Lcos微型投影机简析090713
基于ZEMAX的LCOS微型投影镜头设计研究
基于ZEMAX的LCOS微型投影镜头设计研究
基于ZEMAX的LCOS微型投影镜头设计研究
近年来,随着移动设备的普及和需求的增加,微型投影技术受到广泛关注和研究。作为一种新型的显示技术,液晶微显示器(LCOS)在微型投影领域具有独特的优势和广阔的应用前景。为了获得高质量、高分辨率和紧凑的微型投影系统,需要设计和优化具有良好性能的投影镜头。
本文基于ZEMAX软件,对LCOS微型投影镜头的设计进行研究。首先,介绍了LCOS微型投影技术的原理和发展现状。LCOS技术将光学、电子和组装技术相结合,实现了小巧化、高画质和低功耗的微型投影方案。然后,详细探讨了LCOS微型投影系统的主要组成部分以及其中的关键技术。
投影镜头是微型投影系统中最重要的光学元件之一,它决定了系统的成像质量和性能。基于ZEMAX软件,我们利用偏光分离器、透镜组和衍射光学等元件,设计了一款紧凑的LCOS 微型投影镜头。通过优化透镜组的参数和位置,实现了高分辨率和较小的畸变。
在设计过程中,我们采用了序列光路追迹和非顺序模式等方法,通过计算各个光学元件(如透镜、镜片等)之间的相对位置、倾斜角度、曲率和折射率等参数,优化投影系统的光学性能。ZEMAX软件提供了强大的光学设计、分析和优化功能,能够模拟和预测不同设计参数对投影系统成像质量的影响,帮助设计师在更短的时间内获得更好的设计方案。
通过模拟和验证,在我们设计的LCOS微型投影镜头中,通过使用高质量的透镜材料、优化的光路和合适的组件安装方式,实现了高分辨率、低畸变和良好的成像效果。此外,我们
dlp投影仪原理
dlp投影仪原理
一、DLP投影仪的工作原理
DLP(数码光学投影技术)投影仪采用数字式图像显示技术,使用數位微鏡,將源自不同的多個單元投影成一個完整的顯示影像。它是利用一個反射的微鏡陣列來輸出圖像,通過對微鏡陣列的控制,可以控制光的反射或者不反射,來實現對圖像的顯示。
二、DLP投影仪的构成
DLP投影仪由三个主要部分组成:光源、微镜芯片和色轮。光源发出光,通过透镜被聚焦到微镜芯片上。微镜芯片由数以万计的微小镜面组成,每个镜面相当于一颗像素。色轮接在光源和微镜芯片之间,它由不同颜色的滤光片构成,旋转时可以快速切换不同的颜色。
三、DLP投影仪的工作过程
当光通过色轮后,会照射到微镜芯片的镜面上。任何反射到屏幕上的光通过透镜再次聚焦,形成图像。微镜芯片上的镜面可以根据输入信号的控制进行反射或者不反射。当给定的镜面被控制为反射时,对应的像素会亮起;当镜面不反射时,对应的像素则黑暗。通过控制微镜芯片上每一个镜面的反射情况,可以形成完整的图像。
四、DLP投影仪的优势
DLP投影仪具有以下优势:
1. 高画质:DLP技术可以提供高对比度、高亮度和鲜明的颜色,使投影图像更加清晰和逼真。
2. 高可靠性:DLP投影仪使用的微镜芯片具有长寿命和高度
可靠性。
3. 显示灵活性:DLP投影仪可以投影在不同尺寸和各种表面上,适用于不同场合和需求。
4. 响应速度快:DLP投影仪的反应速度非常快,适用于动态
视频和游戏等场景。
五、总结
DLP投影仪利用数字式投影技术,通过控制数万个微小镜面
的反射来显示图像。它具有高画质、高可靠性和灵活性等优势,适用于各种场合的投影需求。
ar_lcos光机原理_概述及解释说明
ar lcos光机原理概述及解释说明
1. 引言
1.1 概述
本篇文章将介绍AR LCOS(Augmented Reality Liquid Crystal on Silicon)光机的原理,并对其进行解释和说明。AR LCOS光机是一种重要的增强现实技术设备,可实现虚拟图像的投影显示与真实世界交叉融合。本文将深入探讨该技术背后的原理和工作机制,并展示其在各个领域中的应用场景和优势。
1.2 文章结构
本文分为五个部分,每个部分涵盖了特定的内容。首先是引言部分,概述了文章的目的、结构以及AR LCOS光机的基本概念。接下来是AR LCOS光机原理概述,介绍了LCOS技术、光机的定义和功能以及AR应用背景与需求分析。第三部分是AR LCOS光机的工作原理解释,详细讲解了光学反射与衍射原理、液晶光阀与像素驱动技术以及反射面成像与调制原理解析。第四部分展示了AR LCOS光机在投影显示领域的应用案例,并讨论了其在教育、医疗、工业等领域中的应用探索。最后,结论部分总结了AR LCOS光机的关键要点,并对相关技术发展趋势进行了前瞻。
