投影显示是指由平面图像信息控制光源，利用光学系统和投影空间把图像放大并显示在屏幕上的方法或装置。它由光学成像系统最终来完成图像的显示，在生活中应用广泛，如教学,现在所用的基本都是投影显示。由于投影显示屏幕较大，显示清晰是最大的特点，因而方便教学。因此，投影显示技术适应了大屏幕显示的要求，特别是HDTV的要求。经过60年的研究和开发，投影显示技术已经比较成熟，广泛地应用于学校、宾馆、影院、会议室和家庭中等。
过去，我们看到和用到的多是CRT、PDP、LCD、LED等的投影显示技术，但目前则多应用LCOS、DLP（用DMD）、LV、激光等新型投影显示技术，下面就予以论述。
1. 9.2.1硅基液晶投影显不技术
普通液晶显示器由于釆用透射式工作方式，会造成照射光被吸收，从而导致亮度不高，因而液晶显示器用途受到一定的限制。而硅基液晶（LiquidCrystalOnSilicon,LCOS）显示器由于釆用了反射式装置，在功耗相同的情况下，光源产生的光将更多地通过光学传输介质，从而提咼显示器亮度。
LCOS显示是一种新型微显示技术，也是一种全新的数码成像技术，称为数字硅基反射液晶显示技术，它是采用半导体CMOS集成电路芯片作为反射式LCD的基片。CMOS芯片上涂有薄薄的一层液晶，控制电路置于显示装置的后面，可以提高透光率，从而实现更大的光输出和更高的分辨率。
1.硅基液晶显小器的结构
硅基液晶是由AuroraSystems融合半导体和液晶两项技术的优势，在2000年开发出来的分辨率更高、价格却可能更低的新技术。由于LCOS采用半导体的方式来控制分辨率，而较高的分辨率又导致较小的画面颗粒，所以画质自然真实。LCOS技术代表了倍频扫描电视和计算机显示器的完美结合，分割画面和多重扫描可使其应用多样化、生活化和人性化。
LCOS面板的结构有些类似TFTLCD,在上下两层基板中间撒布间隔物（Spacer）以便加以隔绝。然后在基板间填充液晶以形成光阀，这样便可以由电路的开关来驱动液晶分子的旋转，以决定画面的明与暗。与TFT LCD面板不同的是，LCD上下两面都以玻璃作为基板，而LCOS仅上面釆用1TO导电玻璃，底层基板则是硅晶圆CMOS基板（玻璃基片与CMOS硅芯片之间的间隔是2nm）,将液晶材料涂于CMOS硅芯片表层，芯片包含了控制电路，并在表层涂有反射层。
LCOS结构包括CMOS基板、ITO玻璃、配向层、间隔物与液晶层等，如图9-17所示。
图 LCOS 的结构
由图可知，在芯片外部或者内圈设置有隔离器以保持盒厚的均匀性（盒厚只有1左右）;配向层可以确保液晶分子趋向一致；由于液晶需通过一部分电流，因而在晶体上部加设了一个次级透明电极；玻璃基板用以保护液晶和稳定液晶的位置。反射电极层位于液晶层的下面，而像素地址寻址的各种控制电极和电极间的绝缘层，位于反射电极层的下面，整个结构是一个立体排列方式。
LCOS面板最大的特色在于下基板的材质是单晶硅，因此拥有良好的电子迁移率，而且单晶硅可制作成较细的线路，与现有的HTPS LCD及DLP投影面板相比较，LCOS更容易达到高分辨率的投影技术。由于LCOS液晶板的光圈比率可以达93%,因此其分辨率可以很高。
在LCOS微显示器中，采用的是扭曲向列相液晶材料，当电流到达液晶体时，液晶分子的扭曲程度会发生变化。根据这个原理，光束要首先通过一个起偏器以使光波传播保持特定的偏振方向，然后在液晶介质中光的偏振方向随着液晶分子的扭曲方向的变化而变化，接着光束又经过LCOS反射表面的定向反射，最后穿过一个检偏器。
2.LCOS投影显示器的原理及其优缺点
(1)LCOS投影显示器的工作原理。LCOS投影显示的原理与LCD投影机一样，只是LCD投影机是利用光源穿过LCD面板做调变，而LCOS面板是以CMOS芯片的电路基板及反射层，然后涂布液晶层后，以玻璃平板封装。该制作过程的关键在于如何使得上下两块面板之间保持平坦平行，尤其是对较大尺寸的LCOS面板。
