光電信息處理技術：激光顯示技術簡介

激光顯示技術引言激光顯示技術的原理激光顯示技術的未來激光顯示技術的類型激光顯示技術的應用激光顯示——引言黑白單色標準彩色模擬數(shù)字FullColor大色域標清高清小尺寸中尺寸大尺寸激光顯示技術的時代黑白時代1GCRT標準彩色時代2GCRT高清時代3GLCD/PDP大色域時代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——引言半導體激光二極管半導體泵浦固體激光器激光顯示激光顯示技術的優(yōu)勢

激光顯示技術優(yōu)勢安全免維護長久高畫質單機高亮度真正數(shù)字化色彩最亮麗使用無噪聲激光色度極純RGB純色激光可實現(xiàn)高色域壽命長，光學衰減慢散熱小功率反饋控制系統(tǒng)色溫、亮度精確可調(diào)利于大屏幕拼接無需加裝風扇散熱通過光纖實現(xiàn)光機分離低衰減冷光源特性電壓低不炸燈使用壽命長無汞污染

參數(shù)種類顯示效果體積顯示尺寸功耗工藝復雜度制造成本價格CRT好龐大較小大較簡單較高一般等離子較差輕薄大大復雜高昂貴液晶較差輕薄大小復雜高昂貴LPD好很小大小簡單較低一般表1LPD與其它顯示器的對比激光顯示技術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、光偏轉器和屏幕等組成。系統(tǒng)接收到視頻信號后，從信號中分離出紅、綠、藍三色圖像信號和幀同步信號。經(jīng)過處理，三色信號控制三色半導體激光二極管行陣列，使之發(fā)出相應強度的光，經(jīng)合色器調(diào)制輸出，在幀同步信號的控制下，通過光偏轉器，實現(xiàn)光束掃描，射到接收屏上，形成圖像。顯示技術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％的色彩空問是數(shù)字顯示技術和現(xiàn)在已有的顯示技術都無法重現(xiàn)的.激光顯示作為新一代顯示技術，在繼承了數(shù)字顯示技術所有優(yōu)點的基礎上，以高飽和度的紅、綠、藍三基色激光作為顯示光源，解決了顯示技術領域長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％人眼可識別色彩，從而最完美地再現(xiàn)自然色彩。

激光顯示技術色域：是對一種顏色進行編碼的方法，也指一個技術系統(tǒng)能夠產(chǎn)生的顏色的總和。

色域覆蓋率：是以馬蹄形可見色域作為參照系表達彩色還原范圍，如自然界有100萬種色彩，傳統(tǒng)的顯示設備只能表現(xiàn)其中的30萬種左右，而激光顯示技術能表現(xiàn)90萬種以上，基本上能真實還原自然界的所有色彩。

激光顯示技術的類型1 激光陰極射線管LCRT2

激光光閥顯示3

直觀式（點掃描）電視激光顯示激光顯示技術的類型1.激光陰極射線管LCRT（LASERCATHODERAYTUBE）激光面板激光顯示技術的類型1.激光陰極射線管LCRT（LASERCATHODERAYTUBE）基本原理是用半導體激光器代替陰極射線顯像管的熒光屏來實現(xiàn)的一種新型顯示器件。激光面板半導體材料的兩面與鏡面相鄰接，從而形成一個激光器的諧振腔，并與一片襯底相結合從而形成一塊激光面板。用電子束掃描激光面板時，在電子束轟擊到的地方就產(chǎn)生出激光來。這種激發(fā)的物理機制和熒光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）構成的。通過選擇合適的材料，完全可以獲得可見光譜上的任何一個波長。為了減少損耗，激光腔只有幾個微米厚。激光面板預計能承受長時間的高能電子束轟擊，達到10000至20000小時的壽命。激光顯示技術的類型LCRT的分辨率能夠做得很高，在CRT電流為2mA時，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個像素。目前正在向真正的影院放映質量的方向努力。LCRT同時也是一種理想的影院放映光源，它不會產(chǎn)生損害膠片的紅外和紫外強光。預期可以延長膠片的放映壽命，所以可以做為兼容的數(shù)字/膠片放映機。表6.2數(shù)字電影放映機預期參數(shù)分辨率2048×1536激光峰值功率615nm13W，520nm13W，460nm12W，相當于10000lm陽極電壓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℃激光顯示技術的類型2.激光光閥顯示

激光光閥顯示的優(yōu)點是清晰度極高。它是利用激光束對液晶進行熱寫入尋址。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。激光顯示技術的類型2.激光光閥顯示當激光束移向他處，液晶溫度急劇下降，出現(xiàn)由各相同性液體-向列液晶-近晶相的轉變的相變過程。由于速冷作用，相變過程中形成一種具有光散射的焦錐結構，這種結構一直保持到圖像擦除。另一方面沒有照射部分的液晶仍為垂直于表面取向的透明結構。這樣通過對激光束的調(diào)制和掃描，便可在整個畫面上形成光散射結構和透明結構的穩(wěn)定共存。

擦除過程是：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E，使之反加到初始的透明結構。這種擦除方式速度極快，已被廣泛使用。激光顯示技術的類型顯示原理外部視頻/PC信號被分解為三原色經(jīng)顏色轉換后調(diào)制三束激光的強度；被調(diào)制的光信號經(jīng)過光纜傳輸?shù)綊呙柘到y(tǒng)，激光束被偏轉（行掃描：轉鏡，幀掃描：振鏡）投射到屏幕上，“寫”出圖像。點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。顯示的圖像色彩更加鮮艷、逼真。直接掃描方式與光學系統(tǒng)成像不同，無聚焦范圍限制，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（點掃描）電視激光顯示基本結構RGB激光光源激光調(diào)制掃描投射系統(tǒng)圖像變換光學系統(tǒng)光導傳輸電子控制和軟件激光顯示技術應用——激光電視激光顯示技術應用——激光電視激光顯示技術應用——激光電影院激光顯示技術應用——激光電影放映機激光顯示技術應用——激光投影儀激光空間成像投影機激光空間成像投影機由激光器（包括光學系統(tǒng)、激光電源、聲光電源、制冷系統(tǒng)）和掃描系統(tǒng)（包括控制計算機機、圖形輸入設備、數(shù)據(jù)轉換D/A卡、振鏡驅動電源、透鏡）組成，其結構如下圖所示。激光投影使用具有較高功率（瓦級）的紅、綠、藍（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算機加以編輯，然后配合音樂來控制高速振鏡的偏轉，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、圖形動畫、光束效果等特殊的激光藝術景觀。有多種方法實現(xiàn)行和場掃描，當掃描速度高于所成像的臨界閃爍頻率，就可滿足人眼“視覺殘留”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時恰好不能感覺出其閃爍的頻率。在激光投影系統(tǒng)中，臨界閃爍頻率應不低于50Hz。

激光顯示技術

激光空間成像投影機結構圖激光顯示技術激光空間成像投影具有以下應用:（1）可以在慶典、娛樂場所形成二維靜態(tài)或動態(tài)的圖像，喧染熱烈歡慶氣氛。（2）可為音樂噴泉加彩，產(chǎn)生更好的聲光效果。（3）可以在報告廳、展覽會造成引人入勝的激光顯示效果。（4）可在靶道測量中模擬形成一個具有逼真形態(tài)和動態(tài)的虛擬靶標，來測量靶標彈著點位置。

激光顯示技術由于激光具有亮度高、方向性好等特點，使激光空間成像投影所具有的遠距離超大屏幕顯示的優(yōu)點是其它方法無可比擬的：（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