1.3 目的
本文旨在全面介绍AR LCOS光机的原理与应用,以帮助读者深入理解该技术并认识到其潜在的优势。通过对光学原理和像素驱动技术等关键概念的解释,读者将能够更加准确地理解AR LCOS光机是如何实现图像投影和实时交互的。此外,我们也将探讨该技术在不同领域中的应用案例,并展望其未来发展趋势。通过本文的阅读,读者将对AR LCOS光机有一个全面而深入的了解,并能够更好地评估其适用性和前景。
「ASK投影机十大卖点」
ASK投影机卖点
1、ASK的品质——源自北欧挪威,专注投影25年,有雄厚的技术积累。市场定位——高端投影机。
2、ASK拥有雄厚的科研队伍——三洋投影业务被松下收购后,ASK就把三洋工程机的研发团队招募到了自己的阵营,而之前,三洋的工程机做的跟索尼工程机是不相上下的,现在这些技术被ASK投影机吸收。
3、技术——3LCD,色域更广,颜色更艳丽,色景更深,还原度更强。更适合教育和商务演示。无机配向膜——ASK投影机使用SONY无机配向膜“BrightE ra”液晶板技术,减缓紫外线对液晶板的损耗,延长液晶板的使用寿命,超高压汞灯泡使用6000小时后,不发黄。
4、数码变焦、局部放大功能——针对工程图纸测绘,书法作品巡展,细节图片教学等,可对文档、图片进行局部放大,更清晰的展示细节。
5、ASK“独门绝技1”——自动翻转功能:是其他任何牌子都不具备的,无论吊装、正投,无需再打开菜单键,凭借重力感应即刻自动翻转,非常方便。行业用户,仅此一项就可深度卡标。
6、ASK“独门绝技2”——画面分割拼接功能:大屏拼接一般需要高端投影机结合分屏器实现,成本高昂、施工繁琐,而ASK的任何一款机器,都无需串接分屏器,仅用多台投影机即可自主完成大屏拼接,将投入降到最低。
7、杀手锏——ASK短焦液晶S系列,以S 1220为例,短焦,液晶,3500流明,XGA(1024*768)分辨率,自动翻转,在短焦液晶机里,价格更是做到了最低。
8、自定义开机画面功能——ASK投影机可将自己喜爱的图片截图、企业形象logo作为开机画面,而不再是生硬的投影机品牌开机画面。在大型涉外会议,处处体现公司的专业形象。
投影仪的原理和应用实例
投影仪的原理和应用实例
1. 投影仪的原理
投影仪是一种将图像投射到屏幕或其他平面上的设备。其原理主要包括以下几个方面:
1.1 光学部分
投影仪的光学部分主要由光源、透镜组、反射镜和投影镜头等组成。光源一般采用高亮度的白炽灯或LED灯,通过透镜组将光线聚焦后,再经过反射镜和投影镜头进行放大和成像。
1.2 显示部分
投影仪的显示部分一般采用液晶或DLP技术。液晶投影仪通过光通过液晶显示屏,调节每个像素点上的透光度来显示图像。DLP投影仪则采用微镜反射技术,通过微镜的开闭来实现图像的显示。
1.3 控制部分
投影仪的控制部分包括信号处理器、图像处理器和电路控制等。信号处理器负责接收和处理输入信号,图像处理器则对接收到的信号进行解码和图像处理,最后通过电路控制实现图像的投影和调节。
2. 投影仪的应用实例
投影仪在日常生活和各个行业中有广泛的应用。以下是几个典型的应用实例:
2.1 教育领域
在教育领域,投影仪常被用于课堂教学、学术研讨和培训讲座等。教师可以将教案、课件等内容通过投影仪投射到屏幕上,实现大屏幕展示,方便学生观看。同时,通过投影仪还可以播放视频、展示实验过程等,提高教学效果。
2.2 商业演示
投影仪在商业演示中发挥着重要的作用。无论是销售演示还是企业内部会议,投影仪可以将销售数据、产品展示、营销策划等内容以图像形式进行展示,增加演示的直观性和吸引力。
2.3 家庭影院
投影仪也常被应用于家庭影院系统中。通过将投影仪与大屏幕或墙面相结合,
可以实现家庭影院的效果。观众可以在家中舒适的环境中观看高清、大画面的电影、电视节目等。
投影机十大功能介绍
投影机是目前市场上比较火的一个办公室必备机器,上面有很多隐形的功能,适合各种场合
