CANON硅基液晶LCOS技术浅谈.doc

CANON硅基液晶LCOS技术浅谈 　　LCOS原理 投影机显示技术公认的有LCD、DLP、LCOS。LCOS也可视为LCD的一种，但是技术却为独立一类。LCD投影机是利用光源穿过LCD作控制显示，属于穿透式，而LCOS投影机中是利用反射的结构，光源发射出来的光并不会穿透LCOS面板，属于反射式。LCOS面板是以CMOS芯片为电路基板及反射层，然后再涂布液晶层后，以玻璃平板封装。不要以为仅此区别而已，反射式显示技术还可以避免LCD由于光源长时间的照射温升而导致LCD面板局部灼伤的问题。这样才能保持久的色彩保真。 LCOS微型器件把液晶层放在一个透明的薄膜晶体管（TFT）和一个硅半导体之间，而不是像LCD那样把液晶放在两片极化面板之间。这个半导体具有能够反射光线的表面。由灯泡发出的光透过一个偏振滤光器，投射到微型器件上。而液晶起着像门或阀那样的作用，控制到达反射面的光线的数量。当然一般LCOS光线投射效率高达80%，LCD通常为60%。而做得最好的CANON公司开口率已达96%。由于LCOS是长在硅晶上，集成的液晶控制电路及接口电极都可以巧妙地制作于硅基板内，位于反射面之下，甚至将散热片直接集成在组件上，见图1、图2，LCD最麻烦的问题全部解决掉了。 LCOS投影机与LCD投影机的主要结构在导光及分光合光部分的设计大同小异，只是LCOS用的是反射面板。入射光和反射光同在一个光路上，自然会产生问题。采用离轴设计，虽然避免了光路碰撞，但需要使用昂贵的非球面镜头。另一种办法，就用光的偏极化分光镜PBS（Polarization Beam Spliter；PBS）来将入射LCOS面板的光束与反射后的光束分开。也有采用偏振膜来提高对比度的方式。另外，PBS也改善了自然光源照射液晶引起的折射光效率。PBS一般都是有机材料制作。但是，像CANON新的产品系列就采用无机材料。提高了热环境下的系统稳定性，当然也增加了工艺难度和成本的投入。 基于上述LCOS投影机显示原理和基板、电路的合理设置。芯片的像素分辨率可以做得很高。0.55英寸LCOS面板都可以高效地做到SXGA+。所以你才会看到为什么会出现LCOS面板的2K、4K和8K高清电影放映机。3LCD和DLP技术目前还无法实现最高的分辨率。这也是大家充分地认识到LCOS的高分辨率技术特征。高开口率使得图像质量不会出现像LED那样“纱窗效应”。稍远距离似乎不太在意明显的背景网格，但是，图像高透亮的质感，你是永远无法拒绝的。开口率告诉我们：图像形觉质量不仅仅关注分辨率（同画面尺寸的像素间距），同样还要关注像素颗粒的占比。 市场格局 在LCOS技术研发阵营中，JVC Kenwood有着8K和消费类（民品）产品。SONY为了避免与左手专利技术的LCD市场冲撞，右手LCOS携SXRD光圈技术发力于电影和家庭影院产品。3M也是最早的研发厂家之一，目前更关注于LCOS微投影。后来者LG也在努力试水消费类市场。CANON凭借着自己多年的光学技术经验沉淀以及精密制造技术优势，直接面对专业工程及固定安装市场。总之，LCOS改变了投影行业的格局。 在3DLP和3LCD之间竞争的LCOS，如何体现自己优势的同时减少商业上的火并。各个厂家会根据自身技术特点，结合LCOS品质创新出市场具有竞争力的差异化产品。由于照相技术与投影机技术在光电原理上，只是技术反向应用的相同性。作为照相机技术行业翘楚的CANON公司，充分利用光学及机电一体化的优势，将LCOS推向了更加高端的应用领域。在基础LCOS组件研发使开口率已达96%极限的基础上，全新开发的AISYS 5.0光学系统带来真实色彩的品质享受。CANON采用在专业的广播级镜头技术，专为LCOS投影机开发的最佳高画质可换镜头。采用高分辨率、低失真度、低色差及高性能的色差功能，明亮生动地表现LCOS的完美画面。 在投影机行业采用专业广播级镜头技术的厂家少之又少。商业市场永远会为“拿来技术”的成本和获得利润做出适当的选择。有多少投影厂家会用非球面镜片（Aspherical Lens）、低色散莹石技术镜头、恒定光圈镜头？图像显示分辨率和真实色彩中，没有高分辨率及优质色彩还原镜头的贡献，不可能有高品质图像的呈现。镜头已经成为一个成像场景的独特诠释者，可对所展示图像的个别属性实现精细的光学控制。精心优选的镜头能够与所期待成像效果相匹配。拥有光学专利技术有自主研发生产，将成本压缩到对手无法竞争的地步，这些恰好是CANON公司的优势。 理论上球面镜片存在着无法将并行光线以完整的形状聚集在一个点上的问题，因此，在影像表现力方面，必然具有一定的局限性。为了解决大光圈镜头的球面像差补偿、超广角镜头的影像扭曲补偿、变焦镜头的小型化这三大问题，CAN