光電信息處理技術(shù)：激光顯示技術(shù)簡(jiǎn)介

激光顯示技術(shù)引言激光顯示技術(shù)的原理激光顯示技術(shù)的未來(lái)激光顯示技術(shù)的類型激光顯示技術(shù)的應(yīng)用激光顯示——引言黑白單色標(biāo)準(zhǔn)彩色模擬數(shù)字FullColor大色域標(biāo)清高清小尺寸中尺寸大尺寸激光顯示技術(shù)的時(shí)代黑白時(shí)代1GCRT標(biāo)準(zhǔn)彩色時(shí)代2GCRT高清時(shí)代3GLCD/PDP大色域時(shí)代4GOLED/LaserTV定向發(fā)光顏色極純亮度極高激光顯示——引言激光激光顯示——引言半導(dǎo)體激光二極管半導(dǎo)體泵浦固體激光器激光顯示激光顯示技術(shù)的優(yōu)勢(shì)

激光顯示技術(shù)優(yōu)勢(shì)安全免維護(hù)長(zhǎng)久高畫質(zhì)單機(jī)高亮度真正數(shù)字化色彩最亮麗使用無(wú)噪聲激光色度極純RGB純色激光可實(shí)現(xiàn)高色域壽命長(zhǎng)，光學(xué)衰減慢散熱小功率反饋控制系統(tǒng)色溫、亮度精確可調(diào)利于大屏幕拼接無(wú)需加裝風(fēng)扇散熱通過(guò)光纖實(shí)現(xiàn)光機(jī)分離低衰減冷光源特性電壓低不炸燈使用壽命長(zhǎng)無(wú)汞污染

參數(shù)種類顯示效果體積顯示尺寸功耗工藝復(fù)雜度制造成本價(jià)格CRT好龐大較小大較簡(jiǎn)單較高一般等離子較差輕薄大大復(fù)雜高昂貴液晶較差輕薄大小復(fù)雜高昂貴LPD好很小大小簡(jiǎn)單較低一般表1LPD與其它顯示器的對(duì)比激光顯示技術(shù)的原理激光顯示系統(tǒng)原理圖激光顯示系統(tǒng)由激光器、調(diào)制器、光偏轉(zhuǎn)器和屏幕等組成。系統(tǒng)接收到視頻信號(hào)后，從信號(hào)中分離出紅、綠、藍(lán)三色圖像信號(hào)和幀同步信號(hào)。經(jīng)過(guò)處理，三色信號(hào)控制三色半導(dǎo)體激光二極管行陣列，使之發(fā)出相應(yīng)強(qiáng)度的光，經(jīng)合色器調(diào)制輸出，在幀同步信號(hào)的控制下，通過(guò)光偏轉(zhuǎn)器，實(shí)現(xiàn)光束掃描，射到接收屏上，形成圖像。顯示技術(shù)可以顯示的色彩空間現(xiàn)有顯示器的色彩重現(xiàn)能力低，其顯色范圍僅能覆蓋人眼所能觀察到的色彩空間的33％，而其它67％的色彩空問(wèn)是數(shù)字顯示技術(shù)和現(xiàn)在已有的顯示技術(shù)都無(wú)法重現(xiàn)的.激光顯示作為新一代顯示技術(shù)，在繼承了數(shù)字顯示技術(shù)所有優(yōu)點(diǎn)的基礎(chǔ)上，以高飽和度的紅、綠、藍(lán)三基色激光作為顯示光源，解決了顯示技術(shù)領(lǐng)域長(zhǎng)期難以解決的大色域色彩再現(xiàn)難題，其色域可覆蓋接近90％人眼可識(shí)別色彩，從而最完美地再現(xiàn)自然色彩。

激光顯示技術(shù)色域：是對(duì)一種顏色進(jìn)行編碼的方法，也指一個(gè)技術(shù)系統(tǒng)能夠產(chǎn)生的顏色的總和。

色域覆蓋率：是以馬蹄形可見(jiàn)色域作為參照系表達(dá)彩色還原范圍，如自然界有100萬(wàn)種色彩，傳統(tǒng)的顯示設(shè)備只能表現(xiàn)其中的30萬(wàn)種左右，而激光顯示技術(shù)能表現(xiàn)90萬(wàn)種以上，基本上能真實(shí)還原自然界的所有色彩。