使用。那具体都有哪些功能呢?了解一下
1、短焦、广角鱼眼镜头
短焦最大的特点就是能在很近的距离内实现大的画面的投射,短焦更适合在小房间里面
使用,并且其在安装方面也更灵活、更多样化,还能有效解决因场地有限导致投影画面不够大、在演示过程中人在前走过遮挡投影画面或是手影遮挡等一系列的问题。
2、随时暂停 A/V Mute滑盖功能
A/V Mute滑盖功能:当滑盖关闭时,将自动切换到低风扇噪音模式,用户在演示中可以
使用该功能将暂停,从而轻松转移听众的注意力至其他地方,提升会议效率;当长时间不使
用时,关闭A/V Mute滑盖还能有效保护投影镜头免受损伤,同时可避免灰尘落入变焦与聚
焦处。
3、自动调整画面
自动调整画面技术最常见的就是自动提醒校正,所谓自动梯形校正就是对倾斜角度和输
入信号进行检测,然后根据输入信号对梯形失真和图像位置进行自动校正。
4、实时自动聚焦功能
实时自动聚焦功能是NEC NP系列特有的功能,投影机的焦距可以自动根据测量焦距传感器与屏幕间的距离进行实时调整,这一功能随电源自动开启,无论是使用缩放功能或者改变
投影机位置,都可以自动实时呈现清晰图像而无需任何操作,给用户带来更简单的投影机使
用体验。
5、镜头物理移位
镜头通过物理移位,拥有更大的镜头移动范围,在安装和使用过程中能够带来众多的优势,比方说在天花板比较高的大型礼堂,安装投影机则需要比较长的吊杆,但是沉重的大型
投影机和长吊杆的组合恰好构成了危险隐患,此时若使用“投影炮”的镜头移动功能,就可以
LCOS技术介绍
LCOS 技术详解
XGA Micro LCD图像显示芯片是在硅芯片上的反射式液晶光阀,是液晶显示技术上第五代产品,是一个高性能,低价位的芯片组。
LmOs技术是指在硅芯片上的液晶微反射式投影技术,采用0.35μm的IC设计技术,在0.7英寸的晶片上,用CMOS工艺制造1280x960= 1228800个SRAM存储器组成的像素驱动管阵列,并在晶片上覆盖TN液晶层,光路采用反射方式,解决了透射式在高像素时开口率下降的缺点,一般透射式的开口率为50%左右,而反射式开口率可达94%。通过对SRAM写入一个按时间变化周期调制信号来产生LCD的灰度等级形成256级灰度等级。 LGOS的晶片技术还包含一个8bit ADG,达到SOG(Sysem on chip)的水平,以135MHz的速度将大量RGB影像数字化。从而进一步降低系统成本。LGOS技术与相应的光学系统结合可以用于正投影或背投影系统。在投影显示系统中使用IGOS技术与共它技术相比具有高分辨率、低成本、图象亮率更大、重量更轻等特点。液晶涂层材料及工艺是LGOS技术的关键,在SRAM象素驱动阵列上镀金属膜及叫膜后覆盖TN液晶层,组成反射式液晶光阀。LGOS技术是液晶技术上的第五代产品,具有高对比度(550:1)、高响应性及高光均性。
XGA Miero LCD图像显示芯片是在硅芯片上的反射式液晶光阀,是液晶显示技术上第五代产品,是一个高性能,低价位的芯片组。芯片组用于三色光学驱动引擎,可产生XGA到UXGA/HDTV解像度的高对比,高亮度,24位彩色影像。
激光投影仪工作原理解析
激光投影仪工作原理解析
激光投影仪是一种广泛应用于商业演示、家庭娱乐以及教育培训领域的现代化显示设备。它具有高清晰度、高亮度和高色彩还原度的特点,成为许多场合替代传统投影仪的首选。本文将对激光投影仪的工作原理进行全面解析。
一、激光原理
激光投影仪利用激光原理实现图像的投影。激光,即“光放大器产生的射频场激发辐射”,是一种具有高度协调和单色性的光。激光由一个光源产生,通过反射镜或透镜进行调节和聚焦,通过颜色分离镜将光分解成红、绿、蓝三原色,再通过光路组合成所需的彩色图像。
二、DMD技术
激光投影仪的核心元件是数字微型显示器(DMD),它采用了德州仪器的数字微镜片技术。DMD是由数十万个微小的反射镜阵列组成的,每个反射镜都可以根据电信号的控制来反射或透射光线。通过控制每个反射镜的倾斜方向和角度,可以精确地控制激光光源的强弱,实现高清晰的图像显示。
三、色轮技术
为了让投影仪能够显示真实的彩色图像,激光投影仪采用了色轮技术。色轮是一个旋转的圆盘,上面有红、绿、蓝三种颜色的滤光片。当光从激光源进入色轮时,色轮会按照一定的频率旋转,使不同颜色
