La historia y los antecedentes de la tecnología de visualización de proyección láser

El 80% de la información que los humanos obtienen del mundo exterior proviene de la visión, por lo que la visualización es una forma importante para que la gente moderna obtenga información, y la tecnología de visualización es una dirección de desarrollo importante en el campo de la información. A medida que las personas tienen requisitos cada vez mayores para la adquisición de información, tienen más expectativas sobre el rendimiento de las pantallas, y la investigación sobre tecnología y dispositivos de visualización es cada vez más importante.

Desde la visualización en blanco y negro a finales de 19, hasta la llegada de la televisión en color en 1928 y la filmación de películas en color en 1935, la tecnología de visualización ha experimentado un salto de era del blanco y negro a la tecnología de visualización en color. Y actualmente se encuentra en el período de desarrollo de la pantalla digital. La televisión digital y las películas digitales basadas en tecnología digital moderna están resolviendo los problemas de resolución y claridad de las imágenes de vídeo, incluida la recopilación, el procesamiento, el almacenamiento, la transmisión y la reproducción de señales. En los terminales de visualización digitales existentes, el número de píxeles se puede aumentar de 720×480 en datos estándar NTSC a 3840×2160, y la resolución aumenta más de 20 veces. Sin embargo, las capacidades de reproducción de color de las pantallas existentes son muy bajas y su rango de reproducción de color sólo puede cubrir el 33% del espacio de color observable por el ojo humano, mientras que el otro 67% del espacio de color no puede reproducirse mediante tecnología de visualización digital y tecnología de visualización existente. Por lo tanto, la tecnología de visualización que puede lograr simultáneamente alta definición y una amplia gama de colores se convertirá inevitablemente en la dirección de investigación y desarrollo de la tecnología de visualización. Una idea importante de la tecnología de visualización láser es que, desde una perspectiva colorimétrica, la tecnología de visualización que utiliza láseres rojo, verde y azul (RGB) como fuente de luz puede reproducir con mayor fidelidad los colores ricos y brillantes del mundo objetivo y proporcionar una visión más fiel. Rendimiento impactante Por lo tanto, la pantalla láser se llama "una revolución en la historia de la visión humana". Entre muchas tecnologías de visualización diferentes, la tecnología de visualización láser representa la tendencia de desarrollo futuro y la dirección general de la tecnología de visualización, y es el foco de la competencia en el campo de la visualización del futuro. La primera tecnología de proyección láser utiliza láseres de gas como fuentes de luz, como los láseres de He-Ne, iones de argón, gas criptón y vapor de cobre, que irradian láseres rojos, azules y verdes respectivamente para lograr una proyección láser a todo color. La eficiencia electroóptica de los láseres de gas es muy baja. La fiabilidad del trabajo es relativamente baja.

Utilizando láseres de estado sólido bombeados por diodos láser y tecnología de duplicación de frecuencia, también se puede obtener radiación roja, verde y azul, y la potencia de salida continua puede alcanzar varios vatios, decenas de vatios o incluso cientos de vatios. Estos láseres totalmente de estado sólido tienen alta eficiencia y estabilidad electroóptica, tienen una estructura compacta y pueden usarse para proyecciones láser con solo unos pocos vatios de potencia.

Los valores de la función visual de rojo, verde y azul son bastante diferentes, respectivamente 0,265 (630 nm), 0,862 (530 nm), 0,091 (470 nm), por lo que la potencia del láser debe coincidir. Hay muchas formas de implementar la proyección láser, entre las cuales el escaneo con espejo giratorio poliédrico y el escaneo con galvanómetro son dispositivos de escaneo comúnmente utilizados.

Escaneado de espejo poliédrico. La base poliédrica está hecha de material metálico ligero. Para reducir el momento de inercia, se fija un espejo plano en el poliedro y se ajusta el ángulo de cada espejo plano en la dirección del eje Y para separar las líneas rectas a distancias iguales, logrando así el escaneo de campo. El escaneo de espejo poligonal tiene grandes limitaciones, por ejemplo, cuanto menor sea el número de líneas de escaneo, menor será la resolución, más planos y más difícil será el ajuste.

Durante el escaneo del galvanómetro, se utiliza un galvanómetro de alto rendimiento para hacer que el espejo plano se desvíe a alta velocidad y logre un posicionamiento preciso. Debido a que la frecuencia de deflexión es extremadamente alta, que es lo mismo que la vibración, se le llama galvanómetro. El escaneo bidimensional se puede lograr utilizando dos galvanómetros.

Más a menudo, se utilizan simultáneamente espejos giratorios poligonales y soluciones de escaneo galvanométrico, que completan el escaneo de línea y de campo respectivamente.