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1、lcos技术比较LCOS技术原理及应用优势解析LCOS投影技术是2000年以后发展起来的最新投影技术，是一种新型的反射式投影技术，与穿透式LCD和DLP相比，LCOS具有利用光效率高、体积小、开口率高、制造技术较成熟等特点，它可以很容易的实现高分辨率和充分的色彩表现。LCOS技术在日后大屏幕显示应用领域具有很大优势，其没有晶元模式，且具有开放的架构和低成本的潜力。近几年来，在LCD业界出现了许多新技术，其中较热门的LCOS技术的最大优点是解析度很高，在携带型资讯设备的应用这个优点是其他技术无法与之看齐的。LCOS投影技术示意图此外，LCOS投影机在高分辨率投影方面非常具有潜力。目前市场上的 L

2、COS投影机通常都是SXGA（13651024）或更高。由于LCOS的晶体管及驱动线路都制作于硅基板内，位于反射面之下，不占表面面积，所以仅有像素间隙占用开口面积。而在穿透式LCD投影机中，作为像素点开关控制的晶体管被做在液晶板上相应位置上，在光源透射过程中，晶体管本身将阻挡部分光线，因此采用透射式液晶技术的投影机的光源利用效率不高，仅有3%10。故理论上LCOS不论分辨率或开口率都会比穿透式LCD高，画面上像素栅格结构几乎不可见，光的利用效率可达40以上，从而达到更大的光输出和更充分的色彩体现。相对于 DLP微镜带来的锐利的数字画面，LCOS投影机的像素边缘显得更加平滑，有效消除了图像的锯齿

3、现象，适合喜欢自然、柔和画面的用户。LCOS投影色彩较量完胜LCDLCOS投影机工作原理目前业界普遍认可：在显示器市场20吋以下以LCD为主流，PDP可应用于30吋- 60吋产品，但价格昂贵，投影显示器适用于30吋- 60吋以上的产品，具有解析度高，价格适中等优势。LCOS投影显示技术则是落于上述投影显示器市场；另外亦可作为直视元件，应用在HMD中。事实上，LCOS技术也比较复杂，因为它是结合了DLP和LCD两种技术的优势而来的，所以要弄懂LCOS技术就必须要对DLP和LCD有足够的了解，DLP是一种反射投影技术，LCD（液晶）则是一种透射型技术，LCOS就是在液晶层下面加入反射技术，从而大幅

4、提高性能。LCOS即Liquid Crystal on Silicon，是在矽晶圆上长电晶体，利用半导体制程制作驱动面板(又称为CMOS -LCD)，然后在电晶体上透过研磨技术磨平，并镀上铝当作反射镜，形成CMOS基板，然后将CMOS基板与含有透明电极之上玻璃基板贴合，再抽入液晶，进行封装测试。LCOS利用CMOS半导体制程，将电路及平面的反射镜做在非常平滑的硅芯片上做为基础，然后再于此一平面的硅基上涂布LCD，并将液晶着床于硅芯片之上，然后再覆上一片非常薄的玻璃。实际应用时，是把光线由外部投射至芯片之上，再由芯片上面那层LCD的明暗变化来决定要反射多少的光线出去，而此一反射率之变化则是受到影

5、像讯号的调制；因此，只要把影像讯号加诸于硅芯片，经由芯片反射出来的光线就会随着视讯产生变化，此一变化再经由透镜投射至银幕，就变成可以观赏的投影机画面了。LCOS技术主要以3片式技术为主，它的主要优势在于高开口率、低价格、丰富的色彩，尤其是其高开口率和像素密度的优势，使得LCOS在产品小型化和高解析度方面的优势得天独厚。当然LCOS的缺点也很明显，其工艺并非我们说的那样简单，所以它的良品率有待提高，而低成本优势还未能充分发挥，因此在商务和教育产品中还未引入。简单来说，LCOS是直接与映像管 (CRT)投影技术、高温多晶矽液晶(Ploy-Si LCD)穿透式投影技术、DMD(Digital Mic