的光线依次通过DMD并投影。通过调整色轮的旋转速度,可以控制每个颜色的亮度和颜色混合比例,从而实现真实的彩色图像显示。
四、光学系统
激光投影仪的光学系统主要由透镜、反射镜和投影镜头组成。透镜
用于对激光光源进行调节和聚焦,保证光线的均匀分布和清晰度。反
射镜则用于调整光线的入射角度,使得光线可以准确地反射到DMD上。投影镜头负责将经过DMD反射的光线进行进一步的聚焦和投影,使得图像能够被清晰地显示在屏幕上。
3LCD、LCOS、单3片式DLP成象原理及优缺点比较(SONY的自动光圈技术是忽悠)
3LCD、LCOS、单3片式DLP成象原理及优缺点比较(SONY的自动光圈技术是忽悠)
CD背投显示原理及优缺点
LCD背投是液晶显示技术和投影技术相结合的产物,它利用了液晶的电光效应,通过加在液晶单元两端的电压大小来控制液晶分子的偏转方向,从而控制光线通过液晶单元的透过率,以产生不同灰度层次及色彩的图像。现代液晶背投大都采用3片式LCD面板。三片式LCD背投是用三块液晶面板分别作为红、绿、蓝三色光的控制层。光源发射出来的白色光经过镜头组后会聚到双色镜组,双色镜是在镜片上镀上多层光学膜,使某些波长的光被反射,而其余的被透射。红、绿、蓝三色光被双色镜组分离出来后投射到对应的液晶面板上,三种颜色的光在透过各自的液晶面板时,其光强被调制,然后在合光棱镜中聚合在一起,由投影镜头投射到投影幕上形成一幅生动的全彩色图像,如图1所示。三片式LCD投影机比单片式LCD投影机具有更好的图像质量和更高的亮度。
LCD背投的光源是专用大功率灯泡,主要有超高压水银灯和金属卤化物灯,发光能力远远高于利用荧光发光的CRT投影管,但由于此类灯泡的寿命只有几千小时到不到两万小时,而价格却从一千元到几千元,所以有较高的使用成本。且大功率灯泡存在散热问题,开机的预热和关机后的散热都需要时间。此外由于光线在穿过chip的过程当中,很大一部分都被HTPS面板逐层给吸收了,所以最终透过面板的光线不足20%。又因为HTPS的控制电压的继电器必须做在每两个像素之间,所以这无形中大大占据了面板表面的有效光利用面积。直接的后果就是严重影响了开口率,开口率低直接导致对比度无法达到理想的效果。同时像素之间的“晶体管”装置直接影响了像素的间隔距离,无法使得相邻的两个像素点之间的“点距”更微小,所以HTPS 的像素效应在各种固定像素投影技术中是最明显的。
投影仪工作原理
投影仪工作原理
投影仪是一种通过光学技术将图像或视频投射到屏幕或其他平面上的设备。它主要包括以下几个基本原理:
1. 光源:投影仪的光源通常采用高亮度的白光源,如白砖灯或者LED灯。光源会发射出光线,并为图像的投影提供光亮度。
2. 镜头系统:投影仪内部设有特定的镜头系统,通过可调节的透镜实现焦距的调整和图像的放大或缩小。镜头系统能够将经过处理的光线聚焦到特定的位置上。
3. 像元矩阵:像元矩阵也称为光学转换器,是投影仪内部的一个关键部件。它通常采用液晶(LCD)或数字微镜(DMD)
技术。在LCD技术中,光线通过液晶面板,液晶面板根据电
压的变化来控制光线的透过程度,从而实现亮度和颜色的调整;在DMD技术中,微小的可移动反射镜片(称为微镜)根据电
信号的控制来反射或透过光线,从而调整像素的亮度和颜色。
4. 影像处理器:投影仪内部通常还配备了图像处理器,用于对输入的图像或视频信号进行处理和优化。处理器可以提高图像的色彩还原度、对比度、亮度等方面,从而提供更好的视觉效果。
5. 投影屏幕:投影仪在将光线投射到屏幕上时,其前方通常需要设置一个特殊的投影屏幕。投影屏幕能够反射大部分光线,使得图像能够更清晰地呈现在屏幕上。
综上所述,投影仪的工作原理主要包括光源的发光、镜头系统的调节、像元矩阵的控制和影像处理器的优化。通过这些原理的共同作用,投影仪可以将输入的图像或视频信号转化为可见的光学图像,并投射到屏幕上供观看。
硅基液晶(LCOS)技术及其特点
硅基液晶(LCOS)技术及其特点
曾经被很多业内人士视为一朵奇葩,但因为制造困难和成品率问题而屡遭挫折。不过,LCoS(硅基液晶)还是凭借其出色的显示特性在平板显示领域、尤其是投影和高清电视领域占有了一席之地。
