從前年三月4K UHD BD在美國市場正式推出開始,近兩年來HDR(High Dynamic Range)「高動態範圍影像」就成為家庭影音最熱門的話題。在「電視機」領域來說由於畫面亮度高,很容易就能實現理想的HDR影像效果;但「投影機」受限於光源的光輸出強度,並不易在「亮」的部分展現HDR應有的高亮度性能。因此,近兩年有越來越多投影機玩家藉由搭配高增益銀幕,來提高投射在銀幕上面影像之亮度(包括本站的參考系統在內),雖說當前優質高增益銀幕Hot Spot熱點效應的缺點已改善不少,但可視角範圍往往就無法兼顧,而且增益越高就會使得可視角度範圍越小,甚至造成多人一起觀賞影片時的缺憾——難道無法有同時兼具廣視角性能的高增益銀幕嗎?
或許有人會覺得這是物理的天限,高增益銀幕必須將反射光線範圍縮小,以得到更高的畫面亮度,但如此無可避免就會讓範圍之外的亮度與對比大幅降低,那又如何兼得高增益與廣視角呢?如今,這個難題被美國Crystal Screens解開了!他家增益高達2.5的銀幕竟然能有120度的超廣視角,以家庭劇院銀幕設置的觀賞範圍來說,就等於是完全沒有可視角之問題;更高3.0增益的型號可視角達70度,也在一般高增益銀幕的兩倍範圍以上,同樣沒有觀賞範圍之限制。不只如此,Crystal Screens還具備優異抗光性能,沒有許多抗光幕扭曲色彩的弊病,在開燈觀賞的狀況下仍有不錯的對比與色彩呈現,而且它極薄的幕料可以像布匹般捲收,使得設置安裝十分便利輕鬆。為何Crystal Screens能夠突破「物理限制」?在其官方網站並沒有很詳細的技術說明,直到日前我們獨家專訪該公司的Leo Katsenelenson博士,才終於瞭解到Crystal Screens專利「奈米微鏡技術」(nano-lens technology)的奧秘所在!
Crystal Screens母公司Luminit是「控制光線」的專家
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這位就是Crystal Screens銀幕的研發專家Leo Katsenelenson博士,當我詢問Crystal Screens的專利「奈米微鏡技術」要旨時,他立即再拿出他另一張Luminit公司的名片——原來Crystal Screens銀幕只是其母公司Luminit旗下十餘項產品類別之一,而且整體營業額只佔Luminit的一小部分,也只運用到Luminit「控制光線」技術的一部份。 | |
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成立於2006年的Luminit是光學擴散膜(Light Shaping Diffusers)的專家,客戶包括美國空軍、陸軍及NASA太空總署等,負責提供戰鬥機或太空人頭盔內抬頭資訊顯示技術方案,以及雷射量測儀器甚至是雷射導引飛彈等尖端科技運用。基本上,Crystal Screens銀幕可視為運用奈米微鏡技術,將數百萬個微小全息圖案(tiny holographic patterns)顯示在金屬化薄膜銀幕上的方式,來充分控制投影機投射到銀幕上光線的反射狀況,因此既能得到高增益、無熱點、寬廣可視角的優點,可以有效地排除環境光線干擾,又沒有一般多層塗佈高增益抗光幕導致色彩偏差的缺點! | |
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這是Luminit官方網站首頁的模樣,標示著他家技術的主要特色,像是LED光線的變形(Transforming LED Light)、極佳的遮蓋力(Excellent Hiding Power)與精確的光線控制(Precise Beam Control)等。簡單地說,Luminit的光學擴散膜(Light Shaping Diffusers)相關技術能精準控制光線的擴散角度與方向,並在科技與生活等場合妥善運用。 | |
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這是Luminit官方網站底下的研發技術介紹網頁,左上角公司名稱下方可以看到「形塑光線到所需狀態」(Shaping Light as Needed)的標語,也可看到Luminit各項核心技術的說明及運用。 | |
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當光線透過Luminit的光學擴散膜時,可以精準地控制在各個方向的擴散角度,因此能夠使其展開為圓形、橢圓形或一直線,完全依所需的要求而定。 | |
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例如一排LED即使排列得再緊密,還是會有一顆顆光點呈現的不均勻狀況,此時只要蓋上Luminit的光學擴散膜(請見上圖左半部),底下LED光點的光線立刻就可橫向擴散連成一條線,不僅將所有LED發光的「熱點」(Hot Spot)消除,而且整條線的光度還十分均勻。 | |
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生活中的實際應用,最普遍能見到的就是汽車的尾燈、輔助燈與儀表板等,像是上圖所看到的煞車尾燈就能讓紅色LED無須排列十分緊密,透過Luminit光學擴散膜就可得到均勻美觀的紅色警示環視覺效果。 | |
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Luminit不僅能控制光線的擴散,還能夠讓光線「轉彎」!咦,光不都是直線前進的嗎?沒錯,但只要經過Luminit的光學轉向膜(Direction Turning Film)就能讓光線轉向,這有什麼用途呢?用處可大了。 | |
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像是大型客機的駕駛艙裡有許多儀表板,機長與副機長正前方必須有大片的玻璃窗,讓他們清楚看到飛機前方的景物,儀表板就只能裝設在前下方低處,且由於駕駛艙內空間狹窄,儀表板無法以大角度斜向上方對準機長眼睛,因此並不容易閱讀。但只要在其表面貼上Luminit的光學轉向膜,就可讓儀表板上的文字與圖像斜向上方轉向射出,如此機長與副機長就很容易判讀客機的飛行狀況。 | |
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在日常生活裡,也有「光學轉向膜」可以發揮所長之處,例如讓燈具射出的光線「轉向」,如此便可將燈具隱藏在天花板或牆壁裡,免除傳統燈具突出天花板下或牆壁上的狀況,讓居家空間更顯得清爽,上圖就是配合Luminit光學轉向膜讓燈具隱藏在天花板裡的示意圖。 | |
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如果將燈具埋在牆壁裡呢?上圖游泳池畔牆壁上的燈具就是一例,將其平整地與牆壁接合,只要貼上Luminit光學轉向膜就可將其投射的光線「轉向」投射至地面,既美觀又能有充足明亮的照明效果。 | |
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「全息光學元件」(HOE,Holographic Optical Elements)也是Luminit重要的光學技術之一,其較主要的運用就是戰鬥機飛行員或NASA太空人的抬頭顯示設備(HMD),Luminit能將「虛擬螢幕」成像在頭盔前面的空中,並且能偵測飛行員或太空人的眼球移動隨時改變位置。要知道戰鬥機飛行員在雲層上方執行任務時,陽光閃耀的狀況下其視野是非常明亮的,而太空人在面對與背對太陽時的明暗反差更大,Luminit必須在極大明暗範圍內都有清晰精準的成像,其光線控制技術之精準高超可見一斑。 |
Crystal Screens銀幕是Luminit光線控制技術之結晶
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