6、romirror Device)数位光学处理(DLP; Digital Light Projector)反射式技术相关。这三项技术已发展成熟，LCOS则成为投影显示技术的新主流。LCOS投影技术特点LCOS投影技术是尺寸非常小的矩阵液晶显示装置。这种矩阵采用CMOS技术在硅芯片上加工制作而成。像素的尺寸大小从7微米到20微米，对于百万像素的分辨率，这个装置通常小于1英寸。有效矩阵的电路在每个像素的电极和公共透明电极间提供电压，这两个电极之间被一薄层液晶分开。像素的电极也是一个反射镜。通过透明电极的入射光被液晶调制光电响应电压将被应用于每个像素电极。反射的像被光学方法同入射光分开从而被投影物镜放

7、大成像到大屏幕上。采用LCOS技术的投影机其光线不是穿过LCD面板，而是采用反射方式来形成图像，光利用效率可达40%。与其他投影技术相比，LCOS技术最大的优点是分辨率高，采用该技术的投影机产品在亮度和价格方面也存在明显的优势。LCOS技术的应用LCOS投影机图像调制原理和LCD基本相同，也是以光调制来控制投影显示图像。入射光线在分光后，经过入射偏光板(PBS)，将入射光变成S偏光，经 LCOS板反射调制。如果液晶经外部信号调制，处于显示亮态时，S光会变成P光，经棱镜透射后，有最多的光投射到会聚透镜会聚成像。处于显示暗电平时，S 光经调制，依然还是S光输出，经棱镜没有光透射到会聚透镜，图像显示

8、为暗电平。因此，输出到会聚透镜的光的多少是由每个像素的外部信号调制决定的。 LCOS投影光引擎结构LCOS 的应用领域和透射式LCD技术相比，LCOS可以很容易地实现高分辨率和充分的色彩表现，而且可以较大地降低成本。LCOS的用途十分广泛，大到背投彩电，小至数码相机都可以使用它作为显像器件。虽然LCOS看起来简单，但要产品化还要有一个过程，并不是像想象的那样容易形成产业。LCOS技术一经推出便在全世界范围内造成极大影响，但由于制造工艺等方面原因，目前基于LCOS技术的产品还没有形成大规模量产，只有少数厂家开发出了应用于投影机的 LCOS芯片和应用LCOS技术的投影机。LCOS技术在以后大屏幕显

9、示应用领域里具有很大优势，它没有晶元模式，且具有开放的架构和很强的市场的潜力。DLP技术与LCoS技术比较说起DLP技术与LCoS的技术优劣，其实，在目前使用的会议室(教育)商用投影机，就有关于DLP技术与LCoS技术之争，当然作为微型投影，虽然大致的原理类似，但由于实现方式略有不同，还是有些不一样，下面也会从前述的几个技术指标上进行一一作详细比较。DLP投影方式LCOS投影方式就目前而言，2种产品尺寸和光电效率都基本相同，没有太大的区别。但是从2种技术本身上看，LCoS对信号的要求可以直接由电路接入，而DLP由于是由机械方式实现，在载有DMD芯片的主板上，还有相应的处理器(Processor

10、)以及内存(Memory)，这部分的功耗在光引擎整体中永远无法避免，可以认为是DLP技术在效率上的一个缺点，特别是在手持投影整体系统中，如果再考虑散热问题，LCoS芯片优势更明显。相对而言，LCoS的功耗可以做到小于0.1W，从长远来看，LCoS也会有一定的优势。此外，分辨率与尺寸相同，DLP在同样大小的芯片上要实现分辨率的提高，同样是对工艺要求非常高，从第一代的DLP光引擎可以看到，320480的分辨率已经落后与LCoS的640480，虽然在第二代推出了800480的芯片，但还是落后于LCoS技术，纯粹技术上看，发展前景LCoS要比DLP好。LCOS已发展为一个普遍的投影技术，包括有不同的种

11、类，如今正呈现两极化发展：一是应用于大尺寸的背投影电视，这是目前LCOS的主流应用产品，二是应用于小尺寸的高分辨率可携式产品，其中来自JVC的 D-ILA技术较为成熟。在量产及成本问题解决后，该类产品将有机会在前投影市场上获得更广泛的应用。LCOS投影机将会挤入三甲众所周知，投影机按照技术可以分为DLP、LCD以及LCOS三种。目前市面上比较常见的两种投影技术是DLP和LCD。LCOS技术可以说是一种新兴的投影技术，它结合了DLP以及LCD这两种技术的优点。LCOS技术在色彩、对比度、亮度、开口率、光效率、和高分辨率等方面的优势远远超过了DLP和LCD技术。此外，相比LCD技术，LCOS具有色

