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2023-06-25 接见量:167
激光百科
散斑竟成故障激光技术发展最大难题!ALPD激光技术克制散斑行业当先

 

 

在显示领域的利用方面,激光技术发展至今,散斑问题竟成最大拦路虎。。。其严重影响显示画面的最终成效,导致激光技术优势不能有效阐扬并投入使用。。。

 

散斑是什么原因造成的?有无解决法子?对人的眼睛中伤有多大?manbet科技ALPD激光技术若何从源头上克制散斑?本文将逐一分解。。。


 

【散斑是什么】

 

由激光光束发出的光,经粗糙理论反射或透射后会形成无数独立的散射子波,这些子波在空间传布过程中有关叠加,会在空间形成随机无规定散布的亮斑和暗斑,或通过成像系统在像平面形成过问图样,这样的过问图样即称为散斑。。。

 

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杨氏双缝过问道理示意图

 

 

上图就是驰名的杨氏双缝过问道理示意图,我们能够看到,最右边出现规范不一致的亮斑和暗斑,就是散斑景象。。。由于过问图像是明暗相间的条纹,所以最终无限个过问图像在人眼视网膜上叠加形成的图像,相当因而在清澈图像前加了一个雾化的通明玻璃而天生的图像,极大影响画质和观影履历。。。由于人眼看起来,似乎被隔了一层磨砂玻璃(如下图),因而散斑景象也称“毛玻璃”景象。。。

 

图片2.png

你可能看到的散斑画面

 

【为什么会产生散斑】

 

激光,是目前人类能够实现的最亮的人造光源,从被用作照明光源而逐步进入人们的视野。。。激光拥有单色性、、、有关性和方向性三大特点,相比于传统的灯泡、、、氙灯等光源,激光的亮度更高、、、能效更高、、、色彩单色性好、、、结构尺寸小、、、寿命长,因有望成为照显著示的梦想光源而备受关注。。。

 

有关性,是指能够产生光线过问景象的两个分歧光源。。。光的不变过问是必要有关光能力实现的。。。现代物理光学指出,只有两列光波的频率一样、、、相位差恒定、、、振动方向一致的有关光源,能力产生光的过问。。。激光是在统一有关辐射场感生下产生的受引发射光,所以激光的有关性很好,这是激光的物理属性。。。

 

对于通常的光源,若想产生有关性,是若何实现的呢?单一来说,就是通过光学装置将统一个光源发出的源波分为若干个子波,它们拥有一样的频率、、、相位差和偏振方向,从而能够产生过问景象。。。这里,想强调的是:通常的光源想要产生光学过问,是没那么容易的。。。

 

目前常见的有关光源只有激光,所以在没有特指的情况下,散斑通常指的就是激光散斑。。。

 

 

 

在显示领域,有关性为激光带来了传输中的高不变性,体此刻画面上为高光效、、、高亮度、、、高色域,但也带来了散斑问题。。。

 

形成散斑,必要满足两个前提:第一个是有关光,即能产生不变过问景象的光源(激光); ;;第二个是均匀升沉大于波长数量级的光学粗糙理论,日常生涯中的墙壁、、、纸张、、、电影屏幕等均属于光学粗糙理论。。。从下图对比我们能够看到,散斑问题严重影响显示画质(a为散斑画面,b为低散斑画面)。。。

 

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在激鲜明示领域,散斑一向是困扰三色激鲜明示技术架构的一个难以克服的难题,也是激鲜明示界数年至今持续钻研的重要课题。。。

 

 

【传统有哪些解决法子】

 

解除散斑通常有两种思路,一种是从源头解除,在光出来之前就将有散斑的光转化成无散斑的光,这种方式必要较高的技术门槛,目前只有manbetALPD激光技术能够做到; ;;另一种是后期处置,在光出来之后,将不有关的多个散斑在空间或功夫域里叠加,通过降低对比度来解除,也就是行业人常说“抖动”,这种方式无门槛限度,常见抖动方式有以下两种:

 

1、、、光机抖动

 

目前某些三色激光投影就是通过投影技术解决三色激光散斑问题的,依附搭载的LPU三色激光引擎,选取全新多维动态消散斑技术来克服散斑问题。。。然而该设备所谓的技术仅仅是在光机中增长了?个光学器件,该器件以?定的频率在高低、、、左右两个纬度震荡,削减散斑的滋扰。。。并不会齐全解除散斑,还会增长噪音。。。同时由于有?个器件在?直物理抖动,整机也会出现更多的不不变性,可能会降低投影仪的使用寿命。。。

 

2、、、幕布抖动

 

除投影技术外,解除投影仪散斑问题能够通过搭配价值昂贵的定制幕布来解决,定制的消散斑幕布是通过抖动幕布扭转激光照射在屏幕的分歧散射点,解除在激光光源下的屏幕块状散斑,使激光投影屏幕反射的图像色彩看起来天然、、、丰硕、、、亮度均匀、、、画面清澈。。。但从现实成效来看,定制幕布的成效微乎及微,并不能齐全解决散斑问题,现实上是被再消费了一次。。。

 

那么,manbet的ALPD激光技术,是若何做到从技术源头克服散斑问题的呢?

