LCOS將躋身于投影機“三甲”行列？

中國投影網投影機資訊　2010-8-6 8:27:05　編輯：影子　[ 大中小 ]

　　LCOS投影技術是2000年以后發展起來的最新投影技術，是一種新型的反射式投影技術，與穿透式LCD和DLP相比，LCOS具有利用光效率高、體積小、開口率高、制造技術較成熟等特點，它可以很容易的實現高分辨率和充分的色彩表現。LCOS技術在日后大屏幕顯示應用領域具有很大優勢，其沒有晶元模式，且具有開放的架構和低成本的潛力。近幾年來，在LCD業界出現了許多新技術，其中較熱門的技術LCOS的最大優點是解析度很高，在攜帶型資訊設備的應用這個優點是其他技術無法與之看齊的。

LCOS將躋身于投影機“三甲”行列？
LCOS投影技術示意圖

　　此外，LCOS 投影機在高分辨率投影方面非常具有潛力。目前市場上的LCOS 投影機通常都是SXGA（1365×1024）或更高。由于LCOS的晶體管及驅動線路都制作于硅基板內，位于反射面之下，不占表面面積，所以僅有像素間隙占用開口面積。而在穿透式LCD投影機中，作為像素點開關控制的晶體管被做在液晶板上相應位置上，在光源透射過程中，晶體管本身將阻擋部分光線，因此采用透射式液晶技術的投影機的光源利用效率不高，僅有3%～10％。故理論上LCOS不論分辨率或開口率都會比穿透式LCD高，畫面上像素柵格結構幾乎不可見，光的利用效率可達40％以上，從而達到更大的光輸出和更充分的色彩體現。相對于DLP微鏡帶來的銳利的數字畫面，LCOS 投影機的像素邊緣顯得更加平滑，有效消除了圖像的鋸齒現象，適合喜歡自然、柔和畫面的用戶。

LCOS將躋身于投影機“三甲”行列？
LCOS投影色彩較量完勝LCD

LCOS將躋身于投影機“三甲”行列？
LCOS 投影機工作原理

　　目前業界普遍認可：在顯示器市場20吋以下以LCD為主流，PDP可應用于30吋- 60吋產品，但價格昂貴，投影顯示器適用于30吋- 60吋以上的產品，具有解析度高，價格適中等優勢。LCOS投影顯示技術則是落于上述投影顯示器市場；另外亦可作為直視元件，應用在HMD中。

　　LCOS投影技術

　　事實上，LCOS 技術也比較復雜，因為它是結合了DLP和LCD兩種技術的優勢而來的，所以要弄懂LCOS 技術就必須要對DLP和LCD有足夠的了解，DLP是一種反射投影技術，LCD（液晶）則是一種透射型技術，LCOS就是在液晶層下面加入反射技術，從而大幅提高性能。

　　LCOS即Liquid Crystal on Silicon，是在矽晶圓上長電晶體，利用半導體制程制作驅動面板(又稱為CMOS -LCD)，然后在電晶體上透過研磨技術磨平，并鍍上鋁當作反射鏡，形成CMOS基板，然后將CMOS基板與含有透明電極之上玻璃基板貼合，再抽入液晶，進行封裝測試。

　　LCOS利用CMOS半導體制程，將電路及平面的反射鏡做在非常平滑的硅芯片上做為基礎，然后再于此一平面的硅基上涂布LCD，并將液晶著床于硅芯片之上，然后再覆上一片非常薄的玻璃。實際應用時，是把光線由外部投射至芯片之上，再由芯片上面那層LCD的明暗變化來決定要反射多少的光線出去，而此一反射率之變化則是受到影像訊號的調制；因此，只要把影像訊號加諸于硅芯片，經由芯片反射出來的光線就會隨著視訊產生變化，此一變化再經由透鏡投射至銀幕，就變成可以觀賞的投影機畫面了。

　　LCOS 技術主要以3片式技術為主，它的主要優勢在于高開口率、低價格、豐富的色彩，尤其是其高開口率和像素密度的優勢，使得LCOS在產品小型化和高解析度方面的優勢得天獨厚。當然LCOS的缺點也很明顯，其工藝并非我們說的那樣簡單，所以它的良品率有待提高，而低成本優勢還未能充分發揮，因此在商務和教育產品中還未引入。
簡單來說，LCOS是直接與映像管(CRT)投影技術、高溫多晶矽液晶(Ploy-Si LCD)穿透式投影技術、DMD(Digital Micromirror Device)數位光學處理(DLP; Digital Light Projector)反射式技術相關。這三項技術已發展成熟，LCOS則成為投影顯示技術的新主流。

　　LCOS投影技術特點

　　LCOS投影技術是尺寸非常小的矩陣液晶顯示裝置。這種矩陣采用CMOS技術在硅芯片上加工制作而成。像素的尺寸大小從7微米到20微米，對于百萬像素的分辨率，這個裝置通常小于1英寸。有效矩陣的電路在每個像素的電極和公共透明電極間提供電壓，這兩個電極之間被一薄層液晶分開。像素的電極也是一個反射鏡。通過透明電極的入射光被液晶調制光電響應電壓將被應用于每個像素電極。

　　反射的像被光學方法同入射光分開從而被投影物鏡放大成像到大屏幕上。采用LCOS 技術的投影機其光線不是穿過LCD面板，而是采用反射方式來形成圖像，光利用效率可達40%。與其他投影技術相比，LCOS 技術最大的優點是分辨率高，采用該技術的投影機產品在亮度和價格方面也存在明顯的優勢。