12、彩鲜艳、灰度优秀、黑色深沉、画面明亮、网格化情况较少和更加节能的特点。相比单片式DLP技术，三片式LCOS投影技术具有更高的光学利用效率、更加丰满的色彩表现，没有色彩断裂现和观赏者眩晕现象等特点。在和三芯片DLP投影机的比较中，三片式LCOS投影机在分辨率上的优势更是DLP投影机无可比拟的。目前，LOCS芯片的分辨率已经可以覆盖2K、3K、4K、8K等水平产品。值得注意的是，LCOS超高分辨率这一绝对优势则是那两者无法比拟的，JVC和索尼都已经推出了使用LCOS技术的4K(4096*2016)分辨率的产品，3LCD和DLP技术还无法实现这样的分辨率。此外，LCOS投影技术具有利用光效率高、体积

13、小、开口率高、制造技术较成熟等特点，它可以很容易的实现高分辨率和充分的色彩表现。相比DLP和 3LCD来说，LCOS投影机与3LCD相比较，3LCD除了略微占一点价格优势外，在色彩、对比度、光效率等领域LCOS都具有无可比拟的优势。正因为LCOS技术有着DLP和LCD无可比拟的优点，所以现在有许多企业，比如，示创、LG、佳能以及索尼、JVC和LG等已经纷纷加入到LCOS技术的研究和发展当中。并且也都推出了LCOS技术的投影机，这些机器虽然价格相对来说比较昂贵但是其极其卓越的色彩效果也是其它技术所不能达到的。总体来说，LCOS投影技术具备了DLP和LCD几乎全部的优点，并同时克服了这两者的不足之

14、处。采用LCOS技术的投影机产品，由于其拥有着近乎完美的画面效果，受到了业内人士以及消费者们的极度好评，相信LCOS投影技术的市场潜力也是不可估量的，在不远的将来，将会以强势跻身于投影机三甲行列。LCOS投影技术特色与LCD、DLP、CRT、DLV投影机技术相比较，LCOS投影技术具有高解析度、高亮度、以及低成本潜力的诸多优势，必将成为投影技术的明日之星。笔者现将其具备的优缺点总结如下： 优势强项：1、高解析度LCOS投影技术最大的特色在于其面板的下基板采用矽晶圆CMOS基板，由于下基板的材质是单晶矽，拥有良好的电子移动率，而且单晶矽可形成较细的线路，因此比较容易达成高解析度的面板。2、高亮度

15、LCOS为反射式技术，不会像HTPS LCD光学引擎会因为光线穿透面板而大幅降低光利用率，因此光利率率可提高至40%，与穿透式的HTPS LCD的3%相较，可减少耗电，并可产生较高的亮度。3、低成本LCOS光学引擎因为产品零件简单，因此具有低成本的优势，再加上台湾厂商大举投入，相较于由Seiko Epson, Sony供货的HTPS LCD面板、及德仪(TI)独家供应的DLP面板，LCOS具有快速走低的供货环境。 劣势不足：LCOS技术本身，仍有许多技术问题有待克服，例如：黑白对比不佳、三片式LCOS光学引擎体积较大。虽然LCOS拥有一些技术上的优势，不过目前在市场上LCOS投影机仍占少数，主

16、要问题在于量产技术尚未克服，零件供货上仍不稳定，因此LCOS仍需以时日才能成为投投影机的主流技术。近年来，随着投影产业的蓬勃发展， 投影机市场日益扩大， 投影已经深入到普通大众的日常生活当中，在我们的身边，随处可见各式各样的投影，大到大型会议室，Imax电影院，小到今天要介绍的个人口袋式微型投影。 在产业迅猛发展的同时，投影的技术也得到了不断的革新，各式各样的新应用也应运而生。人们的各种奇思秒想在投影的平台上大肆绽放，可以说，作为显示技术的一种，投影产业的未来必将前途无量。本文会简单为大家介绍一下口袋微型投影机的概念，分类，主要技术，发展趋势，行业以及应用等等。 一、口袋微型投影机的概念 提及

