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激光顯示系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)
2012-12-20
根據(jù)國際激光顯示協(xié)會（ILDA：International Laser Display Association）關(guān)于激光顯示工業(yè)（Laser Display Industry）的定義，激光顯示的應(yīng)用主要有兩種方式：激光表演（Laser Show）和激光效果(Laser Effect)。激光表演以激光為主，并輔以燈光、煙火、噴泉、音樂等，主要表現(xiàn)激光的特殊效果。如新加坡圣陶沙的激光音樂噴泉，成為當(dāng)?shù)芈糜蔚囊淮缶包c。激光效果與前者相反，激光的演示只是為了輔助主題而提供激光的特效，如用激光顯示系統(tǒng)作舞臺背景燈光。這兩種方式在功能上各有側(cè)重，但在系統(tǒng)原理上是一樣的。
激光發(fā)生器是整個系統(tǒng)的光源。根據(jù)激光顯示的環(huán)境、幕體和要求達到的效果配置若干臺不同顏色、不同功率的激光器。一般在室內(nèi)顯示、幕體與發(fā)射點距離越近，要求的功率越低，而由于人眼對紅光的敏感度較高，相同條件下選擇紅色激光發(fā)生器的功率可比其它顏色的激光發(fā)生器的功率較低。
從激光器的激光光束直接通過空氣傳輸②或通過光纖進入光學(xué)控制臺的入光口，首先進入的是光路切換單元。
2.3.1 光路切換單元在光學(xué)控制臺的前端，由驅(qū)動電機和反射鏡、計算機的控制信號控制電機的轉(zhuǎn)角，帶動反射鏡將入射激光束反射切換到其它單元做進一步變換。分光單元、衍射單元、光路掃描單元和透反射單元可根據(jù)需求自由組合、增減，由計算機的控制顯示出不同的效果。也可以外掛反射鏡、雪球等光學(xué)器件，配合光學(xué)控制臺一起營造現(xiàn)場氣氛。
2.3.2 分光單元由分光鏡構(gòu)成，可將混色激光的分成單色光。根據(jù)激光的光譜波長和折射原理，一束混色光經(jīng)過分光鏡后可得到多束光，再進入下一級單元。
2.3.3 衍射單元由單個或多個衍射鏡和驅(qū)動電機組成，電機的轉(zhuǎn)動帶動衍射光柵，光束透過光柵產(chǎn)生衍射效果。衍射鏡可設(shè)計成平行、垂直、正交排列，表現(xiàn)出不同的衍射效果。
2.3.4 光路掃描單元是整套系統(tǒng)產(chǎn)生圖文效果的直接執(zhí)行機構(gòu)。采用X－Y兩個方向的振鏡（Scanner），使得進入這個單元的光束隨振鏡的方向而移動，從而射出的光束打在幕體上，形成移動的光點。當(dāng)掃描頻率足夠高時，即可形成無閃爍的圖文。振鏡的驅(qū)動電機的控制信號來至計算機內(nèi)的圖文點坐標(biāo)。圖文點的坐標(biāo)值（x,y）通過計算機內(nèi)D/A卡分別輸出到光學(xué)臺X和Y方向振鏡電機的驅(qū)動板，經(jīng)放大驅(qū)動電機搖擺，使得圖文的坐標(biāo)（x,y）被一一對應(yīng)地映射到幕體。
2.3.5 透射反射單元由若干個透射鏡和反射鏡以及光學(xué)控制臺外部的雪球等構(gòu)成，器件的配置可增減。其主要功能是將一束光束經(jīng)過本單元分成若干束光，經(jīng)外掛雪球的反射可形成光網(wǎng)、光柱。
2．4 幕體
幕體是系統(tǒng)效果的表現(xiàn)載體，可以是水幕、煙幕、紗幕、墻體甚至空氣等。幕體的質(zhì)地不同，表現(xiàn)的效果也不同，各具特色。水幕、煙幕比較適合產(chǎn)生三維效果，如時空隧道、三維動感造型；紗幕、墻體類幕體相對比較穩(wěn)定，適用于表現(xiàn)圖形、文字；也可由空氣做介質(zhì)，直接在空中打出交織的光網(wǎng)、斑駁的光柵。當(dāng)前在激光顯示工業(yè)領(lǐng)域比較流行用旱地噴泉作水幕，表演激光演示節(jié)目。
