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彩边问题不可忽视!同样是决定家用激光投影画面质量好坏的关键

家用激光投影声势浩荡地来了,越来越多的消费者开始体验家用激光投影产品,可是有人说激光投影看久了好像会头晕,到底怎么回事?

可能是遇到彩边问题了。这是消费者在购买家用激光投影产品时,一个容易被忽视、但同样是决定家用投影画面质量好坏的关键问题!

确实,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,因而有望成为未来照明显示的理想光源。但是随着市场上越来越多的家用激光投影产品出现,彩边问题愈发受到关注。

那么,彩边是什么?对激光投影画面质量有什么影响?

彩边现象

彩边(Color Fringing)现象,是在一定角度下观看画面时在人眼处产生的色彩分离现象,内容边缘或投影画面边框有明显的红青色重影。看白色画面内容时,彩边现象更为明显(如下图-右,别说久看,看一会儿就头晕了。)

彩边原理

彩边和散斑一样,是激光的物理性带来的,都属于先天缺陷、基因问题。散斑是由于激光的相干性,而彩边是由于激光的窄光谱这一物理属性。

我们先来看这个上学时期都做过的著名实验——三棱镜分光,如下图:

太阳光(自然光)是一种宽光谱,经过三棱镜后,会分出红橙黄绿青蓝紫七色光。其原理在于,白光是由各种单色光组成的复色光;同一种介质对不同色光的折射率不同,所以在通过三棱镜时,白色光通过三棱镜会将各单色光分开,即色散。

而激光和太阳光(自然光)不同,激光是窄光谱,当使用纯三色激光这类窄光谱光源时,由于红绿之间没有黄色的光谱能量分布、蓝绿之间没有青色的光谱能量分布,使得原本连续渐变的彩虹色散变成完全分离开的红蓝色重影,即彩边现象。如果是复杂的纹理画面,彩边情况更为严重(如下图)。

原理图

效果图

彩边造成的不良影响

及视力伤害

上述讲到,彩边是一种重影现象。一方面,重影就如同在电影院看3D电影时,眼镜的左右视场没有完美汇聚一样,使得内容不清晰(如下图),长时间观看有眩晕感(开篇提到的,有人看激光投影会觉得头晕,就是这个现象);另一方面由于窄光谱色彩饱和度高,彩边会尤其的刺眼不舒适,同时由于彩边是在人眼处产生的分离,无法通过颜色调校减小色域降低饱和度缓解彩边的影响。

加上人眼和眼镜均有色散,因此,彩边现象对于戴眼镜的用户更为明显。在观看时,戴眼镜的用户更敏感地受到彩边现象影响,更容易地看到重影、色散等问题。

戴眼镜用户更容易受到彩边影响

特别是在家庭观影环境下,观影距离非常近,人们会经常变换位置和角度,无法保证所有人都时刻正视投影画面,尤其是视觉系统更脆弱而且好动的儿童,彩边问题会更加明显,眼部不舒适度会加重。如果用户长时间观看带有散斑和色散问题的投影画面,会产生视力受损、生理不适、眼部不可逆伤害等一系列危害。

创造性加入宽光谱光源

ALPD激光技术从架构上解决彩边问题

彩边不同于投影光学系统的横向色差(Lateral Chromatic Aberration)导致的色散现象,它无法通过镜头的消色差来解决,观看角度和距离不同、人眼屈光度散光度不同人眼处观察到的彩边程度也不同,仅能通过使用宽光谱光源改善彩边。

光峰科技原创的ALPD激光技术,既保留了激光窄光谱特性所带来的亮度、色彩优势,又巧妙地引入纳米发光稀土材料,通过二次发光产生宽光谱光源,彻底解决原始纯激光作为显示用途的色散和散斑问题,同时,ALPD激光技术还可以实现高亮度、更强的色彩表现力,更重要的是提高观看舒适度,画质通透自然,久看不累。

不止解决彩边问题
ALPD激光技术成激光显示最优解

如果彩边问题的解题公式是加入宽光谱,那为什么ALPD激光技术是激光显示的最优解?LED也是宽光源光谱,换成LED行不行?

答案是:也行的。而且最好的三色LED+三色激光技术路线,已经被光峰ALPD激光技术拿下了。

为什么这么说?

激光和LED都是很好的光源技术,但在应用层面则各有不足。激光的优势在于亮度高、色域广。激光光源的亮度上限目前还没有看到天花板,存在很大的发挥空间,但是纯激光光源存在散斑和彩边这两种无法避免的物理现象。

而LED的优势在于宽光谱、无散斑、无彩边,但是LED发光角度大,收光难度大,导致光机效率低,整机尺寸大等弊端;且LED的亮度目前受限于发光芯片电流密度的限制,亮度存在局限性,再往上突破难度非常大。

光峰科技于2007年提出ALPD激光技术路线,革命性解决了激光显示产业化遇到的困难,经过十余年的发展,如今已形成较为成熟的技术体系,且技术矩阵不断创新壮大。

纵观光峰科技ALPD激光技术的发展,其每一代技术都解决了或者突破了特定的技术点难题,比如ALPD1.0,解决了激光显示产业化的难题;ALPD2.0突破了亮度的难题……因此ALPD激光技术能拥有核心竞争力,不断满足市场的所需,呈现出强盛的技术生命力,在业务上则表现为光峰科技正不断将核心技术、核心元器件运用于不同的场景,嫁接进一个又一个巨大赛道。无论应用于哪种使用场景、定制哪种技术方案,ALPD激光技术所带来的技术方案优势一直伴随。

2022年底,光峰科技发布ALPD5.0超级全色激光技术,通过特有的合光技术,首创性地实现和三色激光和三色LED两种光源的高效合光,使激光的色彩领域和LED无散斑、无彩边的特性进行优势互补,并为原创技术构筑了专利壁垒,其它企业想要将三色激光和三色LED结合并商业化,将极难绕过光峰的深厚专利壁垒。

ALPD 5.0超级全色激光技术的出现,就像是增程式电动汽车动力系统,既解决了里程焦虑,还同时拥有电车的绝佳驾驶体验。ALPD5.0超级全色激光技术以三种颜色的激光光源为主基调,叠加融合三种颜色的LED光源,创新性地将六种光源相互结合,取长补短,突破了纯三色激光光源或纯三色LED光源的技术瓶颈。其拥有的三色激光光源提供了绝佳的色彩和亮度,叠加的三色LED光源则进一步在亮度上对其提供增益效果,堪称“颜色和亮度的调校大师”,未来将满足更多应用场景。

未来,随着激光显示产品高清高亮的趋势日渐明显,激光显示技术毫无疑问已经成为大势所趋的发展方向。作为物理原理层面最先进的光源方案,无论是亮度、纯度,还是效率、偏振,或者调制频率、立体显示效果,激光的先进性都无可争议。然而,如何能将激光优势真正发挥且应用落地,目前来看,光峰ALPD激光技术技术架构上既发挥了激光高亮度、高色域优势,又彻底解决了彩边、散斑问题,带来了自然舒适的视觉体验,由此成为激光技术产业发展的最优解。

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