因此，LCOS投影显示器的工作原理是，因单晶硅片下面制造了控制电路，可控制每个液晶像素的工作状态。.当穿过液晶像素的光被下层硅片上的反射电极反射回去，再次穿过液晶像素时，利用液晶分子对光源透过率的改变，而形成图像光信号。这种图像光信号再通过光学系统和投影系统，把图像光信号聚焦、放大而投射到屏幕上，以形成彩色图像。
LCOS投影显示器有单片LCOS投影显示器和三片LCOS投影显示器两种。
(2)LCOS投影显示器的优点如下。
- 与LCD显示器的优点大致相同，图像失真小，属固定分辨率显示器件，全屏清晰度相同，会聚不受地磁场影响。
- 易于实现平板显示，易于实现逐行寻址和高场频显示，可以消除行间闪烁和图像大面积闪烁。
- 三片式LCOS投影显示亮度高，开口率(也称为填充因子)达90%o
- 分辨率高，有可能实现HDTV显示。
(3)LCOS投影显示器的缺点如下。
- 成品率低，售价高，但面板制作易于小型化，现有多家厂商投入研发，可形成降低成本的空间。
- 芯片制造困难。
- 投影灯泡有寿命问题。
目前，LCOS投影显示技术正朝着扩展可视角、降低惰性、降低价格、提高背光源(灯泡)寿命等方面发展，并已取得了可喜进展。
3.硅基液晶技术特色及与其他显示技术的比较
(1)LCOS技术特色。常用在投影机上的高温多晶硅LCD,通常用透射式投射的方式，其光利用效率只有3%左右，分辨率低，并且需要有特殊的工艺制作过程，成本不易降低；LCOS则属于新型的反射式微显示投影技术，光利用效率可达40%以上，而且其最大的优势是可利用最便宜的CMOS制作工艺，无须额外的投资，并可随半导体制作工艺快速的微细化，其特点是环保、节能、体积小、便宜、分辨率高。因此，硅基液晶投影技术特色是：高分辨率；高亮度：低成本。
(2)LCOS技术与其他显示技术的比较。LCOS与CRT、PDP、OLED、LCD、DLP在寿命、价格、耗能、分辨率、尺寸、像素点、视角、视频、颜色等方面参数的比较，如表9-2所示。
表9-2LCOS与其他显示技术的比较
| 种类 | 寿命/h | 价格 | 耗能 | 分辨率 | 尺寸 | 像素点 | 视角/" | 视频 | 颜色 |
| CRT | 15 000 | 低 | 高 | 1 600x1 200 | 4”〜42” | 0.21 mm | 160 | 可 | 1 600 万 |
| PDP | 高 | 25”〜50” | 0.13 mm | 360 | 可 | 1 600 万 | |||
| OLED | 10 000 | 低 | 低 | 852x222 | 4" | 0.57 mm | 1 600 万 | ||
| LCD | 30 000 | 低 | 低 | 1 024x168 | 5"〜22” | 0.21 mm | 150 | 慢 | 1 600 万 |
| DLP | 15 000 | 中 | 低 | 1 280x1 024 | 1.2" | 12μm | 160 | 可 | 1 600 万 |
| LCOS | 15 000 | 中 | 低 | 1 376x1 024 | 0.7”〜1.2” | 14 μm | 160 | 可 | 1 600 万 |
2. 9.2.2使用数字微镜器件的DLP投影显示技术
数字微镜器件(Digital Micro-Mirror Device,DMD)是由美国TI的科学家LarryJ.Hom-Beck在1987年发明的，它是一种快速响应、反射式的数字光开关器件。目前，其显示分辨率已达2048x1080像素。一块1280x1024像素的DMD,它含有130万个规则排列相互校接的微型反射镜，每个反射镜的大小约16μmxl6μm,反射镜之间的间隔约1μm。因此，可以将DMD与图像信号、光源和光学投影单元，彼此协调组合成一个图像显示系统。由于其优越的技术性能，DMD近年在多媒体数字投影仪、高清晰度电视和数字电影院系统中得到广泛的应用。
1.数字微镜器件的结构和工作原理
