DLP
AR/車載HUD帶動微型顯示需求大爆發
在擴增實境、汽車抬頭顯示(HUD)應用的帶動下,研究機構Yole Developpement預估,在2020~2025年間,全球微型顯示器市場將以17%的複合年增率(CAGR)成長。到2025年時,全球微型顯示器市場的規模將達42億美元。
據Yole分析,目前微型顯示器最大的應用是企業應用(Incumbent Application),許多企業都已經導入AR設備,以提高員工在現場工作的效率。但這個市場已經趨於飽和,在2020年,此一市場的規模已達18億美元,到2025年時,仍將維持此一規模。
帶動微型顯示器市場大爆發的動力,主要來自車用HUD與消費性AR設備。目前這兩種應用所使用的顯示技術,絕大多數是基於DLP跟LCOS的投影技術。但許多業者都在積極投入OLED on Si、MicroLED,盼藉由相關技術突破,把HUD跟消費性AR的市場做得更大。
Yole認為,這些技術具備改變市場的潛力,且將在未來兩三年內出現重大突破。因此,設備OEM廠商必須做好相關準備。相較於企業市場幾乎沒有成長,車載HUD市場在2020~2025年間的CAGR將達到107%;消費性AR市場的CAGR則為110%。
趨勢科技:2019商務電郵詐騙/網路釣魚/惡意程式顯著增加
趨勢科技日前發表2019年度Cloud App Security報告,整理2019年所偵測的威脅訊息及相關變化,協助企業了解該如何擬訂防護策略。
趨勢科技香港澳門區顧問總監李浩然表示,越來越多企業開始採用SaaS應用程式來提高生產力、節省成本,並帶動業務成長。但如果僅靠應用程式內建的防護,反而可能暴露於風險中。正如該報告指出,內建防護本身並無法遏阻今日的網路罪行。企業必須肩負起雲端防護的責任,建構一套專為補強雲端平台內建防護而度身打造的方案。
2019年趨勢科技Cloud App Security為採用Microsoft和Google雲端電郵服務的客戶攔截1,270萬次高風險的電郵威脅。這個第二層防護能攔截雲端電郵服務內建防護所無法攔截的威脅。
在2019年所攔截的高風險電郵威脅中,超過1,100萬與網路釣魚有關,占所有已攔截電郵數量的89%。其中,趨勢科技偵測到的登入憑證網路釣魚嘗試攻擊次數較2018年成長35%。不僅如此,2019年這類攻擊所含的未知網路釣魚連結數量更從原本僅佔整體總數的9%躍升至44%,這很可能意謂著詐騙集團嘗試透過快速註冊新的網站來躲避偵測。
此外,報告也顯示,網路犯罪集團似乎越來越能躲過商務電郵詐騙(BEC)的第一道防禦,這類防禦通常會分析攻擊行為以及郵件內容的意圖。採用作者分析人工智慧技術所攔截到的商務電郵詐騙比例已從2018年的7%增加至2019年的21%。
這報告所整理出的一些新興網路釣魚技巧包括更常使用HTTPS連線以及侵入Office 365系統管理員帳號。這讓駭客能夠進入目標網域下的所有帳號,進而利用這些帳號來散播惡意程式、假冒內部員工從事商務電郵詐騙以及其他攻擊等,單是趨勢科技所攔截駭客試圖嘗試發動的商務電郵詐騙攻擊就將近40萬次,較2018年增加271%。
面對這樣威脅,趨勢科技建議企業機構採取以下防範措施:避免採用單一閘道,改而採用多層式雲端應用程式防護方案;考慮採用沙盒模擬分析、機器學習、文件漏洞攻擊偵測技巧來分析及偵測潛藏在Office 365和PDF文件內的惡意程式;在雲端電郵與協同作業應用程式貫徹一致的資料外洩防護(DLP)政策。
DLP具先進影像/曝光功能 高功率NIR雷射系統無往不利
以下為幾種目前較常見的3D列印技術:
.熔融沉積成型
.光固化成型
.燒結
.噴射
各種技術適用於不同類型的材料,如塑膠、尼龍、陶瓷或金屬;因此,列印物件也具備不同的強度、彈性和成品表面,分別適用於不同的組合區域(從釐米到米)和特徵尺寸(從微米到毫米)。
選擇3D列印技術通常取決於所需物件的屬性。其次的考量因素是需要列印原型,或是大規模生產多種類型的成品。但無論哪種情況,都需要快速列印。
SLS 3D印表機利用高功率雷射將塑膠、尼龍和金屬固體粉末材料熔合在一起。當需要列印更加複雜的3D幾何形狀,例如內部特徵、底切結構或薄壁等,可以選擇SLS積層製造技術。粉末材料燒結通常能將機械特性和強度做到類似射出成型物件的程度。
