庖丁解牛：深度剖析酷樂視COOLUX-α3+微型投影機(jī)
〖中國投影網(wǎng)投影機(jī)資訊〗 2010-11-25 14:35:56 編輯：若思 [
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【中國投影網(wǎng)資訊】LCOS作為一種微型顯示技術(shù)，在上世紀(jì)90年代末出現(xiàn)，隨著技術(shù)的進(jìn)步，目前正成為繼LCD、DLP后第三種主流投影顯示器件，尤其是在投影行業(yè)，目前正以較快的速度增長，本文將以深圳世紀(jì)維優(yōu)科技有限責(zé)任公司最新推出的旗艦級產(chǎn)品酷樂視COOLUXα3+產(chǎn)品做為范例，對時序LCOS微投作一次全面的剖析、介紹，并對該微型投影機(jī)一些特點做一分析。
LCOS是硅基液晶（Liquid Crystal on Silicon）技術(shù)的縮寫，屬于新型的反射技術(shù)；目前LCOS顯示芯片在高端投影顯示與微型投影中應(yīng)用廣泛。高端投影顯示以SONY、JVC為代表，主要應(yīng)用在高端家庭影院及商業(yè)影院之中。這里，我們著重介紹目前在IT數(shù)碼業(yè)界如火如荼地發(fā)展中的LCOS微型投影機(jī)。
在過去的10多年，LED亮度的迅速增長，這種增長使得用LED光源在投影領(lǐng)域的應(yīng)用成為可能。對于投影來說LED光源最具吸引的特點就是長壽命，而且驅(qū)動電壓低、響應(yīng)速度快、色域?qū)挕]有紫外或紅外的輻射，因此使用LED光源來作為投影是非常理想的光源，LCOS微型投影正是在LED高速發(fā)展下取得爆發(fā)性增長。
LCOS的結(jié)構(gòu)是在單晶硅上生長電晶體，利用半導(dǎo)體集成制作驅(qū)動面板，然后在電晶體上透過研磨技術(shù)磨平，并在上面鍍鋁膜電極作為反射鏡，形成CMOS有源點陣基板，然后將CMOS基板與含有ITO透明電極上的玻璃基板貼合，再注入液晶，進(jìn)行封裝。像素電極同時也作為反射鏡，像素的尺寸一般可以做的很小，約7~20μm，開口率高達(dá)96%，LCOS成像原理見下圖：
利用單片LCOS器件進(jìn)行投影開發(fā)大致分為兩大類：一是利用白光作為光源，采用單片CF-LOCS（CF-Color Filter:彩色濾光膜）作為成像器件直接成像為彩色圖像；二是利用RGB色光作為光源，利用單色LCOS較高的場刷新率特點（240---360Hz），采用時序方式將場信號分解為R場、G場、B場分別顯示，然后利用人眼的視覺暫留特性進(jìn)行時間混色，形成一副完整的彩色圖像。
CF-LCOS面板由于采用了和傳統(tǒng)TFT-LCD相似的成像原理，故使用起來比較簡單，只需要單片面板+白光光源就能生成彩色圖像；而時序LCOS投影相比CF-LCOS效果較好，優(yōu)點較多，因此得到了較快的發(fā)展，相比白光技術(shù)，時序LCOS投影具有以下優(yōu)點：
l光利用率高，由于CF-LCOS是采用在LCOS面板上覆蓋CF膜的方式來形成彩色圖像，盡管LCOS本身的反射率很高，但是經(jīng)過CF膜后，其光通過率大下降，而時序方式是使用一張單色的LCOS直接反射色光，因此能充分利用LCOS高反射率的特性來提時序光機(jī)的光利用率。
l色域、對比度高，目前CF-LCOS的色域只有30-50%NTSC（注：目前的液晶電視色域一般在30-60%之間），而且隨著其色飽和度的增加，對光線反射率必然會下降，最終影響光輸出，而時序方式的色彩完全以3只LED色管來決定，其色域可達(dá)到并超過100%NTSC；下圖是兩個不同色域?qū)Ρ刃Ч麍D，可以看出色域高的顯示設(shè)備色彩表現(xiàn)相當(dāng)豐富、出色。
·功耗上，雖然白光LED具有比較高的能效，可經(jīng)過CF-LCOS的CF膜上損耗后，其整個光機(jī)的最終能效會明顯低于時序光機(jī)，因此在輸出亮度相同的情況下，時序LCOS投影機(jī)的整機(jī)功率可以明顯低于CF-LCOS光機(jī)
·圖像分辨率可以做得更高，由于CF-LCOS是將單色LCOS面板利用CF膜分隔成R、G、B顯示點陳，最終是每3個物理像素點形成一個顯示像素；而時序方式采用時間混色，其面板一個物理像素就對應(yīng)一個顯示像素；因此相同面積的顯示面板，CF-LCOS的分辨率會明顯低于時序方式。
