上期，針對(duì)目前行業(yè)中對(duì)于散斑的一些不正確的見解——“無論什么光源，都可以產(chǎn)生光學(xué)干涉現(xiàn)象，也就是說‘任何光源都可以產(chǎn)生散斑現(xiàn)象’”進(jìn)行了分析說明，受到了很多高能學(xué)霸小伙伴的歡迎，那么今天我們將繼續(xù)和大家分享一些不一“斑”的知識(shí)。
關(guān)于是否存在原生無散斑
行業(yè)某文章歧義觀點(diǎn)截圖
圖 1.原文章中的截圖
在這部分，原文以之前
圖2.熒光激光放映技術(shù)示意漫畫
但藍(lán)光用的仍然是激光，因此確實(shí)含有激光成分。小編這里計(jì)算了一下熒光激光放映中激光成分的比例，如圖3所示，以輸出60000 lm的DCI標(biāo)準(zhǔn)的白光為例，RGB三基色激光放映機(jī)的光機(jī)需要輸出45.8 W的藍(lán)激光、81.0 W的綠激光和112.9 W的紅激光，而熒光激光的光機(jī)只需要輸出46.7 W的藍(lán)激光和119.7 W的熒光。即熒光激光輸出的相干光成分不到RGB的1/5。使用原文中引用的一句話，“任何拋開劑量談毒性的，都是耍流氓”，在觀影過程中，激光散斑主要影響的是觀眾的觀影感受，是一個(gè)視覺心理量，人眼是有分辨閾值的，目前對(duì)激光散斑對(duì)比度的標(biāo)準(zhǔn)制定正在緊鑼密鼓的制定中，也就是說，只要激光散斑對(duì)比度在某個(gè)閾值以下，觀眾是沒法察覺的。這里小編悄悄透露一下，目前在各種標(biāo)準(zhǔn)的測(cè)量中，和其他激光放映機(jī)相比，熒光激光放映機(jī)的散斑對(duì)比度是最低的哦，沒有之一！與標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量相互驗(yàn)證的是，在實(shí)際的產(chǎn)品運(yùn)作中，熒光激光放映機(jī)的運(yùn)營者均沒有花額外的成本去消散斑，因?yàn)椴恍枰�，這也是為什么熒光激光技術(shù)敢號(hào)稱“原生態(tài)，無散斑”的原因。
圖3. 產(chǎn)生60000 lm白光時(shí)（a）RGB需要的激光功率，（b）熒光激光需要的激光和熒光功率
另外，熒光也正是一種消散斑的有效手段。關(guān)于是否存在原生無散斑這個(gè)問題，我們已經(jīng)討論完了，接下來讓我們繼續(xù)看下一個(gè)歧義的觀點(diǎn)。
圖 4. 原文章中的截圖
在這部分，對(duì)于散斑的安全性問題，某些文章認(rèn)為激光放映機(jī)的屏幕反射光對(duì)人眼是安全的，因此散斑對(duì)人眼無害。小編承認(rèn)屏幕反射光對(duì)人眼確實(shí)是安全的，不僅如此，激光放映機(jī)內(nèi)部的原始激光在經(jīng)過一系列光學(xué)器件后，被均勻地散布在寬闊區(qū)域，從投影鏡頭射出的不再是非常強(qiáng)的窄平行光束，不再具有原始激光的危險(xiǎn)能量。因此，國際電工委員會(huì)（IEC）在2015年正式將激光放映機(jī)的分類從激光標(biāo)準(zhǔn)（IEC 50825-1: 2014）更改為了燈光標(biāo)準(zhǔn)（IEC 62471-5: 2015） [4]。
�。�1）
其中f/#為相機(jī)鏡頭的f-number，即
�。�2）
其中f為鏡頭焦距，為鏡頭孔徑的直徑。
