레이저 TV

Laser TV

레이저 컬러 텔레비전(레이저 TV) 또는 레이저 컬러 비디오 디스플레이는 서로 다른 색상의 두 개 이상의 개별 변조 광학(레이저) 광선을 사용하여 다각형 미러 시스템에 의해 영상 평면 전체로 스캔 및 투사되는 결합 지점을 생성하거나 광전자 방식으로 컬러 텔레비전 디스플레이를 생성하지 않는다.이 시스템은 전체 사진을 한 번에 점으로 스캔하고 음극선 튜브의 전자 빔과 같이 고주파에서 레이저를 직접 변조하거나 광학적으로 확산하여 한 번에 라인을 스캔하는 방식으로 작동하며 선 자체는 디지털 광 처리와 거의 동일한 방식으로 변조된다.(DLP).

한 개의 광선의 특별한 경우는 예를 들어 흑백 텔레비전에서처럼 시스템을 단색 디스플레이로 감소시킨다.이 원칙은 (전면 또는 후면) 레이저 프로젝터 시스템뿐만 아니라 직접 보기 디스플레이에도 적용된다.

레이저 TV 기술은 1990년대에 나타나기 시작했다.21세기에는 반도체 레이저와 다른 기술의 빠른 발전과 성숙도가 그것을 새로운 이점으로 만들었다.

역사

텔레비전이나 비디오 디스플레이를 위한 레이저 소스는 원래 독일 특허 1 193 844에서 헬무트 K.V. 로츠에 의해 제안되었다.[1]1977년 12월, H.K.V. 로치와 F.슈뢰터는 투영형 시스템뿐만 아니라 재래식 시스템을 위한 레이저 컬러 텔레비전을 설명하고 잠재적인 응용 사례들을 제시했다.[2]18년 후 독일에 본사를 둔 슈나이더 AG는 베를린/독일 IFA'95에서 기능성 레이저-TV 시제품을 선보였다.그러나 슈나이더 AG의 파산으로 인해 시제품은 시장에 준비된 제품으로 더 이상 개발되지 않았다.

1966년에 제안된 레이저 조명 기술은 상업적으로 실행 가능한 소비자 제품에 사용하기에는 너무 많은 비용이 들었다.[3][4]네셀 반도체 레이저 기술을 개발한 노발룩스는 2006년 라스베이거스 가전전시회에서 프로젝션 디스플레이용 레이저 광원과 후분사 "레이저" TV의 프로토타입을 시연했다.[5]상업용 레이저 TV의 개발에 관한 첫 보고서는 2008년 초까지 레이저 텔레비전의 대규모 가용성에 관한 결정과 함께 빠르면 2006년[6][7] 2월 16일에 발표되었다.[8]2008년 1월 7일, 소비자 가전 쇼 2008과 관련된 행사에서 고성능 적색 레이저[9] 및 대형 스크린 HDTV 시장의 핵심 플레이어인 미쓰비시 디지털 전자제품 아메리카가 65" 1080p 모델인 첫 상용 레이저 TV를 공개했다.[10][11][12]한 인기 과학 작가가 CES 2008에서 미쓰비시 레이저 비디오 디스플레이의 컬러 렌더링에 감명을 받았다.[13]어떤 사람들은 인공적으로 보일 정도로 너무 강렬하다고 표현하기도 했다.[14]'미쓰비시 레이저뷰 TV'라는 브랜드가 붙은 ThelLaser TV는 2008년 11월 16일에 6,999달러에 판매되었지만, 2012년에 미쓰비시의 레이저 TV 프로젝트 전체가 살해되었다.[15][16][17]

LG전자는 2013년[18] 전면 투사 레이저 TV를 1920 x 1080픽셀의 풀 고화질 해상도로 100인치(254cm) 크기의 영상과 영상을 디스플레이하는 소비자 제품으로 선보였다.그것은 22인치(56cm)의 거리에서 스크린에 영상을 투사할 수 있다.

