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激光显示技术的挑战及安全

时间：2011-12-31 22:27:01  来源： 打印本文

激光显示技术的挑战及安全

2005/8/25/11:521. 高功率RGB 激光器的获得

    传统的氩离子激光器（Argon-ion lasers）能耗大（超过100 kW），维护复杂、体积大。

    如果RGB（Red Green Blue）LD（Laser Diode）能直接应用于激光显示，那么激光家庭影院的梦将成为现实 。理想的家庭影院的单色能耗为数百微瓦到一瓦。在数字影院，行星天文馆或者飞行模拟等应用领域，理想的是单色5W到20W的能耗。要实现上述要求，还有一定的距离。

2. 高亮度引起的闪烁

    高亮度使得显示装置要达到80~90Hz以上的频率，才不会有闪烁产生。系统的调制和偏转像素速率是一定的，克服闪烁要增加显示影像的频率，这就制约了高分辨率的获得。要同时达到高分辨率和高的显示频率，这就相应的对显示系统的调制、偏转提出很高的要求，增加了系统的技术难度和成本。

3. 高相干引起的散斑效应

    由于激光的相干特性使得屏幕显示中出现了散斑（当高相干光反射或透射粗糙面，粗糙度超过1/4λ时就会产生随机的光强分布花纹），这大大影响了活动影像再现的清晰度。要解决这个问题，使得光学和屏幕系统变得复杂。

4. 彩色影像的获得

    由于光路中不同色彩的光程不同，为了让不同的色彩准确且同步的投影到一个像素点上；这就需要复杂的像差、色差消除和机械光学的色彩同步。

5. 激光显示安全

    由于激光的特性，可使能量在空间和时间上高度集中。通过眼的屈光介质聚焦在视网膜上形成影像，而使视网膜上的能量密度较角膜上入射能量密度提高 ～ ；激光单色性好，在眼底的色差小。上述特点致使极低的激光能量照射即可引起眼角膜或视网膜的损伤。

    经过计算4.9 x 107 cd/m2是眼睛的极限光照亮度。在获得高亮度激光显示特别是视网膜直接投影显示时，必须考虑到人眼的视觉安全，激光束聚焦后的亮度甚至会超过太阳。合格性的评估是对显示器的一系列视觉曝光量进行的，包括单个像素、单一扫描线、单个图帧、10s内以及扩展期限的连续视觉曝光量。对于大多数扫描的激光显示器来说，最坏的曝光情况是扩展期间连续显示的最大允许曝光量。这样，最大允许曝光量帮助确定激光功率，而扫描镜运行监视技术提供实现安全运行的方法。例如，可在由两个扫描器产生的动态反馈信号中断时关闭激光器，或者自动地调节未调制激光束使之变细，以便在不影响显示对比度和灰度级的情况下，对亮度进行控制。