專利名稱：一種激光顯示視頻圖像的方法及顯示器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于視頻圖像顯示技術領域，尤其涉及激光視頻顯示方法及顯示器。
背景技術：
由于激光具有方向性強，單色性好，亮度高，所以用激光做成的大屏幕電視圖像清晰、色彩逼真、亮度可以做到很高，以致能在室外觀看。激光大屏幕電視主要包括激光器、光調制器、光偏轉器和銀幕等。和一個顯像管或投影管相類比，激光大屏幕電視用光束代替電子束。產生光束的激光器相當于產生電子束的電子槍。光調制器相當于顯像管中的控制柵極。光偏轉器相當于顯像管中的偏轉線圈。銀幕相當于熒光屏。電視接收機接收到的圖像信號，經過放大處理后，通過光調制器調制光束的強弱，場、行同步信號通過同步掃描電路控制光偏轉器，使光束按照一定規(guī)律偏轉，在銀幕上掃描，構成圖像。用能產生紅、綠、藍三種光束的激光器以及相應的光調制器，使三種顏色的光束分別以不同比例混合投射到銀幕的各點，就可以實現彩色大屏幕電視了。激光大屏幕電視對激光器有一些特定的要求。首先，激光器發(fā)出的光應該是可見光。為了進行彩色顯示，最好是紅、綠、藍三種基色光。其次，要有足夠的光強，這樣才能是大屏幕電視有足夠的亮度，甚至可以在室外日間放映。傳統的激光大屏幕電視采用氣體激光器，例如氬離子激光器和氪離子激光器。前者能輸出波長為4880埃的藍光和5145埃的綠光，后者能輸出波長為6471埃的紅光，而且它們輸出的功率也比較大。光調制器的任務是把電信號轉化為光信號。實現光調制的方法很多。在激光大屏幕電視中，廣泛采用“電光調制”的方法。它主要是利用光電效應來改變光的偏振狀態(tài)以實現光的調制。光偏轉器在激光大屏幕電視中用多面鏡鼓來實現。為了得到穩(wěn)定的圖像，掃描運動必須與發(fā)送端準確同步；掃描角要足夠大，這樣才能在投射距離不太遠的情況下在銀幕上得到大面積的光柵；多面鏡鼓的各個鏡面光損耗要足夠小，以保證較高的顯示亮度；掃描角與光束的波長無關，否則就會引起色彩失真。傳統的激光大屏幕電視存在一些嚴重的缺點主要的問題是效率太低，效率低的主要原因在于激光器，它的效率一般只能做到千分之一以下。另外，激光器的壽命也不夠長。還有一個問題在于光偏轉器。光偏轉器由行鏡鼓和場鏡鼓組成，兩個鏡鼓都是由電極帶動的，前者是高速電機，后者是低速電機，其中高速電機的好壞的影響圖像穩(wěn)定程度的重要因素之一，所以在激光大屏幕電視中，高速電機成了關鍵的部件。即使使用同步電機，仍然不能保證得到穩(wěn)定的圖像。因為電機總是存在著許多缺點，例如旋轉磁場不夠均勻，軸承摩擦引起的力矩變化等，使得電機的轉速總有一些擺動，其結果是激光束掃描的初始相位與發(fā)送端不能一致，也就是每一行的起始點會在一定范圍內擺動，使得圖像在水平方向上扭曲，以至無法觀看。因此，在電路中必須引入高性能的伺服系統。這種利用多面鏡鼓實現光束掃描的光偏轉器雖然已經實際使用，但由于它的加工工藝難度大，而且需要復雜的伺服系統，用起來還不十分理想。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于給出一種采用半導體激光二極管陣列通過單方向掃描顯示視頻圖象的顯示器。使得該顯示器與現有大屏幕顯示器相比具有成本低、亮度高、重量輕、功耗低、效率高等優(yōu)點。
