- 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。同時還有一部分人士并不完全認(rèn)同這種說法，其中一個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，在一個很小的點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。
掃描方式實現(xiàn)激光顯示圖像的方案是人們最早嘗試實現(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多面旋轉(zhuǎn)鏡實現(xiàn)，垂直偏轉(zhuǎn)（幀掃描）通過一個傾斜鏡實現(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，就是因為其紅綠藍(lán)激光在成像前有一個擴(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，這時激光已經(jīng)從點光源變成了面光源。
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，此時的低能量秘密度單色光也不具有剛從激光器出來時的危險性，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)成的危險進(jìn)行了檢測。報告顯示“在人眼正常反應(yīng)時間內(nèi)可以采取保護(hù)性反應(yīng)而不會出現(xiàn)照射時間過長意外損傷，因此屬于人眼短時間照射安全范圍。屏幕反射光的最大功率密度為1.2W/m2，遠(yuǎn)低于104秒時間內(nèi)最大允許照射通量，在該時間內(nèi)為安全照射劑量。”報告完全驗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。
