電子發(fā)燒友網(wǎng)報道(文/李誠)DLP技術(shù)是一項我們在日常生活中經(jīng)常用到，但又很陌生的技術(shù)。DLP是數(shù)字光處理的縮寫，其工作原理是將影像信號通過數(shù)字處理，在通過光的方式投射出來。這一技術(shù)具有極高的圖像保真度，能夠投射出清晰、明亮、色彩逼真的畫面，多用于投影儀系統(tǒng)。

DLP技術(shù)的核心是MEMS DMD，DMD的全稱是空間光調(diào)制器，DMD的內(nèi)部由許多小型的鋁制反光鏡片構(gòu)成，每一個鏡片相當(dāng)于是一個像素點(diǎn)，鏡片的數(shù)量直接決定著分辨率的大小。而投影儀所使用到的DLP技術(shù)，只是DLP技術(shù)的冰山一角。其實(shí)，DMD是一個可以對下至363nm的UV紫外光，上至2500nm的紅外光進(jìn)行光的調(diào)制。如此大的覆蓋范圍，以及反光鏡片極高的翻轉(zhuǎn)速率和可控性，使得DMD能夠通過使用不同的光源實(shí)現(xiàn)3D打印、3D機(jī)器視覺以及PCB光刻等非顯示領(lǐng)域的應(yīng)用。

DLP 3D打印

3D打印是目前市場上較為熱門的一個領(lǐng)域，隨著科技的進(jìn)步，3D打印技術(shù)已不再是那么高高在上，開始走進(jìn)了大眾的生活。除了在顯示領(lǐng)域，DLP技術(shù)在3D打印方面也有著很高的市場地位。

在3D打印中使用到DLP技術(shù)的主要有SLA和SLS兩種，其實(shí)SLA和SLS是兩個實(shí)現(xiàn)原理大同小異的3D打印技術(shù)，都是通過高強(qiáng)度的光對光敏樹脂或金屬粉末進(jìn)行照射，實(shí)現(xiàn)打印材料的固化。其中，SLA使用的是UV紫外光對樹脂表明進(jìn)行固化，SLS使用的是近紅外光對金屬粉末進(jìn)行熔斷與固化。

基于DLP的SLA和SLS和傳統(tǒng)的3D打印技術(shù)相比，存在什么優(yōu)勢呢?基于DLP的SLA和SLS的3D打印技術(shù)使用的是面陣曝光的方式對打印材料進(jìn)行固化，傳統(tǒng)的3D打印技術(shù)在通常情況下，多以激光光源或掃描的方式，對打印材料進(jìn)行點(diǎn)陣式曝光固化，整體的打印效率相對較低，而采用DLP技術(shù)的3D打印以面陣的方式層層疊加，打印效率自然就會有所提高。同時由于DMD對光波支持的波段較寬，因此在面對不同的打印材料時，可根據(jù)實(shí)際需求更換打印光源，使3D打印技術(shù)顯得更加靈活。

DLP 3D機(jī)器視覺

3D機(jī)器視覺是將人眼所看到的事物，通過一些技術(shù)手段或設(shè)備讓機(jī)器可以看到，當(dāng)機(jī)器擁有3D視覺時才能夠針對不同的應(yīng)用場景進(jìn)行掃描、檢測、定位等操作。實(shí)現(xiàn)機(jī)器3D視覺的方式有很多，例如使用雙目攝像頭、激光、結(jié)構(gòu)光等技術(shù)手段，而DLP 3D機(jī)器視覺就是通過結(jié)構(gòu)光的方式實(shí)現(xiàn)的。

DLP 3D機(jī)器視覺的實(shí)現(xiàn)原理如上圖所示，當(dāng)DMD向被測物體投射出一束光時，被測物體會因外形特征產(chǎn)生一些與其相對應(yīng)的線條，再由高速的工業(yè)攝像頭對被測物體進(jìn)行捕捉，并將捕捉到的數(shù)據(jù)傳輸至電腦，就可以通過軟件的處理，計算出z軸坐標(biāo)。

實(shí)現(xiàn)機(jī)器視覺結(jié)構(gòu)光生成器的方式有很多，那為什么要使用到DLP技術(shù)呢?主要得益于DMD是一顆具有高穩(wěn)定性的MEMS，同時基于DLP技術(shù)的結(jié)構(gòu)光生成器可以通過DMD鏡面的高速翻轉(zhuǎn)，得到高幀率、高速的輸出。最重要的一點(diǎn)是，基于DLP技術(shù)的結(jié)構(gòu)光生成器可以通過選擇不同的波段在不同的應(yīng)用場景中使用。例如在生物測量的應(yīng)用 場景中使用紅外光波段，在金屬、液體、玻璃測量的應(yīng)用中，使用紫外光進(jìn)行測量。

DLP 無掩膜光刻

近年來，將DLP技術(shù)應(yīng)用于PCB印刷電路板的光刻領(lǐng)域受到人們的高度關(guān)注.雖然傳統(tǒng)PCB光刻已經(jīng)發(fā)展得很成熟，但是無論從效益、成本、精度、還是環(huán)保等方面來講，都已經(jīng)無法跟上時代的步伐，而基于DLP的數(shù)字光刻技術(shù)恰好在傳統(tǒng)光刻的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)了數(shù)字化，使PCB光刻重新跟上了時代的節(jié)奏.

DLP PCB光刻主要是利用了DLP高速、高分辨率和UV光的支持，其工作原理是UV光束經(jīng)過擴(kuò)束、準(zhǔn)直、均光后，經(jīng)反射鏡面反射，以一定的角度平行射入DMD上，再對DMD的反光鏡面進(jìn)行調(diào)制產(chǎn)生掩膜圖案，掩膜圖案最終會通過DMD投射到所要光刻基板的光刻膠上完成曝光操作。與傳統(tǒng)的投影成像光刻相比，DLP光刻的不同之處在于，DLP光刻采用的是數(shù)字成像技術(shù)，可通過數(shù)字輸入調(diào)整所需的光刻圖案，無需傳統(tǒng)光刻所需的掩膜，極大地降低了生產(chǎn)的成本。

值得一提的是，DMD芯片上數(shù)十萬的微型反光鏡片，每一塊鏡片都能反射出等效的獨(dú)立光源，這也就意味著在光刻的過程中能夠?qū)崿F(xiàn)面陣式的曝光，極大地提高了生產(chǎn)效率，尤其是在結(jié)構(gòu)相對繁瑣的圖形中，DLP光刻技術(shù)更顯優(yōu)勢。

結(jié)語

DLP技術(shù)是一項數(shù)字光的處理技術(shù)，在實(shí)際應(yīng)用中，可根據(jù)不同的應(yīng)用場景，實(shí)現(xiàn)實(shí)時的動態(tài)調(diào)整，具有極大的延展性。目前DLP技術(shù)已經(jīng)不在局限于顯示領(lǐng)域的應(yīng)用，正逐漸向工業(yè)、汽車電子、醫(yī)療等領(lǐng)域延伸，在未來擁有無限的可能。

原文標(biāo)題：用投影儀的原理，實(shí)現(xiàn)無掩膜光刻、3D打印、3D機(jī)器視覺

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審核編輯：湯梓紅