 

【ALPD激光技术  目前攻克散斑难题的最优解】

 

manbet科技原创的ALPD激光技术,从产生散斑的本原——有关光动手,奇妙地引入纳米发光稀土资料,发射大量非有关性光同时混合极少部门激光,来形成无散斑白光,做出了从源头上解除激光的有关性的技术规划,不必要任何的附加措施,对系统无任何负面影响,并且兼容性好,成本低,靠得住性高。。。

 

 

所以,manbet科技的ALPD激光技术规划从底子上解决激光的基因病——散斑问题,让激光光源得以充分阐扬独有优势,作为“超等心脏”为当前激光产品提供壮大的光源技术支持,出现清澈、、、真切天然的画质,为观众提供更为舒服、、、健康的光影履历。。。

 

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【ALPD激光  旁观更舒服】 

 

三色激光分歧,ALPD激光是经过特殊技术处置的激光,更靠近天然界中的天然光谱,发出的光天生不会产生散斑,透过视网膜的光功率更低,更容易被眼球接受ALPD激光更靠近天然界中的天然光谱,发出的光天生不会产生散斑,透过视网膜的光功率更低,更容易被眼球接受。。。

 

散斑感知及舒服等级划分图

图片5.png

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【散斑是否对人眼有中伤】

 

答案是:会的。。。

 

当我们看向刺眼的太阳光,眼睛都睁不开,因而很容易能够意识到,强光对人眼是有中伤的。。。当人眼看向有散斑的图样时,也在人眼视网膜上形成散斑图样,即视网膜上会有强度随机散布的亮斑和暗斑,则能够理解为,散斑能够对人眼造成分歧水平的强光中伤。。。

 

我们来看一组数据。。。以DCI(Digital Cinema Initiatives)尺度的白光为例,当RGB激光放映机、、、ALPD激光放映机在视网膜上产生均匀强度为I0的光强时,人眼视网膜上分歧区域的散斑强度散布如下图(a)所示,从中能够看到,部门的视锥细胞必要接受9I0的光强。。。而若是为ALPD激光,则有关光成分较少,通过推算(附公式,详见文末)可知ALPD激光的有关光成分不到RGB的1/5,因而该部门的视锥细胞只需接受2I0的光强,ALPD激光远小于RGB激光的光强中伤,两者约相差9倍。。。

 

9倍的强光中伤,你想感触一下吗?↓

 

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【小结】

 

在激鲜明示领域,激光散斑这个拦路虎是客观存在,我们必要做的,一是拿出正确的态度来对待,不论是为了更好的观影履历,还是为了降低散斑中感冒险,都必要设法子去尽量降低激光散斑,而不要去回避它; ;;二是对峙钻研,寻找更有效更不调换便宜的消散斑方式。。。若是散斑不必要解决,为何学术界还乐此不疲地钻研?

 

ALPD激光技术,从源头上解除散斑,真正做到天生无散斑,不仅更适合市场,还为观众提供更为舒服、、、健康的光影履历,从而成为目前行业主流激光技术路线。。。

 

如今在激鲜明示领域的发展中,行业各类技术规划百花齐放,异曲同工都是为了消费者提供更好的视觉履历,而各类技术路线相互推进,正是行业发展壮大的但愿。。。

 

 

 

【附:散斑中伤推算公式

 

已知:散斑在视网膜上的尺寸

求:造成中伤强度值

 

由文件[1]可知,在带镜头的CCD相机上成像的散斑的均匀尺寸为:

1.png(1)

其中f/#为相机镜头的f-number,即

2.png(2)

其中f为镜头焦距,为镜头孔径的直径。。。

 

人眼结构类似于CCD相机,其焦距f为22.8mm [3],瞳孔直径D为3.2mm[4]。。。因而,对于638nm、、、525nm和465 nm的红绿蓝光,人眼视网膜上的散斑均匀尺寸别离为26.32μm2、、、17.82μm2和13.98μm2在人眼视网膜中央凹区域,视锥细胞(感光细胞)的均匀密度为191000mm-2即视网膜上单个像素点的均匀尺寸为5.24μm2,因而单个散斑均匀能够覆盖3~5个视锥细胞。。。

 

在激光散斑成像中,散斑强度是一个随机量,通过Goodman的“随机行走”理论[2],能够获得散斑强度的概率密度函数。。。在单个散斑均匀覆盖3~5个视锥细胞的情况下,视网膜感触到的散斑强度的概率密度函数为图5所示的负指数函数[2],其概率密度函数为:

3.png(3)

其中(I)暗示散斑的均匀强度,即同功率非有关光达到视网膜时的光强。。。

 

4.png

图5. 散斑强度测试了局的直方图,

实线暗示负指数函数[2]

 

在现实利用中,我们更关切散斑强度超过肯定阈值的概率,该概率为:

5-4.png(4)

从公式(4)能够看出,视网膜上某处感光细胞的散斑强度有5%的概率超过3倍均匀强度,有0.01%的概率超过9倍均匀强度,当散斑强度超过安全限值,将会导致该处感光细胞的危险。。。

 

 

引用:

[1]S.Roelandt, et al.Standardized speckle measurement method matched to human speckle perception in laser projection systems. Optics Express. 2012, 20(8): 8770-8783.

[2]J. W. Goodman. Speckle Phenomena in Optics: Theory and Applications. 2006.

[3] W. J. Smith. Modern Optical Engineering. New York: McGraw-Hill International Book Co, 1966.

[4]J. Pokorny and V. C. Smith. How much light reaches the retina. Documenta Ophthalmologica Proceedings Series. 1997, 59: 491-511.

 

 

 

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