중국에서는 제7차 중국전자영상산업협회 협의회 제6차 총회에서 레이저TV 산업지부 설립을 정식으로 승인했다.산업지부 설립은 레이저 TV 산업을 더 크고 강하게 만들기 위해 레이저 TV 분야의 상·하류를 연결하는 전체 산업체인이 공식적으로 개방되는 것을 상징하기도 한다.2022년까지 중국 시장에서의 레이저 TV 판매량은 100만대를 넘어설 것이며, 판매량은 118억 CNY에 이를 것이다.[19]

원리

레이저 TV 영상이 스크린에 반사되어 영상을 위해 사람의 눈으로 들어간다.레이저 TV의 원리는 이미지 디스플레이에 DLP 기술을 사용하는 것이다.DMD 칩을 예로 들어 보십시오.DMD 칩은 레이저 TV의 영상 핵심 부품이다.수백만 개의 작은 거울이 배열되어 있으며, 각각의 작은 거울은 초당 수만 번의 주파수로 양방향과 음방향으로 플립할 수 있다.[20]빛이 이 작은 거울을 통해 스크린에 직접 반사되어 이미지를 형성한다.사람의 눈의 시각적 관성 때문에 같은 화소에 고속으로 조사되는 세 가지 원색이 혼합되어 중첩되어 색을 형성한다.[21]

기술

레이저는 현재 후면 투영 TV 및 전면 투영기와 같은 투영 디스플레이 장치에서 사용 중인 UHP 램프를[22] 위한 이상적인 대체가 될 수 있다.LG전자는 레이저 프로젝터를 1만 시간 사용하는 것과 비교하면 평생 2만5000시간이라고[23] 주장하고 있다.[24]

컬러 텔레비전은 적색, 녹색, 청색의 세 가지 뚜렷한 파장으로 빛을 필요로 한다.적색 레이저 다이오드는 상업적으로 사용할 수 있지만, 적절한 수명을 가진 상온에서 필요한 전력을 제공할 수 있는 상용화된 녹색 레이저 다이오드는 없다.대신 주파수를 두 배로 늘려 녹색 파장을 제공할 수 있다.광섬유 레이저, 캐비티 간 이중 레이저, 외부 캐비티 이중 레이저, eVCSEL, OPSL(Optive Pumped Semiconductor Lasers) 등 여러 유형의 레이저를 주파수 더블 소스로 사용할 수 있다.캐비티 간 2배 레이저 중 VCSEL은 대량 생산된 주파수 2배 레이저의 기초가 될 수 있는 많은 가능성과 가능성을 보여주었다.

청색 레이저 다이오드는 2010년경에 공개되었다.

VECSEL은 수직 공동이며 두 개의 거울로 구성되어 있다.그 중 한 가지 위에는 활성 매체로서의 다이오드가 있다.이 레이저들은 높은 전체적인 효율과 좋은 빔 품질을 결합한다.고출력 IR-레이저 다이오드에서 나오는 빛은 2차 고조파 유도 유도를 통해 가시광선으로 변환된다.약 10kHz의 반복 속도와 다양한 길이를 가진 레이저 펄스는 디지털 마이크로미러 장치로 전송되며, 각 거울이 펄스를 화면이나 덤프 안으로 유도한다.파장은 알려져 있기 때문에 모든 코팅은 반사를 감소시키기 위해 최적화될 수 있고 따라서 반점이 생길 수 있다.

특성.

레이저 TV 영상이 스크린에 반사되어 영상을 위해 사람의 눈으로 들어간다.안과 전문의와 전문가 평가에 따르면 레이저 TV 제품은 육안에는 무해한 디스플레이 제품이다.화면에는 전자파 방사선이 없어 눈을 보호하고 건강하고 편안하다.[remove or clarification needed]종이 읽기 편안함과 비교하면 20%나 높다.레이저 TV는 주로 대형으로 순수 광원, 밝은 색상, 진품도 4K 디스플레이 해상도를 지원한다.

레이저 TV는 같은 크기의 액정표시장치(LCD) TV보다 전력 소비량이 적다.예를 들어 100인치 레이저 TV는 300와트 이하로 같은 크기의 LCD TV에 비해 무게는 10분의 1 정도인데, 80인치 레이저 TV는 3m 거리에서 시청할 수 있다.[25]

조립

레이저 신호 변조

영상 신호는 광촉수 결정체를 사용해 뚜렷한 회절각으로 빔을 분리하는 음향광 변조기(AOM)에 의해 레이저 빔에 도입된다.빔은 AOM 결정의 특정 Bragg 각도로 결정으로 들어가야 한다.압전 소자는 영상 신호를 수정의 진동으로 바꾸어 이미지를 만든다.

수평 및 수직 새로 고침

빠르게 회전하는 다각형 거울은 레이저 빔에게 수평 재생 변조를 제공한다.곡선 미러에서 아연도계 장착 미러로 반사되어 수직 리프레시를 제공한다.또 다른 방법은 광학적으로 빔을 펼치고 DLP에서와 마찬가지로 각 라인 전체를 한 번에 조절하여 레이저에 필요한 피크 전력을 줄이고 전력 소비를 일정하게 유지하는 것이다.

