投影式激光显示技术研究
增强现实技术中的投影和显示技术
增强现实技术中的投影和显示技术增强现实技术（Augmented Reality，AR）作为一种融合虚拟与现实的交互技术，正在迅速崛起并广泛应用于多个领域。
投影和显示技术在增强现实技术中起着至关重要的作用，为用户带来沉浸式的视觉体验，并改善用户与虚拟内容的互动方式。
本文将针对增强现实技术中投影和显示技术的应用和技术发展进行探讨。
投影技术在增强现实技术中起着关键作用，它能将虚拟世界中的图像或视频投射到现实世界中的物理场景上，使用户能够直观地感知虚拟内容与真实环境的融合。
目前，常见的投影技术主要包括光学投影和激光投影。
光学投影通常是通过使用投影仪将图像投射到特定区域，而激光投影则利用激光光源产生高亮度、高对比度的图像。
随着投影技术的不断发展，投影设备的尺寸和重量不断缩小，同时投影质量也得到了显著提升，为用户提供了更加逼真的虚拟体验。
显示技术是增强现实技术中的另一个重要组成部分，它直接决定着用户对虚拟内容的感知效果和交互方式。
目前，常见的增强现实显示技术包括头戴显示器（Head-Mounted Display，HMD）、透明显示器和投影显示器。
头戴显示器是最常见的增强现实显示设备，通过佩戴在用户头部，将虚拟图像与真实环境进行融合。
透明显示器则将虚拟图像直接叠加在用户的视野中，使用户能够同时观察到真实环境和虚拟内容。
投影显示器则通过投射图像到用户所处的环境中，实现对虚拟内容的显示。
这些显示技术的不断进步，使得增强现实技术的应用场景更加广泛，从娱乐、教育到医疗、工业等多个领域都得到了应用。
除了投影和显示技术的应用，增强现实技术在投影和显示技术方面也在不断取得新的突破。
例如，在投影技术方面，研究人员正在努力开发更加便携和高效的投影设备，以应对移动增强现实应用的需求。
同时，他们还致力于提高投影设备的亮度、对比度和分辨率，以获得更加逼真的增强现实体验。
在显示技术方面，虚拟现实眼镜技术正逐渐发展为增强现实显示技术的有力竞争者。
激光显示原理
激光显示原理
激光显示技术利用激光光束产生高亮度的像素点来形成图像，具有高对比度和细节清晰的特点。
它的工作原理主要分为三个步骤：
1. 激发光源：利用电流或光泵浦等方式激发产生激光光源。
通常使用半导体或气体激光器作为激发光源。
2. 操作和调制光束：利用各种光学元件对激光光束进行操作和调制。
这些元件包括反射镜、准直器、移动镜、偏振器等。
通过调节这些元件的位置或旋转角度，可以实现激光光束的聚焦、移动和改变方向等操作。
3. 整合成像：经过操作和调制后的激光光束被投射到屏幕上，通过像素点的排列和激光的亮度来形成图像。
像素点的位置和亮度可以通过控制光束的路径和光强来调整，从而实现图像的放大、缩小和旋转等效果。
与传统的液晶显示技术相比，激光显示技术具有更高的亮度、更宽广的色域和更快的刷新率，可以呈现更为真实和生动的图像效果。
同时，激光显示技术还具有较长的使用寿命和低功耗的特点，逐渐应用于投影仪、显示器和虚拟现实等领域。
激光显示发展现状和技术特点
激光显示发展现状和技术特点激光显示（Laser Display）是一种利用激光作为光源来实现显示效果的显示技术。
与传统的液晶显示和电子管显示相比，激光显示有着更高的亮度、更广的颜色范围、更高的对比度以及更快的响应速度。
本文将介绍激光显示的发展现状和技术特点。
一、激光显示的发展现状激光显示技术最早源自于投影仪。
通过激光光源，可以将图像投射到屏幕上，实现高亮度、高对比度的显示效果。
随着科技的不断发展，激光显示技术开始应用于其他领域，如大屏幕显示、虚拟现实、AR眼镜等。
大屏幕激光显示是目前激光显示技术的一大热点。
通过将多个激光光源组合在一起，可以实现更高的亮度和更大的屏幕尺寸。
同时，激光显示具备较高的色彩饱和度，可以呈现出更真实的色彩效果。
因此，激光大屏幕显示在商业展示、体育比赛、演唱会等场合被广泛应用。
虚拟现实技术是激光显示的另一个重要应用领域。