17、口袋式微型投影机，通常很多人会有一些误解，口袋式微型投影往往会和迷你投影机产生混淆。 通常所谓的口袋式微型投影机，在国外有个专门的单词(Pico-Projector)作为其名字。通常对该投影机的2个方面有一定的限制:a).尺寸: 通常尺寸为手机大小。b).电池续航:要求在不接电情况下至少有2个小时或以上的续航时间。此外，其一般重量不会超过0.2Kg，有些甚至还不需要风扇散热或超小静音风扇散热。可以随身携带(可放入口袋)，屏幕可以投影至50寸或以上，因此，有时我们也会称之为袖珍式口袋投影机(pocket projector)。 而产生混淆的迷你投影机，国外一般称之为(Mini-Projector

18、)，其本身就是一个传统投影的缩小版，它与口袋微型投影机的区别在与:尺寸通常会略大，一般与一本字典大小相当，重量一般也会到0.5Kg或更重，绝大部分的迷你投影机随机没有电池，即使有电池的，由于其本身功耗比较大，也基本无法续航到半小时以上。此外，内置风扇一般可见，且有一定噪音。 二、口袋微型投影技术分类 大家如果对投影机有所了解，应该都知道投影机主要的工作原理都是由光源发出光，通过一系列的光学照明系统，将光源的光均匀的照射到显示芯片上，而信号通过电路系统在显示芯片上实现色阶以及灰阶，显示出图像，此后由投影前端的投影镜头将显示芯片上的图象放大投射到相应的屏幕上。在投影系统里面，光学主要分为成像光学系

19、以及照明光学系，而其中最为关键的元器件则为显示芯片以及照明组件(即光源)。 因此，口袋微型投影机可以从2个方面进行分类: 1. 从光源的角度分类，微型投影可分为LED和激光光源。 2. 从显示芯片角度分，可分为LCoS技术以及DLP技术，其中LCoS对色彩的实现方式又分为色序型以及彩色滤光型2种方式。 三、口袋微型投影机的技术指标，主要技术，技术优劣介绍 1. 技术指标 a).尺寸 b).光电效率:单位功耗(每瓦)能输出的光通量(流明) 该指标是微型投影很重要一个指标，作为普通投影机，由于有电源供电，一般亮度为其非常重要指标，而微型投影，由于要兼顾亮度，电池续航，散热等等系统问题，因此，不简单

20、将亮度而将亮度效率作为其关键指标。 c).分辨率:芯片的分辨率，例如VGA(640*480)，QVGA(320*240)等。 d).色纯度:色彩表现力的指标，通常国际上有NTSC的色域范围衡量 e).对比度:衡量图像易分辨力的指标(简单定义显示的亮态暗态比值) 2. DLP技术 作为迷你投影机(mini-projector)的主要推动者，TI公司在口袋式微型投影(pico-projector)上也下足了力度，自2008年以来，最近DLP也推出了其最新一代的DMD芯片。 目前，在全世界，仅有美国德州仪器(TI)能够提供商品化的DMD芯片产品，其原理主要是通过对微反射镜的控制，达到对光进行开关，从

21、而实现对色阶以及灰阶的，在小小的DMD芯片上，拥有近百万个比头发丝还细微型的小反射镜。 3. LCoS技术 与DLP技术由TI一家公司垄断相比，LCoS的芯片商相对来说就比较多，例如Himax，Displaytech(Micron)，Syndiant等等。此外LCoS技术平台比DLP开放许多，相对来说发展潜力更大。作为LCoS技术，其主要显像原理类似与液晶LCD，也是通过微电路控制电压，使液晶发生扭转，通过液晶对偏振光的控制，打到对光进行开关，从而实现色阶以及灰阶。LCoS(Liquid Crystal on Silicon)与液晶不同之处在于其本身是反射进行光控制，而液晶是透射光控制，这样L