下面以深圳世紀(jì)維優(yōu)科技最新推廣的旗艦級產(chǎn)品的酷樂視COOLUX-α3+來介紹時序LCOS特點以及他所帶來的人性化功能：
酷樂視α3+
酷樂視COOLUX-α3+是在原α3基礎(chǔ)上的升級機(jī)型，亮度提升到目前業(yè)界最高水平200流明，讓用戶得到前所未有的體驗，并且其在行業(yè)里創(chuàng)造了多個第一：第一個支持1080P多媒體片源的微投；第一個支持自動梯形校正、自動翻轉(zhuǎn)的微投；第一個支持多種電源管理模式的微投。
1.整機(jī)構(gòu)架： 下圖是該投影的整機(jī)構(gòu)架示意圖。
該機(jī)的LCOS芯片采用臺灣HIMAX公司的一款最新型號的0.45英寸XGA的顯示芯片，該分辨率芯片將微投領(lǐng)入XGA時代，整個畫面表現(xiàn)相當(dāng)細(xì)膩。
整個系統(tǒng)控制及視頻處理均由MST6M48完成，MST6M48芯片是Mstar公司針對高端顯示設(shè)備開發(fā)的一塊專業(yè)視頻處理芯片，該芯片內(nèi)置3D comb-filter、可編程12bit RGB gamma CLUT、3-D數(shù)字視頻降噪、音效處理、流媒體解碼等技術(shù)，圖像畫質(zhì)得到更好表現(xiàn)。帶有HDMI1.3接口，支持Full HD 1080P 60Hz；同時該芯片支持流媒體文件，支持高清文件播放，最高可支持1920X1080分辨率視頻文件，擁有他，等于同時擁有一部高清播放器。
HX7809是臺灣HIMAX一塊LCOS高分辨率的控制芯片，該芯片支持720P分辨率信號，同時提供LED控制信號，使其LED顯示與畫面色彩同步顯示。該芯片支持Gamma編程控制，可以針對LCOS特性高度出最佳的畫面效果。該芯片的最大特別是支持梯形校正控制，該功能的引入打破了微投沒有梯形校正的尷尬局面。
酷樂視COOLUX-α3+采用美國流明公司（Luminus）生產(chǎn)的三顆P39作為光源，PT39是流明公司針對微型投影開發(fā)出的光源，體積小巧，約0.40-0.55英寸，光輸出流明高，在脈沖驅(qū)動方式下分別可輸出：R:540流明；G：1100流明；B：190流明。COOLUX產(chǎn)品為發(fā)揮PT39的極致效果，適當(dāng)增大了機(jī)身，并結(jié)合整體風(fēng)路設(shè)計，確保在可靠散熱的基礎(chǔ)上（也即是控制光衰的基礎(chǔ)上），完完全全“榨出”了PT39的每一流明的亮度輸出。
MST6M48將送入的視頻或媒體信號進(jìn)行處理，送出Digital RGB信號到HX7809,HX7809經(jīng)過處理后分別送出LCOS顯示面板與LED驅(qū)動部分，時序工作示意圖如下：
時序LCOS投影機(jī)面板為卷進(jìn)式彩色工作方式設(shè)計，因此，視頻數(shù)據(jù)寫進(jìn)LCOS面板采用逐行掃描方式，為顯示圖像，對視頻信號進(jìn)行分離，分離成RGB單場信號，按一定時序送入LCOS面板，在送入不同色彩的信號時，同時點亮相應(yīng)顏色的LED燈，上圖為RGBRGB時序工作方式，根據(jù)LCOS面板或者實際效果要求，也可以按RRGGBB或者RRGGBBGG時序方式工作：
2.特色功能
a)自動梯形校正：
由于微投的出現(xiàn)，使得投影機(jī)不再只是適合專業(yè)場合使用了，因為微型投影機(jī)其體積、價格、壽命等優(yōu)勢因素使得更多的普通消費(fèi)者接受該產(chǎn)品，但是投影機(jī)固有的操作較復(fù)雜，一般情況的安裝使用都會需專業(yè)人士指導(dǎo)下使用，因此增加一些人性化的功能特別顯得實用，該機(jī)的設(shè)計正是考慮了些這個因素，增加自動梯形校正、自動翻轉(zhuǎn)功能，這樣普通消費(fèi)者拿到投影機(jī)后不需要進(jìn)行復(fù)雜的操作就可以使得圖像方向正確、畫面方正，酷樂視α3+自動校正原理如下：
當(dāng)角度傳感檢測到角度發(fā)生變化時，輸出一個代表角度的電壓，該電壓經(jīng)過放大器放大，將信息送入MST6M48芯片，芯片根據(jù)偏離角度大小，送出梯形校正的數(shù)據(jù)到HX7809的寄存器，HX7809收到相應(yīng)的數(shù)據(jù)后做出處理，根據(jù)傾斜的角度來作出相應(yīng)方向的校正，如下圖所示：