一块DMD是由成千上万个微小的、可倾斜的铝合金镜片组成，这些镜片被固定在隐藏的弛上，扭转皎链结构连接貌和支柱，并允许镜片旋转±10°(最新产品为±12°)。支柱连接下面的偏置/复位总线，偏置/复位总线连接起来使得偏置和复位电压能够提供给每个镜片。镜片、钗链结构及支柱都在互补金属氧化物半导体(CMOS)上地址电路及一对地址电极上形成。在一个地址电极上加上电压，连带着把偏置/复位电压加到镜片结构上，将在镜片与地址电极一侧产生一个静电吸引，镜片倾斜直到与具有同样电压的着陆点电极接触为止。在这点，镜片以机电方式锁定在位置上。在存储单元中存入一个二进制数字1，使镜片倾斜+10。；同时在存储单元中存入一个二进制数字0,使镜片倾斜一10°。
图9-18是一个DMD上单独镜片的结构分解示意图。DMD上每一个16μm><16μm的镜片包括这样三个物理层和两个空气隙层，空气隙层分离三个物理层，并且允许镜片倾斜+10°或-10°o
DMD上的每一微反射镜都能将入射的光线从两个方向反射出去，实际反射方向则视底层存储单元的状态而定；当存储单元处于ON状态时，反射镜会旋转至+12°,若存储单元处于OFF状态，反射镜会旋转至-12。0只要结合DMD以及适当光源和投影光学系统，反射镜就会把入射光反射进入或是离开投影镜头的透光孔，使得ON状态的反射镜看起来非常明亮，OFF状态的反射镜看起来就很黑暗。利用二位脉冲宽度调变可以得到灰阶效果，如果使用固定式或旋转式彩色滤镜，再搭配一枚或三枚DMD芯片，即可得到彩色显示效果。
图9-18DMD中单个反射镜的结构
DMD的输入是由电流代表的电子字符，输出则是光学字符，这种光调变或开关技术又称为二位脉冲宽度调变，它会把8位数字符送至DMD的每个数字光开关输入端，产生28或256级灰阶。最简单的地址序列是将可供使用的字符时间分成8个部分，再从最高有效位（MSB）到最低有效位（LSB）,依序在每个位时间使用'一个地址序列。当整个光开关数组都被最高位寻址后，将各个像素致能（重设），使它们同时对最高有效位的状态（1或0）做出反应。在每个位时间，下个位会被加载内存数组，等到这个位时间结束时，这些像素会被重设，使它们同时对下一个地址位做出反应。此过程会不断重复，直到所有的地址位都加载内存。
入射光进入光开关后，会被光开关切换或调变成为一群光包，然后反射出来，光包时间则是由电子字符的个别位所决定。对于观察者来说，由于光包时间远小于眼睛的视觉暂留时间,因此他们将会看到固定亮度的光线。
2.使用数字微镜器件的投影系统
DMD为美国徳州仪器公司研发的成像器件，它为数字光学处理器（DigitalLightProcessor,DLP）的实现提供了技术保障，从而使DLP技术开辟了投影机技术发展的数字时代。
DLP投影成像系统有单片DMD式、二片与三片式三种：单片式主要用在便携式投影产品；二片式主要用于大型拼接显示墙；三片式则主要用于屏幕和高亮度应用领域，如数字电影院。DLP投影机清晰度高，画面均匀，色彩锐利，三片机可达到很高的亮度，且可随意变焦，调整十分方便。
使用DMD的投影显示器的基本构架如图9-19所示，由图可知，使用DMD的投影显示系统主要有下列几个里成部分。
图 使用DMD的投影显示系统框图
（1）光源。釆用Philips公司首创的超高压（UHP）弧光灯，其功率一般在100〜200W,寿命一般在3000-6000h之间。
（2）光学系统。釆用椭圆形凹面镜，其任务是将光源发出的光汇聚集中到成像引擎中。成像引擎后的光学系统是利用一系列的微透镜，将光源发出的高斯光束整理转变为亮度基本一致的均匀的矩形光。
（3）成像引擎。其作用是把图像信号转变为光学信号，它涵盖了一系列用于生产适于作为计算机显示器的轻量级投影机的技术。DLP投影成像技术，DMD的微反射镜具有每秒切换（开关）1000次左右的能力，通过控制该点切换次数的快慢可以决定该点所控制图像的灰度等级，也就是说这些镜面每秒切换次数越快，再现图像的层次就越丰富。目前单个镜面可以进行这样的工作大约I万亿个时钟周期，也就是大约可以无故障地工作20年。这种技术的优势就在于具有极高的反应速度，因为它使用了DLP芯片。
