激光電視原理
加入技術(shù)交流群
激光電視簡(jiǎn)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(cháng)的連續激光作為彩色激光電視的光源，通過(guò)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(gè)檔次。
色域覆蓋率的提高，不僅可以使整個(gè)電視畫(huà)面看起來(lái)更加真實(shí)、有層次感、通透的感覺(jué)，同時(shí)畫(huà)面的清晰度也會(huì )隨著(zhù)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(cháng)時(shí)間觀(guān)看熒光粉產(chǎn)生的熒光色所造成的不適感，而且對人眼沒(méi)有輻射。
激光電視原理特點(diǎn)
傳統的彩色電視機是利用三原色電子光束,按照視頻信號的規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(jué)效應使我們能夠看到連續運動(dòng)的彩色圖像,此傳統彩色攝像機必須設置陰極攝像管,即使現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在主流的電視種類(lèi)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(xiàn)管(CathodeRayTube)的顯示器,具有可視角度大、色彩還原度高、響應時(shí)間極短,價(jià)格低等優(yōu)點(diǎn)。但其龐大笨重的結構成為其發(fā)展的瓶頸,而且難以超過(guò)29英寸,功耗較大,不符合當前的節能標準,除了特殊場(chǎng)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(shù)的顯示器,需要有一個(gè)白色背光源,通過(guò)控制液晶透光度控制背光透過(guò)紅綠藍三色的濾色片來(lái)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。等離子腔體內部充有氖氛等惰性氣體,通電時(shí)產(chǎn)生紫外光,激勵腔體內的紅綠藍三基色熒光粉發(fā)出可見(jiàn)光。具有亮度高,顏色鮮艷,不受電磁干擾的特點(diǎn),但有燒屏和海拔壓強問(wèn)題,大屏幕時(shí)很難做到高分辨率。激光單色性好,色純度極高,與現有其他顯示器(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(jià)值巨大。
激光電視技術(shù)是 20 世紀 90 年代新興的新型彩色電視顯示技術(shù)，由于激光的特性，它比其他顯示技術(shù)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(shí)現最佳色彩轉換。色域的大小反映的是顏色系統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(huà)面越生動(dòng)。顯示設備的色域可以直觀(guān)的反映在國際照明委員會(huì )制定的CIE1931色度圖上,表現為由基色點(diǎn)包圍而成的多邊形。圖1-1展示了一種寬色域顯示設備--激光顯示系統和目前視頻領(lǐng)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,所以二者的色域都為三角形。圖中最外層的舌形光譜曲線(xiàn)所覆蓋的區域表示自然界中可見(jiàn)的全部顏色,可以直觀(guān)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(xiàn),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(xiàn)及顯示設條色域閣
(3)有無(wú)限的焦深，可實(shí)現高分辨率，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(wú)論激光以任何角度照射銀幕，都沒(méi)有失真[4]；(4)高對比度（可達 150,000：1）；(5)光纖導光、多通道投影及衛星式分布，光源可與投影頭分離，操作方便。因此，它是實(shí)現超大屏幕、高清晰度顯示最有前途的技術(shù)之一，激光投影電視是 21 世紀電視機市場(chǎng)中強有力的競爭者。
激光電視原理及關(guān)鍵技術(shù)
激光電視是用彩色激光顯示系統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(guò)顯示系統進(jìn)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(lèi)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(guò)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(guò)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(chǎng)同步信號送到cPu,經(jīng)過(guò)CPu選址,控制液晶各個(gè)像素點(diǎn)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制方式上。掃描式激光電視利用三基色電視信號直接調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(cháng)的三種激光作為彩色激光電視的光源,電視信號經(jīng)過(guò)解碼后,存儲到圖像存儲系統,分別從圖像存儲系統中提取亮度和色度信號,信號經(jīng)過(guò)色彩管理系統后得到新的RGB驅動(dòng)信號并將驅動(dòng)信號傳輸給LCOS顯示系統,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、LCOS顯示系統、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(guò)光學(xué)引擎調制后,投射到LCOS空間調制解調器上,電視信號經(jīng)過(guò)DVI標準接口儲存到色彩管理系統的緩存器中,色彩管理系統對色彩信號進(jìn)行處理后,將適合激光顯示的色彩信號傳遞到LCOS顯示系統,然后將圖像投射到屏幕上。
評論