本發(fā)明的基本結構如圖1所示，主要由半導體激光二極管陣列1、掃描機構2和圖像接收屏3構成。半導體激光二極管陣列1包含相應顯示列數的半導體激光二極管，在任意時刻，各半導體激光二極管發(fā)出與相應列上的圖象相對應的光，通過掃描機構2投射到圖象接收屏3上，形成相應的圖象。本發(fā)明的基本工作原理如圖2所示，首先從視頻信號中分離出紅、綠、藍三色圖像信號和幀同步信號，其中三色圖象信號經過串行轉并行處理后分別控制三色半導體激光二極管陣列1發(fā)出相應強度的光，通過和色器，通常是棱鏡將三色光混色后輸出，在幀同步信號的控制下，掃描機構2，即光偏轉器以固定的速度旋轉，將和色器輸出的光投向圖象接受屏3上，如此周而復始，即可在圖象接收屏上獲得動態(tài)視頻圖象為了減小設備的厚度，并制成可攜帶的整機，做成背投式結構，即在系統中增加反射鏡，將半導體二極管發(fā)出的光反射到圖像接收屏。
本發(fā)明所用半導體激光二極管尺寸為大于0.1mm，小于5mm。
本發(fā)明有益效果①圖象源采用半導體激光二極管陣列代替?zhèn)鹘y的氣體放電激光管，降低了成本，減小了體積，提高了效率；②由于采用了單方向掃描機構，省去了相對較困難的快速行掃描機構，降低了制造難度，提高了顯示質量。


圖1為本發(fā)明的直投式結構示意2為本發(fā)明基本工作原理示意3為本發(fā)明的背投式結構側視4為本發(fā)明的彩色直投式結構側視5為本發(fā)明的彩色背投式結構側視6為本發(fā)明的一字型半導體激光二極管陣列1結構示意7為本發(fā)明的品字型半導體激光二極管陣列1結構示意圖具體實施例方式在上述發(fā)明的基礎上進一步考慮具體結構，提出以下各種實施例，并通過具體的實施例，進一步說明各實施例特有的優(yōu)點。①本發(fā)明的第一種實施例如圖1所示，由半導體激光二極管陣列1、掃描機構2和圖象接收屏3構成。半導體激光二極管陣列1包含相應顯示列數的半導體激光二極管，半導體激光二極管可以按一字型排布，如圖6所示；也可以按品字型排布，如圖7所示；在任意時刻，各半導體激光二極管發(fā)出與相應列上的圖象相對應的光；掃描機構2是一可旋轉的多面鏡鼓，反射面數為2至100，其反射面數與多面鏡鼓每秒旋轉圈數之乘積為視頻圖象的幀刷新速度；半導體激光二極管陣列1發(fā)出的光通過掃描機構2投射到圖象接收屏3上，形成相應行的圖象，隨著掃描機構2的旋轉和半導體激光二極管陣列1發(fā)出的光的變化，圖象接收屏3上即獲得單幀的圖象，如此以一定的速度周而復始，即可在圖象接收屏上獲得動態(tài)視頻圖象。
②本發(fā)明的第二種實施例，如圖3所示，由半導體激光二極管陣列1、掃描機構2、反射鏡4和圖象接收屏3構成。半導體激光二極管陣列1包含相應顯示列數的半導體激光二極管，半導體激光二極管可以按一字型排布，如圖6所示；也可以按品字型排布，如圖7所示；在任意時刻，各半導體激光二極管發(fā)出與相應列上的圖像相對應的光；掃描機構2是一可旋轉的多面鏡鼓，面數為2至100，其反射面數與多面鏡鼓每秒旋轉圈數之乘積為視頻圖像的幀刷新速度；半導體激光二極管陣列1發(fā)出的光通過掃描機構2和反射鏡4投射到圖像接收屏3上，形成相應行的圖像，隨著掃描機構2的旋轉和半導體激光二極管陣列1發(fā)出的光的變化，圖像接收屏3上即獲得單幀的圖像，如此以一定的速度周而復始，即可在圖像接收屏上獲得動態(tài)視頻圖像。
③本發(fā)明的第三種實施例，如圖4所示，由紅綠藍三組半導體激光二極管陣列1、棱鏡5、掃描機構2和圖像接收屏3構成。半導體激光二極管陣列1包含相應顯示列數的紅綠藍半導體激光二極管，半導體激光二極管可以按一字型排布，如圖6所示；也可以按品字型排布，如圖7所示；在任意時刻，各半導體激光二極管發(fā)出與相應列上的圖像相對應的光，以一定的角度射向棱鏡合色器5，棱鏡合色器可以用棱鏡，也可以用其它光學器件做成，三色光通過棱鏡合色器5混合后輸出到掃描機構2；掃描機構2是一可旋轉的多面鏡鼓，面數為2至100，其反射面數與多面鏡鼓每秒旋轉圈數之乘積為視頻圖象的幀刷新速度；紅綠藍半導體激光二極管陣列1發(fā)出的光通過掃描機構2投射到圖象接收屏3上，形成相應行的彩色圖象，隨著掃描機構2的旋轉和半導體激光二極管陣列1發(fā)出的光的變化，圖象接收屏3上即獲得單幀的圖象，如此以一定的速度周而復始，即可在圖象接收屏上獲得動態(tài)視頻彩色圖象。