传统的VR头显使用LCD或OLED等显示技术，存在分辨率低、眩光强等问题。
而激光显示可以实现更高的分辨率和更快的响应速度，提供更逼真的虚拟体验。
目前，已有一些公司推出了基于激光显示技术的VR头显产品。
AR眼镜是另一种激光显示的应用形式。
通过激光投影技术，将图像直接投射到用户眼球上，实现隐形显示效果。
这种技术可以在用户眼前呈现出虚拟的图像，可以应用于游戏、导航、医疗等多个领域。
二、激光显示的技术特点1.高亮度：激光显示利用激光作为光源，可以实现非常高的亮度。
相比传统的液晶显示，激光显示的亮度可以达到几千流明甚至更高，可以在明亮的环境中清晰可见。
2.高对比度：激光显示的对比度也非常高，可以达到几万:1甚至更高。
这是由于激光的单色性和独特的光阵列结构所决定的。
高对比度可以使图像细节更加清晰，色彩更加鲜明。
3.宽色域：激光显示技术可以呈现更广的颜色范围，可以实现更真实、更饱满的色彩效果。
这是由于激光光源本身具备较宽的发射光谱所决定的。
4.快速刷新率：激光显示的刷新率非常高，可以达到几百Hz甚至更高。
激光立体电视技术研究
激光立体电视技术研究摘要激光立体电视是采用彩色激光电视显示器包括大功率全固态红、绿、蓝激光器、光偏转器和屏幕组成,利用半导体固态激光工作物质,产生红、绿、蓝3种波长的连续激光作为彩色激光电视的光源,激光电视能够最完美的再现自然色彩。
本文对激光立体电视技术进行了研究。
管念慈激光立体电视;彩色激光;技术研究中图分类号tn949 文献标识码a 文章编号1674-6708(2010)28-0186-01激光立体电视是采用彩色激光电视显示器包括大功率全固态红、绿、蓝激光器、光偏转器和屏幕组成,利用半导体固态激光工作物质,产生红、绿、蓝3种波长的连续激光作为彩色激光电视的光源,激光电视能够最完美的再现自然色彩。
与其它种类电视(等离子电视、液晶电视等)相比,激光电视在技术上具有明显优势。
彩色电视机会产生对使用者身体非常有害的电磁辐射,荧光粉不能完美显示影像的颜色,显示屏的尺寸难以做大,彩色电视机整机体积大、重量大等。
液晶电视和等离子电视具有厚度薄、无辐射等优点,但是观看视场小,亮度低,色域相对较小,难以实现大画面;背投影电视采用高亮度阴极射线管、液晶显示器和再成像技术增大画面,其缺点是亮度和对比度比阴极射线管低、视角小、需要冷却、体积大、寿命短。
而激光电视却具有色纯度高、色域大;无射线辐射,克服了荧光粉产生的荧光色对人眼长时间观看所造成的不适感觉。
特别值得关注的还有:激光电视的色域表现相当丰富,可以达到等离子电视的20倍左右,但是功耗却只有同类型等离子的几十分之一,体积和重量也相当小巧,数字信号直接控制调制板。
激光电视不存在可视角度的问题,你无论在哪个角度都可以清晰的看到屏幕的东西。
与传统电视相比,激光电视具有如下特点:1)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;2)激光电视,它比等离子体电视机工艺简单,色彩鲜艳,能够最完美的再现自然色彩;激光电视机的亮度比大屏幕液晶电视机亮,且不受视角的方向性影响;3)激光是100%单色光,激光电视红、绿、蓝三色光分别调制,彩色效果非常理想。
基于LED的DLP投影显示光学引擎的研究
ｆｕ ｄ ｔ ｎ ｏ ｒｈ ｒ ｘ ｅｉ ｎａ ｓｕ ｙｏ Ｅ ｒｊｃｏ ｓ ｕｌ ｏ ｎ ａｉ ｒｕｔｅ ｐ ｒ ｏｆ ｆ ｅ ｍｅ ｔ ｌｔｄ ｎＬ Ｄ ｐｏｅ ｔ ｒ ｉ ｗａ ｂ ｔ ．
Ｋ ｙ ｒｓ ｐｏｅ ｔ ｎｄｓ ｌ ； Ｅ Ｄ Ｐ Ｔ ｐｉｍａ Ｔ ａ ｅ ｒ ｅ ｗｏｄ ： ｒｊｃｉ ｉｐａ Ｌ Ｄ； Ｌ ； Ｉ ｒ ｏ ｙ Ｒ ｓ ； ｒｃ ｐｏ
有 更 大 的色 域 。本 文 研 究 以 大 功 率 Ｌ Ｄ 为 光 源 的 Ｅ ＤＬ Ｐ投 影 显 示 光 学 引擎 技 术 。
影 响 ， 际 的 能 量 利 用 率 会 有 所 降低 。 光 学 扩 展 实 由