（4）显示屏幕及投影方式。显示屏幕实际上已经不是投影机内的部分，但确是完整的投影显示系统必不可少的部分。屏幕投影方式分为前投影和背投影两种，大多数投影机都釆用前投影方式，这同电影院放映模式一样。由于便携式投影机亮度非常高，可不使用专用屏幕，直接投在白色或浅色墙壁上即可；背投影式的投影机位于半透明的屏幕之后，而观众在屏幕的前方观看。显然，它需要将输出的光线经处理反射到屏幕上，很多大屏幕投影电视就是釆用这种显示方法。
3.DLP与其他常见投影显示技术的比较
随着经济技术的发展，各种投影显示技术也逐步走向成熟和使用，到目前为止，根据成像原理的不同，投影显示大致可分为CRT投影、LCP投影、DLP投影、LCOS投影以及下一节要讲的LV（光阀）投影5种技术，现将这几种投影显示技术做一比较，如表9-3所示。
表9-3DLP与其他几种投影显示技术的比较
| 种-类 | 工作原理 | 优 点 | 缺 点 |
|
CRT 投影 |
通过红、绿、蓝三个阴极射线管的电子束轰击玻壳上涂的荧光物质发光成像，经光学透镜放大后，在投影屏或幕上会聚成一幅彩色图像 |
图像细腻、色彩还原性好、 逼真自然、分辨率调整范围大、几何失真调整功能强 |
亮度低、亮度均匀性差、 体积大、重、调整复杂、长时间显示静止画面会使管子灼伤 |
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LCD 投影 |
透射式LCD投影机将光源发出的光分解成红、绿、 蓝三色后,射到一片液晶板的相应位置或各自对应的 三片液晶板上，经信号调制后的透射光合成为彩色 光，通过透镜成像并投射到屏幕上 | 体积小、质量轻、操作简单、成本低 | 光利用率低、像素感强 |
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DLP 投影 |
由微镜的转动（±10°）控制调制光的反射方向， 即控制该点信号的通断，然后通过透镜成像并投射到屏幕上 | 光利用率高、色彩丰富、响 应速度快、亮度和色均匀性好、 体积小、质量轻 | |
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LCOS 投影 |
将透射式电极转换成反射膜，调制光经液晶反射 后，通过透镜投射到屏幕上 | 控制电路不影响亮度，提高了光的利用率 | |
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光阀 （LV） 投影 |
根据寻址技术、光阀及上述两者之间所用的转换介 质的不同可以分成许多种类，目前市场上常见的是由 CRT、转换器和液晶光阀组成的大型光阀投影机。它 使用高清晰度CRT做像源，经转换后通过光阀成像 | 分辨率髙、没有像素结构、 亮度高.可用于光线明亮的环 境和超大屏幕显示 | 成本高、体积大、质量重、 维护困难 |
3. 9.2.3光阀投影显示技术
光阀（LightValve,LV）是一种在光路中起通断光路并对光路强行进行调制和放大的应用光电子器件。在投影显示技术中，光阀相当于一个图像亮度增强器，它利用微弱的图像信号输入改变器件的电光性能（如偏振、折射率等）或几何微结构特性。外部读出光被光阀（反射或透射）作用后，再经投影物镜投影，最后在投影屏幕上得到与微弱输入图像结构相同，但强度和尺寸己得到增强放大的图像。
按照光阀的上述定义，光阀的基本结构由控制界面、变性/变形单元及相应附件组成。根据变性/变形材料性质，光阀可分为以下几类。
- 变形介质膜光阀：油膜光阀、压电陶瓷光阀、热塑光阀、弹性体光阀。
- 电光晶体光阀。
- 铁电陶瓷光阀。
- 液晶光阀。
- 变形金属膜光阀：DMD光阀、镜振光阀、糟缝式光阀、栅状光阀。
