众所周知,三色激光目前已发展了十年有余,曾经一直被用户所诟病的“散斑”与“色散”等问题,也在不断成熟的技术下被缓解,那么,到底这些现象到底是怎么来的?是三色激光本身的缺陷吗?又有哪些解决方案呢?
一、散斑与色散从何而来?
如上图所示,在三色激光投影仪所投射出的画面中,有些区域很明显感觉就像被蒙了一层油一样模糊,这种就被叫做散斑现象。
1)散斑原理
一般来说,当光线在反射到比自身光波粗糙的表面时,因为光线之间的相干性会”相互打架“,在画面上呈现出一种粗糙的颗粒感,也就是说,日常生活中的大多数反射光也会产生散斑现象,只不过超过了人眼的时空分辨能力“看不到”而已。
那么三色激光和散斑的关系也就很好解释了,研究显示,由于三色激光高纯度的特性,即高频率一致性和高相位一致性,使其形成和分布更有规律,因此对人眼来说也更加清晰易见了。
另外,又因为每个人对散斑现象的接受程度不同,因此会产生不同的观感,比如有些不敏感的人会觉得没什么影响,但有的人也会对此产生眼疲劳、眼胀痛、恶心与晕眩等不同程度的生理反应。
2)色散原理
再有一些近视戴眼镜的人,会对下面这种色散的现象非常敏感,这是因为当三色激光投射出的白光再反射到镜片进入人眼时,会产生大小不同的折角与颜色分离。
不仅如此,如果戴着眼镜斜视或俯视,这种颜色分离现象会更严重,因为转动角度观看时,光线再经过镜片的路径要更长;同理,近视度数越深,眼镜镜片的厚度越厚,色散感也会加深。
二、有哪些消散斑的技术?
上文我们提到过由于激光的“高纯度”,存在高相位一致性与高频率一致性,所以消散技术也就会从这两者入手。
1)改变高相位一致性:”振幕“技术
这种技术在许多影院的激光厅比较常见,其原理为:将投影屏幕做垂直于投影光线方向的不规则、高频率(远超人眼时间分辨率)的微弱振动,这样在观众正常的远距离观影时就基本察觉不到散斑的存在。但这种影院级的技术成本较高,在家用投影领域只有一些消散的高科技光子幕布,不仅增加了动辄上千元的购买成本,同时也降低了使用的便携性。
2)改变高相位一致性:振动激光器
与”振幕“技术异曲同工,有的投影厂商会在光机里增加一个光学器件,进行一定的频率的震动来消除少量散斑,但这样不仅会影响投影镜头的对焦清晰度效果、增加噪音,也会为机身带来寿命和稳定性问题,而且目前因为成本限制,暂时还是做不到完全消除。
3)改变高频率一致性:激光与其他光源混光
也就是采用多频段的光源来消减散斑,我们都知道激光光源具有高亮度的特性,这是因为激光成像系统每一个原色的激光器数量都有很多个,因此我们可以采用混光来打破激光的高纯一致性,比如采用“激光+LED”的光源组合进行相位消散斑,就能大大提升视觉舒适感。
三、总结
纵观目前的家用投影市场,大多数三色激光投影仪采用的都是最早的较为老旧的三色光源,只能靠改变光源相位一致性的消散技术来缓解散斑现象,距离“成熟”还有很长一段路要走。相反,随着ALPD激光与混光等光源的技术的不断创新与进步,激光投影仪能实现无散斑、且仍旧保持高亮度与高色域的特性将指日可待。