22、CoS本身从技术理论上开口率就要大于液晶。 作为LCoS技术，从08年开始发展到现在，也有当初的彩色滤光型(Color Filter)发展为目前的色序型(Color Sequential)，其色彩表现力以及光利用效率都得到了大幅提升，目前色序型已经成为LCoS主流技术。 谈到LCoS技术，不得不提一下3M公司，作为全世界第一个发布光学引擎的3M公司同样是一家世界500强企业，其企业文化就以创新而著名，在显示技术领域，从投影仪的发明到08年推出全球首款光学引擎，3M公司也成为LCoS技术的一面大旗。此外，由于3M公司在液晶偏振光控制上的长期的技术领先，其本身又开发出一种偏振控制膜，利用该膜制成的

23、PBS(Polarizing Beam Splitter)偏振控光元器件，可以使同性能的LCoS光引擎减少体积30%以上，工艺复杂性大大降低，此外，与普通LCoS光引擎相比，还可以将对比度大幅提高。 4DLP技术与LCoS技术比较 说起DLP技术与LCoS的技术优劣，其实，在目前使用的会议室（教育）商用投影机，就有关于DLP技术与LCoS技术之争，当然作为微型投影，虽然大致的原理类似，但由于实现方式略有不同，还是有些不一样，下面也会从前述的几个技术指标上进行一一作详细比较。 a).尺寸：就目前而言，2种技术最终实现的产品尺寸都基本相同，没有太大的区别。从芯片角度上来看，由于液晶产业的蓬勃发展，

24、LCoS的实现主要是标准液晶封装工艺，大致通过一些ITO玻璃印刷实现电路，而DLP的微反射镜阵列其实现方式是机械实现，每个微反射镜像素下有非常复杂的机械结构，因此，像素点距的减小对工艺提高要求非常高。难度相对要比LCoS实现大很多。 b).光电效率：目前，2种技术实现的亮度效率大致相同，每瓦的光输出7，8个流明。但是从2种技术本身上看，LCoS对信号的要求可以直接由电路接入，而DLP由于是由机械方式实现，在载有DMD芯片的主板上，还有相应的处理器(Processor)以及内存(Memory)，这部分的功耗在光引擎整体中永远无法避免，可以认为是DLP技术在效率上的一个缺点，特别是在微型投影整体系

25、统中，如果再考虑散热问题，LCoS芯片优势更明显。相对而言，LCoS的功耗可以做到小于0.1W，从长远来看，LCoS也会有一定的优势。 c).分辨率：与尺寸相同，DLP在同样大小的芯片上要实现分辨率的提高，同样是对工艺要求非常高，从第一代的DLP光引擎可以看到，320480的分辨率已经落后与LCoS的640480，虽然在第二代推出了800480的芯片，但还是落后于LCoS技术，纯粹技术上看，发展前景LCoS要比DLP好。 d).色纯度：LCoS通过技术进步，目前通过色序型实现，理论上的实现发式已基本一致，因此色纯度上已经基本一致，都已经高于目前显示器以及电视。 e).对比度：DLP是通过微反射

26、镜反射，而LCoS则是通过液晶扭转实现光开关，在开光完全上，液晶一直就存在暗态漏光问题，与传统商务投影机类似，DLP在对比度上的优势在微型投影上依旧存在，但由于在实际使用环境中，由于外界光对对比度影响对微型投影更大，因此，DLP在对比度上的优势相对与其商务投影机来说也相应削弱。另外，前面提到的3M公司的特殊PBS材料，其对比度也能做到250:1,与DLP技术的500:1即使在全黑外界环境下，也应该说差距不大了。 f).产业：DLP由于是Ti一家公司独有技术，因此，产业不确定性较大，相对于LCoS几家争鸣来比，以及将来技术上看，LCoS由于其特有的半导体产业基础，将来应该也会大有作为。 综上所述

27、，笔者认为长远来看，如果Ti公司没有重大的技术突破或较好的市场策略，在将来，随着微型投影产业的井喷，LCoS会比DLP技术占有优势，就目前使用特殊偏振光控制膜的LCoS光引擎在性能上已经比DLP略胜一筹，随着技术的进步，相信作为一个更加开放的LCoS平台，一定会有不错的表现。 5.LED光源以及激光光源 近年来，LED光源技术迅速发展，在照明、家电、IT产品、行业设备里中使用越来越广泛，不仅改善了产品的性能，更为节能环保做出了贡献。对于投影机而言，随着LED光源技术的提升，它也将迎来一个新的产业应用。 a).LED光源 LED（Light Emitting Diode），发光二极管，简称LED