在科技高速發(fā)展的今天，激光顯示工業(yè)日趨成熟，激光顯示的應(yīng)用逐漸廣泛。這一方面是由于激光光源所產(chǎn)生的效果能滿足人們的追求新奇的心理，并帶來一定的視覺沖擊；另一方面，由于這種光源可方便地被計算機控制，通過編程，即可產(chǎn)生豐富的變化，極具智能化特點。激光顯示系統(tǒng)，要求科技與藝術(shù)緊密結(jié)合，共同發(fā)展。來源 熱像儀 http://www.91zenqing.cn/
激光發(fā)生器是整個系統(tǒng)的光源。根據(jù)激光顯示的環(huán)境、幕體和要求達到的效果配置若干臺不同顏色、不同功率的激光器。一般在室內(nèi)顯示、幕體與發(fā)射點距離越近，要求的功率越低，而由于人眼對紅光的敏感度較高，相同條件下選擇紅色激光發(fā)生器的功率可比其它顏色的激光發(fā)生器的功率較低。
從激光器的激光光束直接通過空氣傳輸②或通過光纖進入光學(xué)控制臺的入光口，首先進入的是光路切換單元。
2.3.1 光路切換單元在光學(xué)控制臺的前端，由驅(qū)動電機和反射鏡、計算機的控制信號控制電機的轉(zhuǎn)角，帶動反射鏡將入射激光束反射切換到其它單元做進一步變換。分光單元、衍射單元、光路掃描單元和透反射單元可根據(jù)需求自由組合、增減，由計算機的控制顯示出不同的效果。也可以外掛反射鏡、雪球等光學(xué)器件，配合光學(xué)控制臺一起營造現(xiàn)場氣氛。
2.3.2 分光單元由分光鏡構(gòu)成，可將混色激光的分成單色光。根據(jù)激光的光譜波長和折射原理，一束混色光經(jīng)過分光鏡后可得到多束光，再進入下一級單元。
2.3.3 衍射單元由單個或多個衍射鏡和驅(qū)動電機組成，電機的轉(zhuǎn)動帶動衍射光柵，光束透過光柵產(chǎn)生衍射效果。衍射鏡可設(shè)計成平行、垂直、正交排列，表現(xiàn)出不同的衍射效果。
2.3.4 光路掃描單元是整套系統(tǒng)產(chǎn)生圖文效果的直接執(zhí)行機構(gòu)。采用X－Y兩個方向的振鏡（Scanner），使得進入這個單元的光束隨振鏡的方向而移動，從而射出的光束打在幕體上，形成移動的光點。當(dāng)掃描頻率足夠高時，即可形成無閃爍的圖文。振鏡的驅(qū)動電機的控制信號來至計算機內(nèi)的圖文點坐標(biāo)。圖文點的坐標(biāo)值（x,y）通過計算機內(nèi)D/A卡分別輸出到光學(xué)臺X和Y方向振鏡電機的驅(qū)動板，經(jīng)放大驅(qū)動電機搖擺，使得圖文的坐標(biāo)（x,y）被一一對應(yīng)地映射到幕體。
2.3.5 透射反射單元由若干個透射鏡和反射鏡以及光學(xué)控制臺外部的雪球等構(gòu)成，器件的配置可增減。其主要功能是將一束光束經(jīng)過本單元分成若干束光，經(jīng)外掛雪球的反射可形成光網(wǎng)、光柱。
2．4 幕體
幕體是系統(tǒng)效果的表現(xiàn)載體，可以是水幕、煙幕、紗幕、墻體甚至空氣等。幕體的質(zhì)地不同，表現(xiàn)的效果也不同，各具特色。水幕、煙幕比較適合產(chǎn)生三維效果，如時空隧道、三維動感造型；紗幕、墻體類幕體相對比較穩(wěn)定，適用于表現(xiàn)圖形、文字；也可由空氣做介質(zhì)，直接在空中打出交織的光網(wǎng)、斑駁的光柵。當(dāng)前在激光顯示工業(yè)領(lǐng)域比較流行用旱地噴泉作水幕，表演激光演示節(jié)目。
在科技高速發(fā)展的今天，激光顯示工業(yè)日趨成熟，激光顯示的應(yīng)用逐漸廣泛。這一方面是由于激光光源所產(chǎn)生的效果能滿足人們的追求新奇的心理，并帶來一定的視覺沖擊；另一方面，由于這種光源可方便地被計算機控制，通過編程，即可產(chǎn)生豐富的變化，極具智能化特點。激光顯示系統(tǒng)，要求科技與藝術(shù)緊密結(jié)合，共同發(fā)展。來源 熱像儀 http://www.91zenqing.cn/
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