激光电视技术及相关显示技术简析一、激光电视1、1简介：激光电视（LASER TV）是利用半导体泵浦固态激光工作物质，产生红、 绿、蓝三种波长的连续激光作为彩色激光电视的光源，通过电视信号控制 三基色激光扫描图像其色域覆盖率理论上可以高达人眼色域范围的90% 以上1. 2结构：激光电视所采用的显示器主要由激光器、光偏转器和屏幕组成1.3工作原理♦激光器激光器依然是激光显示系统中最为昂贵的部件,研制低成本、小体积、瓦级 输出的红、绿、蓝三基色激光器是激光显示系统实用化道路上的重要课题.激 光显示主要应用激光产业中可见光波长范围内的激光产品，确切地讲是以 红、绿、蓝三基色激光作为显示光源.红绿蓝三基色激光器波长的选取还 没有统一的标准，目前国内通常选用的三基色激光波长分别:456nm , 532nm 和635nm.我国红、绿、蓝三基色激光器的研究处于国际领先水平，非线性频 率变换光学晶体国际领先，已研制成功中低功率和高功率全固态红绿蓝三 基色激光器.红激光可通过半导体技术获得；在中低功率的腔内倍频绿蓝 固体激光器的设计中，平凹腔可以近似为动态热稳腔，且结构简单、紧凑、 效率高，激光晶体中的热效应相对较小，可以满足激光显示光源使用要求. 一种实用的绿激光产生装置如图1所示.Nd:YVO4 m__，岫m GMN I― PPMgLN C| 咔图1平凹腔绿撇光原理图除了采用3立的激光器分别产生三基色激光外，也可以采用同一 基频光经过非线性变换同时输出红绿蓝三色激光.由于采用一个半导体激 光泵浦源，因而该激光器体积较小，结构紧凑. ♦激光电视产生图像的原理（激光背投显示原理）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等其工作原理如下图所示：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， 得到激光显示图像扩束、匀场消相干粉扩束、匀场消相干等扩束、匀场消相干等投影透镜1. 4跨国国际彩电企业、国内企业激光电视技术路线国际上有德国LDT公司、日本索尼公司、日本三菱公司、韩国三星公 司等企业也都积极研究激光电视、激光投影产品1.4.1日本索尼公司开发的激光电视主要采用“直扫描”和“线扫描”方 式；1.4.2德国LDT公司、韩国三星公司则采用“点扫描”方式1.4. 3.日本三菱公司采用三基色激光光源的DLP背投方式；4月18日据日本媒体报道，日本三菱公 司最近开发出了利用红色激光及蓝色LED两种 光源构成背光源的新型液晶电视技术，广色域 是LED电视的1. 3倍。
目前这项技术最大的问 题在于成本的压力三菱表示目前拥有可以把 三原色背光全部用激光实现的方案，但是成本会居高不下，因此目前只选择了改 善效果最为明显的红色进行试制（左侧为新开发的激光电视，右侧为普通白光 LED电视）o , 1.4. 4.中国国内主要采用三基色激光光源的DLP背投方式：我国激光电视总体水平与国际同步，在某些关键技术（如色域覆盖率 等）还处于国际领先地位在全球1000多项激光显示技术中，中视中科就 占了 112项，排在全球的第二位，还拥有多项的核心技术在国内，除了 中视中科、沈阳新松机器人等公司外，中科院长春光机所等企业，也都已 经推出了激光电视样机二、激光电视一第四代电视机“第一代电视”是指黑白电视，“第二代电视”指彩色电视，“第三代 电视”指高清电视（数字电视），而“第四代电视”将是激光电视激光电视是激光显示技术的一种应用产品激光显示技术是继黑白显示、 标准彩色显示、数字显示之后的下一代显示技术（如下图所示）电视发展的四个时代显示技术历经黑白、标准彩色和数字显示时代后，迎来大色域全色显示 时代标准彩色时代解决了黑白向彩色转换问题，数字时代把标准彩色时 代的模拟信号转变为数字信号，从而解决了高分辨率画面稳定传输问题。
