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激光显示中散斑减弱的研究

李霞 , 郝丽 , 刘伟奇 , 柳华 , 冯睿 , 魏忠伦 , 张岳 , 田志辉

液晶与显示 doi:10.3969/j.issn.1007-2780.2007.03.017

简述了散斑的形成机理,具体分析了在近场条件下通过降低激光的时间或空间相干性来抑制散斑的方法,以及仅通过降低激光的相干性来减弱激光显示中散斑的缺陷.提出一种全新在远场条件下减弱散斑的超声光栅法,且详细说明了超声波减弱散斑的工作原理.当合成的激光束通过因超声波在液体媒介中的传播而形成的"位相光栅"时,激光发生衍射,通过一系列透镜将所有衍射光完全会聚到投影屏幕上,投影移动的干涉条纹在屏幕上产生"沸腾"的散斑图样,考虑到人眼的视觉暂留特性,散斑在人眼中得到均匀化.以绿光为例,说明了激光束通过"位相光栅"时,经过CCD相机和图像处理系统,显示屏幕上散斑对比度和光强的变化,显示了超声光栅法有效地抑制了激光显示中的散斑现象.

关键词: 激光显示 , 激光散斑 , 散斑减弱 , 超声光栅

激光显示中匀色坐标系的建立与色差分析

陈旭 , 刘伟奇 , 魏忠伦 , 冯睿 , 柳华 , 康玉思 , 张健 , 马强 , 冯玉涛

液晶与显示 doi:10.3969/j.issn.1007-2780.2008.04.007

针对现有激光显示采用CIE1931颜色系统不能分析色差的问题,建立了激光显示中的匀色坐标系,并对色差理论在激光显示中的应用进行了研究.分析了采用CIE1976LUV颜色坐标系分析色差的方法;并绘制了CIE1931XYZ、CIE1960UCS和CIE1976LUV三种颜色坐标系下的色度标尺图.通过对色度坐标系的转换,可以通过激光电视最终显示颜色的三基色RGB信号来比较计算机显示与激光显示的物体颜色的色差,使色差保持在人眼恰可察觉差的允许范围内.并初步分析了激光显示中相应电路的实时处理技术.

关键词: 激光显示 , 匀色空间 , 色度坐标系 , 色差 , 色度标尺图

全固态激光彩色视频显示技术

刘伟奇 , 魏忠伦 , 康玉思 , 张岳 , 柳华 , 张继艳 , 冯睿

液晶与显示 doi:10.3969/j.issn.1007-2780.2004.05.001

介绍了实现激光彩色视频显示的基本原理和几种主要方法,分析了各种方法的优缺点及制约发展的技术瓶颈.所提出的新的技术方法,在激光消干涉、光场均匀化、色度转换及颜色虚拟扩展等方面取得了突破性进展,在此基础上实现了激光彩色视频显示.

关键词: 激光显示 , 多面扫描镜 , 消干涉

高性能LCoS投影系统光引擎

张继艳 , 刘伟奇 , 柳华 , 张岳

液晶与显示 doi:10.3969/j.issn.1007-2780.2005.06.014

硅基液晶作为投影系统空间光调制器是一个相对较新的技术,因为其成本低,光学效率高,具有很好的发展前景.使用LCoS面板作为光引擎的结构较多,这些结构各有优缺点.一个系统的亮度、色阈、对比度主要取决于它所采用的光学引擎.文章通过对几种LCoS光引擎的分析和比较,得到了一种高亮度、高对比度、宽色阈的光引擎结构模型,为实际设计提供了依据.

关键词: 硅基液晶 , 光引擎 , 偏振分光器

基于激光显示的颜色系统的建立

张继艳 , 刘伟奇 , 魏忠伦 , 柳华 , 冯睿

液晶与显示 doi:10.3969/j.issn.1007-2780.2006.01.008

通过对普通电视NTSC制式色坐标系统建立的研究,将此系统的模型推广至激光为三基色的颜色系统模型的建立,不仅可以使原有电视色域很好地映射到激光色域,而且通过颜色的虚拟扩展,将原有荧光粉无法显示的颜色扩展到激光色域内,使再现颜色更逼真,颜色更饱和.电视RGB制式与激光RGB制式转换关系建立后,用其作为输入信号的标准,则对应输入信号就能够转换为激光制式对应的电信号,为后序的电路处理做好了准备.