　　LCOS 技術的應用

　　LCOS 投影機圖像調制原理和LCD基本相同，也是以光調制來控制投影顯示圖像。入射光線在分光后，經過入射偏光板(PBS)，將入射光變成S偏光，經LCOS板反射調制。如果液晶經外部信號調制，處于顯示亮態時，S光會變成P光，經棱鏡透射后，有最多的光投射到會聚透鏡會聚成像。處于顯示暗電平時，S光經調制，依然還是S光輸出，經棱鏡沒有光透射到會聚透鏡，圖像顯示為暗電平。因此，輸出到會聚透鏡的光的多少是由每個像素的外部信號調制決定的。

　　LCOS投影光引擎結構

LCOS將躋身于投影機“三甲”行列？

　　LCOS的應用領域和透射式LCD技術相比，LCOS可以很容易地實現高分辨率和充分的色彩表現，而且可以較大地降低成本。LCOS的用途十分廣泛，大到背投彩電，小至數碼相機都可以使用它作為顯像器件。雖然LCOS看起來簡單，但要產品化還要有一個過程，并不是像想象的那樣容易形成產業。LCOS 技術一經推出便在全世界范圍內造成極大影響，但由于制造工藝等方面原因，目前基于LCOS 技術的產品還沒有形成大規模量產，只有少數廠家開發出了應用于投影機的LCOS芯片和應用LCOS 技術的投影機。LCOS 技術在以后大屏幕顯示應用領域里具有很大優勢，它沒有晶元模式，且具有開放的架構和很強的市場的潛力。

　　DLP技術與LCoS技術比較

　　說起DLP技術與LCoS的技術優劣，其實，在目前使用的會議室(教育)商用投影機，就有關于DLP技術與LCoS技術之爭，當然作為微型投影，雖然大致的原理類似，但由于實現方式略有不同，還是有些不一樣，下面也會從前述的幾個技術指標上進行一一作詳細比較。

LCOS將躋身于投影機“三甲”行列？
DLP投影方式

LCOS將躋身于投影機“三甲”行列？
LCOS 投影方式

　　就目前而言，2種產品尺寸和光電效率都基本相同，沒有太大的區別。但是從2種技術本身上看，LCoS對信號的要求可以直接由電路接入，而DLP由于是由機械方式實現，在載有DMD芯片的主板上，還有相應的處理器(Processor)以及內存(Memory)，這部分的功耗在光引擎整體中永遠無法避免，可以認為是DLP技術在效率上的一個缺點，特別是在手持投影整體系統中，如果再考慮散熱問題，LCoS芯片優勢更明顯。相對而言，LCoS的功耗可以做到小于0.1W，從長遠來看，LCoS也會有一定的優勢。

　　此外，分辨率與尺寸相同，DLP在同樣大小的芯片上要實現分辨率的提高，同樣是對工藝要求非常高，從第一代的DLP光引擎可以看到，320×480的分辨率已經落后與LCoS的640×480，雖然在第二代推出了800×480的芯片，但還是落后于LCoS技術，純粹技術上看，發展前景LCoS要比DLP好。

　　LCOS已發展為一個普遍的投影技術，包括有不同的種類，如今正呈現兩極化發展：一是應用于大尺寸的背投影電視，這是目前LCOS的主流應用產品，二是應用于小尺寸的高分辨率可攜式產品，其中來自JVC的D-ILA技術較為成熟。在量產及成本問題解決后，該類產品將有機會在前投影市場上獲得更廣泛的應用。

　　LCOS 投影機將會擠入三甲

　　眾所周知，投影機按照技術可以分為DLP、LCD以及LCOS三種。目前市面上比較常見的兩種投影技術是DLP和LCD。LCOS 技術可以說是一種新興的投影技術，它結合了DLP以及LCD這兩種技術的優點。

　　LCOS 技術在色彩、對比度、亮度、開口率、光效率、和高分辨率等方面的優勢遠遠超過了DLP和LCD技術。此外，相比LCD技術，LCOS具有色彩鮮艷、灰度優秀、黑色深沉、畫面明亮、網格化情況較少和更加節能的特點。相比單片式DLP技術，三片式LCOS投影技術具有更高的光學利用效率、更加豐滿的色彩表現，沒有色彩斷裂現和觀賞者眩暈現象等特點。在和三芯片DLP投影機的比較中，三片式LCOS 投影機在分辨率上的優勢更是DLP投影機無可比擬的。目前，LOCS芯片的分辨率已經可以覆蓋2K、3K、4K、8K等水平產品。

　　值得注意的是，LCOS超高分辨率這一絕對優勢則是那兩者無法比擬的，JVC和索尼都已經推出了使用LCOS 技術的4K(4096*2016)分辨率的產品，3LCD和DLP技術還無法實現這樣的分辨率。

　　此外，LCOS投影技術具有利用光效率高、體積小、開口率高、制造技術較成熟等特點，它可以很容易的實現高分辨率和充分的色彩表現。相比DLP和3LCD來說，LCOS 投影機與3LCD相比較，3LCD除了略微占一點價格優勢外，在色彩、對比度、光效率等領域LCOS都具有無可比擬的優勢。

　　正因為LCOS 技術有著DLP和LCD無可比擬的優點，所以現在有許多企業，比如，示創、LG、佳能以及索尼、JVC和LG等已經紛紛加入到LCOS 技術的研究和發展當中。并且也都推出了LCOS 技術的投影機，這些機器雖然價格相對來說比較昂貴但是其極其卓越的色彩效果也是其它技術所不能達到的。

　　總體來說，LCOS投影技術具備了DLP和LCD幾乎全部的優點，并同時克服了這兩者的不足之處。采用LCOS 技術的投影機產品，由于其擁有著近乎完美的畫面效果，受到了業內人士以及消費者們的極度好評，相信LCOS投影技術的市場潛力也是不可估量的，在不遠的將來，將會以強勢躋身于投影機三甲行列。

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文章來源：中國投影網