在SLS 3D印表機中,雷射移動經過粉床平面,逐點燒結物體的一層。如圖1所示,粉輥會添加燒結一層所需的粉末量,並重複上述步驟,直到3D物件製作完成。3D印表機可使用高功率二氧化碳或NIR雷射來熔融塑膠、尼龍和金屬粉末。將數位微鏡裝置(DMD)作為曝光頭的一部分,使印表機能夠將2D區域暴露在近紅外光下,相較於逐點雷射控制技術,可更快速地列印更複雜的圖形。鑒於DLP晶片組的快速切換速度,這類印表機可根據應用需求即時調校像素功率或補償溫差。
圖1 SLS 3D列印製程。
雷射刻印於動態後期階段具可追溯性
雷射刻印包含光束與光膜或熱敏膜表面的相互作用,從而改變表面的屬性或外觀。它可用於印刷電路板(PCB)、塑膠瓶、醫療設備、金屬零件和紙箱等。普通的刻印資訊或符號包括2D矩陣或QR code、商標、順序批次數據和批號等。
長期以來,我們一直列印代碼和符號,但近期對於後期刻印和可追溯性資訊的需求正在蓬勃發展。在醫療和航太產業,法規要求每個零件上都要印上資訊。數位標記解決方案具有靈活性,可在製造過程的後期階段為每個物體加上獨特的圖案或影像資訊。無論是列印關鍵的批次標識,或是有趣的客製化標記,製造商皆能輕鬆整合動態資訊並簡化大規模生產的列印物流。
熱轉印系統與雷射燒結類似,如圖2所示,它們都是透過逐點控制雷射光束在熱敏標籤或塗層上製作客製化影像。但是,採用DLP技術的雷射印表機透過動態2D近紅外光模式熱啟動物體,一次即可在整個照射區域內完成刻印,而不須要逐點進行。由於數位微鏡裝置(DMD)上的微鏡片可以微秒速度非常快速地開關,列印速度通常能夠滿足生產線週期的時效需求,即使是複雜的大型代碼或圖案也毋須擔心。另外,DLP技術還支援灰階影像,大大豐富了圖形列印效果。
圖2 熱轉印技術製作的客製灰階標籤。
柔版印刷可不間斷製作連續圖案
柔版印刷是在捲筒印刷機上,將柔性光聚合物印版包裹在旋轉圓筒上。著墨版面有略微凸起的圖像,在高速旋轉過程中將圖像轉印到物件上。柔版印刷油墨可用在廣泛類型,包含吸收性材料和非吸收性材料上的印刷。柔版印刷使用的卷材在大量印刷時幾乎可無間斷地運行,並能製作連續圖案,例如柔軟物體材質的包裝,圖3為柔版印刷包裝的範例。膠片印刷採用了類似的影像轉印概念,但一次只載入一張紙或一項物體。
圖3 柔版印刷可無間斷製作連續圖案。
圖4 產品包裝上柔版印刷的標籤。
圖4所示,包裝市場上大量仰賴工業印刷機在產品標籤、瓦楞紙、折疊紙箱以及食品袋等柔軟材質上進行印刷。
數位列印解決方案與印版機器正展開激烈角逐,並有望在未來日益普及。數位列印機器具有不受數量規模影響的客製化優勢,且列印速度更快,機器維護成本更低。
從印版轉向數位列印的一項別具意義的例子是PCB光刻市場。在過去十多年間,PCB光刻機已經從掩模轉換到數位直接成像,用於在各種光刻膠層上繪製精細的圖形。DLP技術是數位光刻的關鍵,原因在於DMD兼具大型微鏡陣列、小尺寸和極快的數據傳輸率,促成了以微秒計的成像週期,可滿足每小時印刷數百張PCB板的需求。
DLP技術為雷射刻印帶來的優點,也適用於新的數位列印系統設計。舉例來說,動態2D近紅外光模式可與圓筒或著墨版面直接相互作用,從而即時製作定製的列印影像。透過程式設定微鏡的開關時間,DMD可輕鬆實現多位元深灰階成像。這與顯示應用類似,但與普通的60或120Hz投影格率相比,它具有更快的圖像幀率,以德州儀器(TI)的DLP650LNIR為例,其幀率可高達12,500Hz。
數位製版效率/一致性高
印刷產業中,實體印版是印刷機的關鍵零件,決定了在媒介物上的印刷內容。許多印刷機上都會用到印版,如柔版印刷機和膠印機等。製版的類比流程包括聚合物基材、底片內容、紫外線曝光和沖洗。
近年來,數位製版已逐漸普及,這種製版技術透過電腦引導的雷射將影像直接蝕刻到印版上。數位化處理可縮短製版時間,提升一致性並減少缺陷,進而降低成本。從效能的角度來看,數位列印還改善了定位和邊緣列印的可重複性。在將DMD用於引導雷射曝光系統的一部分後,可增加雷射照射2D區域的曝光能力,可以更快地製版,並融入含灰階的複雜影像。
DMD是DLP技術核心的一種微機電系統(MEMS)。DMD包含具有高度反射性的鋁微鏡陣列,該陣列可控制空間內的光線。在高功率雷射應用中,DMD的功能帶來許多優勢。