激光顯示技術(shù)的類型1 激光陰極射線管LCRT2

激光光閥顯示3

直觀式（點(diǎn)掃描）電視激光顯示激光顯示技術(shù)的類型1.激光陰極射線管LCRT（LASERCATHODERAYTUBE）激光面板激光顯示技術(shù)的類型1.激光陰極射線管LCRT（LASERCATHODERAYTUBE）基本原理是用半導(dǎo)體激光器代替陰極射線顯像管的熒光屏來(lái)實(shí)現(xiàn)的一種新型顯示器件。激光面板半導(dǎo)體材料的兩面與鏡面相鄰接，從而形成一個(gè)激光器的諧振腔，并與一片襯底相結(jié)合從而形成一塊激光面板。用電子束掃描激光面板時(shí)，在電子束轟擊到的地方就產(chǎn)生出激光來(lái)。這種激發(fā)的物理機(jī)制和熒光CRT相似，只是產(chǎn)生的是激光而不是熒光。單片半導(dǎo)體是由寬譜帶間隙的II-VI族單晶化合物（如ZnS、ZnSe、CdS、CdSSe、ZnO等）構(gòu)成的。通過(guò)選擇合適的材料，完全可以獲得可見(jiàn)光譜上的任何一個(gè)波長(zhǎng)。為了減少損耗，激光腔只有幾個(gè)微米厚。激光面板預(yù)計(jì)能承受長(zhǎng)時(shí)間的高能電子束轟擊，達(dá)到10000至20000小時(shí)的壽命。激光顯示技術(shù)的類型LCRT的分辨率能夠做得很高，在CRT電流為2mA時(shí)，電子束直徑為25μm，其激光束直徑略小于電子束斑直徑為20μm，目前激光面板的光柵尺寸為40mm×30mm，它可以給出2000×1500個(gè)像素。目前正在向真正的影院放映質(zhì)量的方向努力。LCRT同時(shí)也是一種理想的影院放映光源，它不會(huì)產(chǎn)生損害膠片的紅外和紫外強(qiáng)光。預(yù)期可以延長(zhǎng)膠片的放映壽命，所以可以做為兼容的數(shù)字/膠片放映機(jī)。表6.2數(shù)字電影放映機(jī)預(yù)期參數(shù)分辨率2048×1536激光峰值功率615nm13W，520nm13W，460nm12W，相當(dāng)于10000lm陽(yáng)極電壓50000V電子速電流最大值3mA反差2000：1激光面板工作溫度水冷，0℃激光顯示技術(shù)的類型2.激光光閥顯示

激光光閥顯示的優(yōu)點(diǎn)是清晰度極高。它是利用激光束對(duì)液晶進(jìn)行熱寫入尋址。激光束寫入原理為：把介電各向異性為正的近晶相液晶夾于兩片帶有透明電極的玻璃基板之間（其中一片玻璃基板內(nèi)涂有激光吸收層），構(gòu)成液晶光閥。把聚焦約為10μm的YAG激光束照射到液晶光閥上，被吸收膜吸收后變成熱能并傳給液晶。于是照射部分的液晶隨溫度上升，從近晶相，經(jīng)由向列相變成各向同性液體。激光顯示技術(shù)的類型2.激光光閥顯示當(dāng)激光束移向他處，液晶溫度急劇下降，出現(xiàn)由各相同性液體-向列液晶-近晶相的轉(zhuǎn)變的相變過(guò)程。由于速冷作用，相變過(guò)程中形成一種具有光散射的焦錐結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)一直保持到圖像擦除。另一方面沒(méi)有照射部分的液晶仍為垂直于表面取向的透明結(jié)構(gòu)。這樣通過(guò)對(duì)激光束的調(diào)制和掃描，便可在整個(gè)畫面上形成光散射結(jié)構(gòu)和透明結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定共存。

