浅尝而止 简述激光投影技术原理与发展现状

浅尝而止简述激光投影技术原理与发展现状

也许你也从近日CCTV《创新中国》栏目中看到了关于激光电视的报道，相对于我们所熟悉的液晶、等离子等现有显示技术，以及OLED、SED等即将成熟的技术而言，激光投影成像技术我们了解的就更少。好奇心总是驱使我去了解这些新事物，于是便有了这篇文章。由于知识层次的限制和没有实际接触的机会，我也只能做到浅尝而止。

一中国唯一84英寸的激光电视价格高达70万元

生产厂家与基本原理：

央视所提到的激光电视，就是曾在在今年11月份2005上海国际工业博览会展出的84英寸激光电视，它来自中科院下属的长春新产业光电技术有限公司。长春光电并非生产显示器件的厂家，而是生产激光发射器件的，在2003年之前，该公司已经能够生产价格远低于国际市场的红色、绿色固体激光器。同年，长春光电在全球第一个实现蓝色激光器产业化，有了这三种颜色的激光，自然也就能按照三基色原理合成可见光谱，开发出世界上第一台激光电视。

目前该公司年生产的中低功率全固态激光器达6万台(其中蓝光激光器年产达2万台)，同类产品在国际市场占有率为30%，是全世界生产同类产品最大的厂家。由于中国制造的

激光器进入国际市场，使绿光激光器由过去的2000美元降至不到400美元，蓝光激光器由过去的1万美元降至不到1000美元。

我们知道激光的两个特点就是光波频率单一，传输路径平行且不会发散，因此并不需要透镜进行聚焦。激光管产生的激光束原本是单色的，穿过特制的晶体或光导加以调制后成为红色、绿色和蓝色，按照视频信号中对于三种基色的亮度和扫描信息进行控制，再通过合成装置投射到银幕上。

激光放映机合成图像的原理与电视机相似。激光束从上到下、从左到右进行“扫射”。水平偏转(行扫描)通过放映头中的一个多面旋转镜实现，垂直偏转(帧扫描)通过一个倾斜镜实现。工作过程和CRT的电子束扫描在荧光屏上有些类似，不过电子束是通过磁场偏转完成扫描，而激光就得靠棱镜了。

为什么叫激光“电视”

按理说这个应该叫激光背投比较恰当，而且该公司较早前已经生产出了60英寸的激光投影机，我想之所以叫电视，一是尺寸不太大，二是扫描过程类似CRT电视显象管，三是能拿世界第一吧。

优点有哪些？

没有透镜，自然没有变形，普通投影机都要求我们尽量摆放在与屏幕正对的位置，而激光投影机则没有这个问题，即便把“放映头”放在墙角里，投射出来的画面也没有任何变形。甚至是怪异的投影几何结构，比如一个拱形银幕，甚至一个圆形屏幕，激光投影在任何地方都不会产生模糊不清的现象。

此外，激光的色纯度很高，所以在显示的图像颜色上十分逼真，据称是超过NTSC标

准色域的100%。有人记起LED背光液晶电视了吧，那个据称105%呢，我搞不清楚，反

正都没见过。

激光投影的发光效率很高，传统投影灯泡多为卤素灯泡，只有2-3%的能量转换为光能，其他的都变成热量了，还比较怕震动。所以激光投影的耗电量比较小，也不会产生高热。它的室温寿命一般可达10万小时，经高温老化试验推算出的室温寿命可达百万小时，因此它是一种长奉命高可靠性的产品。

二柯达的GEMS和SONY的GxL

德国LDT公司、韩国三星公司都在开发激光投影技术，不过显然还没什么成就，柯达

做成了GEMS，SONY的GxL在世博会上一鸣惊人了，所以还是讲讲他们。

原引技术在线报道，在2004年6月份，柯达使用MEMS(微电机系统)开发成功了新型激光投影电视元件，并在“SID 2004”展会上进行了首次展出。可用作前投和背投电视的图像元件。

柯达将此次开发的元件称为“GEMS(Grating Electro-Mechanical System，栅电机系统)”。在硅材料上形成可通过电控使光线发生衍射的线性光栅，在控制激光亮度的同时进行扫描，然后将图像投影到屏幕上。像素尺寸为36μm，垂直方向排列1080个像素。由此就能显示

1080线的图像。该公司已经拥有CCD型传感器制造技术，此次就应用了传感器制造技术。光学效率超过了60%，响应时间为50ns，对比度达2000∶1。

柯达的GEMS并非激光器件，它是用来控制激光束形成图像的，个人认为这比激光器的技术要求不低，至于国内的那台激光电视用的是什么，我就不清楚了。

2005年爱之世博会上，SONY展出可以投射10米高50米宽图像的Laser Dream Theater 系统确实一鸣惊人，这也是目前我们能详细了解到的激光投影产品实例。

系统示意图

这套系统系统由三台GxL投影机和三台HDCAM录像机组成，也就是说，一台GxL可以显示20x10米大的图像，合多少英寸呢..勾三股四.....#$%^&.....我先不算了。

GxL效果图

GxL显示器件

SONY的GxL看起来和柯达的GEMS差不多，也是用来控制激光扫描成像的。上图为单色光路工作示意图。GxL元件同样是由MEMS(Micro Electro Mechanical Systems )工艺制造而成的(SONY也能制造CCD的哦)，在表面上有多条金属丝，在电信号的控制下

反射激光的程度不同，也就实现了亮度控制，通过旋转棱镜反射，完成扫描过程。三路颜色激光混合在一起就形成了一幅彩色图像。

单色GxL元件工作示意图

三激光电视的终极本领-全息立体成像

全息术是利用光的干涉和衍射原理，将物体发射的特定光波以干涉条纹的形式记录下来，然后再用衍射的方法使其再现，相成原物体逼真的立体像。由于记录了物体的全部信息(振

幅和相位)，因而称为全息术或者全息照相。

激光作为最好的相干光源，在实现全息立体显示方面大有用武之地。我还不知道在家里能看到悬浮在空中的立体图像需要多少年，不过想想都觉得兴奋。

另外我也希望中国的激光电视能有好的发展，尽管看完此文后我们知道，显示控制器件的制造技术对于激光成像多么重要，而中国的相关产业能力恐怕不知落后多少年，只希望不要再沦为廉价元件的出口基地了。