④本發(fā)明的第四種實施例，如圖5所示，由紅綠藍三組半導體激光二極管陣列1、棱鏡5、掃描機構2、反射鏡4和圖像接收屏3構成。半導體激光二極管陣列1包含相應顯示列數的紅綠藍半導體激光二極管，半導體激光二極管可以按一字型排布，如圖6所示；也可以按品字型排布，如圖7所示；在任意時刻，各半導體激光二極管發(fā)出與相應列上的圖像相對應的光，以一定的角度射向棱鏡合色器5，棱鏡合色器可以用棱鏡，也可以用其它光學器件做成，三色光通過棱鏡合色器5混合后輸出到掃描機構2；掃描機構2是一可旋轉的多面鏡鼓，其反射面數與多面鏡鼓每秒旋轉圈數之乘積為視頻圖像的幀刷新速度；紅綠藍半導體激光二極管陣列1發(fā)出的光通過掃描機構2和反射鏡4投射到圖像接收屏3上，形成相應行的彩色圖像，隨著掃描機構2的旋轉和半導體激光二極管陣列1發(fā)出的光的變化，圖像接收屏3上即獲得單幀的圖像，如此以一定的速度周而復始，即可在圖像接收屏上獲得動態(tài)視頻彩色圖像。
權利要求
1.一種激光顯示視頻圖像的方法，其特征在于按以下步驟進行首先從視頻信號中分離出紅、綠、藍三色圖象信號和幀同步信號，其中三色圖象信號經過串行轉并行處理后分別控制三色半導體激光二極管陣列發(fā)出相應強度的光，通過和色器，通常是棱鏡將三色光混色后輸出，在幀同步信號的控制下，掃描機構，即光偏轉器以固定的速度旋轉，將和色器輸出的光投向圖象接受屏上，如此周而復始。
2.一種激光顯示視頻圖像的顯示器，其特征在于由半導體激光二極管陣列、掃描機構和圖象接收屏構成，所述半導體激光二極管尺寸為大于0.1mm，小于5mm。
3.如權利要求2所述的一種激光顯示視頻圖像的顯示器，其特征在于所述掃描機構為一可旋轉的多面鏡鼓，反射面數為2-100面，具體使用的面數，可按下式計算反射面與多面鏡鼓每秒圈數之乘積為視頻圖像的幀刷新速度。
4.如權利要求2所述的一種激光顯示視頻圖像的顯示器，其特征在于可以增加反射鏡將半導體激光二極管發(fā)出的光反射到圖像接收屏。
5.如權利要求2所述的一種激光顯示視頻圖像的顯示器，其特征在于可以增加棱鏡合色器，它將三色光混合后輸出到掃描機構，再到圖像顯示器，形成視頻彩色圖像。
6.如權利要求5所述的一種激光顯示視頻圖像的顯示器，其特征在于所述棱鏡合色器可以用棱鏡，也可以用其他具相應功能的光學器件。
7.如權利要求5所述的一種激光顯示視頻圖像的顯示器，其特征在于可增加反射鏡，將棱鏡合色器輸出到掃描機構的光反射到圖像接收屏，形成視頻彩色圖像。
全文摘要
本發(fā)明激光顯示視頻圖像的方法及顯示器采用半導體激光二極管陣列通過單方向掃描顯示視頻圖象。使得該顯示器與現有大屏幕顯示器相比具有成本低、亮度高、重量輕、功耗低、效率高等優(yōu)點。本發(fā)明顯示器主要由半導體激光二極管陣列、掃描機構和圖象接收屏構成。半導體激光二極管陣列包含相應顯示列數的半導體激光二極管。由于采用了單方向掃描機構,省去了相對較困難的快速行掃描機構,降低了制造難度,提高了顯示質量。
文檔編號H04N9/12GK1337827SQ0113149
公開日2002年2月27日 申請日期2001年9月12日 優(yōu)先權日2001年9月12日
發(fā)明者張 雄, 尹涵春, 仲雪飛 申請人:東南大學