激光电视技术调查报告.doc

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。12 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u 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.除了采用3 台独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.u 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。14 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)。， 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一代显示技术的关键。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31 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： u 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。u 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”。u 第三代显示技术：即有机发光显示器，被誉为“梦幻显示器”。OLED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。OLED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。OLED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OLED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。 32 激光电视与LED电视、OLED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3D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一。 6、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、OLED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一样超薄化。4.4 进入家庭尚需时日