显示新兵履历
硅基液晶(LCoS)是一项相对新颖、而又相对鲜为人知的显示技术,如今正大举进入高清电视市场。真正给人深刻印象的是,与传统上先以表现平平的性能占据底层市场,而后追求上佳图像质量不同,LCoS一开始就在图像质量方面立足于高起点。LCoS在所有显示技术当中提供最高的分辨率、最高的非CRT 对比度以及最小失真的图像。对于图像闪烁及视觉疲劳的人来说,LCoS拥有最高的刷新率(120Hz),可获得画面最流畅、闪烁现象最少的图像。
当然,LCoS事实上不是全新技术,因为这项技术开发已有十多年; 而自1998年以来,日本的JVC公司其实一直在交付采用该技术的高端、专业前投式投影仪,不过到目前为止规模仍然较小。LCoS技术设计制造非常困难,为数不少的公司已经放弃或者宣告失败: RCA旗下的汤姆逊公司在2001年生产出了第一款商用的LCoS高清电视,随后东芝(采用日立的LCoS芯片)和飞利浦公司亦步亦趋,不过到2004年10月所有这些厂商都中途退出; 2004年1月,英特尔宣布将开始生产LCoS面板,这让整个业界大跌眼镜,不过随后它在2004年10月终止了项目,根本没有交付任何产品。因而,LCoS的未来遭到了许多分析师的质疑,不过现在情况已经发生了变化。
JVC在2004年7月发布了第一款背投式1280×720高清电视,这标志着第二代LCoS开始问世。随后索尼在2005年1月加入了这一行列,推出了高端的1920×1080 Qualia设备。Brillian紧随其后,开始在2005年年中交付其1280×720产品。到目前为止,全球可以购买的LCoS高清电视只有寥寥几款。不过,JVC和索尼最近宣布推出各自的第二代高清电视,LG公司宣布推出第一代产品(采用SpatiaLight公司的LCoS面板)。日立公司是LCoS领域的另一个重
短焦投影机优点和缺点分析
短焦投影机优点和缺点分析
高亮是投影机不断追求的目标,高清是投影机不懈前进的方向,短焦也是投影机未来必然趋势。短焦投影机的优势:
1,节约空间
近十年来,中国建筑业发展迅猛,但是房价持续攀升,不仅居家生活略显紧凑,而且各家公司为了开源节流,也普遍采用小型会议室。
用短焦投影机玩游戏
短焦投影机开会
随着民间教育业的兴盛,短焦更是呼之欲出,尤其是在幼教行业,短焦投影机配合白板使用,几乎成为了标准配置。
短焦投影优势二:阴影小
由于背投的成本过高,普及比较困难,多数用户都选择了正投。
短焦投影互动教学
正投使用时,演示者站在投影机于幕布间,总会产生阴影。投射距离较远时,阻挡了投射光线产生阴影,而会大大影响演示效果。
短焦投影演示
如果采用短焦投影机投射距离短,所产生的阴影相对会小很多。
短焦投影优势三:利于健康
会议室,教室,演播室等场所,多数都采用吊顶正投的安装方式。
高端短焦投影应用
当演示者在中间演示时,眼睛很容易受到强光刺激,影响健康。演示者平视线于投影机的投射线产生的角度越大,越不容易受到刺激。
零距离短焦投影机
短焦投影机,可以解决以上诸多问题。其中零距离投影是最佳的解决方案,但是现阶段,零距离投影机面世时间尚短,售价居高不下,很难被中小企业或小型教育机构所接受。
短焦投影机固然有点多多,但是也存在不少弊端,除了售价偏高,还有以下缺点:
1,畸变问题
由于投影机有投射距离,特指光源与幕布上的画面存在不可忽视的距离,而且投影机的光源是发散性的,上下会有一定角度,左右也有一定角度,投射的画面边缘容易出现畸变。
短焦大幅输出
DLP技术与LCOS的比较
DLP技术与LCOS的比较
.DLP纯数字化显示技术。DLP(数码光处理)是在投影和显示讯息方面的一种革命性技术,根据美国Te xas Instru ments(TI)公司开发的数码微镜无件(DMD)设计而成,创造出显示数码视像讯息的最后一环,它采用发射光成像原理,实现图像处理全数字化,具有稳定可靠、维护方便、亮度高、显示图像平滑、细腻、精确的特点,DLP投影技术广泛用于桌面投影机、商务投影机、电影院放映,尤其在大屏幕投影拼接显示领域,它一直处理领导地位。