표시 특성

  • 레이저의 수명 동안 최대 출력이 유지됨. 화질이 저하되지 않음
  • 레이저의[26] 파장을 조절하여 사람의 눈이 지각할 수 있는 색의 최대 90%를 생산할 수 있는 매우 넓은 색상의 가무트를 가지고 있다.
  • 3D 입체 영상 표시 가능
  • 초점을 유지하면서 어떤 깊이나 형상 표면에 투영될 수 있다.

적용들

레이저 프로젝터의 실현에는 여러 가지가 있는데, 한 예는 비행 광점이 화면에 영상을 직접 쓰는 원리에 기초하고 있다.이러한 유형의 레이저 프로젝터는 세 가지 주요 구성 요소로 구성된다. 즉, 레이저 소스는 비디오 신호를 사용하여 세 가지 예리한 스펙트럼 색상(빨간색, 녹색 및 청색)으로 구성된 변조된 빛을 제공하며, 유연한 광섬유 도파관이 상대적으로 작은 투영 헤드로 전송된다.투영 헤드는 픽셀 클럭에 따라 빔을 꺾어 임의의 거리에서 스크린으로 방출한다.그러한 레이저 투영 기법은 휴대용 프로젝터, 플라네타륨, 그리고 비행 시뮬레이터 및 기타 가상 현실 애플리케이션에 사용된다.

높은 깊이의 장과 같은 레이저 프로젝터의 특수 기능 때문에, 이미지나 데이터를 평평하지 않은 어떤 종류의 투영 표면에도 투영할 수 있다.전형적으로 선명도, 색 공간, 대비 비율이 다른 투영 기술에 비해 높다.예를 들어 레이저 프로젝터의 온오프 대비는 일반적으로 50,000:1 이상이며, 현대의 DLP 및 LCD 프로젝터는 1000:1에서 40,000:1까지 다양하다.기존 프로젝터에 비해 레이저 프로젝터는 광속 출력이 낮지만 대조가 매우 높기 때문에 밝기가 실제로 더 큰 것으로 보인다.

개발여부

중국 과학기술부는 레이저 디스플레이 채택을 더욱 가속화하기 위해 8대 산업 발전방향 중 하나로 '차세대 레이저 디스플레이 기술의 엔지니어링 및 개발'을 우선시했다.관련 기술 문제가 점차 해결되면서 가정용 레이저 TV 제품의 대중화가 주요 목표로 남아 있다.

2019년 12월말에는 중국국가전자표준화연구소의 CESI 연구소와 북경연합의과대학병원 안과의사팀이 레이저 디스플레이의 시각적 지각과 눈의 긴장도에 관한 연구 프로젝트를 실시했다.이번 연구에서는 레이저 TV와 액정표시장치(LCD) TV를 비교한 결과 32개 피사체가 동일한 환경조건에 배치됐다.디스플레이 간 눈 깜박임 빈도와 주관적 지각 점수를 비교 분석하였다.그 결과 LCD TV를 장시간 시청하면 눈 붓기, 눈 통증, 사진 공포증, 눈 건조증, 시력 흐림 등의 특정 증상이 나타났고 레이저 TV를 시청하는 동안 뚜렷한 시각 변화나 눈 불편은 없었다.[27]

2020년 1월 16일 중국전자영상산업협회 레이저텔레비전산업지부가 상하이에서 업계 최초로 레이저TV 아이케어 백서를 발표했다.백서는 중국전자기술표준화연구소 CESI 연구소와 북경연합의대병원 안과 전문가들이 레이저 TV와 기존 LCD TV의 안과 평가 자료를 발간하고 청소년의 시각건강 보호 방안에 대해 과학적 제언을 했다.[28]레이저 TV 시장은 2014년부터 2019년까지 전체 복합성장률이 281%를 기록했다.2019년 한해 TV 베스트셀러 1위는 하이센스 레이저 TV 80L5가 차지했다.사용자 조사 자료에 따르면, 93% 이상의 사용자가 레이저 TV를 선택했다고 한다.[29]

전망

레이저 TV는 LED LCD TV와 비교했을 때 대형 화면 이미징에 많은 장점이 있다.기술 구성 면에서 레이저 TV는 레이저 광원, 영상 모듈, 회로 제어 시스템, 디스플레이로 구성되어 있다.이들 각각의 유닛의 기술 진보는 경쟁 디스플레이 기술에 비해 시장 점유율을 높이는데 도움이 될 것이다.또한, 레이저 광원은 제조 탄소 배출량을 낮추고, 색 가무트를 높이며, 에너지 효율을 높일 수 있다는 장점이 있다.더 나은 광학 영상 기술과 결합된 레이저 텔레비전의 발전은 미래의 가정용 디스플레이 시장에서 이익이 될 수 있다.[30]

