圖文解密雷射電視的工作原理

　　雷射電視（LASERTV）是利用半導體泵浦固態雷射工作物質，產生紅、綠、藍三種波長的連續雷射作為彩色雷射電視的光源，通過電視信號控制三基色雷射掃描圖像。其色域覆蓋率理論上可以高達人眼色域範圍的90%以上。這比目前LED電視最高的62%色域覆蓋率又提高了一個檔次。

　　色域覆蓋率的提高，不僅可以使整個電視畫面看起來更加真實、有層次感、通透的感覺，同時畫面的清晰度也會隨著色彩飽和度的提高有較大幅度的提升。由於採用雷射作為電視的背光源，雷射電視可以做的更薄，適合家庭使用。雷射電視還克服了人眼長時間觀看螢光粉產生的螢光色所造成的不適感，而且對人眼沒有輻射。

　　雷射電視原理特點

　　傳統的彩色電視機是利用三原色電子光束,按照視頻信號的規律逐行打在螢光屏上,使螢光屏形成彩色光斑。利用人眼的殘留視覺效應使我們能夠看到連續運動的彩色圖像,此傳統彩色攝像機必須設置陰極攝像管,即使現在超薄彩色電視也必須有液晶顯示器、等離子顯示器等〔z0l。現在主流的電視種類有CRT電視、液晶電視、等離子電視、背投電視等。cRT電視是一種使用陰極射線管(CathodeRayTube)的顯示器,具有可視角度大、色彩還原度高、響應時間極短,價格低等優點。但其龐大笨重的結構成為其發展的瓶頸,而且難以超過29英寸,功耗較大,不符合當前的節能標準,除了特殊場合外,正逐步退出歷史舞臺。液晶(LcD)電視是採用液晶控制透光度技術的顯示器,需要有一個白色背光源,通過控制液晶透光度控制背光透過紅綠藍三色的濾色片來發出不同的顏色。當前大部分的LCD背光源多為冷陰極螢光燈管(CCFL),其組成的色域僅為CRT顯示器的70%左右,顯示的圖像遠不如CRT顯示器的鮮豔。等離子電視(PDP)是一種利用氣體放電的顯示裝置,大量的等離子腔排列在一起構成屏幕。等離子腔體內部充有氖氛等惰性氣體,通電時產生紫外光,激勵腔體內的紅綠藍三基色螢光粉發出可見光。具有亮度高,顏色鮮豔,不受電磁幹擾的特點,但有燒屏和海拔壓強問題,大屏幕時很難做到高解析度。雷射單色性好,色純度極高,與現有其他顯示器(CRT、LCD、PDP等)相比,雷射電視具有非常明顯的優勢,發展前景和潛在的價值巨大。

　　雷射電視技術是20世紀90年代新興的新型彩色電視顯示技術，由於雷射的特性，它比其他顯示技術具有更多的優越性：(1)超大屏幕、高亮度；(2)色域寬，高度飽和色彩，可實現最佳色彩轉換。色域的大小反映的是顏色系統所能包含的顏色集合的大小。顯示設備的色域越寬廣,所能顯示的色彩越多,畫面越生動。顯示設備的色域可以直觀的反映在國際照明委員會制定的CIE1931色度圖上,表現為由基色點包圍而成的多邊形。圖1-1展示了一種寬色域顯示設備--雷射顯示系統和目前視頻領域釆用的標準色域ITU-RBT.709/SRGB的色域。由於都是採用三基色系統,所以二者的色域都為三角形。圖中最外層的舌形光譜曲線所覆蓋的區域表示自然界中可見的全部顏色,可以直觀的看到,標準色域覆蓋的顏色範圍相當狹窄,寬色域顯示設備較傳統顯示設備有不可比擬的顯色優勢。普通PAL制式下色域覆蓋率約為33.2%,而雷射顯示設備色域大約能達到它的1.9倍。顯示設備基色越靠近舌形曲線,色域而積越大,與此相應則要求雄色光譜寬度越窄。

　　圖1-1CIE1931色度圖下的光譜曲線及顯示設條色域閣

　　(3)有無限的焦深，可實現高解析度，可在不同材質（水幕、霧幕、屏幕等）以及任意形狀表面顯示，無論雷射以任何角度照射銀幕，都沒有失真[4]；(4)高對比度（可達150,000：1）；(5)光纖導光、多通道投影及衛星式分布，光源可與投影頭分離，操作方便。因此，它是實現超大屏幕、高清晰度顯示最有前途的技術之一，雷射投影電視是21世紀電視機市場中強有力的競爭者。

　　雷射電視原理及關鍵技術

　　雷射電視是用彩色雷射顯示系統代替彩色顯像管的電視機。它採用紅、綠、藍三種雷射器作為彩色雷射電視的光源,經過顯示系統進行相應的處理,從而最終將圖像顯示在屏幕上,再配以伴音構成電視接收機[5]。

　　根據成像原理的不同,雷射電視可以分為投射式和掃描式兩種。如圖2-1所示

　　圖2-1投射式和掃描式雷射電視示意圖

　　投射式雷射電視的成像類似於液晶顯示的原理,成像原理如圖所示。普通投影顯示器的光源為普通白光,經過分色稜鏡分為三基色,投影式雷射電視是把普通光源換成了紅、綠、藍三色雷射,再將雷射經過準直和擴束之後投射到屏幕上。電視接收機分離出的三基色信號和行場同步信號送到cPu,經過CPu選址,控制液晶各個像素點的光通量,最後在液晶屏幕上成像。

　　掃描式雷射電視與投影式的差別主要在調製方式上。掃描式雷射電視利用三基色電視信號直接調製半導體雷射器的供電電壓或固體雷射器發出的雷射強弱,已調雷射經光合成器合成,投射到掃描裝置上,經掃描裝置偏轉成像。掃描裝置受電視同步信號控制。

　　下面介紹的雷射電視機是利用半導體泵浦固態雷射工作物質,產生紅、綠、藍三種波長的三種雷射作為彩色雷射電視的光源,電視信號經過解碼後,存儲到圖像存儲系統,分別從圖像存儲系統中提取亮度和色度信號,信號經過色彩管理系統後得到新的RGB驅動信號並將驅動信號傳輸給LCOS顯示系統,將雷射光束直接投影到屏幕顯示彩色圖像,主要由雷射器、色彩管理系統、LCOS顯示系統、屏幕等組成[6]。如圖所示:

　　圖2-2雷射電視成像原理示意圖

　　紅、綠、藍雷射器發出的光束經過光學引擎調製後,投射到LCOS空間數據機上,電視信號經過DVI標準接口儲存到色彩管理系統的緩存器中,色彩管理系統對色彩信號進行處理後,將適合雷射顯示的色彩信號傳遞到LCOS顯示系統,然後將圖像投射到屏幕上。