量 的守恒关系可得 ： Ｅ 几 丌 Ｌ ｉ ０ Ｅ ｓｎ Ｄ （ ２）
行 了建模 、 模拟和设计 ， 并测得 系统的照度 图， 计算了系统的光能利用率和观测光的均 匀度 ， 为建立基于
Ｌ Ｄ光源的 ＤＬ Ｅ Ｐ投影显示光学引擎 系统的实验装置奠定了良好的基础。
关键词 ： 影 显示 ；Ｅ ＤＬ ； Ｉ 棱 镜 ； ｒｃｐ ｏ 投 Ｌ Ｄ； Ｐ Ｔ Ｒ Ｔ ａｅ ｒ 中 图分 类 号 ： Ｎ１ １８ Ｔ ４． 文献标 识码 ： Ｂ
１ 光 学 引 擎 的 设 计
光 学 引 擎 采 用 了 单 片 ０７ 英 寸 的 Ｄ ． ＭＤ 芯
其 中 ， 为 Ｌ Ｄ封 装 材 料 的 折 射 率 ：Ｇ ｎ Ｅ Ａ ｏ为
Ｌ Ｄ 的发 光面 积 ；８ Ｅ Ｅ Ｄ为 Ｌ Ｄ 封 装 介 质 中 光 的最 Ｌ Ｅ 大发射 半角。
由式 （ 和 （ 可 推 出 ： １） ２） Ａ日 Ａ Ｌ ＝ ｓｎ ８ Ｄ ｉ ｎ ｓｎ 日Ｌ ｉ Ｅ Ｄ （ ３） 又 由于 Ｄ ＭＤ 的长宽 比 为 ４３， 以 Ｌ Ｄ 的发光 ： 所 Ｅ 面 的长 宽 比也 为 ４３ ：。将 此条件 与 式（ 联 合 起来 可 ３） 得 出与 ＤＭＤ 匹配 的 Ｌ Ｄ 的发 光面 的长 和宽 。 经计 Ｅ
激光投影显示中散斑均化问题的研究
激光投影显示中散斑均化问题的研究贾琼瑶;贺锋涛【摘要】为了解决激光投影显示中因光源相干性所引起的激光散斑而导致投影图像的亮度不均、清晰度下降的问题,采用将激光引入振动的多模光纤的方法,实现了输出的激光模场在各种模式间发生高频跳动的功能,从而在多模光纤输出端获得传输光信号均匀化、消相干的输出效果.结果表明,投影图像的散斑对比度明显降低,达到人眼难于分辨的4％以下.【期刊名称】《激光技术》【年(卷),期】2013(037)003【总页数】4页(P400-403)【关键词】激光技术;散斑均化;多模光纤;散斑对比度【作者】贾琼瑶;贺锋涛【作者单位】西安邮电大学电子工程学院,西安710061;西安邮电大学电子工程学院,西安710061【正文语种】中文【中图分类】TN27随着显示技术的跨越式发展，激光显示技术成为显示领域的重大发展方向，同时也成为国际显示领域的研发热点之一，具有很好的应用前景。
激光显示就是以红（R）、绿（G）、蓝（B）三基色激光为光源的图像信息终端显示技术，最真实地再现客观世界丰富、艳丽的色彩，提供更具震撼的表现力。
与自然光色域相比较，传统显示设备只能再现人眼所见颜色的30％，而目前正在开发中的激光显示方式可覆盖90％，这一巨大的潜力让人们对激光显示技术的未来充满期待，因此，激光显示被称为“人类视觉史上的革命”［1-3］。
但是，作为投影光源的激光，其高度的相干性会使得投影屏幕上出现激光散斑现象［4-5］，激光散斑的存在使得图像的灰度发生剧烈的变化，降低了图像的分辨率，隐藏了图像的细节信息，减弱了观察者从相干图像中提取细节的能力，这大大阻碍了激光显示技术的快速发展。
为此，不少科研工作者提出了很多减弱散斑的方法，如：利用不同波长的光源降低激光的相干性［6］、脉冲激光的叠加［7］、移动散射体［8］、移动孔径光阑［9］、超声波、屏幕振动［10］等。
这些方法都是通过降低激光的时间或空间相干性并且在近场条件（全息照相中的散斑）下来抑制散斑斑纹的，但对于激光显示而言，上述方法系统结构复杂、成本高，并且很难达到理想的效果。
3d全息投影技术原理
3d全息投影技术原理全息投影技术是近年来备受关注的一项前沿技术，它能够使人们看到逼真的立体图像，给人一种身临其境的感觉。
其中，3D全息投影技术是全息投影技术的一种重要应用形式。
本文将介绍3D全息投影技术的原理及其应用。
一、3D全息投影技术的基本原理3D全息投影技术基于光的干涉原理，通过将物体的光场信息记录在光敏材料上，并利用激光光源重建物体的光场，从而实现逼真的立体图像的投影。
具体的工作步骤如下：1. 光场的记录：首先，利用激光光源将物体照射到光敏材料上，形成物体的光场分布，同时，参考光也照射到光敏材料上。
