Mehrere Millionen Spiegel
Technologie und Anwendungen des Digital Light Processing
Digital Light Processing (DLP) ist eine von Texas Instruments entwickelte Technologie, bei der kleinste quadratische Mikrospiegel das Licht einer Lichtquelle auf eine Projektionsfläche reflektieren. Die als Lichtschalter fungierenden Mikrospiegel befinden sich auf einem DMD-Chip (Digital Micromirror Device) und sind jeweils für die Projektion eines einzelnen Bildpunktes verantwortlich. Je nach Auflösung kann ein solcher DMD-Chip aus mehreren Millionen Spiegeln bestehen, von denen jeder einzelne mehrere tausend mal in der Sekunde geschaltet werden kann.
Bereits seit vielen Jahren ist die DLP-Technologie in der digitalen Projektion etabliert. Schon kurz nach ihrer Einführung begannen Entwickler und Ingenieure, diese Mikrodisplay-Technologie für innovative Produkte außerhalb der Projektionstechnik einzusetzen. Besonders interessant wurde dies mit den speziellen DLP Discovery Modulen, die eine flexible Elektronikplattform für Produktentwicklungen in neuen Anwendungen bildeten.
Aber Produktentwicklungen in innovativen Anwendungen erfordern viel mehr als nur den Zugriff auf die Basisfunktionen solcher Elektronikplattformen. Effiziente Schnittstellen und Software sind ebenso erforderlich wie eine vielseitige Light Engine zur Beleuchtung des Mikrodisplays und für dessen Abbildung auf ein Objekt oder einen Empfänger.
Hier bietet Visitech mit der Luxbeam DLP Light Engine Reihe Entwicklern eine professionelle Plattform für die frühen Phasen der Produktentwicklung. Die integrierten Module umfassen alle elektronischen und optischen Systeme, eine Lichtquelle und die vorinstallierte Luxware-Software zur Kontrolle der DLP Mikrodisplay-Funktionen. Die verschiedenen Modelle charakterisieren sich durch unterschiedliche optische Konfigurationen und Lampentypen wie Entladungslampen oder Hochleistungs-LED. Sie lassen sich dadurch flexibel in individuelle Produktentwicklungen integrieren.
Anwendungsbeispiel: Optische 3D-Vermessung
Optische 3D-Messsysteme werden in einer Vielzahl von Anwendungen eingesetzt, beispielsweise in der 3D-Biometrik und Forensik, in Produktionskontrolle, Produktprüfung und Produktentwicklung oder in dermatologischen, kosmetischen und biomedizinischen Anwendungen. Dabei lassen sich spezifische Parameter wie 2D- und 3D-Oberflächengeometrien, Konturen, Rauheit oder Fehlstellen vermessen.
Das Prüfobjekt wird mittels strukturierter Beleuchtung, d. h einer Sequenz von definierten Streifen oder Mustern, beleuchtet. Eine hochauflösende Kamera, unter einem festen Winkel zur Beleuchtungsrichtung positioniert, nimmt die vom Objekt verzerrten Muster auf. Mit einer speziellen Bildverarbeitungssoftware, die das Triangulationsprinzip und komplexe Phasenshift-Algorithmen verwendet, wird daraus die 3D-Geometrie des Objektes berechnet.
Die Messgenauigkeit solcher Systeme ist u. a. abhängig von der Präzision und Wiederholgenauigkeit der Projektion der Streifenmuster und ihrer Grauwerte. Mit der hohen Auflösung sowie der präzisen Kontrolle der einzelnen Pixel des Mikrodisplays und ihrer exakten Grauwertwiedergabe leisten die Luxbeam Light Engines eine variable und präzise Projektion nahezu beliebiger Streifen- und Mustergeometrien. Damit lassen sich berührungslos Messgenauigkeiten von bis zu einem Zehntel der Streifenbreite (< 1 µm) erreichen.
Vorteile in industriellen Anwendungen
Eine Reihe von Eigenschaften macht die DLP-Technologie besonders interessant für neue und industrielle Anwendungen, z. B.
- Pixel sind einzeln digital kontrollierbar,
- hohe Reflektivität,
- polarisationsunabhängig, damit hohe Lichteffizienz,
- einsetzbar im sichtbaren Licht, in UV und IR,
- hohe Zuverlässigkeit, über 18 Millionen Displays im Einsatz,
- linearer Grauwertverlauf mit PWM,
- hohe Schaltgeschwindigkeiten im Mikrosekundenbereich,
- verschiedene Auflösungen von XGA bis 1.080 und WUXGA (1.920 x 1.200 Pixel).
In Verbindung mit diesen Display-Eigenschaften haben die Luxbeam Light Engines sich als vielseitiges System für Produktentwicklungen etabliert, die in industriellen DLP Mikrodisplay-Anwendungen wie Hyper Spectral Imaging, 3D Security, Spektroskopie, Medizintechnik, Augmented Reality, Rapid Prototyping, 3D Volumetric Display, High Performance Imaging und Machine Vision angesiedelt sind.
Als unabhängiges DLP Design-Haus und führender Entwicklungspartner von Texas Instruments hat das Entwicklerteam von Visitech umfassendes Expertenwissen für die Entwicklung und Herstellung von DLP Elektroniken und Systemen und kann so Produktentwicklungen in den verschiedensten Bereichen der industriellen Mikrodisplay-Systeme unterstützen.
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