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激光电视的原理及特点


作者:深圳市电子学会 来源:深圳市电子学会 2009-11-05 00:00:00
摘要:

 

                   激光电视的原理及特点

 

激光电视:用彩色激光电视显示器代替彩色显像管的电视称激光电视。激光显示器主要由激光器、光偏转器和屏幕组成。与普通电视相比,在相同屏幕尺寸,相同图像效果条件下,其功耗仅为普通电视机的突出特点。其次,激光是100%单色光,红、蓝、绿三色光分别调制,彩色效果非常理想。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。
 在激光电视中,一个光点以每秒55英里的速度穿过屏幕,产生一个点点对应的图像,视觉差错使得观众看到的是一幅高质量的图像。由于激光具有极好的单色性和方向性,所以用激光显示,不仅能保证重现图像的颜色,而且对自然界中难以看到高饱和度也能显示出来。前苏联科学院研制成功的激光电视,不仅色彩鲜艳逼真,而且可以收看全息图像和立体画面的电视节目。

激光电视的特点

    高品质图像

    新的图像再现技术充分利用了激光本身的优点。在光的传播方式上,激光光源与传统的白炽灯有着本质上的不同:普通白炽灯的光线向所有方向发射,而激光器将所有的光线都聚集在一个平行的光束中。此外,激光放映机比传统放映机能够表达更大的颜色范围,提供更加清晰的图像。

    高清晰度使得激光放映机能够用于传统放映机不适用的一些领域。当前普遍采用的带卤化物灯的传统放映机不能随意向房间四处投影,因为放映镜头只能补偿非常小的失真,因此原则上放映机应该在放映轴线附近,一般位于房间的中央。

    激光放映系统的不同之处在于,无论激光以垂直或水平角度照射银幕,效果都是一样的――没有失真。即使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。激光放映机的这种特性为环形放映开创了一个美好的前景。

    在实际应用中,激光技术还有其他许多优点:小巧紧凑的放映头可以与激光单元分开;激光单元可以隐藏在房间内,只将小的放映头露在外面;由倾斜放映而产生的失真可以非常简单地校正等等。

    多种信号源

    任何视频源或数据源都可以与激光放映机相连。当然,这些图像源本身的分辨率限制了放映质量。要进行彩色放映,就需要红、绿、蓝三种基本色,而激光器只提供单色光。原因是当电子在向低电位过渡时,以电磁波的形式发射一个短的能量脉冲。在物理学原理中,频率和波长直接联系在一起,表现出来的就是某种颜色。

    一个激光器总是发射确定波长和颜色的光线,可以通过在激光器前面安装专门的晶体或光导生成红绿蓝颜色,然后在这些材料内通过所谓的聚焦将激光转化成期望的颜色。放映时,将红绿蓝数据送到激光单元内部的调制解调器上,视频数据通过调幅转换成光学信息,带有红绿蓝光线的三分射线组合成单一的激光射线,而包含所有图像信息的激光束再通过光缆送到放映头,最后投射到银幕上。

    在激光放映系统中,设备的输入端可以识别输入信号符合哪些标准,系统通过一个逻辑控制模块按照该标准进行调整。模拟的视频数据将被数字化,并缓冲存储,接着进行颜色转换,红绿蓝激光器将调整成与电视系统的色带间隔一致的状态。

    成像类似电视

    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。

    与传统放映机中的卤化物灯相比,激光是一种非常高效的光源。在传统放映机中,卤化物灯只将光线能量的一小部分(2%~3%)进行转化,其余的都浪费了。而且卤化物灯价格昂贵,易损耗,亮度衰减迅速,对震动非常敏感。而激光系统的运行时间长达1万多个小时,因为激光束可以通过镜面进行偏转,所以系统不需要机械部件,稳定性好。研究人员预测在未来几年内,激光投投影电视有望进入家庭!

  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*性的产品。

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