Head Up Displays）系統(tǒng)可以直接將導(dǎo)航信息、安全警告、來(lái)電信息等投射到我們面前的擋風(fēng)玻璃上，與傳統(tǒng)的HUD系統(tǒng)相比，DLP的系統(tǒng)可以投射全彩色的畫面，并且能夠提供更好的自適應(yīng)特性，隨著用戶座椅位置等狀態(tài)發(fā)生變化，這個(gè)投影系統(tǒng)也能夠改變投影畫面的位置。

微型投影機(jī)還能夠應(yīng)用于車用儀表臺(tái)，本質(zhì)上采用DLP技術(shù)的儀表臺(tái)實(shí)際上就是車中一個(gè)背投影顯示系統(tǒng)，用戶所接觸的儀表臺(tái)表面就是一個(gè)背投幕布，而DMD芯片、鏡頭和光源均位于這個(gè)幕布之后。它擁有傳統(tǒng)背投或前投系統(tǒng)同樣的優(yōu)勢(shì)，能夠通過(guò)軟件或光學(xué)進(jìn)行畫面校準(zhǔn)，可以在曲面上投影出比例正常的畫面，甚至能夠投影出異形的畫面。這兩個(gè)優(yōu)勢(shì)能讓我們將畫面顯示區(qū)域與物理按鍵結(jié)合使用，并且能夠根據(jù)顯示內(nèi)容的變化改變物理按鍵周邊的顯示內(nèi)容。例如當(dāng)前在收音機(jī)界面下旋轉(zhuǎn)中控臺(tái)中的旋鈕，旋鈕的功能就會(huì)是音量調(diào)整，圍繞旋鈕還會(huì)顯示音量變化的信息。當(dāng)切換到空調(diào)界面時(shí)，旋轉(zhuǎn)按鈕就可以調(diào)整溫度，而旋鈕的周邊也會(huì)顯示溫度變化的信息。另外，這一系統(tǒng)還可以附加攝像頭和其他傳感器，實(shí)現(xiàn)很多特殊的交互特性，如判斷用戶的手是否接近儀表臺(tái)，并根據(jù)接近的動(dòng)作調(diào)整畫面的內(nèi)容以及實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)觸摸等。根據(jù)德州儀器的預(yù)計(jì)，它們最早會(huì)在2016年將DLP的顯示技術(shù)應(yīng)用到銷售的汽車產(chǎn)品中。

3D掃描系統(tǒng)

隨著Kinect的興起，圍繞3D掃描的應(yīng)用開始越來(lái)越多，然而面向家用市場(chǎng)的3D掃描設(shè)備如Kinect的掃描精度暫時(shí)還差強(qiáng)人意，在對(duì)精度有較高要求的應(yīng)用領(lǐng)域往往派不上用場(chǎng)。而傳統(tǒng)的高精度3D掃描儀造價(jià)較高，而且掃描速度通常比較慢。而能夠輕松控制光線的DLP芯片在與攝像頭和相關(guān)軟件配合后，卻可以實(shí)現(xiàn)相對(duì)低成本、高精度、高速度的3D掃描。

這種3D掃描儀由DLP成像系統(tǒng)與攝像頭相互結(jié)合而成，DLP成像系統(tǒng)按照一定的頻率周期投射一條條直線，而與之配合的攝像頭也會(huì)周期地拍下這些畫面，通過(guò)設(shè)定固定的鏡頭和特定的角度，在拍攝來(lái)自一個(gè)平面反射回來(lái)的直線時(shí)，拍攝到的線條也將是直的。此時(shí)，在拍攝一個(gè)3D物體時(shí)，線條會(huì)從物體的邊緣一條條“掃”過(guò)整個(gè)物體，此時(shí)由于物體存在凹凸，導(dǎo)致攝像頭拍攝下的線條發(fā)生彎曲，通過(guò)計(jì)算該線條的變化即可知道線條所投射到的物體位置距離鏡頭的遠(yuǎn)近。將每條線條的數(shù)據(jù)拼合在一起，即可得到整個(gè)物體表面的凹凸信息，即深度（z軸）信息，借助這些深度信息就能夠生成整個(gè)物體的3D模型。由于DLP芯片具有極高的刷新率，且每個(gè)小鏡子可偏轉(zhuǎn)的角度能夠精確控制，因此該系統(tǒng)可以在很短的時(shí)間內(nèi)投射出密度極高的線條，線條密度越高意味著掃描的精度越高，獲得的3D模型與真實(shí)的物體就越接近。目前根據(jù)德州儀器的說(shuō)法，這種3D掃描設(shè)備的掃描精度誤差可降至1μm。

醫(yī)療診斷系統(tǒng)

除了工程監(jiān)控和制造行業(yè)外，DLP開發(fā)套件還在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域有很大的發(fā)展，例如Christie公司推出的產(chǎn)品利用DLP技術(shù)可以將皮下血管結(jié)構(gòu)和血流圖像的實(shí)時(shí)數(shù)碼影像直接投射到皮膚表面，幫助醫(yī)院提升診療效率。

該產(chǎn)品對(duì)皮膚發(fā)送紅外光并收集反射回來(lái)的數(shù)據(jù)，由于有血液流動(dòng)的血管會(huì)吸收一定的紅外光，因此收集到的紅外光即可生成血管的圖像。借助DLP技術(shù)Christie的設(shè)備可以將這些圖像實(shí)時(shí)投影在皮膚的對(duì)應(yīng)位置上，這樣醫(yī)生就能夠很清楚地看到皮下血管的位置，了解整個(gè)血液流動(dòng)的狀況，進(jìn)而進(jìn)行病情診斷或注射。