家用投影技术详解之LCOS家用投影技术？

其实LCOS和LCD，有很多相同之处，又有很多不同之处；二者相比，LCOS所带来的画面分辨率、亮度都要更好，但市场占有率却远不如LCD，至于为何？就要先从认识LCOS芯片开始介绍：

LCOS芯片构造
LCOS芯片的构造大致和LCD芯片一样，也为上下基板构造，然后中间注入液晶；区别在于LCOS的下基板为CMOS基板，不像LCD上下基板都为玻璃基板。
CMOS基板是在硅片上，利用半导体制程制作驱动面板，然后通过研磨技术磨平，最后镀上铝当作反射镜，就形成了CMOS基板；
上基板为带有透明电极的玻璃基板（ITO导电玻璃），上下板结合，中间注入液晶，最终形成LCOS，也称为：硅基液晶；

LCOS和LCD成像原理的不同之处
正是由于底层结构的不同，所以二者成像的原理也不尽相同：LCD为光线穿透式，LCOS为光线反射式；
LCOS是以下基板（CMOS）芯片当作反射层进行反射光投像，究其原因，或是由于下基板中的单晶硅材质，单晶硅拥有良好的电子移动率，且容易形成较细的线路；
所以LCOS的晶体管及线路都可制作于CMOS芯片内（下基板），位于反射面之下，不占用表面面积，仅有像素间隙占用开口面积；反观穿透式的LCD，作为像素点开关的晶体管（TFT）同像素一起集成在液晶板，在光源穿透的过程中，TFT及导线等将阻挡部分光线，占用开口面积。
优点：
以上，所带来的影响效果为：

• LCOS的分辨率和开口率都要高于LCD，分辨率普遍达到SXGA等级（1280×1024），不会出现LCD画面那么明显的像素栅格化；且由于易形成较细线路的原因，所以画面容易达成高解析度，对比DLP的锐利数字画面，LCOS画面的像素边缘更加平滑，可以有效去除画面锯齿的现象；
  
• LCOS的光源利用率也要高于LCD，LCOS同DLP差不多，光源利用率可达40%，而LCD则仅为3~10%；
  

三片式LCOS

选读，成像原理介绍：


PBS介绍：同LCD相比，LCOS家用投影系统的不同之处在于，LCOS面板前多了PBS：偏极化分光镜（Polarization Beam Spliter），由两个45度等腰直接棱镜底部粘合而成，主要作用是反射垂直于入射平面的光线（S偏光），并且让平行于入射线平面的光线通过（P偏光）；
过程解读：灯泡发出强光，经过系列电子元件，由分色镜分为红、绿、蓝三种光，再通过三色各自的PBS得到偏振光，使光线得以进入LCOS微型器件，再经过LCOS微型器件的反射，将光线平行通过PBS，最后进入棱镜，通过棱镜将分离的三色合成，最终家用投影到屏幕成像；
正是由于PBS的作用，使得入射光线得以进入LCOS微型器件，并放行从LCOS微型器件中反射出的光线；
LCOS微型器件介绍：



LCOS微型器件

微型器件主要由上述部分组成，作为一种光调制器件；当光线进入该部分，就要受到CMOS电极和ITO透明电极之间的电压调制，配合液晶的开关作用，共同完成画面的成像，下面分别介绍下上述组件的功能：

• 印刷电路板（PCB）：将指令和电流从电视机机传输到微型器件
  
• CMOS（硅、芯片）：使用像素驱动程序的数据来控制液晶，通常为一台像素使用一台晶体管
  
• 反射涂层：反射光线用来产生画面
  
• 液晶：控制到达或离开反射涂层的光线的数量，起到阀门的作用
  
• 对准层：使液晶能够正确对准，从而能够精确地校准光线
  
• 透明电极：与硅和液晶一起组成完整的电路
  
• 玻盖：保护和密封整个系统
  

存在问题
LCOS家用投影技术所体现的画面优势或是很大的，但却没有成为当下主流的家用投影产品，主要是由于LCOS面板的良品率太低造成；
LCOS面板的制作分为两部分，前一部分为半导体CMOS的制造，后一部分为液晶面板的贴合封装制造。前半部分已经非常成熟，良品率可达90%，成本也很低廉，问题就在后半部分，据说良品率仅为30%；
通俗点就是：液晶层和CMOS层分开制作都很简单，可是将它们纹丝不差的每个像素点对应的贴合在一起，却是难度非常高的制造技术；所以多数厂家都转向了成本更为低廉、简单的LCD和DLP技术；

解决方案
为了解决上述问题，最早投入LCOS开发的JVC厂商及相对早的SONY厂商，给出了变种技术D-ILA（JVC）和SXRD（SONY）的解决方案，都改变了传统LCOS制造工艺，对液晶层：将传统液晶层水平排列改为垂直排列，对配向膜：从无机物中提取了全新材料，使其寿命接近9万小时，基本与DMD持平。


另外，SONY的SXRD，更是将液晶体和反射玻璃之间的间隙层缩小到2微米，使得芯片对灰尘有了先天的“屏蔽效应”（LCD的HTPS和传统LCOS工艺，因为液晶层和玻璃的间隙过大，所以非常容易附着灰尘，严重影响芯片的寿命和图像质量）
其次，两种变种技术更大的突破是对像素结构的进一步微型化，意味着更小的芯片，就可容纳更多的像素，即可达到更高的分辨率；

• D-ILA芯片像素点缩小至8.1微米，意味0.7英寸即可实现1080p真分辨率；
  
• SXRD像素尺寸缩小至7微米（相当于DLP的一半），像素间隔只有0.35微米，意味0.61英寸的芯片大小就可容纳1920×1080的像素数量；
  

当然了，技术难度更高的芯片水准，意味着更高水准的画面效果，同时也意味着更高的价格！两优艾设计网_Photoshop交流种技术，分别都是20几万和10几万的价格，JVC的部分型号甚至都是全球限量发售；

单片式LCOS

除了上面所介绍的三片式LCOS家用投影技术外，还有一种单片式LCOS，很少见，仅作科普使用；
顾名思义，只有一片LCOS面板，是通过快速旋转的色轮将白光分成循序的红、蓝、绿光，并与驱动式产生的红、绿、蓝色画面同步，形成分色影像，由于人眼视觉暂留的特性，最终就看到了连续的彩色画面；
由于只有一块面板，且分光、合光系统较为简单，所以成本偏低；但是白光经过偏极化后，亮度会明显降低，仅为之前的1/3；且由于LCOS面板需要在红、蓝、绿画面快速切换下合成影像，所以对面板的反应速度要求更高，生产难度也会增加；

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