激光電視技術(shù)瓶頸與對(duì)策研究

（四川長(zhǎng)虹電子股份有限公司，廣東 中山 528400）

激光電視技術(shù)瓶頸與對(duì)策研究

梁平茂

（四川長(zhǎng)虹電子股份有限公司，廣東 中山 528400）

電視的發(fā)展趨勢(shì)是各電視生產(chǎn)及開(kāi)發(fā)企業(yè)反復(fù)研究的問(wèn)題，隨著互動(dòng)技術(shù)在市場(chǎng)上的需求逐漸明晰化，單向交流為主的電視機(jī)逐漸成為歷史。雖然電視周邊產(chǎn)品頻繁推出，但無(wú)法扭轉(zhuǎn)電視機(jī)被歷史淘汰的局面?；谌⒓す饧夹g(shù)的激光電視應(yīng)該是替代實(shí)體電視機(jī)的后續(xù)產(chǎn)品。長(zhǎng)虹電子近5年來(lái)對(duì)居家全息激光技術(shù)進(jìn)行了深入研究，本文重點(diǎn)總結(jié)了其研究成果。

激光電視；家居全息；技術(shù)瓶頸

激光電視是射線管電視的一個(gè)重要形式，也是實(shí)現(xiàn)高解析大幅面電視的一個(gè)重要突破口。雖然OLED技術(shù)將半導(dǎo)體電視顯示技術(shù)推向了一個(gè)新的高度，但此舉難以給市場(chǎng)需求的大幅面電視提出足夠經(jīng)濟(jì)的解決方案。OLED技術(shù)對(duì)于裸眼3D技術(shù)的支持也有待于進(jìn)一步突破。馬年春晚的舞臺(tái)全息激光技術(shù)讓國(guó)人眼前一亮，事實(shí)上，長(zhǎng)虹電視的有關(guān)研究可以使得本技術(shù)進(jìn)入居家客廳的周期大幅度提前。

1 傳統(tǒng)激光電視技術(shù)

傳統(tǒng)激光電視技術(shù)采用了背投技術(shù)，平面顯示策略。此種策略下，電視機(jī)驅(qū)動(dòng)三色激光器，通過(guò)直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)的掃描棱鏡和步進(jìn)電機(jī)控制的成像棱鏡，在電視屏幕上直接投射并透射出相關(guān)影像。

歸納來(lái)講，傳統(tǒng)激光電視技術(shù)存在三個(gè)弊端：

（1）體積較大。采用了背投技術(shù)的傳統(tǒng)激光電視，為了保障電視激光束的合理投射角度，其屏幕后方空間必須設(shè)計(jì)較寬大的透射區(qū)，“大肚子”電視的布局無(wú)法回避。

（2）刷新率低?；跈C(jī)械馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的刷新系統(tǒng)，即便運(yùn)行在1.5萬(wàn)rpmin的轉(zhuǎn)速下，完成1990線的4K高清掃描也需要0.13min，如果實(shí)現(xiàn)80Hz的舒適掃描頻率，必須使得掃描馬達(dá)達(dá)到1000萬(wàn)rpmin。迄今為止沒(méi)有任何一個(gè)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)可以實(shí)現(xiàn)如此高的轉(zhuǎn)速。

（3）視角較小。OLED實(shí)現(xiàn)了接近180度的舒適視角，背投激光電視因?yàn)榛诒惩都夹g(shù)，其視角較難實(shí)現(xiàn)工程級(jí)別的突破。

2 全息概念為激光電視帶來(lái)生機(jī)

智能家居對(duì)于基于激光交互技術(shù)的激光電視的革新需求主要以下3個(gè)方面：

（1）智能茶幾技術(shù)。當(dāng)前的智能茶幾是基于OLED技術(shù)或者LED技術(shù)的茶幾表面，采用全觸摸控制技術(shù)和鋼化玻璃表面技術(shù)，使得茶幾的LED顯示器實(shí)現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)接入和智能互動(dòng)。智能茶幾當(dāng)前在智能家居中的地位是作為客廳的第二塊屏幕存在的。但在PDA技術(shù)的沖擊下，智能茶幾顯得較為多余，因?yàn)閷?shí)際客廳中，智能茶幾無(wú)法坐穩(wěn)第二塊屏幕的位置，甚至?xí)槊恳粋€(gè)PDA屏幕讓位。且基于OLED和LED技術(shù)的智能茶幾形態(tài)單一，防水性較差，難以與皮革、實(shí)木等材質(zhì)相結(jié)合。

（2）智能廚房技術(shù)。使用PDA在廚房看菜譜的習(xí)慣已經(jīng)在很多家庭中成為習(xí)慣，但PDA防水防油性能不佳，進(jìn)入廚房后沒(méi)有合理的安放方式，也較容易發(fā)生跌落等事故。所以，基于全息技術(shù)的激光電視進(jìn)入廚房就成為廚房智能化的首選交互方式。

（3）實(shí)時(shí)交互技術(shù)。智能化家居門禁技術(shù)、智能化燈光控制技術(shù)和智能化家居穩(wěn)控技術(shù)，均要求有一塊可以跟隨用戶走動(dòng)的屏幕，這塊屏幕最好質(zhì)量為零，無(wú)需攜帶，召喚即來(lái)。而這種技術(shù)在全息激光電視技術(shù)中能得到完美支持。