.LCOS显示技术。它是近几年来在LCD技术基础上发展的一种新的显示技术,LCOS最大的优点是解析度可以很高,在携带型资讯设备的应用上,此优点比较突出。缺点是模组的制程较为繁琐,各生产阶段良率控制不易,成本难以有竞争力。目前只能停留在需要高解析度的特定用途中,如液晶投影器。
1、DLP显示技术
DLP(数码光处理)技术是在投影和显示讯息方面的一种革命性技术,根据美国Te xas Instru ments公司开发的数码微镜无件(DMD)设计而成,创造出显示数码视像讯息的最后一环。DLP技术在消费者、商业及投射显示工业应用上提供更高的投影质素。与已有的投影技术比较,DLP具备三种主要优点。DLP固有的数码性质能达成全无雪花的精确影像质素,灰度比例与彩色重播更佳,同时也可使D LP位於数码影视投射结构的最后一环。DLP的效率较液晶显示(LCD)技术更高,因为它采用D MD反射原理工作不需要极光。最后,微镜的紧密间隙令投射的影像产生更细致的无缝画面,分析力特别高。对电影投射、电脑幻灯片放映互动、多人及全球性合作等各方面,DLP在达成数码视像沟通上是今日和明日的唯一最佳选择。
投影仪的工作原理
投影仪的工作原理
投影仪是一种常见的多媒体设备,广泛应用于教育、商务和娱乐等领域。它能够将图像或视频投射到屏幕或墙壁上,使观众可以清晰地看到放大的影像。
投影仪的工作原理主要涉及光学、电子和显示技术。下面将详细介绍投影仪的工作原理。
1. 光源
投影仪的光源通常采用高亮度的气体放电灯或LED灯。光源发出的光经过透镜系统聚焦,形成一个光斑。
2. 透镜系统
透镜系统由凸透镜、凹透镜和棱镜等组成。它的主要作用是对光进行聚焦和调整光线的路径,以确保光线能够准确地投射到屏幕上。
3. 显示芯片
显示芯片是投影仪的核心部件,它负责将输入的图像或视频信号转换为光学信号。常见的显示芯片有液晶显示芯片(LCD)和数字微镜显示芯片(DLP)。
- 液晶显示芯片(LCD)
液晶显示芯片由许多微小的液晶单元组成,每个单元能够通过控制电场来调节光线的透过程度。当电场作用于液晶单元时,液晶分子会改变排列方式,从而改变光线的透射程度。通过调节液晶单元的透过程度,液晶显示芯片可以控制光线的亮度和颜色。
- 数字微镜显示芯片(DLP)
数字微镜显示芯片采用微镜阵列技术,由许多微小的镜面构成。每个镜面可以
根据输入信号的电压来调整光线的反射方向。通过控制镜面的反射方向,数字微镜显示芯片可以控制光线的亮度和颜色。
4. 光学引擎
光学引擎是投影仪中的关键部件,它由透镜系统和显示芯片组成。光学引擎的
作用是将输入的图像信号转换为光学信号,并通过透镜系统将光线聚焦到屏幕上。
5. 投影
光学引擎产生的光线经过透镜系统后,被投射到屏幕上。透过透镜系统的调节,投影仪可以调整投影的大小和清晰度。
LCOS微型投影仪中照明系统的设计
浙江大学 硕士学位论文 LCOS微型投影仪中照明系统的设计 姓名:王蓉 申请学位级别:硕士 专业:光学工程 指导教师:余飞鸿
第一章简要介绍了投影仪的历史和发展,并对投影显示做简单分类。着重分 析了LCOS投影仪的结构和原理,并基于LCOS投影仪的原理以及发展对LCOS 微型投影仪的照明系统的设计进行分析并且提出要求。
第二章对非成像光学系统进行研究。介绍了非成像光学理论的起源以及与成 像光学理论研究的区别。讨论了理论最大集光比率和光学扩展量以及非成像光学 系统一种重要的分析方法,边缘光线分析法。最后对投影仪系统中的6tendue进 行分析并且提出设计要求。
Chapter 4 compared the spot light source with LED,and projectors’illuminating
IIl
渐江大学硕士军位论叉
to删ust system using LED is studied.CPC concentrators are used
浙江走擘硕士学位论文
图1.2电影放映机系统结构图 随后光学投影仪(Optics Projector)被开发出来,外型如图1.3所示,利用复 印机将资料复印在投影片上,再将投影片放置在菲涅尔透镜(Fresnel lens)上, 经过光学系统中的投影镜头,把投影片上的资料投影在屏幕上。其制作手续及成 本都比幻灯片简单且便宜。
【微视(MicroVision)...
