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助力醫療、環保 工研院展示最新光電研發成果

上網時間: 2013年06月20日     打印版  Bookmark and Share  字型大小:  

關鍵字:工研院  國際光電展  光場照相機  內視鏡  太陽能建材 

工研院(ITRI)在近日於台北開展的2013年國際光電展上發表多項創新科技,包含拍照免對焦並可隨意調整景深的「光場照相機」;使用於微創手術中,可以「眼到手到」的「直視型內視鏡手術顯示器」;突破新技術的「Micro LED微顯示」;以及運用於大樓帷幕的環保節電「全透明太陽能建材」,預期為3D立體影像、醫電、綠建築等應用領域帶來新活力。

工研院電子與光電研究所所長劉軍廷表示,在人手一支智慧型手機、隨時分享快速資訊與歡樂時光的需求下,相機在生活中扮演愈來愈重要地位,相對的對相機功能要求也愈高。工研院的光場照相機顛覆傳統的拍照原理,可以在拍完照片後,才選擇對焦的位置,讓阿嬤也可以成為攝影高手,不僅在數位相機市場來勢洶洶,更將成為下一波手機界的革新。

此外,針對ICT產業與高階醫療器材整合趨勢,工研院也積極投入醫學影像市場,隨著微創手術採用率普及,對於操作的精準率以及手術中醫生、病人與顯示影像的相對位置,將會有越來越多的需求,工研院特別發表直視型內視鏡手術顯示器,讓手術醫生更直覺地內視病人體內,達到不論在什麼操作角度下,都可以隨時眼到手到的順暢。

先拍照再對焦 第二代光場相機體積更輕薄
先拍照再對焦 第二代光場相機體積更輕薄

工研院自2011年起建構光場相機的數位光學設計平台,隨著3C商品邁向更輕薄化的趨勢,今年光電展發表的第二代光場相機體積更小更輕薄,解析度可達一千萬畫素,利用光場技術搜集來自四方八面的光源,使用光場相機拍照,只要隨性按下快門,事後再依據不同的需求調整所需的焦距與景深,並也可製作出立體照片。此外,由於具備立體影像拍攝與場景深度計算等功能,未來除了應用於手機、數位相機等消費性電子產品,也可跨入生醫、工業用機器人,以及保全業的人臉辨識系統等產業。

微創手術的頭戴式顯示器 讓手術醫生更直覺地內視病人體內
微創手術的頭戴式顯示器 讓手術醫生更直覺地內視病人體內

目前在進行內視鏡手術時,醫生需藉助監視器螢幕來觀察手術情況。然而,醫生必須不斷的調整手術器械的位移量與角度,可是,顯示影像的監視器卻放置於某一固定處。因此,醫生必須長時間抬頭去觀察該監視器,且在手術行進中需要不斷的修正視線的方向。工研院展出的「直視型內視鏡手術顯示器」,針對微創手術使用的透視型顯示器,可直接穿戴於醫生的頭部,並將手術影像,病患的生理資訊畫面藉由光學設計的手法,構成一虛像置於眼前,該虛像畫面可隨時保持在醫生的正前方,因此醫生可依照手術情況的需求,而調整頭部、手、身體的位置與角度,達到符合人體工學的手術情境,以便利醫生進行手術。尤其特別的是,工研院的直視型內視鏡手術顯示器,重量不到100公克。

 Micro LED微顯示技術新突破 戴上智慧眼鏡免當低頭族
Micro LED微顯示技術新突破 戴上智慧眼鏡免當低頭族

頭戴式智慧眼鏡讓你不用當低頭族,就可以輕鬆找到各種所需資訊,是目前正夯的穿戴式電子產品。工研院今年光電展發表的「主動式LED微晶粒晶片技術」,結合禾鈶公司的高解析度驅動晶片,成功以LED技術開發完成單色主動式微顯示及微投影應用模組,除具有LED的高效率、高亮度、高可靠度及反應時間快等特點,更具省電、體積小、薄型等優勢,可應用於如Google Glass的頭戴式顯示器,讓呈現的影像更快速流暢,其自發光顯示及無需背光源的特性,在微投影及微顯示市場的應用深具潛力。

太陽能建材可供3C產品充電 節能省電好幫手
太陽能建材可供3C產品充電 節能省電好幫手

工研院開發的全透明綠色節能窗建材,可說是現代建築節能省電的好幫手,除了可阻絕99%以上的UVA、50%的IR (熱源產生主要波長),並可提供部分太陽能電源,此項建材可廣泛被運用於大樓玻璃帷幕、建材、屋頂或太陽能電廠中。發電的技術特點主要在於特殊設計的光擴散層會均勻效率地將太陽光由光擴散層與導光層的介面做反射,由兩側的太陽能模組集中收集,成功的將50%的太陽光能傳導到窗戶周圍的太陽能電池,可提供3C產品、LED燈具電源。除了具備一般窗戶透明的特質外,且具良好韌度,成為防侵入的構造,強化居家安全的保障。

除了以上技術,工研院亦針對工業檢測元件與3D建模應用開發高解析深度感測器;目前工業檢測元件時使用的雷射掃描技術,需將元件停下進行掃描,檢測過程耗時較長,而運用工研院研發的「高解析深度感測器」,以紅外線投射特定圖紋到被測物體上,利用雙攝影機裝置同步擷取其影像,然後經過影像特徵比對與運算處理後,可即時取得物體的深度影像資訊,且解析度可達1280x960。由於本技術特色為瞬間取像,因此可偵測移動中的物件,且採用主動式紅外光源,不管在一般光源或昏暗環境下皆能穩定運作。此技術所取得的深度資訊亦可作為3D建模,應用於3D印表機。

另外利用光學進行斷層掃描的設備近年發展快速,是一非侵入式及無輻射污染的醫學影像檢測設備,工研院開發的「眼科用光學斷層掃瞄儀」之醫療影像系統技術,整合光學斷層掃瞄鏡及掃瞄雷射眼底鏡之雙重功能,且自行開發影像分析軟體及控制系統,具有小體積、快速掃描及高解析之優點,增加系統使用的功能性及便利性。可應用於檢測視網膜厚度、糖尿病視網膜病變、老年化黃斑部病變、黃斑部破洞。

LED 晶片溫度是散熱設計技術上非常重要的一環,傳統的熱阻測量是將樣品置於控溫平台並等待溫度平衡,再該溫度下的樣品電壓,然後重複數次,以取得溫度與電壓間的線性關係,此方法須花費數分鐘至十數分鐘不等。工研院研發的LED快速量測系統,可省略上述過程,節省90%以上的測試時間,熱結構分析可在3分鐘內完成,而快速TSP (溫度靈敏係數)量測僅需花費20秒以內。





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