人眼結(jié)構(gòu)類似于CCD相機(jī)，其焦距f為22.8mm [6]，瞳孔直徑D為3.2mm [7]。因此，對(duì)于638nm、525nm和465 nm的紅綠藍(lán)光，人眼視網(wǎng)膜上的散斑平均尺寸分別為26.32μm2、17.82μm2和13.98μm2在人眼視網(wǎng)膜中央凹區(qū)域，視錐細(xì)胞（感光細(xì)胞）的平均密度為191000mm-2即視網(wǎng)膜上單個(gè)像素點(diǎn)的平均尺寸為5.24μm2，因此單個(gè)散斑平均可以覆蓋3~5個(gè)視錐細(xì)胞。
在激光散斑成像中，散斑強(qiáng)度是一個(gè)隨機(jī)量，通過Goodman的“隨機(jī)行走”理論 [3]，可以獲得散斑強(qiáng)度的概率密度函數(shù)。在單個(gè)散斑平均覆蓋3~5個(gè)視錐細(xì)胞的情況下，視網(wǎng)膜感受到的散斑強(qiáng)度的概率密度函數(shù)為圖5所示的負(fù)指數(shù)函數(shù) [3]，其概率密度函數(shù)為：
�。�3）
其中(I)表示散斑的平均強(qiáng)度，即同功率非相干光到達(dá)視網(wǎng)膜時(shí)的光強(qiáng)。
圖5. 散斑強(qiáng)度測(cè)試結(jié)果的直方圖
實(shí)線表示負(fù)指數(shù)函數(shù) [3]
在實(shí)際應(yīng)用中，我們更關(guān)心散斑強(qiáng)度超過一定閾值的概率，該概率為：
（4）
從公式（4）可以看出，視網(wǎng)膜上某處感光細(xì)胞的散斑強(qiáng)度有5%的概率超過3倍平均強(qiáng)度，有0.01%的概率超過9倍平均強(qiáng)度，當(dāng)散斑強(qiáng)度超過安全限值，將會(huì)導(dǎo)致該處感光細(xì)胞的損傷。
以DCI標(biāo)準(zhǔn)的白光為例，RGB三色激光放映機(jī)在視網(wǎng)膜上產(chǎn)生平均強(qiáng)度為I0的光強(qiáng)時(shí)，人眼視網(wǎng)膜上不同區(qū)域的散斑強(qiáng)度分布如圖6 (a)所示，從中可以看到，局部的視錐細(xì)胞需要承受9I0的光強(qiáng)。而如果為激光熒光，則由于大部分為熒光，相干光成分較少，前文計(jì)算可知相干光成分不到RGB的1/5，因而該部分的視錐細(xì)胞只需承受2I0的光強(qiáng)，熒光遠(yuǎn)小于RGB的光強(qiáng)傷害。9倍的強(qiáng)光傷害你想感受一下嗎？
圖6.（a）RGB三色激光投影
和（b）熒光激光放映在視網(wǎng)膜上產(chǎn)生的散斑強(qiáng)度分布
今天，關(guān)于行業(yè)一些文章對(duì)散斑的觀點(diǎn)，我們分析到此結(jié)束。但小編想說的是，在激光顯示領(lǐng)域，我們都需要拿出正確的態(tài)度來對(duì)待激光散斑這個(gè)攔路虎，不論是為了更好的觀影體驗(yàn)，還是為了降低強(qiáng)光傷害風(fēng)險(xiǎn)，都需要想辦法去盡量降低激光散斑，而不要去回避它。目前即使已經(jīng)有大量手段來消散斑，學(xué)術(shù)界也還在繼續(xù)研究更便宜更有效更穩(wěn)定的消散斑方式，附上今年最近的一篇消散斑的文獻(xiàn) [9]，如果散斑不需要解決，為何學(xué)術(shù)界還樂此不疲的研究呢。事實(shí)上，熒光也正是一種消散斑的有效手段，目前熒光激光放映技術(shù)的代表ALPD®也正是在利用這種手段消散斑。希望，在激光顯示領(lǐng)域的發(fā)展中，大家能夠相互促進(jìn)，為整個(gè)行業(yè)的發(fā)展添磚加瓦。
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