3 智能全息3D激光電視的技術(shù)及經(jīng)濟(jì)需求

付瀚毅（2014）對(duì)激光全息技術(shù)在智能電視技術(shù)中的技術(shù)應(yīng)用進(jìn)行了全面研究，且制作了第一臺(tái)概念機(jī)。雖然概念機(jī)的成本價(jià)格較高，但其各項(xiàng)成本均有通過(guò)產(chǎn)能的放大化進(jìn)行壓縮的可能。馮傳崗（2011）經(jīng)過(guò)研究后認(rèn)為，使用激光技術(shù)的全息電視會(huì)成為21世紀(jì)電視產(chǎn)業(yè)的核心競(jìng)爭(zhēng)者，激光家居全息技術(shù)會(huì)成為21世紀(jì)改變居民生活方式的核心技術(shù)之一。

3.1 硬件需求

首先，使用空氣投射技術(shù)的高亮度激光透射管，每空間至少應(yīng)該有3處部署。激光器能量應(yīng)該在9W以上，因?yàn)槠渫干浣遣⒉淮?，掃描線并沒(méi)有4K視頻復(fù)雜，所以，其電機(jī)壓力較小。15000rpmin電動(dòng)機(jī)足夠?qū)崿F(xiàn)掃描要求。

其次，因?yàn)橐陨蠑?shù)據(jù)處理中心的實(shí)質(zhì)是基于低精度電子全站儀的人員定位、紅外攝像探頭的手勢(shì)識(shí)別、激光電視投射設(shè)備的全息投射三位一體的設(shè)備，核心處理器為后置臺(tái)式設(shè)備，而近端處理器采用價(jià)格低廉的全志8核心設(shè)備足夠滿足單一探頭的近端控制。所以，分布式系統(tǒng)成為智能家居的核心業(yè)務(wù)。

核心業(yè)務(wù)采用基于IBM架構(gòu)的家庭計(jì)算機(jī)主機(jī)，運(yùn)行在2.4GHz以上的前端主頻、8個(gè)獨(dú)立處理核心、運(yùn)行在16GB運(yùn)行內(nèi)存，可以基本滿足系統(tǒng)的核心處理支持。激光電視透射系統(tǒng)包含兩個(gè)軸向的步進(jìn)電機(jī)，32位步進(jìn)電機(jī)控制版，基于全志8核心系統(tǒng)的近端控制器。收拾識(shí)別和人員定位近端控制器同樣采用全志系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)近端數(shù)據(jù)處理。

3.2 經(jīng)濟(jì)需求

人員定位精度應(yīng)該在0.5m以內(nèi)，人員矢量定位角度應(yīng)該在15度以內(nèi)，人員手勢(shì)定位應(yīng)該在0.2m以內(nèi)。雖然低精度電子全站儀的定位精度足夠?qū)崿F(xiàn)此技術(shù)，但低精度電子全站儀的成本目前仍然較高，在3000元左右，激光器和紅外攝像裝備的價(jià)格也難以更大限度的壓縮，所以至少需要兩個(gè)低精度電子全站儀的家居電視系統(tǒng)整體成本難以控制在40000萬(wàn)元以下。

隨著市場(chǎng)推廣的進(jìn)行，產(chǎn)能逐漸釋放，系統(tǒng)的科技附加值會(huì)得到進(jìn)一步的分?jǐn)偅杀疽矔?huì)持續(xù)下降，未來(lái)的基于全息激光電視的智能家居產(chǎn)品等效今天購(gòu)買力應(yīng)該在15000元上下。也有可能未來(lái)的位圖圖像識(shí)別技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)更高級(jí)別的動(dòng)作識(shí)別，電子全站儀被軟件替代后，系統(tǒng)的終端售價(jià)應(yīng)該會(huì)小于1萬(wàn)元。這就為市場(chǎng)需求的進(jìn)一步放大提供了技術(shù)支持。

結(jié)語(yǔ)

隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)達(dá)，作為單向媒體終端的電視機(jī)即將被家居淘汰的趨勢(shì)已經(jīng)越來(lái)越明顯，這也是一個(gè)歷史潮流。但電視技術(shù)不但不會(huì)被淘汰，還會(huì)隨著科技的發(fā)達(dá)始終作為家居的核心存在。可能不久的將來(lái)，壁掛電視像以往的射線顯像管電視一樣成為歷史。但具有智能交互技術(shù)的激光電視還會(huì)成為家居的核心交互設(shè)備。電視機(jī)和電視背景墻在家居概念中逐漸消失以后，激光電視技術(shù)會(huì)使得電視在家居中“無(wú)處不在”。這是在不久的將來(lái)就可以實(shí)現(xiàn)的新生活方式。

[1]徐大雄.全息術(shù)的新進(jìn)展：數(shù)字激光全息三維圖像信息處理和傳輸[J].中國(guó)品牌與防偽，2010，12（12）：99-101.

[2]付瀚毅.實(shí)用化激光電視中的共性技術(shù)研究[D].中國(guó)科學(xué)院研究生院（長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所）博士，2014.

[3]馮傳崗.激光電視：21世紀(jì)電視機(jī)市場(chǎng)中最強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)者[J].有線電視技術(shù)，2011，3（03）：88-89.

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