DLP工业应用创新及解决方案 (1)

下面 我想给大家介绍DLP的技术 所以我想 问一下在座的各位有做DLP项目的吗 或者有知道DLP技术是什么的吗 好像没有 有看电影的吗 有喜欢看电影的吗 哇 工程师不都挺喜欢看电影的吗 怎么这么少人 OK 那么这个可能跟其他的TI Techology包括跟TI的同事讲的内容不一样 那么没有人做DLP那么我们就做一个普及 那么希望能给大家带了一些新的想法 有一天可能大家在自己的产品规划 或者未来的产品设计上 可能会觉得 诶 这也是我的一个新的方向 可以去考虑 今天呢是一个工业研讨会 所以我们讲一下DLP在工业上我们做什么 到底呢我们DLP是个什么样的技术或者说DLP是个什么样的产品 那么有这么几个点 大家对DLP不是那么了解 所以我想花一点时间 来给大家介绍一下 什么是DLP技术 然后呢我们在工业上有什么样的一些应用方向 包括这个是比较关键的 TI呢通常会开发很多的工具 很多的（听不清） 那么有时候我们的（听不清）可以供大家选择 那么大家有什么问题的话 可以做一个现场的解答 首先呢DLP是一个MEMS Device MEMS Device有人知道吧 工程师肯定会有人吧 （听不清）MEMS Device（听不清）所以它是一个（听不清）system 那这个MEMS Device 这个是DLP的核心器件 我们叫它（听不清）芯片 那么它上面集成了很多 如果把这个芯片放大的话 上面是阵列分布了很多的小方块 那么这个小方块叫DMD的digital micro-mirrirs 其实就是一个小的镜片 那么这个MAMS Device 我把它放大之后就是有很多这样的结构组成的小的镜片 那这每一个小的镜片呢在数字信号的驱动下 它会做 两个正负方向的快速偏转 那当这个光线照在这个镜片的时候 那它通过他的这个偏转 把光线反射到不同的方向 我觉得大家小时候都有玩过拿个镜子对着太阳光照对面的女生对吧 其实这是一个很简单的反射的原理 通过镜片的反射 把光线反射到不同的方向 反射到不同的方向之后 用这个工作原理 我们来实现最终的影像的显示 所以说呢 这个DMD有很多很多这种小的镜片 给大家一个概念 这个DMD display panel面板 那它呢是有一个分辨率的称呼 那么可能大家比较熟悉的是4K1080 那么1080这么一颗芯片呢 它上面集成了 1080的（听不清）都知道1920至1080 那代表这个DN（？）芯片 集成了1920乘以1080等于22万个这种小的镜片 每一个小的镜片我都可以独立去控制 做更多方向的偏转 大家可以想象一下 在一个0.7英寸的面积上有220万个这么小的镜片 而且都是（听不清）控制 对于我们来讲是个比较省心的技术 到底它可以用来做什么 我们来看一下DLP的发展历史 大家很快地过一下 DLP到底为什么发明出来 它用来做什么样的产品 未来想做什么 这位先生叫Larry Ben Larry博士在1987年发明了这个技术 所以我想可能在座某些同事年龄大一点 可能在座有90后的工程师 博士在87年发明这个技术 发明这个技术后我们到底用来做什么 所以说 经过很长的时间 到1996年 我们捣出了第一个商用的产品 这个大家都知道是什么 投影器 所以说我们把这个技术用到了投影器里面 在当时的投影市场 都是CRT三枪的投影机 包括另外一个技术就是液晶的投影机 所以DLP是第一款数字技术的投影产品 所以96年我们推出了第一款DLP的投影机 那在1998年获得第一次的艾美奖 艾美奖是工程界很高的一个奖项 那么到04年我们成为全球第一大的（听不清） 这个（听不清）角度来讲 那么这个时间点我们一直在做投影 在做显示市场 那今天有个点没讲出来 1999年 那当时TI在99年之前跟好莱坞一起合作 怎么样 把我们的电影行业从胶片转到数字时代 所以1999年第一部星球大战前传就是 全球首部采用数字DLP技术 DLP数字影片放映机公开放映的第一部数字电影 那么 所以说在这个行业里面DLP 所以我刚刚问大家喜不喜欢看电影 你在国内看到的所有的数字电影 不管是3D的 2D的 MIX 只要是数字的 中国基本都是百分百数字 