激光投影顯示技術（LDT），也稱激光投影技術或者激光顯示技術，它是以紅、綠、藍(RGB)三基色激光為光源的顯示技術，可以最真實地再現(xiàn)客觀世界豐富、艷麗的色彩，提供更具震撼的表現(xiàn)力。[1] 從色度學角度來看，激光顯示的色域覆蓋率可以達到人眼所能識別色彩空間的90%以上，是傳統(tǒng)顯示色域覆蓋率的兩倍以上，徹底突破前三代顯示技術色域空間的不足，實現(xiàn)人類有史以來最完美色彩還原，使人們通過顯示終端看到最真實、最絢麗的世界。
人類對外部世界獲取信息的80%來自視覺，因此顯示器是現(xiàn)代人們獲取信息的重要途徑,顯示技術是信息領域的重要發(fā)展方向。隨著人們對信息的獲取有更多更高的要求，對顯示器的性能就有了更多的期待，顯示技術及器件的研究也就越來越重要。
自19世紀末興起的黑白顯示到1928年彩色電視問世以及1935年實現(xiàn)膠片拍攝的彩色電影，顯示技術經(jīng)歷了從黑白向彩色顯示技術的時代跨越，現(xiàn)階段正處于數(shù)字顯示發(fā)展時期�；诂F(xiàn)代數(shù)字技術的數(shù)字電視和數(shù)碼影院，正在解決視頻圖像的分辨率和清晰度問題，包括信號的獲取、處理、存儲、傳輸和再現(xiàn)�，F(xiàn)有的數(shù)字顯示終端，像素數(shù)已可以由NTSC標準數(shù)據(jù)中的720×480提高到3840×2160，分辨率增大20倍以上。但是現(xiàn)有的顯示器的色彩重現(xiàn)能力很低，其顯色范圍僅能覆蓋人眼所能觀察到的色彩空間的33%，而其他67%的色彩空間是數(shù)字顯示技術和已有的顯示技術都無法重現(xiàn)的。因此能夠同時實現(xiàn)高清晰、大色域的顯示技術勢必成為顯示技術研究和發(fā)展的方向。激光顯示技術的一個重要思路是從色度學考慮，以紅、綠、藍，三基色（RGB）激光為光源的顯示技術，可以最真實地再現(xiàn)客觀世界豐富、艷麗的色彩，提供更具震撼的表現(xiàn)力，因此激光顯示被稱為“人類視覺史上的革命”。在當前眾多形式不同的顯示技術中，激光顯示技術代表著顯示技術未來發(fā)展的趨勢和主流方向，是未來顯示領域競爭的焦點。
激光顯示的發(fā)展從上世紀60年代激光器出現(xiàn)開始就進入了概念階段，由于受激光器發(fā)展水平的限制，激光顯示進展緩慢。早期曾以氦-氖激光器輸出的632.8nm或氪離子激光器輸出的647.1nm為紅光光源，以氬離子激光器輸出的514.5nm和488nm為綠光、藍光光源作為三基色開展相關的顯示技術的研究。氣體激光器由于體積龐大，電光轉換效率低，使得早期以氣體激光器作為三基色光源的激光顯示系統(tǒng)研究僅停留在實驗室工作模式，無法接近實用化；到了上世紀90年代，全固態(tài)激光器發(fā)展推動激光顯示技術進入研發(fā)階段；而在本世紀2010年以前，隨著專業(yè)級的高端顯示產(chǎn)品的研究進一步推動激光顯示進入產(chǎn)業(yè)示范階段，開始孕育成熟的技術產(chǎn)業(yè)鏈，為今后規(guī)�；a(chǎn)做準備。[2]
技術原理
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，利用多種方法實現(xiàn)行和場的掃描，當掃描速度高于所成像的臨界閃爍頻率，就可以滿足人眼“視覺殘留”的要求，人眼就可清晰觀察。臨界閃爍頻率應不低于50Hz。人眼所能看到的色域中，液晶只能再現(xiàn)27%，等離子為32%，而激光的理論值超過90%。