2. 干涉图案的形成：物体的光场与参考光相干叠加，形成干涉图案。
这是3D全息投影技术的核心步骤。
3. 全息图的固定：在光敏材料上形成干涉图案后，需要将其进行固定。
这一步骤可以利用化学方式或物理方式实现，确保干涉图案的稳定性。
4. 全息图的重建：通过将固定的全息图放入光学系统中，利用激光光源照射，可以实现物体的光场重建，从而产生逼真的立体图像。
二、3D全息投影技术的应用领域1. 教育领域：3D全息投影技术可以为教育提供更多形式的展示方式。
例如，在生物学教学中，学生可以通过全息投影技术观察人体的解剖结构，呈现更直观、立体的效果，提高学生的学习兴趣和理解能力。
2. 娱乐产业：3D全息投影技术在娱乐产业中有着广泛应用。
例如，音乐会中的明星表演可以通过全息投影技术实现，使观众可以看到逼真的虚拟表演，增加娱乐效果。
另外，主题公园、游乐场等娱乐场所也可以利用3D全息投影技术创造出各种立体的惊奇效果，吸引游客。
3. 广告宣传：3D全息投影技术可以为广告宣传提供全新的方式。
不同于传统的平面广告，通过全息投影技术呈现的广告可以立体、生动地展示产品的特点，吸引观众的眼球。
4. 视觉艺术：3D全息投影技术被应用于视觉艺术领域，可以创造出更加逼真、立体的艺术形式。
艺术家可以利用全息投影技术实现自己的创意想法，展示出更加出色的作品。
激光显示技术在国外的发展讲解
激光显示技术在国外的发展·国际上正在开展大规模生产阶段所需的实用化技术攻关·红绿蓝三基色激光光源获得了一定的突破激光显示的各个产品化方向，从大屏幕、超大屏幕到手机式投影仪，都得到了全面发展。
2007年元月，在美国拉斯维加斯国际消费电子展(CES)上，日本索尼公司和美国Novalux公司各自推出基于投影式激光显示技术的多台的激光显示试验样机，包括了55英寸激光背投电视和小型、袖珍式前投影机以及激光数码影院等。
在日本，由政府组织企业和研究机构共同大力研发激光显示技术，谋求在未来竞争中获得绝对优势。
激光电视技术的开发以索尼公司和三菱电气的工作最引人注目。
2005年，日本索尼公司研制成功单元6m 2的投影显示系统，并在拼接技术基础上，集成出一套500m 2的激光影院。
2006年2月，三菱电气将美国Novalux公司研制的大功率红绿蓝三基色激光器应用于DLP背投电视，宣布研制成功激光背投电视，能够表现大色域颜色,支持xvYCC影像规格。
三菱电气计划建设中试生产线，预计今年投入生产。
2006年3月，日本精工爱普生公司宣布与美国Novalux公司进行战略合作，共同开发激光显示技术，预计在2012年前后进入家庭市场。
另外， Microvision、Iljin、Symbol、Lightblueoptics等公司致力于研发应用于手机的激光投影技术。
他们分别开发了小型化的RGB三基色激光器和小型化的光学引擎系统，并设计出一个完整的嵌入式微型投影系统模块。
三星、摩托罗拉等公司目前都有计划采用上述公司的技术和模块，在市场上推出具有投影显示功能的手机。
激光显示技术路线从图像生成方式上分为扫描式和投影式。
由于扫描式激光显示在一些关键技术环节上未得到突破，目前还处于原理研究阶段；而投影式激光显示在原理研究阶段的主要关键技术环节都得到了有效解决，实现了高质量图像的效果演示，国际上正在开展大规模生产阶段所需的实用化技术攻关，在产品生命周期中处于导入期阶段。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
投影式激光显示技术的研究
摘要：激光投影显示是以红、绿、蓝三基色激光为光源的图像信息终端显示技术，在此技术下它能真实的还原生活中多姿多彩的颜色世界。
它能实现大色域显示，并且投影显示画面的大小也可以自由控制，同时具有较高的色彩饱和度，也不会造成有害的电磁与辐射污染等优点。
关键词：激光投影；ldt；全固态激光器；投影式；液晶
中图分类号：f426.63 文献标识码：a 文章编号：1007-9599 （2012） 24-0146-02