那么里面有99.99999%的可能性你看的是DLP的放映机 OK 所以DLP在这个放映行业是一个领先的地位 那么到09年的时候我们在想 说是 会议室 教室 工程展室 数字影院市场 那个投影还可以做什么 那我们在想 能不能把这个投影机无限的缩小 小到可以集成在我们客人的消费电子产品 比如说我们的手机 我们的iPad 我们的BC 还有一些便携式的投影产品 所以09年我捣出了全球第一台微型投影 所以当年我们的一个合作伙伴他推出了全球第一款DLP的微型投影机 那么在2009年时代杂志评选的全球十大创新产品它排第二位 就是这个DLP的微型投影 大家猜猜第一位是谁 对 没错 所以说呢09年开始呢我们在导入时把投影往小 便携方向再转 所以大家看到市面很多叫无屏电视的产品 这个就是DLP微型投影的一个发展方向 我们希望可以做到最大 给大家在影院看到几万流明的投影机 也希望可以做到最小 可以存在我们的手机 我们随身的一些电子产品 那么这些还是以投影显示为主 但除此之外DLP 还可以做什么呢 这是我们需要思考 需要下一个十年 需要再往后面去看 我们能够把这个技术怎么样发扬光大的一个方向 所以说呢 我们再看一些工业市场 医疗 工业 扫描 打印 包括我们的汽车电子 那么 这个我想大家都知道是什么对吧 应该没有人不知道这个东西 对 那么Larry博士今年在2月份拿到了他的第一座小金人 但他不是作为一个电影人拿到的 他拿到的是电影技术科学工程委员会给他颁发的这个小金人 是表彰他发明的DLP技术对整个数字电影行业的一个推动 所以应该也是唯一的一个非(听不清）拿到第一个小金人 所以说他比所有的好莱坞的影星影后都早了几个月拿到这个 所以呢这个也是表彰了对我们DLP技术非常大的一个肯定 那么 我们看一下我们怎么找一些新的应用方向 我前面大概过了一下DLP的发展历程 最开始我们是以投影机为主 OK 这个投影产品我们已经得到很多一些市场的肯定 然后我们在投影机的基础上再扩展它的应用方向 从最小的微型投影 最高调的数字影院放映机 到我们在教育行业各种各样的互动的一些新的功能的增加 这些都是以投影显示为主 下一步我们希望能够看到更多的新型的方向 怎么样把这个技术扩展到非影像显示的应用方向 那么我后面会有一个比较详细的介绍 我们可以很快过一下 比如三维扫描 在自动化产线上 我们要做一些品质检测 我们要做一些产品的筛选 比如说这个工业机器人 很多螺丝钉 螺丝帽 它到底要哪种规格的 为了提高它的精度 速度或准确度 我们需要3维的信息 那我们DLP有做3维扫描 数字曝光 包括些医疗方向 这个是我们的客户 叫 crystal digital 他们发明的 叫血管造影仪 这个很有意思 出发点因为 crystal digital 是在 欧美市场有很多人是比较肥胖 但中国也有这个趋势了 一些老年人 肥胖人士 和婴儿 他的血管是非常干燥的 他血管非常干燥 如果在医院护士去找这个血管的时候 会非常困难 所以他们就做了这个产品 血液里的血小板红细胞它对红外线有一定吸收作用 所以当红外线投射在你皮肤上的时候 通过反射回来的红外线的能量 也可以探测到你血管的位置 所以这个时候它会投影一个虚拟的影像投射在你的皮肤上面 那这样就会知道你血管位置在哪里 OK 所以很小一个发明但帮助很多人去解决这个打针的问题 所以大家以后如果有机会遇到 再去打针的时候 护士不会再啪啪把你的胳膊拍得很响 试着拍血管的位置 所以这个一些小小的改变可以对我们整个人的生活带来一些变化 包括我们的汽车电子 现在可能大家关注一些很多人在探讨这事个叫HUD 叫Head Up Display抬头显示 那么这个市场现在应该在预热 但是实际上Head Up Display 80 年代已经有了 我想在座各位你们如果开车 宝马 好像标志的3008也有这个HUD 但HUD有各种各样的类别 今天的出发点是说希望把你的行车信息 导航信息 仪表上的仪表盘 的重要的信息能够显示在 理想的状况是显示在你的车挡风玻璃前面大概20-20厘米以内的一个虚拟影像 因为他不希望大家开车可能看导航的时候 看一下路面 很快看一下方向 