如圖5所示,DLP650LNIR DMD支援從950~1,150nm NIR波長範圍內最高光功率處理能力(500W/cm2)。可從像素值調整多種光學功率,並支援更快速成像的單次曝光高速2D模式。此外,動態微鏡程式能夠補償可能出現的任何處理偏差,例如衰減功率或曝光值,來克服表面不均勻性造成的偏差。
圖5 DLP650LNIR 0.65英寸WXGA高功率DMD。
DMD可同步控制一百萬光點
採用X乘Y微鏡陣列,能增強雷射曝光系統的可程式性和靈活度。一次雷射照射的2D區域曝光能力讓列印複雜的影像速度比逐點雷射控制系統快速。將光學影像壓縮技術與DLP晶片組結合,可以根據不同的應用需求增加或改變每個像素的功率。DLP650LNIR具有1280×800(或一百萬以上)個空間光調製微鏡。這些微鏡尺寸為10.8μm,可以低於50μm的解析度列印特徵影像,而不會使圖像縮小。
DMD支援NIR波長
如圖6所示,DLP技術可與各種光源配合使用,支援紫外線、可見光和NIR波長。DLP650LNIR DMD可與800~2,000nm波長範圍內的光源結合使用,但能針對950~1,150nm波長範圍進行優化,因而可處理134W/cm2的輸入功率。因多種粉末、油墨、介質、基體和熱敏塗層都能與NIR雷射波長相互作用,因此NIR雷射可廣泛應用於燒結、標記、編碼、數位印刷和剝離等。DLP650LNIR為這些應用增加照明、曝光和熱控制功能。
圖6 DLP技術在363到2,500nm波長範圍內的能力。
DMD的微鏡開關切換速率非常快,以微秒計。DLP650LNIR與DLPC410控制器、DLPR410可程式唯讀記憶體和DLPA200驅動程式配套使用,構成完整的晶片組解決方案,可提供12,500Hz的二進位模式刷新率。
高速模式刷新率可透過程式設計即時在生產線上客製複雜圖像。也可如圖7所示,利用自我調整模式,用於先進的列印技術或校正內嵌圖像。
圖7 可調適模式下的單微鏡控制。
數位控制器提供高位元深度
DLP微鏡能生成8位元灰階影像,如圖8中的圖像所示,其生成速度大於每秒1,000個圖案。因此能藉由數位控制灰階功能,這一點是逐點雷射系統幾乎做不到的。控制像素和模式持續時間的設置,意味著每種模式的工作時間均可控制光線擊中物體或材料的光點數量。也就是列印高像素(High-dots-per-inch, DPI)的圖像,預熱粉床以便更均勻地燒結,或提供高度準確的模式來燒蝕缺陷。DLP技術帶來時間和空間光控制功能,可製作工具套件,如工業印刷、標記、編碼和燒結工具。
圖8 DLP技術支援8位元灰階圖。
如果把高功率照明與DLP技術整合在一起,那麼管理DMD的溫度將會至關重要。光引擎設計應使微鏡陣列的溫度維持在70℃以下及DMD封裝背面溫度在30℃以下。在高功率雷射的系統設計時,針對DMD背面進行水冷,是一項關鍵要求。如果要獲得最高的輸出功率,則還需要強制氣流通過DMD的正面。
開始設計後,使用者會瞭解雷射源的功率,以及需要曝光或與預期材料相互作用所需要的能量。如果在設計中運用DLP晶片,有些地方將發生光效率損耗。主要位置會是輸入照明光學零件、DMD和輸出投影光學零件。
舉例來說,該設計會在DMD中損失25%的光線,光學元件輸出會損失17%。如果設計值為160W的DMD入射功率,那麼DMD輸出功率為120W,最終將有100W的能量從投影光學零件輸出並擊中物體或表面。在1280×800像素上分布100W能量,則相當於每個像素功率為0.1mW。
這些只是在特定光學引擎設計的估計值,但它們為如何確定每像素功率提供了指南。
如圖9所示,影像壓縮是一項用於提高每像素功率的技術。例如,如果採用1:16的壓縮率設計輸出光學零件,要達到在材料表面1280×50行(而非1280×800行)微鏡陣列上分布100W能量的目的,需要把每像素功率提高16倍,達到1.6mW。根據不同的終端設備設計規格和表面所需功率,存在著不同數量的影像壓縮組合。在利用DLP技術設計高功率NIR系統時,會須要評估多種系統注意事項和折衷因素。
圖9 左邊光學壓縮是一項用於提高每像素功率的方法,例如二維碼。右邊未做光學壓縮,例如灰階圖。
(本文作者為德州儀器DLP產品行銷與工程經理)
克服工業影像系統挑戰 德儀新推數位微型反射元件