【微视(MicroVision)...
从16年底,美国微视公司就与意法半导体(ST)宣布合作开发、生产、销售及推广激光束扫描(LBS)技术,其中LBS解决方案开发的内容就包括微型投影仪和平视显示器(HUD)。目前,在微电机系统(MEMS)技术已经在硅基片中构成了完整的微显示器,无须再制造附加的上层结构。
MicroVision MEMS 扫描镜结构与原理
MEMS扫描镜内部构造
MEMS镜组件中有一个反射镜悬浮在常平架(Gimbal Frame)内,常平架上有一个微加工的通电线圈。MEMS裸片周围安装有永磁体,用于提供磁场。
在MEMS镜组件工作时,只要给MEMS线圈施加一个电流,就能在常平架上产生一个磁力扭矩,并沿旋转轴的两个方向产生分量。扭矩的两个分量分别负责常平架围绕挠曲悬架旋转和扫描镜谐振模式振动,通过水平和垂直波的简单叠加,从而使得MEMS镜面产生双轴转动。
红、蓝和绿色激光二极管与MEMS扫描镜集成在一起形成一个紧凑的彩色显示引擎。其中,扫描镜系统在设计中使用了MEMS和小型激光器。
包含MEMS扫描镜和激光光源的扫描引擎子系统
PicoP激光束扫描技术工作原理
PicoP扫描技术的工作原理
当需要显示某种颜色的单个像素时,系统中的激光器会打开。若由于图像内容而不需使用三个激光器中的某一个时,可将其关闭,从而最大程度地减小功耗。
这个系统可以产生720p、1280×720的图形显示分辨率,亮度可达25lm,在1.1m的投影距离上可以形成对角线尺寸约为1m的图像。因此这种设计具有功耗低和体积小的特点。使用激光光源的另外一个优势是,图像在任何投影距离点都处于聚焦状态,不需要任何调整。
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Lcos微型投影机简析
陈铭 20090706
LCOS作为一种微型显示技术,在90年代末就已经出现,随着技术的成熟、工艺的逐步完善,已逐渐与DLP、LCD两大显示技术在投影市场上形成分庭抗礼之势。LCOS的结构是在单晶硅上生长电晶体,利用半导体集成制作驱动面板(又称为CMOS-LCD),然后在电晶体上透过研磨技术磨平,并在上面镀铝膜电极作为反射镜,形成CMOS有源点阵基板,然后将CMOS基板与含有ITO透明电极的上玻璃基板贴合,再注入液晶,进行封装。像素电极同时也作为反射镜,像素的尺寸一般可以做的很小约为7~20μm,开口率高达96%。结构见图1(摘自网络)
图1
利用单片LCOS器件进行投影机开发大致可分为两大类:一是利用RGB色光作为光源,利用单色LCOS较高的场刷新率特点,采用时序方式将一场信号分解为R场、G场、B场分别显示,然后利用人眼的视觉暂留特性进行时间混色,形成一副完整的彩色图像;二是利用白光作为光源,采用单片CF-LCOS作为成像器件直接成像为彩色图像。
CF-LCOS技术以台湾的HIMAX为代表,其技术特点是在单色LCOS芯片上,加上印刷有红、绿、蓝滤色单元的CF膜,然后将该CF膜和LCOS的液晶成像单元严格对准。这样,原来LCOS面板上的一个物理像素就变成了对应的一个基色点,由3个相邻的R、G、B基色点组合成一个完整的显示像素。当白光照射进来的时候,由驱动电路控制,把图像对应的R、G、B点阵信息分别送到相应的物理显示像素上,并根据该像素的灰度等级,控制液晶分子旋转,对白光进行光阀开关控制,被控制的白光透过物理像素对应的彩色滤色片单元后,形成彩色的图像。
CF-LCOS面板由于采用了和传统TFT-LCD相似的成像原理,故使用起来非常简单。只需要单片面板+白光光源就能生成彩色图像,其相对于时序方式具有以下优点:
1、在光路设计上远比时序方式简单,也完全没有时序方式光路设计不当带来的白场色彩不均匀现象;
2、由于采用R、G、B滤色片进行空间混色,因此图像全场刷新率在90HZ(CF-LCOS要求的最低刷新率)
以上,显示的图像平滑细腻、画面稳定、无闪烁感。而时序方式由于采用将每一场信号分解为R、G、B三色场的方式来进行时间混色,在观看实际画面的时候,难以避免的会出现类似于单DLP+色轮方式投影机的彩虹现象;
3、在面板驱动电路的设计上,由于CF-LCOS采用和传统的TFT-LCD相似的成像原理,所以两者在驱动电