該機(jī)的角度傳器處于業(yè)界領(lǐng)先水平，主要是表現(xiàn)在：
i.分辨率超過千分之一；
ii.多種輸出模式；
iii.可承受50000g的沖擊力
iv.寬電壓（3-5.25V）適應(yīng)范圍；
v.獨(dú)立的軸可編程；
vi.支持X/Y軸角度輸出。
下圖是該機(jī)型的傳感器位置示意圖：
l梯形校正畫面失真的問題：一般簡單的梯形校正均會出現(xiàn)如圖所示的現(xiàn)象，經(jīng)過梯形校正后畫面上下拉長了，
這是因為當(dāng)投影機(jī)傾斜時畫面上下將會被拉長，而經(jīng)過梯形校正后把長于下邊都壓縮了，這樣就會使畫面變長，不是4：3狀態(tài)了，可能是4：4或者3：4了；而α3+機(jī)型在設(shè)計時就有考慮這點，當(dāng)進(jìn)入梯形校正時，畫面上部也開始壓縮，始終讓畫面保持為4：3比例，不會讓畫面變形，如下圖所示：
b)自動翻轉(zhuǎn)功能：
自動翻轉(zhuǎn)也是一個人性化的功能，客戶在吊裝前投或者正放前投，畫面始終都是正確的，省去通過遙控去操作，而且有時畫面翻轉(zhuǎn)后去找翻轉(zhuǎn)的菜單還真是不方便，酷樂視COOLUX-α3+機(jī)型在設(shè)計時就考慮到了這點，增加自動翻轉(zhuǎn)功能，系統(tǒng)框圖如下圖所示：
翻轉(zhuǎn)的傳感器（一般是滾珠開關(guān)或者水銀開關(guān)）負(fù)責(zé)，其兩只腳的通斷，MST6M48通過這個狀態(tài)就知道整機(jī)有沒有翻轉(zhuǎn)了，當(dāng)翻轉(zhuǎn)后將信號送入HX7809，HX7809再送到LCOS控制水平垂直的翻轉(zhuǎn)，如下圖所示：
該傳感器的安裝則需要垂值于機(jī)器底面，否則會引起誤差。該傳感在工作時同樣會存在似角度傳感器的問題，由于內(nèi)部是滾珠器件，當(dāng)受到振動時，該傳感器將會有通斷的現(xiàn)象產(chǎn)生，致使畫面連續(xù)翻轉(zhuǎn)，這種可能性是相當(dāng)大的，如機(jī)器內(nèi)部的音量較大時，就會引起傳感器的振動；為解決此問題，對數(shù)據(jù)采集時增加采集次數(shù)，當(dāng)翻轉(zhuǎn)后檢測到1000次均為斷開時，表面機(jī)器已經(jīng)翻轉(zhuǎn)，當(dāng)這1000次檢測中有一次數(shù)據(jù)出入，則又重新開始計數(shù)，只有檢測到1000次的數(shù)據(jù)都統(tǒng)一時才發(fā)生翻轉(zhuǎn)的指令。
c)電源模式：
該機(jī)機(jī)型在設(shè)計時考慮了客戶的各種使用環(huán)境，固化了幾個電源模式在投影機(jī)里，用戶通過選擇不同的模式可得到最佳的視聽效果：
電源模式包括以下幾種：
·標(biāo)準(zhǔn)模式：這是出廠默認(rèn)設(shè)置；
·影院模式：整機(jī)功耗輕微下降，風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)噪音下降，適合觀看影片；
·節(jié)能模式：整機(jī)功耗下降，風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)噪音很低，適合夜間或較小尺寸畫面時使用；
·KTV模式：適合KTV等商業(yè)娛樂場所連續(xù)工作；
·演示模式：亮度較高，噪音較低，適合演示時使用；
·用戶模式：可供客戶自己調(diào)節(jié)，可改變畫面色溫，適合專業(yè)人士調(diào)節(jié)。
每一種模式都是為用戶量身定做，用戶可根據(jù)實際情況選擇使用，也符合當(dāng)今的低碳生活要求。
其他，還包括夜光遙控器、自動關(guān)機(jī)、自動聚焦等不少創(chuàng)新特色，林林種種的這些智能化新功能，其實都是圍繞更加人性化、更加方便用戶這一個中心的，或許這正是微型投影機(jī)在亮度、分辨率等性能日漸適用化之后，產(chǎn)品再次發(fā)展的新趨勢。
文章來源：中國投影網(wǎng)
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