LCOS投影技術詳解論文范文
LCOS投影技術詳解論文
投影機技術基本顯影原理相仿，主要是由鹵素燈、氙氣燈等發光，集光至面板，將面板的影像經反射或透射投射出影像，再經過分光、合光系統，最后將影像投射到屏幕顯像。LCOS（LiquidCrystalonSilicon）是一種全新的數碼成像技術，它采用半導體CMOS集成電路芯片作為反射式LCD的基片，CMOS芯片上涂有薄薄的一層液晶硅，控制電路置于顯示裝置的后面，可以提高透光率，從而實現更大的光輸出和更高的分辨率。 1、LCOS面板： LCOS面板的結構有些類似TFTLCD，一樣是在上下二層基板中間撒布Spacer以加以隔絕后，再填充液晶于基板間形成光閥，藉由電路的開關以推動液晶分子的旋轉，以決定畫面的明與暗。LCOS面板的上基板是ITO導電玻璃，下基板是則矽晶圓CMOS基板，LCOS面板最大的特色在于下基板的材質是單晶矽，因此擁有良好的電子移動率，而且單晶矽可形成較細的線路，因此與現有的HTPSLCD及DLP投影面板相較，LCOS是比較容易達成高解析度的投影技術。 2、LCOS光學引擎架構： 由于LCOS技術仍在起步階段，目前并無標準制程，所以有多家廠商開發出不同的LCOS光學引擎架構。在這些不同的技術中，可概分為三片式及單片式二大類。 （1）三片式光學引擎 LCOS光學引擎目前以三片式為主，三片式是將光源經分光棱鏡將光束分為紅、藍、綠光后，再分別將光束投射入三片LCOS面板，將投射出的三色影像經過合光系統加以結合形成彩色影像。就Nikon設計的IBM4-Cube光學引擎架構來看，由于三片式LCOS光學引擎除了需要三片面板外，并結合多項的分光、合光光學系統，因此體積較大、成本也較高，不過由于可以達到較高的光學效率，又具備高畫質的特性，因此主要是朝高階的專業用途發展，主要的產品以JVC的多款投影機為主，除此之外，三片式光學引擎還有ColorLink采用的ColoRQuard架構、Philips的Prism架構，致伸發展的Dichroic-PBS架構，及Unaxis的ColorCorner架構等。 單片式光學引擎 單片式ColorWheel光學引擎則是以快速旋轉的ColorSwitch將白光形成循序的紅、藍、綠光，并將三原色光與驅動程式產生的紅、藍、綠畫面，同步形成分色影像，再藉由人眼視覺暫留的特性，最后在人腦產生彩色的投影畫面。
類似的技術有：Displaytech發表的FieldSequentialColor、Philip所采用的ScrollingColor-RotatingPrism架構、及JVC采用的SpatialColor–Hologram架構。 單片式的最大優點就是因為面板數僅需一片，加上分光、合光的系統架構比較簡單，因此在成本上較具競爭優勢，而且光學引擎的空間也相對較小。然而目前在技術上面臨一些困難，以ColorWheel而言，白光經偏極化后的光源僅為先前的1/3，亮度明顯降低；此外，由于LCOS面板得在紅、藍、綠畫面快速的切換下合成影像，因此面板反應速度的要求更高，使得生產的難度也相形提高。 LCOS的成像原理如圖1所示，其成像方式類似于三片式的LCD液晶技術，不過采用LCOS技術的投影機其光線不是穿過LCD面板，而是采用反射方式形成彩色圖像。它采用涂有液晶硅的CMOS集成電路芯片作為反射式LCD的基片。用先進工藝磨平后鍍上鋁當作反射鏡，形成CMOS基板，然后將CMOS基板與含有透明電極之上的玻璃基板相貼合，再注入液晶封裝而成。LCOS將控制電路放置于顯示裝置的后面，可以提高透光率，從而達到更大的光輸出和更高的分辨率。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有一定優勢。由于硅基板與對向基板的熱膨脹系數不同，難以組裝，使成品率較低、成本較高。
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