迎接视觉革命 激光显示技术原理简析

激光显示技术的成像原理

    21世纪被认为是光电子技术大发展的时代，以激光技术为核心的相关产业将成为信息时代的重要驱动力量。显示技术也正在经历着从“黑白显示—彩色显示—数字显示”时代到“激光显示”时代的重大变革，国际显示业认为激光显示是“人类视觉史上的一次革命”，是下一代的主流显示技术。

　　

　　激光显示系统主要由三基色激光光源、光学引擎和屏幕三部分组成。光学引擎则主要由红绿蓝三色光阀、合束X棱镜、投影镜头和驱动光阀组成，光阀驱动使光阀上分别生成红、绿、蓝三色对应的小画面，然后分别引入三色激光照明投影到屏幕上，即产生全色显示图像。充当光阀及驱动源的可以是各种微型显示系统、如LCD，LCoS，DMD，GLV等。

　　其工作原理如图1.1所示：红、绿、蓝三色激光分别经过扩束、匀场、消相干后入射到相对应的光阀上，光阀上加有图像调制信号，经调制后的三色激光由X棱镜合色后入射到投影物镜，最后经投影物镜投射到屏幕，得到激光显示图像。

　　

　　激光显示成像光路示意图

　　

　　传统灯泡投影成像原理示意图

　　传统的背投影方案主要是以光源、色轮、图像引擎芯片、光路、投影的合色、投影物镜和屏幕的过程组成的。采用激光作为投影光源，可充分发挥激光光源分色分时特性，采用光谱合成以及分时工作的模式，直接应用于照明光学图像芯片，抛弃过去在光机中一定使用到的UV、红外、偏振镜、复眼透镜这样的一些光学器件，大幅简化投影机光路结构。

激光显示技术的革命性优势

　　作光显示技术是以高饱和度的红、绿、蓝(RGB)三基色激光作为光源的显示技术。其充分利用激光波长可选择性和高光谱亮度的特点，使显示图象具有更大的色域表现空间，色域覆盖率可达90%，可实现2倍于传统光源的色彩再现能力，色彩饱和度为传统显示的100倍以上。最大程度地能展现人眼可以识别的色彩，真实地再现客观世界丰富、艳丽的色彩，提供更具震撼的表现力。

　　

　　红、绿、蓝激光在人眼可见光谱国际标准色域图中色域覆盖率

　　

　　激光显示色域覆盖率是NTSC标准的两倍以上

　　同时，传统光源的属于泛光光源，光学发散角大，不利于照明系统的能量传输。与灯泡光源和LED光源完全不同,激光具有优越的空间传输特性，亮度极高，在很小的芯片上可以实现高的光能利用效率，这样便可实现高画质的大屏幕及超大屏幕投影显示。2005年日本爱知世博会尝试的500平方米激光显示“地球的屋子”;2008年北京中视中科光电技术有限公司www.phoev.com自主创新的激光前投影设备成功应用于北京奥运会主运行中心(MOC);同年中视中科提供技术及设备支持的全球首家激光影院正式运营，这些都在诠释激光显示技术在高画质大屏幕显示方面的卓越特性。

　　除此之外，由于激光自身的其他特点，激光显示技术还可实现无需更换光源(免维护)、保持长久高画质、亮度及色温随时可调、实现超高亮度、适应各种工程投影环境、实现无噪音投影环境等特点，如此这些，将导致显示系统综合性能的革命提升，这些特性无疑赋予了激光显示技术在高端应用尤其是高端大屏幕显示市场的广阔发展空间。

　　

　　各种光源亮度变化对比

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