由于移动互联网的高速发展，显示器已经成为我们日常生活中观察世界、获取信息的重要窗口之一，而人们对显示器的图象质量要求不断提高，它的研究也变得越来越重要。
激光投影显示凭借激光自身单色性好、方向性强、饱和度高、损耗小、潜在寿命长等特点而异军突起。
既最早的黑白显示技术，中期的全彩显示和近些年常被普遍使用的数字高清显示之后，激光投影显示将带领我们进入大色域的显示时代。
1 显示技术的发展
显示器的首次突破是crt（阴极射线管），如今的技术可以制作42英寸的显示屏，但是它却有着体型大而且笨重的致命弱点。
第二突破是lcd（液晶屏），它的出现也造就了例如笔记本电脑这类便携式设备，但它采用的是透射式工作原理，所有会造成照明光被吸收而使亮度不够高，因此在强光下使用有很多的限制。
目前，显示器
技术的发展又提升到了一个新的高度，主要特点是以投影的方式实现大屏幕显示。
其中最新型的微显示技术称作lcos （液晶硅显示），它巧妙地运用了投影的原理，在银幕、墙壁等等介质上成像，画面的大小可达到50英寸左右。
其次dmd（数字微镜显示器）或者称作dlp（数字光处理）技术是控制光通过分布密集的微型反光镜是它进行定向反射，最后经过透镜将图像投影在大至100英寸的屏幕上。
2 激光显示技术（ldt）
六十年代初，氦—氖激光器问世后激光显示技术也随之被发现运用。
它和过去使用的那种笨重的阴极射线管显示器（crt）异曲同工，只是把电子束换成了激光束，然后对激光束进行调制，完成之后直接在屏幕上扫描形成肉眼可见的图像。
和传统电子束相比，激光束具有颜色纯、方向集中、相干性好、亮度高以及色彩鲜艳等众多的优良特性，所以用激光束代替电子束，这样就能把电视成像的各种缺陷弥补了，使得显示画面更加清晰、生动逼真、绚丽多彩、亮度也更高，满足人们的视觉享受。
激光显示技术（ldt）是以三基色激光作为光源基础实现的全彩显示，一般分为扫描式和投影式两种。
相比之下，扫描式的技术较为成熟，国内外已有许多研究成果，投影式可以在特殊的屏幕上实现更大面积的图像显示，而它的扫描、调制技术还有待发展。
其中投影式ldt根据成像方式不同，可分为lcd（透射式液晶）投影和lcos（反射式液晶）投影。
lcd 投影用液晶板作为成像材料，按照液晶板片数的不同亦可分为单片lcd投影和三片lcd投影。
现在的投影机大多都是以三片板为主，
通过系统控制三片分离的液晶板就能分别对每种光的颜色、亮度、对比度进行调节。
lcos投影的成像方式和三片lcd技术比较相似，其原理是在cmos集成电路芯片上涂液晶硅，把它做成带有反射镜功能的lcd基片，因此光线是以反射的方式而不是直接透过lcd面板形成图像。
lcos投影与其他投影技术相比，它的透光率更高，所以光输出和分辨率也就提高了，因此在投影显示领域lcos技术更具有优势。
3 投影式ldt基本原理
投影显示在实际应用中有前投影和背投影这两种主要方式，采用前投显示方式，观察者处于投影源与屏幕之间；而采用背投显示方式，观察者与投影源则处于屏幕两侧。
所以背投影占据的空间小，60 英寸以下的屏幕大多都采用背投影显示；虽然前投影所占据的空间较大，但是在投影面积上可以做的比背投影大很多。
投影式ldt 原理见图1。
图中红、绿、蓝三基色激光分别从三个激光二极管泵浦（dpl）的全固态激光器送出，再经过扩束、匀场、消相干器后得到匀强平行光，分别照射红、绿、蓝透射光阀。
光阀受调制信号控制以得到单色的图像，再由x棱镜进行混色，最后通过投影透镜，在屏幕上投影出放大的彩色图像。
其中透射光阀为lcd（透射式液晶），也可以用lcos（反射式液晶）代替，其他的光阀还有glv（栅状光阀）、dmd（数字微镜）。
glv和dmd都是以静电驱动，然后对入射光与反射光进行控制，区别在于dmd是许多微镜组成的镜面，glv 是一个线阵式结构的硅芯片器件，作为一款高精度光电调节器。
图1 投影式ldt原理图4 现状与发展
（下转第153页）。