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激光灯成像过程

时间:2019-01-09浏览次数:288 作者:镭宇光电科技

通常人们认为激光是一种能量极强的光,并且其汇聚性很好,在一个很小的点上可以聚集很大的能量。在日常生活中,激光已经普遍用于工业、医疗、科研、军事等领域,特别是一提到激光,人们就会自然而然的想到激光武器、激光切割机等大功率激光,我们知道激光对人眼的伤害主要是其高能量造成的,所以人们对激光显示产品对人眼损伤的担心不无道理。

那么激光投影机、激光电视机等显示产品到底对人眼安不安全呢?要解开人们的担心与疑虑还要从激光显示不同实现方式的原理说起。通常激光投影方案大的分类主要有两种,一种是扫描式的显示方式,一种是投影式的显示方式。

扫描方式实现激光显示图像的方案是人们最早尝试实现激光成像的方式,人们利用激光良好的方向性进行逐行扫描,激光束从上到下、从左到右进行扫描。水平偏转通过放映头中的一个多面旋转镜实现,垂直偏转通过一个倾斜镜实现。

这种方案使用的激光束具有很强的能量,对人眼确实存在伤害,如今扫描式的激光投影方案除了在小型投影如手机嵌入式投影中使用外,在大屏幕、高亮度投影解决方案中这种方式基本被放弃,而全球厂商或研发机构都将激光显示技术方案的重点放在了安全可靠的投影式的显示方式。

以投影方式为激光显示解决方案:红、绿、蓝三色激光分别经过扩束、匀场、消相干后入射到相对应的光阀上,光阀上加有图像调制信号,经调制后的三色激光由X棱镜合色后入射到投影物镜,最后经投影物镜投射到屏幕,得到激光显示图像。


激光显示成像光路

这种投影显示的方案之所以对人眼安全,就是因为其红绿蓝激光在成像前有一个扩束的过程。所谓扩束,其原理就是将较细的平行光束用透镜发散,然后再用凸透镜发散,然后再用凸透镜据称较粗的平行光束,这时激光已经从点光源变成了面光源。

扩束前的激光器出光

红绿蓝三色可见光激光光束经过专门的扩束整形设备后,将激光发散角扩大,使其具有与氙灯光源相近的能量密度,而不再是能量密度高出氙灯光数万倍的激光,此时的低能量秘密度单色光也不具有刚从激光器出来时的危险性,也就是说从激光投影机镜头投出的光与从任何普通灯泡光源投影机镜头投射出的光具有同样的安全性能指标。

拿电视机举例就是屏幕破损,激光不慎从屏幕中射出,大家也不必担心。激光其仍然是被扩束后通过镜头折射出的柔和光线的一部分,对人眼不构成伤害。
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