投影式激光显示技术研究

投影式激光显示技术的研究

摘要：激光投影显示是以红、绿、蓝三基色激光为光源的图像信息终端显示技术，在此技术下它能真实的还原生活中多姿多彩的颜色世界。它能实现大色域显示，并且投影显示画面的大小也可以自由控制，同时具有较高的色彩饱和度，也不会造成有害的电磁与辐射污染等优点。

关键词：激光投影；ldt；全固态激光器；投影式；液晶

中图分类号：f426.63 文献标识码：a 文章编号：1007-9599 （2012） 24-0146-02

由于移动互联网的高速发展，显示器已经成为我们日常生活中观察世界、获取信息的重要窗口之一，而人们对显示器的图象质量要求不断提高，它的研究也变得越来越重要。激光投影显示凭借激光自身单色性好、方向性强、饱和度高、损耗小、潜在寿命长等特点而异军突起。既最早的黑白显示技术，中期的全彩显示和近些年常被普遍使用的数字高清显示之后，激光投影显示将带领我们进入大色域的显示时代。

1 显示技术的发展

显示器的首次突破是crt（阴极射线管），如今的技术可以制作42英寸的显示屏，但是它却有着体型大而且笨重的致命弱点。第二突破是lcd（液晶屏），它的出现也造就了例如笔记本电脑这类便携式设备，但它采用的是透射式工作原理，所有会造成照明光被吸收而使亮度不够高，因此在强光下使用有很多的限制。目前，显示器

技术的发展又提升到了一个新的高度，主要特点是以投影的方式实现大屏幕显示。其中最新型的微显示技术称作lcos （液晶硅显示），它巧妙地运用了投影的原理，在银幕、墙壁等等介质上成像，画面的大小可达到50英寸左右。其次dmd（数字微镜显示器）或者称作dlp（数字光处理）技术是控制光通过分布密集的微型反光镜是它进行定向反射，最后经过透镜将图像投影在大至100英寸的屏幕上。

2 激光显示技术（ldt）

六十年代初，氦—氖激光器问世后激光显示技术也随之被发现运用。它和过去使用的那种笨重的阴极射线管显示器（crt）异曲同工，只是把电子束换成了激光束，然后对激光束进行调制，完成之后直接在屏幕上扫描形成肉眼可见的图像。和传统电子束相比，激光束具有颜色纯、方向集中、相干性好、亮度高以及色彩鲜艳等众多的优良特性，所以用激光束代替电子束，这样就能把电视成像的各种缺陷弥补了，使得显示画面更加清晰、生动逼真、绚丽多彩、亮度也更高，满足人们的视觉享受。激光显示技术（ldt）是以三基色激光作为光源基础实现的全彩显示，一般分为扫描式和投影式两种。相比之下，扫描式的技术较为成熟，国内外已有许多研究成果，投影式可以在特殊的屏幕上实现更大面积的图像显示，而它的扫描、调制技术还有待发展。其中投影式ldt根据成像方式不同，可分为lcd（透射式液晶）投影和lcos（反射式液晶）投影。lcd 投影用液晶板作为成像材料，按照液晶板片数的不同亦可分为单片lcd投影和三片lcd投影。现在的投影机大多都是以三片板为主，

通过系统控制三片分离的液晶板就能分别对每种光的颜色、亮度、对比度进行调节。lcos投影的成像方式和三片lcd技术比较相似，其原理是在cmos集成电路芯片上涂液晶硅，把它做成带有反射镜功能的lcd基片，因此光线是以反射的方式而不是直接透过lcd面板形成图像。lcos投影与其他投影技术相比，它的透光率更高，所以光输出和分辨率也就提高了，因此在投影显示领域lcos技术更具有优势。

3 投影式ldt基本原理

投影显示在实际应用中有前投影和背投影这两种主要方式，采用前投显示方式，观察者处于投影源与屏幕之间；而采用背投显示方式，观察者与投影源则处于屏幕两侧。所以背投影占据的空间小，60 英寸以下的屏幕大多都采用背投影显示；虽然前投影所占据的空间较大，但是在投影面积上可以做的比背投影大很多。投影式ldt 原理见图1。图中红、绿、蓝三基色激光分别从三个激光二极管泵浦（dpl）的全固态激光器送出，再经过扩束、匀场、消相干器后得到匀强平行光，分别照射红、绿、蓝透射光阀。光阀受调制信号控制以得到单色的图像，再由x棱镜进行混色，最后通过投影透镜，在屏幕上投影出放大的彩色图像。其中透射光阀为lcd（透射式液晶），也可以用lcos（反射式液晶）代替，其他的光阀还有glv（栅状光阀）、dmd（数字微镜）。glv和dmd都是以静电驱动，然后对入射光与反射光进行控制，区别在于dmd是许多微镜组成的镜面，glv 是一个线阵式结构的硅芯片器件，作为一款高精度光电调节器。

图1 投影式ldt原理图4 现状与发展

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