目前商业化应用的投影显示光阀，主要有数字微镜器件（DMD）光阀、液晶光阀（LCLV）和油膜光阀（OFLV）。DMD投影显示技术在前面已做了介绍，液晶光阀投影技术是主流技术之一，这里将对其结构、原理、应用及相关技术进行描述。
1.液晶光阀的结构与工作原理
液晶光阀投影技术是一种比较成熟的光阀投影技术，具有亮度高、色泽好的特点，加之良好的经济性能，使其在民用投影系统中得到广泛应用。液晶光阀器件利用液晶的扭曲（或超扭曲）向列效应对入射光（不是信号光）进行调制，实现对信号光的放大，得到髙清晰度、大容量的信息输出。
（1）液晶光阀的结构。反射式液晶光阀的基本结构如图9-20所示，图中使用高清晰度的CRT作为图像信号源（也有使用LCD或其他显示器的）。由图9-20从右至左的顺序，液晶光阀的构成单元是：
①光纤导光面板。它由数以亿根像素光纤热压而成，图像可以从一端无失真地传输到另一端，且面板可保证良好的气密性。其主要作用是，补偿输入图像的场曲、消除像散，保证图像满足分辨率的要求。
②透明电极。透明电极是一种ITO导电膜，两导电膜间加有一个数伏的直流驱动电压。
③光电导体层。光电导体层是由很薄的光电材料（如CdS）组成的光敏层。当有光照时，光敏层阻抗迅速下降，成为良导体，否则阻抗很高，呈现绝缘体特征。利用该特征，可使上述驱动电压根据光信号变化，实现液晶层的光调制作用。
图9-20 液晶光阀结构示意图
④挡光层和反射膜。挡光层实现信号光和读出光的隔离，以消除相互之间的干扰，而在其前面有反射读出光的介质高反射膜。
⑤液晶层。液晶层是一层厚度特别设计的液晶（如TN或STN液晶）。该液晶层基于电光双折射和偏振原理，在驱动电压作用下，液晶分子能做45°扭曲。液晶层两边分别设有偏振片和检偏振片，读出光强经过时，将随液晶层两端施加电场变化而变化，此即为液晶的光调制作用。此外，液晶层两边还设有匹配滤光片，以滤掉非期望波长的光。
由图9-20还可知，液晶光阀结构的主要单元实际上由两部分组成：即由光导层、光阻层组成的光敏层；由透明电极、液晶层、电介质反射镜组成的反射光调制层。
（2）液晶光阀的工作原理。由9.1.1节可知，对于向列型液晶，其分子排列取向有序，分子长轴近似平行，没有信号光或加在液晶层两边的平均电压值小于其电控双折射效应的阈值，光导层处于高阻状态，这样液晶仅显示出扭曲效应。此时，入射线偏振光读出光垂直通过液晶，再经过介质反射镜反射出来时，线偏振光经过检偏器（或偏振滤光片）时被阻挡，相应的视场就呈现暗态：而当有信号光作用于光导层时，光导层呈现低阻态，电压经阻光层直接加在液晶单元上，液晶分子排列在垂直于电场方向产生变化。电压足够大时，出射光相当于入射光的偏振方向附加旋转90°,相应的视场为亮态，当电压介于开启和关闭之间时，即可实现亮度调制。
根据上述原理，当写入信号光是呈一定亮度分布的图像时，相应的液晶透射率便与图像亮度相对应，当使用强光照射液晶层时，可得到与信号光亮度分布相同但强度已增强的图像，该图像经投影物镜投射在投影屏上，从而实现大屏幕投影。
2.液晶光阀投影显示系统
液晶光阀投影机是CRT投影机与液晶光阀相结合的产物，它釆用CRT管和液晶光阀作为成像器件，信号光与投影光相分离，只要信号光的图像分辨率足够高，即使亮度不高，也可获得高亮度、高清晰度的投影画面。它很好地解决了传统CRT大屏幕投影显示时图像分辨率与亮度间的矛盾。由于投影光源釆用外光源，也称为被动式投影方式。
目前，液晶光阀投影和DMD（称为DLP）投影技术都是大屏幕投影显示的主流技术。液晶光阀大屏幕投影系统主要由3部分组成；光源（一般使用高亮度的高压氣灯）、液晶光阀与CRT组元、投影物镜光路系统。
液晶光阀投影系统光路，它主要由聚光镜、分光板与投影物镜等组成，如图9-21所示。
在液晶光阀大屏幕投影系统中，液晶光阀起可控光开关作用。高清晰度CRT输出的图像信号，经像素光纤板传至液晶光阀的光敏层上，两个透明电极上的直流电压经光敏层后形成与图像信号对应的分布电场，并加在液晶层的两边。使用外光源产生的准直强光束，通过液晶层并由内部的介质镜反射，再次通过液晶层射向投影物镜，投影物镜将其投射在屏幕上，从而获得强度和尺寸得到放大的与信号相似的图像。
