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激光显示的前世今生以及各国最新进展解读

2014-10-02 01:57
FlappyBird
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  从CRT(Cathode Ray Tube)电视到目前主流的液晶、等离子平板电视,再到OLED(Organic Light—Emitting Diode)第三代显示技术,或许很多人都会觉得电视的显示技术已经到达顶峰,其实不然,现有的显示器件的色彩重现能力低,无法满足真正的高清显示的要求,其显色范围仅能覆盖人眼所能观察到的色彩空间的31.8% ,而其它68.2%的色彩空间是数字显示技术和现在已有的其它显示技术都无法重现的。人们一直没有停止对显示技术的进一步探索,当国内很多厂商还在宣传LED (Light Emitting Diode)光源的LCD(Liquid Crystal Display)电视的时候,美国采用LPD(Laser Phosphor Display)技术的显示产品已经投入市场,LPD已经在户外展示领域崭露头角。在日本,激光全色显示技术被产业界称为“人类视觉史上的革命”,具有划时代的意义,激光显示被认为是未来显示领域的主流技术。

  1 激光显示的原理

  激光显示是近几年来刚刚兴起的一种显示技术,它的显示原理是以红、绿、蓝(RGB)三基色激光为光源的显示技术,可以最真实地再现客观世界丰富、艳丽的色彩,提供更加震撼的表现力。激光显示的两种典型模式为投影式和扫描式。投影式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,光学引擎是指中的红、绿、蓝三个光阀,有的设计三光阀合一时分复用。由合束X棱镜、投影镜头和驱动光阀构成图像调制信号系统,光阀驱动部分使光阀上分别生成红、绿、蓝三色对应的小画面,然后分别引入红、绿、蓝三色激光照明投影到屏幕上,即产生全色显示图像。扫描式可利用转镜、声光、电光等技术实现行扫描,转镜技术实现帧扫描,声光或电光技术进行信号调制,类似于传统电视的逐行逐点扫描模式,具有可投射非平面屏幕、大屏幕、特种屏幕以及光能利用率高等特点。不同于液晶显示的背光显示方式,LPD是通过大概相当于20个蓝光播放器采用的蓝色激光头集成一束作为光源,通过激光轰击涂在屏幕内部的红、绿、蓝各色荧光粉构成的像素,以显示出图像。简单地说,LPD更像是将传统CRT显示器里面的电子枪换成了蓝色激光头。

  2 激光显示技术的特点

  激光显示技术是以激光作为光源的图像信息终端显示技术,由于激光具有单色性好、方向性好和亮度高等优点,非常适合用于显示。与现有的显示技术相比,激光显示技术具有色域空间大、色饱和度高、光源寿命长以及环保节能显著等特点 。

  (1)色域空间大。激光发射光谱为线谱,色彩分辨率高,色饱和度高,能够显示非常鲜艳而且清晰的颜色:激光可供选择的谱线(波长)很丰富,可构成大色域色度三角形,能够用来显示最丰富的色彩。目前市场上销售的显示器件如CRT、LCD、PDP、DLP投影仪以及电影放映机等的色彩再现能力均未突破NTSC制式的色彩空间,其色域空间仅能覆盖人眼所能识别的色彩空间的31.8% ,难以真实还原自然色彩,这一不足成为进一步提高显示质量的重要障碍。对比传统光源在色域方面,LED是很好的光源技术,但由于其属于泛光照明的特性,在高亮度、大屏幕显示方面的不足,大大影响了LED在投影显示技术上的应用空间。与此不同的是,激光具有非常高的强度,这样就为高亮度、大屏幕及超大屏幕显示提供了实现基础。得益于激光在色彩高纯度方面的优势,在色温方面,LPD可以实现从2,400K到1 1,000K的宽幅调整。对比度方面,LPD技术更是可以达到100,000:1的超高对比度,可以满足户外广告行业用户的苛刻要求。

  (2)刷新率高。高刷新率也是LPD的一大优势,240MHz的刷新速度,让观看者完全不会感到画面的闪动。

  (3)画面的一致性好。在画面的一致性方面,这也是液晶显示器用户最苦恼的问题,因为光源的布置位置和使用时间的增加,会让液晶显示器的画面出现越发不一致的画面,尤其在拼接使用时更加明显。但是LPD却可以做得很好,这主要是得益于LPD的发光模式不需要液晶显示器所采用的众多灯管。LPD还内置了老化程度评价程序,可以让用户在拼接不同使用时间的显示器时实现高画面一致性,不会出现过去使用液晶显示器时出现的画面偏暗、色彩不同的问题。

  (4)真正的“无边”显示器。由于LPD不需要液晶显示器那样对液晶的边缘进行包边处理,所以可以尽可能地把显示器的边缘做得很薄。在拼接使用时,边缘的厚度是非常关键的,如果边缘过厚,会影响到整体的显示效果。LPD技术目前可以把拼接的缝隙控制到0.4mm,几乎是一条线的宽度。通过边缘像素增亮技术(将边缘的像素增亮1.2倍),还可以让LPD的边缘几乎看不出来。

  (5)寿命长。激光光源是满足各种高端显示要求的最佳光源,所以业界将激光显示技术称为“人类视觉史上的一场革命”。激光器产生的为单波长可见光,电光转化效率与传统的显示光源相比有极大提高,避免了传统大功率光源放热过高的缺点。激光光源使用寿命长,可长达十年之久,相当于传统光源寿命的10至2O倍,从长远来看使用成本明显低于现在通用的传统大功率光源,产品整体性价比明显高于传统产品。LPD可以做到6万小时工作后亮度和色调的衰减小于5% ,这样优秀的性能,主要得益于LPD的激光扫描方式。LPD不同于CRT从上到下的扫描方式,LPD是将激光作上下左右扫描来呈现影像,激光照射荧光体的时间很短,这大大延长了产品的使用寿命。在6万小时中,每个像素的平均激光照射时间仅为47分钟,并且维护简便,总体维护成本低。

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