擦除過(guò)程是：用電擦除法，即在液晶層上施加高于條件閾值（約70kV/cm）的高電場(chǎng)E，使之反加到初始的透明結(jié)構(gòu)。這種擦除方式速度極快，已被廣泛使用。激光顯示技術(shù)的類型顯示原理外部視頻/PC信號(hào)被分解為三原色經(jīng)顏色轉(zhuǎn)換后調(diào)制三束激光的強(qiáng)度；被調(diào)制的光信號(hào)經(jīng)過(guò)光纜傳輸?shù)綊呙柘到y(tǒng)，激光束被偏轉(zhuǎn)（行掃描：轉(zhuǎn)鏡，幀掃描：振鏡）投射到屏幕上，“寫”出圖像。點(diǎn)掃描激光電視利用了激光器的色純度高，色域比一般彩色電視大的特點(diǎn)。顯示的圖像色彩更加鮮艷、逼真。直接掃描方式與光學(xué)系統(tǒng)成像不同，無(wú)聚焦范圍限制，可以在任何反光物體上顯示，所以可以在建筑物上，水幕上（水幕電視），煙霧上（空中顯示）等特殊效果。3.直觀式（點(diǎn)掃描）電視激光顯示基本結(jié)構(gòu)RGB激光光源激光調(diào)制掃描投射系統(tǒng)圖像變換光學(xué)系統(tǒng)光導(dǎo)傳輸電子控制和軟件激光顯示技術(shù)應(yīng)用——激光電視激光顯示技術(shù)應(yīng)用——激光電視激光顯示技術(shù)應(yīng)用——激光電影院激光顯示技術(shù)應(yīng)用——激光電影放映機(jī)激光顯示技術(shù)應(yīng)用——激光投影儀激光空間成像投影機(jī)激光空間成像投影機(jī)由激光器（包括光學(xué)系統(tǒng)、激光電源、聲光電源、制冷系統(tǒng)）和掃描系統(tǒng)（包括控制計(jì)算機(jī)機(jī)、圖形輸入設(shè)備、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換D/A卡、振鏡驅(qū)動(dòng)電源、透鏡）組成，其結(jié)構(gòu)如下圖所示。激光投影使用具有較高功率（瓦級(jí)）的紅、綠、藍(lán)（三基色）單色激光器為光源，混合成全彩色。它把用戶信息輸入計(jì)算機(jī)加以編輯，然后配合音樂(lè)來(lái)控制高速振鏡的偏轉(zhuǎn)，反射激光投向空間或屏幕（如水幕、建筑物表面、山巖、云層等），快速掃描形成文字、圖形動(dòng)畫、光束效果等特殊的激光藝術(shù)景觀。有多種方法實(shí)現(xiàn)行和場(chǎng)掃描，當(dāng)掃描速度高于所成像的臨界閃爍頻率，就可滿足人眼“視覺(jué)殘留”的要求，人眼就可清晰觀察。臨界閃爍頻率是觀察周期性目標(biāo)時(shí)恰好不能感覺(jué)出其閃爍的頻率。在激光投影系統(tǒng)中，臨界閃爍頻率應(yīng)不低于50Hz。

激光顯示技術(shù)

激光空間成像投影機(jī)結(jié)構(gòu)圖激光顯示技術(shù)激光空間成像投影具有以下應(yīng)用:（1）可以在慶典、娛樂(lè)場(chǎng)所形成二維靜態(tài)或動(dòng)態(tài)的圖像，喧染熱烈歡慶氣氛。（2）可為音樂(lè)噴泉加彩，產(chǎn)生更好的聲光效果。（3）可以在報(bào)告廳、展覽會(huì)造成引人入勝的激光顯示效果。（4）可在靶道測(cè)量中模擬形成一個(gè)具有逼真形態(tài)和動(dòng)態(tài)的虛擬靶標(biāo)，來(lái)測(cè)量靶標(biāo)彈著點(diǎn)位置。

激光顯示技術(shù)由于激光具有亮度高、方向性好等特點(diǎn)，使激光空間成像投影所具有的遠(yuǎn)距離超大屏幕顯示的優(yōu)點(diǎn)是其它方法無(wú)可比擬的：（1）投影表面可以是平面也可以是曲面，可以是霧幕（煙霧和氣霧）、水簾，也可以是墻面