图 液晶光阀投影系统光路
液晶光阀还设计有特定的滤光片，以滤去其他方向的光线（或不需要的色光）。由于液晶光阀投影是目前亮度、分辨率最高的投影技术之一，因而适用于环境光较强、面积较大的投影显示场合，目前广泛用于控制中心、电教中心、会议演示中心和各类民用场所。
3.液晶光阀投影与其他投影系统比较
液晶光阀投影系统与其他几种投影系统的比较，如表9-4所示。
表9-4LCLV投影系统同其他投影系统比较
| 指 标 | 液晶光阀投影机 | CRT投影机 | 液晶投影机 | DLP投影机 |
| 亮度 | 最高 | 高 | 高 | 高 |
| 视频分辨率 | 高 | 高 | 一般 | 高 |
| 对比度 | 好 | 好 | 一般 | 好 |
| RGB频宽 | 较宽 | 宽 | 较宽 | 宽 |
| 色彩 | 好 | 较好 | 好 | 好 |
| 使用维护 | 较好 | 好 | 一般 | 较好 |
| 价格 | 较高 | 低 | 低 | 高 |
| 体积 | 较大 | 大 | 小 | 较小 |
| 适用环境 | 强光环境，会议中心 | 固定场所，会议中心 | 便携，小会议室 | 便携，小会议室 |
| 生产厂商 | 休斯、JVC、Barco、 | ECP、NEC、SONY、 | NEC、EPSON、 | ECP、PROXIMA |
| （品牌） | Ampro | Barco | SHARP. HITACHI |
目前液晶光阀投影系统的图像写入器件除了CRT管外，也可以是液晶板。后者可以实现小型化，使系统结构更加紧凑，但原理上没有本质差别：在图像写入元件前都有一个固态图像光放大器（光阀），图像再经过光学镜头形成超高亮度、超高对比度、超高分辨率的高质量画面。
带有CRT管的液晶光阀投影技术，是目前大屏幕投影影像质量最高的一种投影技术。但存在体积较大、价格偏高和结构复杂不易维修的缺点。
4. 9.2.4激光投影显示技术
激光投影显示技术（激光投影电视）即激光无拼接大屏幕显示技术，它充分地利用了激光本身的优点，是新的激光图像再现技术。在光的传播方式上，激光光源与传统的白炽灯、卤化物灯有着本质上的不同：普通白炽灯、卤化物灯的光线向所有方向发射，而激光器将所有的光线都聚集在一个平行的光束中，并且它比传统投影电视能够表达更大的颜色范围，提供更加清晰的图像。
激光投影电视放映系统的不同之处在于，无论激光以垂直或水平角度照射银幕，效果都是一样的，即没有失真。即使是怪异的投影几何结构，如一个拱形银幕，甚至一个圆形屏幕，激光投影在任何地方都不会产生模糊不清的现象。激光投影电视的这种特性为环形放映开创了一个美好的前景。
与传统投影电视中的卤化物灯相比，激光是一种非常高效的光源。在传统投影电视中，卤化物灯只将光线能量的一小部分（2%〜3%）进行转化，其余的都变成热能浪费了，而且卤化物灯价格昂贵、易损耗、亮度衰减迅速、对震动非常敏感，而激光投影电视系统的机械部件很少，激光束可以通过镜面进行偏转，系统稳定性好。
当前，投影式激光显示即微显示投影机，由于釆用激光光源，因而激光显示具有色域宽、色纯度高、亮度高、节约资源、节省能源、优化环境、显示画面尺寸灵活可变、无有害电磁射线辐射、能够实现不用眼镜的真三维显示等优点。因此，激光显示技术是新型显示技术，是一种具有前瞻性的显示技术，所以国家将激光显示列入“十二五”规划，特别是国家“十二五”科学技术规划，在新一代信息技术中将激光显示列为新型显示首位加以发展，是非常必要而具有战略意义的。
1.激光显示系统工作原理
激光显示系统工作原理如图9-22所示，由图可知，它主要由三基色激光光源、光学引擎和屏幕三部分组成，其中，光学引擎则主要由红绿蓝三色光阀、合束X棱镜、投影镜头和驱动光阀组成。红、绿、蓝三色激光分别经过扩束、匀场、消相干后入射到相对应的光阀上，光阀上加有图像调制信号，经调制后的三色激光由X棱镜合色后入射到投影物镜，最后经投影物镜投射到屏幕，就可得到激光全色显示图像。