路的原理上相近,只不过需注意的是由于CF-LCOS要求的刷新率达到90HZ以上,因此需要采用具有场频倍频功能的驱动方案。
4、在LED驱动电路的设计上由于只需要考虑给大功率白光LED的恒流驱动,因此相对时序方式要简单一
些。时序方式不仅要考虑R、G、B三路色管的高速PWM调制恒流驱动,而且还需充分考虑三色管的电流平衡、由于大功率R、G、B色管的衰老各不相同,所以长时间使用后很难避免色彩的失真现象。因此需要在设计之初就充分考虑LED的散热、可靠性等因素;
5、在对LED的选型上,由于CF-LCOS采用工作在持续恒流状态下的大功率白光LED,因此此类管子可供
选择的余地比较大,而时序方式则要求三色LED管工作在高速PWM开关调制的恒流状态下,因此在进行LED选型时,既要考虑3只色管的发光效率,光学特性,又要充分考虑该LED的高速开关损耗,因为损耗越大,一方面会导致发热严重,影响LED寿命;另一方面由于时序方式采用三色分场显示,时间混色的方式形成彩色图像,如果开关特性不好,可能会带来显示效果的劣化,严重时甚至可能影响色彩的正确显示;
6、在光源散热上,由于CF-LCOS只需要考虑对一只大功率白光LED散热,因此散热设计难度要低于对三
只R、G、B – LED的散热设计;
虽然CF-CLOS具有上述有点,但是其劣势也是十分明显的:
1、首先是光学利用率,由于CF-LCOS是采用在LCOS面板上覆盖CF膜的方式来形成彩色图像,尽管LCOS
本身的反射率很高,但是经过CF膜后,其光学通过率大大下降,而时序方式是使用一张单色的LCOS 直接反射色光,因此能充分利用LCOS高反射率的特性来提高整个光机的光学利用率;
2、在显示色彩和图像对比度等效果上,CF方式和时序方式更是没法比。CF-LCOS的色域只有35%NTSC左
右,而且随着其色饱和度的增加,对光线反射率必然会大幅下降,影响最终的光输出。而时序方式的色彩可以完全由3只色管来决定,其色域达到并超过100%NTSC都并不是不可能的事情;
3、在功耗上,虽然白光LED具有比较高的能效,可惜经过在CF-LCOS的CF膜上损耗后,其整个光机的
最终能效会明显低于时序光机,因此在最终输出亮度相同的情况下,时序光机的整机功率可以明显低于CF-LCOS光机;
4、在图像分辨率上,由于CF-LCOS是将单色LCOS面板利用CF膜分隔成R、G、B显示点阵,最终是每3
个物理像素点形成一个显示像素。而时序方式采用空间混色,其面板一个物理像素就对应一个显示像素。因此相同面积的显示面板,CF-LCOS的分辨率会明显低于时序方式。
由于目前我公司开发生产的两款LCOS投影产品都是白光LED + CF-LOCS架构。因此我们重点阐述一下白光LED + CF-LCOS产品技术中的要点。
一、整机架构:
以白光LED + CF-LCOS为架构开发的投影产品中,整个系统一般分为如下部分(见图2):
图2
二、各部分模块简述:
1、光机:一个光机的典型内部结构见图3(摘自互联网)
图3
上述光学结构中,可分为照明部分和成像部分
A 照明部分。
●由上图中“21”大功率白光LED发出混合白光(P+S),
●经过上图中“22”收集后,再经过“23”和“24”筛选和折射,P光穿透,S光折射。
●被折射的S光到上图中“25”上(CF-LCOS)成像
B 成像部分
●通过CF-LCOS产生的彩色图象经过镜头组“27”投射到屏幕。为保证成像质量,CF-LCOS的成像面和投
影镜头“27”的焦平面重合是至关重要的。
最终,前段的照明系统经由CF-LCOS成像后,穿过投影镜头“27”,到屏幕。
目前四川维优公司使用的光机主要有两种:
·一种是IMD的640X480,配置单只3W白光LED光源,用于coolby产品。该光机特点亮度较低,均匀性不好,不过使用简单(单只LED散热比较好处理),成本便宜;
·另一种是红蝶的H11光机,该光机配置800X600的CF-LCOS,一只6管芯的大功率白光LED,用于coolux-1产品。该光机亮度适中(在具体应用的时候进行了加功率处理),均匀性较好,不过价格相对较贵,由于大功率散热不好处理,同时该光机的LED封装比较特殊,它内部6个管芯每两个并联封装为一
路,共为三路,并且这三路全部共阳。见图4。