28、，是一种能够直接把电能转化为可见光的固态半导体器件。它具有易控制、低压直流驱动、组合后色彩表现丰富、使用寿命长等优点，以往被广泛应用于城市工程、大屏幕显示系统中，目前在液晶显示器，液晶电视中已经得到广泛采用。特别在LED进入液晶电视应用以后，随着LED产业在显示领域壮大，LED的发展也遵循着大家熟知的摩尔定律，成几何式的发展，成本，效率，产业链，等等,等等各个方面，已经非常成熟，相信在微型投影行业里，也将大放光芒！ b).激光光源 作为微型投影光源技术的另外一种，Microvision公司是该技术的主要代表公司，于09年推出了激光光源的微型投影仪。 就激光光源来看，其成像效果上，整体感觉要比L

29、ED光源方式实现的目前大部分投影仪都要好，但其同样存在成像散斑的问题。此外，高额的成本成为了制约其商业化的主要瓶颈。再则，由于激光本身对人眼的安全性问题，在微型投影主要的消费电子市场，其推广难度也可想而知。整体上来看，激光光源在成本上没有大幅下降的情况下，短期前景无法与LED光源相提并论。 在上面的介绍中已经可以看到，LED在成本，产业化，安全性，产业链等等方面都有激光无可比拟的优势，这些优势在目前LED迅猛发展的短期内笔者认为激光难以逾越，但作为激光，成像质量上的优势以及可以自动聚焦功能，期待其在不久的将来，能有更大的突破。 四、微型投影仪的发展趋势 从目前来看口袋式微型投影仪，在其应用上大

30、部分还是以单机应用为主，基本的应用基本上都以MP3/MP4作为娱乐方面，PDF/PPT演示等作为商务方面应用，在最近的CES上又看到内嵌入手机的微型投影产品，作为将来的发展方向，以手机本身的市场容量，微型投影必定会在这里大放异彩，此外笔记本上的微型投影，不带屏幕的微型投影电脑以及许多目前仅仅在电源中看到的应用等等等等，都会成为微型投影技术绽放光彩的舞台。 微型投影，自21世纪开始，就有科学家以及一些大公司开始研究，作为投影产业的一个分支，其意义对于投影产业是非常巨大的。自3M发明投影仪以来的近半个多世纪以来，投影作为应用也仅仅局限在一些办公，商用的特殊场合下。虽然在2004年前后，大背投投影电

31、视曾经试图进入消费电子行业，但最终由于液晶的惊人发展而销声匿迹，现如今，我们已经看到微型投影在单机消费电子上的许多应用，各家投影厂商也随之重磅出击，应该说微型投影时代已经来临，相信随着将来的内嵌式微型投影产品的越来越多面世，微型投影的将来一定更加光明，投影产业也将成为继液晶产业后显示领域的一个新热点！趋势：微型投影前景看好微型投影真正进入消费者视线是在2008年，而早在2005年微型投影的雏形已经形成。在微型投影机关键元件方面，包括DjinDisplay、MicroPrecision、Microvision(维视图像)、德州仪器(TI)、UpstreamEngineering等公司，早已着手进

32、行微型反射镜片微机电系统(MEMS)的开发，并有研发成果发表。众所周知，微显示投影有三大技术DLP、LCD和LCOS。目前，微型投影机以采用DLP与LCOS技术为主，由于体积极小，主要运用LED(发光二极管)作为光源，亮度在50流明150流明之间，一般可投射出20英寸50英寸的画面。三种技术分别呈现出不同的发展态势。DLP方面，德州仪器是代表厂商。去年年底，德州仪器推出最新一代的微型DLP投影机原型机，它可内置于1cm超薄手机中。目前与其合作的厂商包括三星、LG、奥图码、ALCO、美隆、NEC、明基、Dreamarcade、Sypro及扬明光学等。其中，Sypro和扬明光学在2008年1月美国拉斯维加斯的CES(消费电子展)上均展示了采用DLP技术的微型投影产品原型机。今年10月，奥图码在中国上市首款标准分辨率为480320、亮度为