由于激光显示技术是以高饱和度的红、绿、蓝（RGB）三基色激光为光源的显示技术，它充分利用激光波长可选择性和高光谱亮度的特点，使显示图像具有更大的色域表现空间，色域覆盖率可达90%（人眼所能看到的色域中，液晶只能再现27%,等离子为32%,而激光的理论值超过90%）,可实现2倍于传统光源的色彩再现能力，色彩饱和度为传统显示的100倍以上。因此，它最大限度地能展现人眼可以识别的色彩，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。同时，它完全继承数字时代的高分辨率、数字信号等特征，实现人类有史以来最完美的色彩还原，激光显示将成为下一代显示即大色域全色显示时代的主流技术。
在应用层面，激光显示技术将成为未来高端显示的主流，在公共信息大屏幕、激光电视、数码影院、手机投影显示、便携式投影显示、大屏幕指挥及个性化头盔显示系统等领域具有很大的发展空间和广阔的市场应用前景。可在超大屏幕展现更逼真、更绚丽的动态图像，实现其他显示技术所不能达到的视觉震撼效果。
2.激光显示技术的特点
由于激光显示技术是利用半导体泵浦固态激光工作物质，产生红、绿、蓝三种波长的连续激光作为彩色激光显示的光源，通过控制三基色激光光源在DMD芯片上反射成像。激光光源显示技术与传统光源显示技术相比，具有如下优势与特点。
（1）激光显示技术节能减排绿色环保。显示技术正进行着一场新的革命，环保节能已经成为了全球各国政府共同的使命，同时环保节能理念日益成为国家与国家、企业与企业生产制造能力竞争的重要手段之一。激光显示作为新一代的节能显示技术具有卓越的低能耗特点。以1000万台LED电视每天工作4小时计算，年耗电共计29亿度，如果这些家庭采用更节能的激光电视每年将节电20亿度，近于几个大型火力发电厂年发电量的总和，相当于每年减少173万吨二氧化碳的排放。同时，激光显示无有害电磁射线辐射，其核心部件在生产过程中不使用任何重金属，没有废水、废气、废物排放，是名副其实的环境友好型绿色环保光源。因此，激光显示技术能节约资源、节省能源、优化环境，非常具有发展前景，是投影显示技术的发展方向。
（2）激光显示具有色域宽、色纯度高，能真实再现客观世界的色彩。激光是100%单色光，激光投影显示红、绿、蓝三色光分别调制，屏幕显示彩色鲜艳纯正。它所显示的图像具有更大的色域表现空间，色域覆盖率可达90%（而液晶仅只能再现27%,等离子也只为32%）,能实现2倍于传统光源的色彩再现能力，其色彩饱和度为传统显示的100倍以上，可最大限度地能展现人眼可以识别的色彩，真实地再现客观世界丰富、艳丽的色彩。因此，激光显示将成为大色域全色显示时代的主流技术。
（3）激光显示亮度高，稳定可靠，不受视角的方向性影响。由于激光本身的特点，既能增加显示亮度，并大幅提高画面色彩和亮度的均匀性、一致性，又能增强图像的层次感。激光显示大屏幕的亮度，比LED拼接大屏幕还亮，且稳定可靠，不受视角的方向性影响。它所显示的鲜艳靓丽的画面，能带给人们不同凡响的视觉冲击。
（4）激光显示画面尺寸灵活可变，并可投射到各种材料表面，甚至弯曲表面。激光显示画面尺寸灵活可变，并可投射到各种材料表面，甚至弯曲表面，能实现图像的完整、无失真的显示。如投射在玻璃上，所显示的图像也具有高对比度，且不受外部光线影响，白天夜间与任意角度均可见。我国苏州巨像科技有限公司就开发了这种激光投影仪，安装位置灵活，不仅适用于超市、商店玻璃橱窗、餐饮娱乐场所的玻璃墙面及玻璃屏风，而且适合在任何亮点环境下使用，可以有效地应用于专卖店橱窗、酒吧、咖啡厅、汽车4S店、展会展厅等地点的广告展示和品牌宣传。