然后再回来 其实这个时间偶尔还是会有风险 所以说刚HUD把你这个重要的信息投射到挡风玻璃前面的时候 那么在你驾驶的时候会能够非常好的帮助你 主动安全的一个信息可以给你一个很大的帮助 所以HUD现在我们也在做一些很多的尝试 下面我想就工业应用 因为千奇百怪 所以说呢我们通过它的应用方向 实现的方式 和他的技术原理 大概归类的四个大的方向 那么这个是通用性的地方 正真的工业应用我想都应该做很多工业设计 每家厂商每个产品的设计都有不同的需求 但是他的核心是一样的 所以我想给大家过这四个大的方向 第一个叫Machine Vision 第二个叫Spectrscopy 这个是我花了很长时间学怎么念 第三个叫3D Printing 第四个叫Lithography 所以这四个英文我给大家很快过一下 DLP在里面是一个什么样的作用 他能实现什么样的功能 对大家有什么样的启发和帮助 那首先我们看一下3D这个机器视觉模式 因为机器视觉这个词越来越受到关注 机器人的市场对机器视觉这个频度越来越高 那么 Machine Vision这个词从字面理解 就是让机器有视觉 能够更智能化 那么在这大家可以看到很多应用方向都会用到这种Machine Vision的方式 你的Location guidance 手机在定位的时候 它需要一些定位的信息 辅助信息 在做 QC 的时候 做一个车 做一个轮毂 做一个任何一个机械结构件 他的技术是否能够 有没有瑕疵 有没有裂痕 包括biometrics生物识别 人脸识别 指纹识别 虹膜识别 包括（听不清） 包括我们现在最简单一些体感游戏 一些手势触控 这些都是归类在机器识别这个范畴 它是一个非常非常广义的一个词 那么今天我们想谈的是3D的机器视觉 三维 因为现在很多的机器视觉 目前整个全球的机器视觉的市场85%以上还在2D是范畴 那么我们觉得未来的需求会越来越高的智能 越来越高的精度 越来越快速的响应 那对3D的需求也越来越高 那么首先来看一下三维的机器视觉里面很大的一块叫三维测量 那我先测量了我的对象之后知道怎么做下一步的判断 那么在3D的测量技术 2D的测量我想大家都很熟了 最普通就是Camera Picture 然后在做这种图像处理 这种方式去做 那么 3D测量里面有很多种 一种是这个破坏性 我要做一项工程 做这个东西 可能我要用触碰式的方式去做这个时 可能会对这个造成破坏 所以说这个时候大家对optics的需求也需要 我不需要对样本做任何的破坏 但是我用光学的方式能够得到它的三维模型 那么在 在光学3D测量里面很重要的一个算法叫Triangulation 三坐标法 我需要知道一个三角形的定位信息 通过这个定位信息我能获取它每一个检测目标 它表面一个XYZ的信息 那尤其我们要常用的技术 第一个我想大家应该很收悉 用多个Camera不同角去捕捉 然后把影像去融合 那这个是非常普遍的一个技术 那另外的话这歌工业里面用得比较普遍的叫Laser scan激光扫描 那么激光作一个点光源 我先扩散成线 让线扫描 这个技术目前在工业上非常流行 它的精度也非常高 它唯一一个缺陷就是说 当我这个线扫描的时候 这个（？）必须要完成整个扫描周期 才可以做下一步的三维重构 所以它对时间的要求必须要不敏感才可以 如果这这个是实时的话 那这个对你的扫描速度 扫描精度要求就 非常严格 所以它现在在大的一些光电检测里面 那这个激光扫描还是非常普及的 那还有种叫Time of flight 那么TOF呢 大家可以从这字面上很简单理解叫飞行时间 就是说你发一个信号到检测对象 通过这个信号过去返回的时间 来判断从时间来转换距离信息 距离信息转换成表面的XYZ的信息 所以说TOF在一些体感游戏里面 可以扫描对精度要求不高的时候 它的应用要求比较普及 那（听不清） 另外一点我们叫structure light结构光 大家可以看下这个示意图 也可以看到这个 它其实是把很多的不同的影像投射在你的扫描物体上 扫描对象上面 通过这个Pattern的几何形变 我来做最终的特征提取 那么DLP技术属于这个结构光 那我们过一下什么叫结构光的实现方式