기술적 당면 과제

레이저는 레이저 텔레비전의 가장 비싼 부품이다.보다 발전된 레이저 다이오드는 보통 더 많은 반도체 재료가 필요하기 때문에 비용 절감은 가까운 장래에 레이저 TV의 산업화에 대한 문제로 남을 것이다.기존 레이저 TV 제품은 일반적으로 수입 반도체 소자를 사용한다.기존 대형 화면 디스플레이 솔루션에는 LCD, OLED, 차기 마이크로 LED 디스플레이 등 다양한 경쟁 기술이 적용됐다.레이저 TV는 더 큰 시장 점유율을 차지하기 위해 경쟁 우위를 유지하기 위해 계속 발전해야 한다.[31]

참조

  1. ^ "Optischer Sender Fuer mindestens zwei Farbomponeneten"이라는 제목의 독일 특허 1 193 844는 1963년 10월 26일 -에 의해 제출되었고 - 1966년 1월 20일 - 독일 회사 텔레펑켄에 수여되었다.Helmut K.V. Lotch는 분명히 발명가로 선정되었다.
  2. ^ H.K.V. 로치, F. 슈뢰터:Das Laser Farb-Fernsehen, LASER 2 (1977년 12월) 37-39.
  3. ^ "2006 Laser Projection Systems Report". Insight Media. 2006-02-02. Archived from the original on 2008-01-18.
  4. ^ "Big Blue Laser in a Small Package: Is it Coming Soon? - Greg Niven" (PDF). Coherent Inc. 2003-02-01. Archived from the original (PDF) on 2011-07-08. Retrieved 2008-01-11.
  5. ^ "Novalux Wins Insight Media "Best Buzz" Award at Consumer Electronics Show 2006". Insight Media. 2006-02-01.
  6. ^ "Mitsubishi Joins the Laser-TV Club". Display Daily. 2006-02-16. Archived from the original on 2008-04-06.
  7. ^ Marriott, Michel (2006-04-03). "Mitsubishi Harnesses Colored Lasers to Produce New-Generation Lightweight HDTV". The New York Times. Retrieved 2010-05-07.
  8. ^ "Laser TV Technology: Plasma and LCD Killer". Gizmodo. 2006-10-11. Retrieved 2007-01-04.
  9. ^ "Mitsubishi Digital Electronics America, Inc. Announces Screen Sizes for LaserVue Laser TV Shipping in Third Quarter 2008" (PDF). Mitsubishi Digital Electronics America, Inc. 2008-06-25.[영구적 데드링크]
  10. ^ "Mitsubishi Unveils Laser TV, 3-D Home Theater". technologyreview.com. 2008-01-08.
  11. ^ "HDTVs: Mitsubishi Laser TV's Colors Look Even Juicier Than the Girls on the Set". Gizmodo. 2008-01-08.
  12. ^ "Mitsubishi laser TV unveiled". Engadget. 2008-01-08.
  13. ^ "Color Burns Bright With Mitsubishi's Laser TV". Popular Science Blog. 2008-01-09.
  14. ^ "Mitsubishi Laser TV: Colors May Be Too Brilliant". Today @ PC World. 2008-01-08. Archived from the original on July 16, 2011.
  15. ^ "Mitsubishi announces prices for its laser-based HDTV". Bitstream. 2008-09-08. Archived from the original on 2008-09-08.
  16. ^ "Mitsubishi Electric LaserVue - FAQ". Mitsubishi Digital Electronics America, Inc. 2008-04-07. Archived from the original on 2009-08-28. Retrieved 2009-09-25.
  17. ^ "Mitsubishi Exits RPTV, Inventory Almost Gone - Mitsubishi Electric LaserVue Killed". www.twice.com. 2012-12-03. Archived from the original on 2013-05-25. Retrieved 2013-04-24.
  18. ^ "Mitsubishi announces prices for its laser-based HDTV". cnet. 2013-03-08.
  19. ^ "激光电视产业分会将举行第一次成员大会，激光电视迎来新发展_ZNDS资讯". n.znds.com (in Chinese (China)). Retrieved 6 March 2020.
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  21. ^ Morrison, Geoffrey. "Why lasers are the future (of projectors)". CNET. Retrieved 6 March 2020.
  22. ^ "The Technology Behind the Display". Novalux. Retrieved 2007-09-04.
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