激光電視簡介

激光電視(LASER TV)是利用半導體泵浦固態(tài)激光工作物質(zhì)，產(chǎn)生紅、綠、藍三種波長的連續(xù)激光作為彩色激光電視的光源，通過電視信號控制三基色激光掃描圖像。其色域覆蓋率理論上可以高達人眼色域范圍的90%以上[1]。這比目前LED電視最高的62%色域覆蓋率又提高了一個檔次。

色域覆蓋率的提高，不僅可以使整個電視畫面看起來更加真實、有層次感、通透的感覺，同時畫面的清晰度也會隨著色彩飽和度的提高有較大幅度的提升。由于采用激光作為電視的背光源，激光電視可以做的更薄，適合家庭使用。激光電視還克服了人眼長時間觀看熒光粉產(chǎn)生的熒光色所造成的不適感，而且對人眼沒有輻射。

激光電視原理特點

傳統(tǒng)的彩色電視機是利用三原色電子光束,按照視頻信號的規(guī)律逐行打在熒光屏上,使熒光屏形成彩色光斑。利用人眼的殘留視覺效應使我們能夠看到連續(xù)運動的彩色圖像,此傳統(tǒng)彩色攝像機必須設置陰極攝像管,即使現(xiàn)在超薄彩色電視也必須有液晶顯示器、等離子顯示器等〔z0l?，F(xiàn)在主流的電視種類有CRT電視、液晶電視、等離子電視、背投電視等。cRT電視是一種使用陰極射線管(CathodeRayTube)的顯示器,具有可視角度大、色彩還原度高、響應時間極短,價格低等優(yōu)點。但其龐大笨重的結構成為其發(fā)展的瓶頸,而且難以超過29英寸,功耗較大,不符合當前的節(jié)能標準,除了特殊場合外,正逐步退出歷史舞臺。液晶(LcD)電視是采用液晶控制透光度技術的顯示器,需要有一個白色背光源,通過控制液晶透光度控制背光透過紅綠藍三色的濾色片來發(fā)出不同的顏色。當前大部分的LCD背光源多為冷陰極熒光燈管(CCFL),其組成的色域僅為CRT顯示器的70%左右,顯示的圖像遠不如CRT顯示器的鮮艷。等離子電視(PDP)是一種利用氣體放電的顯示裝置,大量的等離子腔排列在一起構成屏幕。等離子腔體內(nèi)部充有氖氛等惰性氣體,通電時產(chǎn)生紫外光,激勵腔體內(nèi)的紅綠藍三基色熒光粉發(fā)出可見光。具有亮度高,顏色鮮艷,不受電磁干擾的特點,但有燒屏和海拔壓強問題,大屏幕時很難做到高分辨率。激光單色性好,色純度極高,與現(xiàn)有其他顯示器(CRT、LCD、PDP等)相比,激光電視具有非常明顯的優(yōu)勢,發(fā)展前景和潛在的價值巨大。

激光電視技術是 20 世紀 90 年代新興的新型彩色電視顯示技術，由于激光的特性，它比其他顯示技術具有更多的優(yōu)越性：(1)超大屏幕、高亮度;(2)色域寬，高度飽和色彩，可實現(xiàn)最佳色彩轉換。色域的大小反映的是顏色系統(tǒng)所能包含的顏色集合的大小。顯示設備的色域越寬廣,所能顯示的色彩越多,畫面越生動。顯示設備的色域可以直觀的反映在國際照明委員會制定的CIE1931色度圖上,表現(xiàn)為由基色點包圍而成的多邊形。圖1-1展示了一種寬色域顯示設備--激光顯示系統(tǒng)和目前視頻領域釆用的標準色域ITU-RBT.709/SRGB的色域。由于都是采用三基色系統(tǒng),所以二者的色域都為三角形。圖中最外層的舌形光譜曲線所覆蓋的區(qū)域表示自然界中可見的全部顏色,可以直觀的看到,標準色域覆蓋的顏色范圍相當狹窄,寬色域顯示設備較傳統(tǒng)顯示設備有不可比擬的顯色優(yōu)勢。普通PAL制式下色域覆蓋率約為33.2%,而激光顯示設備色域大約能達到它的1.9倍。顯示設備基色越靠近舌形曲線,色域而積越大,與此相應則要求雄色光譜寬度越窄。

圖1-1 CIE1931色度圖下的光譜曲線及顯示設條色域閣

(3)有無限的焦深，可實現(xiàn)高分辨率，可在不同材質(zhì)(水幕、霧幕、屏幕等)以及任意形狀表面顯示，無論激光以任何角度照射銀幕，都沒有失真[4];(4)高對比度(可達 150,000：1);(5)光纖導光、多通道投影及衛(wèi)星式分布，光源可與投影頭分離，操作方便。因此，它是實現(xiàn)超大屏幕、高清晰度顯示最有前途的技術之一，激光投影電視是 21 世紀電視機市場中強有力的競爭者。

激光電視原理及關鍵技術

激光電視是用彩色激光顯示系統(tǒng)代替彩色顯像管的電視機。它采用紅、綠、藍三種激光器作為彩色激光電視的光源,經(jīng)過顯示系統(tǒng)進行相應的處理,從而最終將圖像顯示在屏幕上,再配以伴音構成電視接收機[5]。

根據(jù)成像原理的不同,激光電視可以分為投射式和掃描式兩種。如圖2-1所示

圖2-1投射式和掃描式激光電視示意圖

投射式激光電視的成像類似于液晶顯示的原理,成像原理如圖所示。普通投影顯示器的光源為普通白光,經(jīng)過分色棱鏡分為三基色,投影式激光電視是把普通光源換成了紅、綠、藍三色激光,再將激光經(jīng)過準直和擴束之后投射到屏幕上。電視接收機分離出的三基色信號和行場同步信號送到cPu,經(jīng)過CPu選址,控制液晶各個像素點的光通量,最后在液晶屏幕上成像。

掃描式激光電視與投影式的差別主要在調(diào)制方式上。掃描式激光電視利用三基色電視信號直接調(diào)制半導體激光器的供電電壓或固體激光器發(fā)出的激光強弱,已調(diào)激光經(jīng)光合成器合成,投射到掃描裝置上,經(jīng)掃描裝置偏轉成像。掃描裝置受電視同步信號控制。

下面介紹的激光電視機是利用半導體泵浦固態(tài)激光工作物質(zhì),產(chǎn)生紅、綠、藍三種波長的三種激光作為彩色激光電視的光源,電視信號經(jīng)過解碼后,存儲到圖像存儲系統(tǒng),分別從圖像存儲系統(tǒng)中提取亮度和色度信號,信號經(jīng)過色彩管理系統(tǒng)后得到新的RGB驅動信號并將驅動信號傳輸給LCOS顯示系統(tǒng),將激光光束直接投影到屏幕顯示彩色圖像,主要由激光器、色彩管理系統(tǒng)、LCOS顯示系統(tǒng)、屏幕等組成[6]。如圖所示:

圖2-2激光電視成像原理示意圖

紅、綠、藍激光器發(fā)出的光束經(jīng)過光學引擎調(diào)制后,投射到LCOS空間調(diào)制解調(diào)器上,電視信號經(jīng)過DVI標準接口儲存到色彩管理系統(tǒng)的緩存器中,色彩管理系統(tǒng)對色彩信號進行處理后,將適合激光顯示的色彩信號傳遞到LCOS顯示系統(tǒng),然后將圖像投射到屏幕上。