显示技术研究报告

显示技术研究报告

A3组刘昕宇张冬冬孙成坤周敬浩黄鑫张彦铃

（烟台大学计算机学院计091-1班，山东烟台 264005）

1 摘要本文介绍了当前主流显示技术及前沿显示技术，显示技术的发展及细致评论各种技术的优劣。具体介绍了当前主流各种显示器采用的技术及细致剖析了LED、LCD两种显示器。详细介绍了各种3D技术和未来3D技术发展趋势。介绍了尖端的真三维立体显示技术实现在物理三维空间的显示。介绍了非线性与多媒体信息中的视频显示技术关系，阐述了机器视觉的原理。

关键词显示技术，显示器，LCD，LED，液晶，3D，立体，多媒体，非线性

2 引言

显示技术在当今操作系统技术发展中占据着重要的地位。显示技术的发展速度也是日异月新。当今世界上主流的显示技术有LCD、PDP、OLED、SED等。本文分别论述了计算机显示技术的发展历史和现状。

究表明人的各种感觉器官从外界获得的信息中视觉占60%，听觉占20%，触觉占15%，味觉占3%，嗅觉占2%，近2/3的信息是通过眼睛获得的由此也就促进人们对显示技术的研究开发，从而图像显示成为显示中最重要的方式。

电子显示器件可分为主动发光型和非主动发光型两大类。前者是利用信息来调制各像素的发光亮度和颜色，进行直接显示；后者本身不发光，而是利用信息调制外光源而使其达到显示目的。按显示材料可分固体（晶体和非晶体）、液体、气体、等离子体和液晶体显示器。显示器件主要包括阴极射线管（ＣＲＴ）、液晶显示器（ＬＣＤ）、等离子显示器（ＰＤＰ）、有机发光二极管（ＯＬＥＤ）、场致发射显示器（ＦＥＤ）、发光二极管（ＬＥＤ）等。

2.1 LCD

一般来说，20 世纪90 年代是LCD 功能扩大、竞争加剧的时代，产品应用也日趋普及，面板尺寸不断加大等，21世纪则将转入性能竞争的时代。例如，LCD 的视角和响应速度两大弱点将面临强力挑战。

2.2 PDP

FPD 中LCD 和PDP 是竞争最为激烈的两大技术，在40英寸以上的大尺寸显示屏领域，PDP 以其响应速度快、视角宽和亮度高而占有上风。LCD 自然也有它自己的长处，PDP 是耗电多，全反射差和高精细度不足。PDP 为了提高亮度必须采用高电压，为防止发热则要安装几个风扇以冷却空气，导致耗电进一步增加。

2.3 OLED

OLED 显示屏同时具有LCD 和PDP两者的优点，理论上有可能到代LCD 和PDP。OLED 不需要背光，制作的显示屏比较薄，通过进一步革新还可制作出随意处置的柔性屏，可像报纸一样卷起来。

2.4 SED

SED(Surface-conduction Electron- emitter Display，表面传导电子发射显示器)是日本东芝和佳能公司共同开发推进的一项新显示技术，作为大尺寸显示屏，它的图像质量比PDP和LCD 更胜一筹。SED 屏2005 年8 月已经达到投产水平，已展出36英寸屏，但技术上则还有一个亮度不稳的问题。

2.5 电子纸

随着柔性显示器的发展，进入无纸应用世界，对改良环境贡献殊大。近几年来，通过各企业的

积极努力，取得不少成绩，在一些展会上已可见到满墙电子纸，Epson 公司展出了厚仅0.096mm，重0.44g，21英寸的电子纸，清晰度达到了192dpi，Phillips公司也展出了10.1英寸的电子纸，E-ink公司则展出了全彩电子纸，并已达到生产的水平。但总的说，由于技术和服务的原因，电子书还未见到很大的成功应用

3 主流显示器

显示器一般由因电光转换效应而形成图像的显示器件、周边电路、光学系统等部件组成；直视型显示器是目前显示器的主流。显示器分为主动发光型和非主动发光型两大类；主动发光型包括CRT,PDP,ELD,VFD,LED,OLED,FED等，非主动发光型包括LCD和ECD。

3.1 CRT显示器

CRT显示器主要由电子枪、偏转线圈、阴罩、荧光粉层和圆锥形玻壳5大部分组成，具有低价格。高显示容量、彩色鲜艳等特性。

目前主要的平板显示技术有液晶显示器、等离子体显示器、场致发射显示器、有机发光显示器等。

3.2 液晶显示器

液晶显示器具有体积小、重量轻、工作电压低、低耗小、无辐射。对人体健康无害、抗干扰能力强等特点；已经在便携式显示器市场中得到了广泛的应用。但也有其缺点，如视角小、亮度低、对比度弱、响应速度慢、温度特性差、自身不能发光等。

3.3 等离子显示器

等离子显示器是在两块玻璃板之间，充上大于0、5个气压的氖和氙的混合气体，利用这种混合气体放电的显示器。

特点：

1、固有数字化特性、图像清晰

2、视角大、体积小、重量轻，适合大屏幕显示

3、显示容量大、亮度高，满足高清晰电视要求

4、制作工艺易于批量生产，有利于形成产业

3.4 场致发射显示器

场致发射显示器：是一种是用冷，阴极在高电场作用下发射电子，轰击涂覆在样机上的荧光粉，使其发光的显示器。

3.5 发光二极管显示器

发光二极管显示器：是一种电流注入型半导体发光器件，是pn结结构。具有主动发光、工作电压低、响应速度快等特点，但电流大、功耗大。

有机发光二级管显示是使用有机电致发光材料沉积在玻璃片或柔性衬底上实现发光的显示器。

3.6 立体液晶显示器

立体液晶显示器是近半年来新出现的虚拟现实显示设备，他真实的再现场景的三维信息，显示具有纵深感的图像。其最大的特点就是观察者无需使用任何附加设备；直接用肉眼就可看到屏幕上显示的立体图像。观测者可以更容易、更快速地理解真实的景深信息，更全面、更直接地洞察图像空间位置的实际分布状况。

双摄像头成像系统设计主要由两个CMOS图像传感器、外围控制电路和光学镜头组成。

FPGA设计：作为整个图像系统的控制核心，实现数据采集接口及立体化图像合成功能。

VGA控制信号的产生模块：参照VESA VGA标准；

脉冲噪音处理；

色彩识别模块：采用ModelSim对色彩识别模块进行仿真；

图像合成模块：采用双CMOS摄像头模拟人眼获取图像