- 激光投影產(chǎn)品原理
- 激光投影產(chǎn)品簡介
- 掃描方式顯示圖像
- 投影式的顯示方式
由于激光的光譜窄、光強(qiáng)度高、方向性好，可以實(shí)現(xiàn)唯美的色彩表現(xiàn)與大屏幕顯示的完美結(jié)合，越來越多的人認(rèn)為激光光源是顯示光源發(fā)展的必然趨勢。同時(shí)還有一部分人士并不完全認(rèn)同這種說法，其中一個(gè)重要的問題就是激光光源對人眼是否安全的擔(dān)憂。
通常人們認(rèn)為激光是一種能量極強(qiáng)的光，并且其匯聚性很好，在一個(gè)很小的點(diǎn)上可以聚集很大的能量。在日常生活中，激光已經(jīng)普遍用于工業(yè)、醫(yī)療、科研、軍事等領(lǐng)域，特別是一提到激光，人們就會(huì)在然而然的想到激光武器、激光切割機(jī)等大功率激光，我們知道激光對人眼的傷害主要是其高能量造成的，所以人們對激光顯示產(chǎn)品對人眼損傷的擔(dān)心不無道理。
那么激光投影機(jī)、激光電視機(jī)等顯示產(chǎn)品到底對人眼安不安全呢？要解開人們的擔(dān)心與疑慮還要從激光顯示不同實(shí)現(xiàn)方式的原理說起。通常激光投影方案大的分類主要有兩種，一種是掃描式的顯示方式，一種是投影式的顯示方式。
掃描方式實(shí)現(xiàn)激光顯示圖像的方案是人們最早嘗試實(shí)現(xiàn)激光成像的方式，人們利用激光良好的方向性進(jìn)行逐行掃描，激光束從上到下、從左到右進(jìn)行掃描。水平偏轉(zhuǎn)（行掃描）通過放映頭中的一個(gè)多面旋轉(zhuǎn)鏡實(shí)現(xiàn)，垂直偏轉(zhuǎn)（幀掃描）通過一個(gè)傾斜鏡實(shí)現(xiàn)。這種方案使用的激光束具有很強(qiáng)的能量，對人眼確實(shí)存在傷害，如今掃描式的激光投影方案除了在小型投影如手機(jī)嵌入式投影中使用外，在大屏幕、高亮度投影解決方案中這種方式基本被放棄，而全球廠商或研發(fā)機(jī)構(gòu)都將激光顯示技術(shù)方案的重點(diǎn)放在了安全可靠的投影式的顯示方式。
以投影方式為激光顯示解決方案的工作原理如圖1.1所示：紅、綠、藍(lán)三色激光分別經(jīng)過擴(kuò)束、勻場、消相干后入射到相對應(yīng)的光閥上，光閥上加有圖像調(diào)制信號，經(jīng)調(diào)制后的三色激光由X棱鏡合色后入射到投影物鏡，最后經(jīng)投影物鏡投射到屏幕，得到激光顯示圖像。
圖1.1激光顯示成像光路示意圖
這種投影顯示的方案之所以對人眼安全，就是因?yàn)槠浼t綠藍(lán)激光在成像前有一個(gè)擴(kuò)束的過程。所謂擴(kuò)束，其原理就是將較細(xì)的平行光束用透鏡發(fā)散，然后再用凸透鏡發(fā)散，然后再用凸透鏡據(jù)稱較粗的平行光束，這時(shí)激光已經(jīng)從點(diǎn)光源變成了面光源。
圖1.2擴(kuò)束前的激光器出光
圖1.3三色激光擴(kuò)束后的投影圖像，光束能量被分散
紅綠藍(lán)三色可見光激光光束經(jīng)過專門的擴(kuò)束整形設(shè)備后，將激光發(fā)散角擴(kuò)大，使其具有與氙燈光源相近的能量密度，而不再是能量密度高出氙燈光數(shù)萬倍的激光，此時(shí)的低能量秘密度單色光也不具有剛從激光器出來時(shí)的危險(xiǎn)性，也就是說從激光投影機(jī)鏡頭投出的光與從任何普通燈泡光源投影機(jī)鏡頭投射出的光具有同樣的安全性能指標(biāo)。
拿電視機(jī)舉例就是屏幕破損，激光不慎從屏幕中射出，大家也不必?fù)?dān)心。激光其仍然是被擴(kuò)束后通過鏡頭折射出的柔和光線的一部分，對人眼不構(gòu)成傷害。
激光前投影機(jī)已經(jīng)有良好的商業(yè)性運(yùn)營案例，安全性得到了很好的驗(yàn)證。2008年7月，由北京中視中科光電技術(shù)有限公司聯(lián)合國內(nèi)知名院線共同成立了全球首家激光影廳。在影院運(yùn)營前，中視中科邀請獨(dú)立的權(quán)威機(jī)構(gòu)——軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院放射與輻射醫(yī)學(xué)研究所，就激光投影機(jī)對人眼可能構(gòu)成的危險(xiǎn)進(jìn)行了檢測。報(bào)告顯示“在人眼正常反應(yīng)時(shí)間內(nèi)可以采取保護(hù)性反應(yīng)而不會(huì)出現(xiàn)照射時(shí)間過長意外損傷，因此屬于人眼短時(shí)間照射安全范圍。屏幕反射光的最大功率密度為1.2W/m2，遠(yuǎn)低于104秒時(shí)間內(nèi)最大允許照射通量，在該時(shí)間內(nèi)為安全照射劑量。”報(bào)告完全驗(yàn)證了以投影方式為原理的激光顯示方案對人眼具有很好的安全性，非常適合人眼的感受。激光影院運(yùn)營至今未接到任何消費(fèi)者不良反映的反饋意見。
去掉安全顧慮的激光顯示技術(shù)及產(chǎn)品，將使更多的人相信已經(jīng)沒有什么可以阻擋激光光源成為未來顯示技術(shù)發(fā)展的必然趨勢。