关键词: 激光显示 , 三基色 , 颜色扩展

激光显示中斑纹横向尺寸的估计

郝丽 , 张岳 , 刘伟奇 , 柳华 , 冯睿 , 魏忠伦

液晶与显示 doi:10.3969/j.issn.1007-2780.2006.03.010

介绍了减弱散斑的很多方法,并分析了这些方法用来抑制激光显示中散斑的缺陷.通过研究分析激光电视的工作原理,得出了激光电视屏幕上散斑的形成原因.并建立了出瞳面和像面的二维坐标系统,利用统计光学方法得到了像面散斑光强横向自相关函数和规范化自相关函数的表达式,进一步推出像面散斑横向尺寸的平均大小.以红光为例,计算出斑纹横向尺寸的大小.最后分析和讨论了抑制激光显示中斑纹的方法,为以后激光电视中斑纹的消除奠定了理论基础.

关键词: 激光显示 , 斑纹 , 像面散斑 , 横向自相关函数 , 散斑横向尺寸

基于DLP投影方式的激光显示系统

田志辉 , 刘伟奇 , 冯睿 , 李霞 , 柳华

液晶与显示 doi:10.3969/j.issn.1007-2780.2007.03.016

介绍了一种基于DLP投影方式的激光显示系统.该系统应用三片式DLP投影方式,采用红(671 nm)、绿(532 nm)、蓝(473 nm)三色激光器作光源,结合110(.)广角镜头,在扩展显示色域和减小系统体积的同时,也提高了系统的光能利用率.我们采用该光学引擎,完成了157 cm(62 in)激光背投影彩色电视样机的研制工作.经过测量,该样机的画面均匀度偏差为-6%,图像亮度达到300 cd/m2,散斑对比度为3.7%,光能利用率为36%,样机色彩的饱和度高,显示效果好.光学系统结构简单,集成化程度高,易于实现批量化生产.

关键词: 激光显示 , 面阵空间光调制器 , 数字光处理技术 , 数字微镜器件

激光显示中的色域转换系统

田志辉 , 刘伟奇 , 柳华 , 冯睿 , 魏忠伦

液晶与显示 doi:10.3969/j.issn.1007-2780.2007.04.013

根据激光显示的特点,推导出以三色激光(红:671 nm,绿:532 nm,蓝:473 nm)为三基色的颜色系统与普通电视三基色系统的矩阵转换关系.利用解码模块、FPGA处理模块、编码模块为主要组成部分,设计了激光三基色系统和普通电视三基色系统的色域转换电路.介绍了如何采用FPGA实现视频彩色信号色域转换的方法和相关算法,分析了电路中各个模块的作用及整个电路的工作过程.从组成框图、硬件设计和软件流程等方面对该系统进行了详细描述.

关键词: 激光显示 , 色域转换 , 现场可编程门阵列

激光显示中散斑对比度的降低

李霞 , 刘伟奇 , 田志辉 , 冯睿 , 柳华 , 魏忠伦

液晶与显示 doi:10.3969/j.issn.1007-2780.2008.02.006

激光显示中,散斑的存在严重影响了画面质量,降低了图像的清晰度.文章阐述了散斑的形成机理,简要介绍了减弱散斑可采取的多种方法,详细介绍了引入旋转光纤对于减弱散斑噪声的作用,并以绿光为例用实验验证了此法的可行性.光纤的引入一方面利于激光传输,减小了能量损失,而且光纤的旋转使得散斑结构不断变化,屏幕上形成"沸腾"的散斑,散斑结构的叠加使散斑的对比度有了显著的降低.

关键词: 激光显示 , 散斑 , 对比度 , 光纤

激光投影显示系统薄型化设计

田志辉 , 刘伟奇 , 冯睿 , 柳华 , 魏忠伦 , 康玉思

液晶与显示 doi:10.3969/j.issn.1007-2780.2009.06.030

比较了目前超薄投影显示光学系统的特点,设计了使用于激光显示的超薄投影镜头组.系统的投影距离为100 mm,画面尺寸为157 cm(62 in),采用TI公司的20.3 mm(0.79 in)DMD芯片作为空间光调制器,系统由1个非球面反射镜和5 片透射镜片组成.从软件模拟结果看,系统成像质量良好.该设计对元件的加工、装调工艺要求较低,有利于降低投影系统的整体成本.

关键词: 激光显示 , 面阵空间光调制器 , 投影镜头 , 光焦度

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