激光投影技術工作原理
激光光源
最早激光投影技術是采用氣體激光器作為光源，如He-Ne、氬離子、氪氣和銅蒸汽激光器等，分別輻射紅、藍、綠色激光，實現(xiàn)全彩色激光投影，但氣體激光器電光效率很低且工作可靠性相對較差。
使用激光二極管泵浦的全固態(tài)激光器和倍頻技術也可獲得紅、綠、藍光輻射，連續(xù)輸出功率可達數(shù)瓦、數(shù)十瓦，甚至數(shù)百瓦。這些全固態(tài)激光器具有很高的電光效率和穩(wěn)定性，結構緊湊，數(shù)瓦的功率就可用于激光投影。
人眼對紅、綠、藍三種顏色的視見函數(shù)值相差很大，他們分別為0.265（630nm），0.862（530nm）和0.091（470nm），應對激光器功率進行匹配。
紅綠藍三色激光光源
掃描器件
激光投影的實現(xiàn)可以有很多種方式，其中掃描器件常用的有多面體轉鏡掃描以及振鏡掃描。
多面體轉鏡掃描。多面體基體使用輕金屬材料制造。以減小轉動慣量，再將平面反射鏡固定在多面體上，調(diào)整各反射鏡在y軸方向的角度使各行掃描以等距離分開，即可實現(xiàn)場掃描，多面體轉鏡掃描具有較大的局限性，如面數(shù)越少掃描行數(shù)越少，分辨率越低，如面數(shù)越多則調(diào)整越困難。
振鏡掃描，使用高性能檢流計驅動平面反射鏡高速偏轉并精確定位，由于偏轉頻率極高，已與震動相同，故稱振鏡。使用兩個振鏡就可以實現(xiàn)二維掃描。
更多情況是兼用多面體轉鏡和振鏡掃描的方案，他們分別完成行和場的掃描。
多面體轉鏡多面體轉鏡
技術優(yōu)勢
同傳統(tǒng)的顯示光源相比，激光具有很好的單色性、方向性，使用激光三基色作為顯示光源所表示的顏色，包含了人眼所能分辨顏色的90%。其色度三角形的面積是傳統(tǒng)磷顯示的將近三倍。用激光顯示色彩豐富、飽和度高、對比度強、與各種視頻信號都有好的匹配性。激光顯示與其他顯示技術相比就有很多優(yōu)點。CRT顯示的歷史最悠久，至今一直以分辨率高、對比度好、亮度高以及經(jīng)濟性的特點占領著電視市場，但其屏幕尺寸受限。背投LCD，LCOS及PDP由于造價較高和圖像質(zhì)量問題，還不能成為市場主導。激光顯示不僅具有同CRT可比擬的畫面質(zhì)量的優(yōu)勢，還可實現(xiàn)大屏幕顯示。
激光顯示與傳統(tǒng)顯示對比激光顯示與傳統(tǒng)顯示對比
產(chǎn)品優(yōu)勢
激光全色顯示產(chǎn)品的優(yōu)點是：色域空間大、色彩豐富、色飽和度高，其顏色表現(xiàn)力是傳統(tǒng)電視的2倍以上；其次，光源壽命長、維護費用總體使用成本低，激光光源 完全打破傳統(tǒng)光源的電光轉換模式，壽命可長達10年，是傳統(tǒng)光源壽命的10倍～20倍；第三，生產(chǎn)裝備投資規(guī)模小，激光顯示產(chǎn)品生產(chǎn)裝備的投資，可以從幾 千萬美元到幾十億美元分期投入；第四， 環(huán)保節(jié)能，功耗僅是傳統(tǒng)電視的1/3，非常符合節(jié)能減排的國策，另外激光光源生產(chǎn)過程中不使用對環(huán)境有威脅的重金屬材料，屬環(huán)境友好型光源；第五，成本下 降潛力大，隨著產(chǎn)業(yè)規(guī)模的擴大和新技術的采用，將對激光顯示系統(tǒng)設計產(chǎn)生革命性的變革，在提升顯示器件品質(zhì)的同時大大降低成本。
|