為了滿足工業成像和印刷不斷成長的需求,製造解決方案必須能夠高速生成品質一致的複雜高解析度2D影像,德州儀器新推出數位型反射元件(DMD)「DLP650LNIR」,克服工業影像系統的挑戰。
德州儀器副總裁暨DLP產品總經理Ane Sacks表示,提到DLP就不得不提起另一著名AR投影顯示技術LCOS,儘管現在兩大投影顯示技術成本差異不大,
但DLP在亮度與色彩飽和度表現都比LCOS更好。而關於DLP的晶片,她說,以前的最高解析度只有做到nHD,即Full HD的九分之一。但最近TI已經開始量產一款晶片尺寸為0.3英吋的Full HD晶片。
Sacks說明,DLP技術過去已經可見於使用紫外線光源的高處理能力3D列印和印刷電路板(PCB)光刻。如今,DLP技術對近紅外線(NIR)光源也已具備高速印刷、高解析度和即時適應性等相同優勢,拓展了工業印刷的應用。
例如,現今NIR雷射廣泛地被應用在各工業成像領域,用於3D列印的選擇性雷射燒結(Selective Laser Sintering)、雷射刻印、數位列印以及雷射剝離(Ablation)。而DLP650LNIR支援高功率NIR雷射,並能提供TI迄今為止推出的最高光功率處理能力(最高可達500W/cm2)。
又或是醫療和食品產業的產品標記也是工業影像系統的一個例子。法規要求在每個包裝上都印上更多的資訊,好用以追蹤商品通過供應鏈的路徑,而數位標記的應用就能在製造過程後期為每個對象加上獨特的圖案或影像。這些系統必須在不犧牲產量目標的前提下,即時客製化和處裡更複雜的資訊及圖案。
透過DLP技術,雷射印刻系統可以一次完成2D區域的熱曝光。如此一來,即使在生產大型複雜的城市碼和圖案時,標記率也能保持穩定;而新推出的DLP650LNIR擁有超過100萬個微鏡,可同時大面積曝光到雷射上,進而列印出比現有技術更精緻的細節和更一致的結果。
簡而言之,新推出的DLP產品提供了工業級製造和NIR雷射成像所需的高速和穩定性,也擴展了可應用 DLP 技術的工業印刷範圍,包含選擇性雷射燒結3D列印、熱感應塗層的動態雷射光刻、數位彩色油墨列印,甚至隨著材料學家的新發現而出現的新技術等。
智慧車燈應用提升LED單價 SSL帶動汽車照明革命
新型固態照明(Solid-State Lighting, SSL)技術正在改變汽車照明產業。隨著LED相關創新技術的融合,使得車燈照明的設計靈活度提升,在未來智慧車燈將帶動下一波革命,也將為LED創造更高價值。
市場研調公司YoleDéveloppement固態照明與顯示業務部門經理Pars Mukish指出,由於LED成本下降與LED模組的標準化,使得更多汽車開始導入LED照明技術,驅動了車用LED照明市場的成長。Mukish指出,儘管固態照明技術僅占2017年汽車照明總營收的57%,市場總額274億美元;但是預估到了2023年,該比例有望達到85%,市場總額達到373億美元,年複合成長率高達5.3%。隨著LED技術的整合,製造商能夠透過照明設計與其他功能的實現創造差異化產品,因此在汽車照明市場,LED照明也開始具有一些高單價的潛力。
YoleDéveloppement固態照明與顯示技術市場分析師Pierrick Boulay認為,新的固態照明技術正在整合汽車頭燈與後組合燈(Rear Combination Lamps, RCL)及其應用,讓設計可以更加靈活,同時也能有更高的照明效率,進而實現智慧車燈應用。
隨著LED成本的降低,以及其亮度、封裝尺寸的改善,LED正在快速普及中。例如,在2008年才首次看到LED車頭燈導入至奧迪(Audi)的高階車款當中,但是在2012年,已經看到LED車頭燈開始在各車廠的小型、經濟型車款中出現。如今,幾乎所有的汽車製造商與Tier1廠商都已經將LED車頭燈視為標準配備。
在未來,如前照燈這樣的汽車照明設備也將變得越來越複雜,整合進更多的創新技術。舉例而言,未來照明系統將與投影、顯示系統有更多的協作,他們都將往通訊方向發展,例如將訊息投射至路面上等等應用。這樣的應用將涵蓋的技術包含:DMD/DLP技術、雷射掃描、以及MicroLED與MiniLED技術。因此,在未來車燈將會出現更多新的考量,像是解析度、視角(Field Of View, FOV)以及像素密度等等。