在前三个显示时代，由于传统显示终端仅能覆盖人眼所能识别的色彩空间 的30%,致使70%的色彩无法通过显示让人们来感知，颜色的真实再现是下 ―代显不技术的关键激光显示技术是以红、绿、蓝 （RGB）三基色激光为光源的显示技术, 可以真实再现客观世界最丰富、艳丽的 色彩，提供更具震撼的表现力激光显 示色域覆盖率可达90%,即NTSC标准的2倍以上（如下图所示），同时完全继承数字时代的高分辨率、数字信号等 特征，实现人类有史以来最完美的色彩还原因此，激光显示将成为下一 代显示即大色域全色显示时代的主流技术三、激光电视与三代显示技术比较3. 1三代显示技术划分及特点：3.1.1三代显示技术划分：目前国内、国际显示技术按照历史发展和技术先进性，分为三代：从 最初的CRT电视，到目前占据市场主要份额的LCD、LED、PDP为代表的平 板电视以及积极布局的OLED第三代显示技术，是显示技术发展的三个时代3. 1.2 特点：♦ 第一代显示技术：CRT是一种使用阴极射线管（Cathode Ray Tube）的显 示器，CRT纯平显示器具有可视角度大、无坏点、色彩还原度高、色度 均匀、可调节的多分辨率模式、响应时间极短等LCD显示器难以超越的 优点，因其体积和厚度致命缺陷，已成为淘汰显示技术。
♦第二代显示技术：与传统CCFL液晶电视相比，LED电视有超薄、色域广、 更环保、寿命长、更节能等多项优势，据统计，LED电视在大中城市的 销售额比重已经达到彩电整体的30%预计全年将达到40%,由此被称为“LED普及元年” o♦第三代显示技术：即有机发光显示器，被誉为“梦幻显示器”0LED 显示技术无需背光灯，可以自身发光，亮度高对比度大，色彩效果好 0LED也没有视角范围的限制，视角一般可达到160度，这样从侧面也不 会失真0LED所需材料很少，制造工艺简单，量产时的成本要比LCD 到少节省20%虽然技术更优秀的0LED会取代TFT等LCD,但目前有机 发光显示技术还存在使用寿命短、屏幕大型化难等缺陷3. 2激光电视与LED电视、0LED比较（优势）：1、 完美的自然色彩激光电视与LED电视相比，首先在在图像显示方面，与LED同为固态 光源的激光，无论是技术、成本还是领先性等方面，生来就有着LED难以 比拟的诸多优势，色彩更鲜明、亮度更高，在激光电视的技术上也掌握着 主动地位2、 环保节能激光电视做为第四代电视具有卓越的低能耗特点如果要显现60 in 的图像，激光合成白光的功率一般需要20 w就足够了。
在平板显示领域， 如果平板电视应用激光显示技术，其功耗可以降低1/3甚至1/2激光显示 的核心部件在生产过程中不使用任何重金属，没有废水、废气、废物排放， 是名副其实的环境友好型显示光源3、 容易实现大屏幕化对于LED液晶电视和OLED电视而言，超大屏制造是一个很棘手的问题 但对于激光电视而言，由于具备方向性高、亮度大等优势，屏幕可以做大 65英寸和120英寸，对于激光而言并不是光源输出瓦数成倍提高，120英寸的激 光电视只需要比65英寸的输出功率提高一些就可以这意味着，激光电视屏幕尺寸 提高和光源功率不是同比提高，所以屏幕越大，每一英寸屏幕单位光源成本反而在下 降4、 激光光源的寿命长与同尺寸的LED液晶电视比较，激光光源的寿命更长，可以达到10 万小时以上5、 在3D显示领域优势明显激光光源本身即为偏振光，是最适合表现3D效果的光源，而二者的结 合也十分的容易，不存在融合上的障碍可以说在也显示领域，激光电视 有着无法比拟的优势，而且3D技术也是未来激光电视的主要发展方向之O6、 适应性强：激光电视机色彩鲜明、亮度高、屏幕尺寸灵活，并且鲜艳的图像可以投 射到各种材料表面，甚至是弯曲表面。
这种系统还可适应目前使用的所有 电视标准，即PAL制、NC制、SECAM制VGA或高清晰度电视四、激光电视产业化存在问题：4.1核心部件成本高：激光器是激光显示系统中最为昂贵的部件，其材料是半导体材料，研制低成 本、小体积、瓦级输出的红、绿、蓝三基色激光器是激光显示系统实用化道路 上的重要课题这是激光电视产业化一个关键技术需要解决4.2 产业化前景堪优在产业内部，相关的企业没有对激光电视在新一轮战略技术储备上的 清晰定位，不能与LED、0LED等现有的产业规模相提并率，造成技术上领 先、但产业上滞后的尴尬，不能形成规模化生产，成本与LED、OLED无法 竞争4.3无法做到超薄化：激光电视的厚度较大大概25厘米厚而且尺寸越 大，厚度越大无法做到与OLED —样超薄化4.4进入家庭尚需时日目前，大屏幕激光电视的主要应用市场是大型场馆，如奥运等体育场 馆、大型会议室、宾馆设施、市政建设等随着产业化技术和市场的成熟， 成本价格的降低，激光电视在大型场馆的应用率将大幅提高，进入家庭的 时间也会缩短据预测，激光电视进入普通家庭需要5至10年的时间，届 时，激光电视将会取代传统显示电视，如果进入家庭，其年产值将达到数 亿元。
那时激光电视成本才能与LED、0LED电视相抗衡。