(5)激光大屏幕实现真无缝，可适应所有大屏幕标准，且投影距离短，使用寿命超长。激光显示大屏幕实现真无缝，彻底消除图像边缘的物理拼缝，实现图像的完整一体化、无失真、多通道无缝拼接。激光无拼接大屏幕显示系统能为我们呈现出没有任何割裂感觉的整幅画面，能给人们完美的视觉享受。其更高的分辨率在提高清晰度的同时，使人们感受到细微显示的魅力。这种系统还可适应目前使用的所有大屏幕标准，即PAL制、NTSC制、SECAM制VGA或高清晰度大屏幕。
激光显示大屏幕投影距离短，它可以在不足Im的距离内投射出上百英寸的画面，从而大大提高了空间利用率，减少了使用成本，并且它的使用寿命超长，其室温寿命一般可达10万小时，经高温老化试验推算岀的室温寿命可达百万小时，可连续长时间不间断开机，可做到8年无须更换光源。
(6)激光显示可多用户同时与机器交互，能实现不用眼镜的真三维显示。激光投影显示技术可做到多个用户同时与机器交互，每个用户可以用多个手指操作屏幕。如神州服联技术服务(北京)有限公司的激光投影显示系统，可允许用户在屏幕的多个位置同时输入，而代替了鼠标的功能。更重要的是，该系统还可以识别手指的姿态，如可以用两个手指缩放一幅图像，用一根手指移动物体，还可以产生“捏”的效果等。显然，利用激光光源的投影显示技术，能实现不用眼镜的真三维显示，是图像显示技术的发展方向。
3.激光大屏幕显示技术的应用
由于激光投影显示技术具有的独特优势，因而它在公共信息大屏幕、激光电视、数码影院、手机投影显示、便携式投影显示、大屏幕指挥及个性化头盔显示系统等领域具有很大的发展空间和广阔的市场应用前景。因为它可在超大屏幕展现更逼真、更绚丽的动态图像，实现其他显示技术所不能达到的视觉震撼效果。
一般，追求亮丽的超大画面、纯真的色彩、高分辨率的显示效果，历来是人们对视觉感受的一种潜在要求。这大到指挥监控中心、网管中心的建立，小到视频会议、学术报告、技术讲座和多功能会议的进行，都是对大画面、多色彩、高亮度、高分辨率显示效果的渴望越来越强烈，而传统的监控电视墙、投影硬拼接屏和箱体拼接墙等，都很难满足人们在这方面的要求。目前，激光无拼接大屏幕投影显示技术，正在逐步成为适应这一需求的有效途径。这种激光无拼接大屏幕投影显示技术一般用于虚拟仿真、系统控制和科学研究，近来开始向展览展示、工业设计、教育培训、会议中心、指挥监控、会议调度、展览宣传、立体动感影院、环幕电影、球幕展示、虚拟仿真、大视野大视角合成军事演练等专业领域发展。显然，激光无拼接大屏幕投影显示技术将成为未来高端显示的主流。
由于激光显示技术是新型显示技术，是一种具有前瞻性的显示技术，我国将激光显示技术早已列入“十二五”规划，特别是国家“十二五”科学技术规划，并在新一代信息技术中将激光显示列为新型显示首位加以发展，因而现在我国激光显示技术总体水平已与国际同步，激光显示大屏产品也已投放市场o2002年9月，在国内首次实现全固态激光全色显示，目前已研制出60英寸激光家庭影院、84英寸及140英寸大屏幕激光显示样机；并且，在2006年5月研制成功200英寸大屏幕激光显示工程样机，形成的色域国际最大，可显示世界上最丰富的色彩,具有自主知识产权。我国激光显示技术多项成果达到国际领先、先进水平，在晶体材料、全固态三基色激光、激光显示等关键器件和技术方面均有自己的专利保护。中国激光显示产品与国际产品的参数比较如表9-5所示。
表9-5中国激光显示产品与国际产品的参数比较
| 单 位 | 红光/nm | 绿光/nm | 蓝光/nm | 色域（％NTSC） | 覆盖率/% |
| 中国 | 669 | 515 | 440 | 253.4 | 79.2 |
| 日本SONY | 642 | 532 | 457 | 214.4 | 67.0 |
| 德国 LDT | 628 | 532 | 446 | 209.4 | 65.4 |
| 美国LPC | 656 | 532 | 457 | 221.7 | 69.3 |
| 美国Q-peak | 628 | 524 | 449 | 215.5 | 67.3 |
| 瑞士 ETH | 603 | 515 | 450 | 169.0 | 54.8 |
