无缝激光投影大屏分析 | 箱体厚度知多少

2018-08-22 09:55

当下，伴随信息化建设的不断深入和互联网生态的不断繁荣，计算机硬件的不断升级改造也成为政府机构、国央企集团等机构持续改进的工作，尤其作为人机交互的重要窗口，起到信息显示的专业大屏显示的需求也越来越旺盛。

从当前市场上来看，目前最主流的专业大屏显示主要包括LED大屏、DLP拼接大屏和激光大屏箱体。而今天，我们主要的讨论对象，是关于激光大屏箱体相关。

从技术上来看，激光大屏显示箱体通常采用背投成像显示设计，光源核心通常采用高流明的投影机。大屏显示箱体具备整屏无缝、画面完整、高清显示等特点，但同时，也正是因为使用投影机作为大屏的光源核心，因此，在大屏箱体的设计上，必然要因给投影机留出足够的投影距离，而造成箱体结构会有一定的厚度的问题。

由于市场需求的旺盛，目前，市场上激光大屏显示箱体的产品解决方案呈现百花齐放和龙蛇混杂两种状态。尤其是，当前市场上很大一部分厂商为了迎合客户希望箱体厚度较薄的主观意愿，采用短焦超薄箱体设计；一般来说，短焦超薄箱体通常采用短焦投影镜头，因此对投影距离要求较小，往往只需要几十厘米的投影距离就能投影出较大的画面。但事实上，采用短焦、超短焦投影设计的超薄大屏箱体往往容易存在许多的问题。

具体从技术角度来分析，短焦投影箱体目前所采用的技术通常采用广角式短焦鱼眼镜头＋反射式光学技术来实现。广角短焦鱼眼镜头属于一种特殊的超广角镜头，其可以增大投影镜头的视场角，但同时，这种镜头往往又会造成桶形弯曲畸变量非常大，从而导致投影画面周边的曲线被弯曲、画面发生变形。

而反射式光学技术，则是光线从镜头中出来后，经过反射镜的反射，再投射到投影屏幕上，而由于短焦镜头的反射投影光路必然会产生强烈的偏轴现象（偏离镜头轴心），因此必然会造成光路投射到屏幕上下距离的差异，进而导致投影图像的亮度、聚焦效果、形状以及色散等各方面产生差异。

拿画面亮度均匀性（画面中心与边缘的亮度比值）举例，某些投影机厂商宣称其投影机可以达到80％甚至95％的均匀性，但实际测试往往只能达到60％左右。而在短焦镜头的偏轴投影时，这个问题更严重，因为画面近距点和远距点的距离比值可以超过一倍，而光线的衰减和距离是成反比的，因此，普通投影机在偏轴投影时可能均匀性会低于25％，这样的亮度差异，人眼能清楚地观察到明显的太阳效应。

同时，根据众多项目反馈以及行业经验来看，短焦投影镜头也影响大屏显示时，多个投影画面的拼接融合调试，从而导致短焦投影箱体画面显示融合效果的不理想，具体表现为：一是短焦投影箱体在画面融合时调试困难且画面融合效果较差，二是在融合后画面的持久稳定性非常不好，常开常关或长时间使用后，容易出现融合画面的失效。

而造成短焦大屏显示箱体融合画面效果较差的原因，归根结底，首先是短焦投影镜头因内部结构和设计造成的投射画面畸变，影响画面的融合调试，其次，由于镜头内集成包括反射镜等在内的大量元器件，在机器镜头使用过热以及现有材料不能很好解决热胀冷缩问题的情况下，极易产生画面漂虚和镜头聚焦漂移等现象，从而造成融合画面的失败。

总的来说，短焦超薄箱体缩短的投影距离，为某些对显示效果要求不是太高的民用使用场景带来了更多延伸机会，但是，以牺牲画面品质的方式来达到缩短投影距离的方法，却是专业大屏显示相关的工程应用领域所不能容忍的。对专业大屏显示箱体来说，其最重要的技术指标首先应该是确保画面的最终显示品质以及显示效果的稳定性，具体到各个参数来说，则是包括亮度、亮度均匀性和聚焦效果等指标，大屏箱体的厚度只是影响大屏箱体的外观。

因此，对专业大屏显示箱体来说，为保证画面显示效果和显示指标，在箱体设计时，不仅着力于控制大屏箱体的整体厚度，同时更把主要的精力放在投影机的光路设计上。一般来说，专业大屏显示箱体追求投射光路的中心正投影（投射光路的中心线垂直于投影屏幕表面），从而确保大屏在正常显示使用时，拥有更加良好的亮度均匀性和更加良好的聚焦效果，确保显示图像在进行画面融合时，无需拉伸变形即可轻松进行融合调试，从而获得良好稳定的融合画面显示效果。

以海盛翔和举例，作为专注于专业大屏显示领域十多年的资深品牌，在产品设计上，海盛翔和一直秉承画质为先的专业理念，在箱体内部光路结构设计上，通过采用“光路正投影反射系统”（“光路正投影反射系统”是海盛翔和为专业大屏显示箱体所设计的、由专业光路反射镜和光路角度微调系统组合而成的一套光路投射系统）来帮助缩短投射光路、减小箱体厚度以及实现投射光路的中心垂直正投影，避免产生如短焦反射投影的光路偏轴现象，从而确保大屏显示时良好的画面聚焦效果、亮度均匀性以及画面融合效果。