Lcos微型投影机简析090713
LCOS投影机技术优势
应用在显示彩色或视频图像时，白色 色轮在这种图像的显示模式时大部分 时间是没有贡献的，所以光的利用率 比较低，能达到黑白模式显示状态时 的40~65%，颜色的深度较差。尤其是 显示快速移动的图像时，由于单片DLP 产生的是连续而非同时到达的RGB基色 ，这种时间上的差异可能会产生在视 觉上所谓的“彩虹效应”。
佳能LCOS高清投影机技术优势
WUX5000/4000主要特点
高分辨率/高画质的WUXGA - LCOS + AISYS4带来高画质 / 高分辨率 WUXGA (1920×1200)
5000lm/4000lm高亮度
- 真正5000lm/4000lm彩色亮度
优异的投影镜头
- 高质量可更换镜头，长焦亮度不损失，短焦亮度损失小 卓越的色彩还原 -新型6 轴色彩校正+3DLUT -12比特图像处理技术 多种影像模式 - 照片模式和DICOM模式等
2
LCD的技术特点
3
透射性LCD面板
优势：价格低廉
1、穿透式液晶，因为光线需要穿透液晶板，所以控制电路需要设置在像素点四周，因此画面 会出现明显的网格，影响画面整体的细腻性。
2、因为四周的控制电路，光线无法穿透，影响到LCD的开口率（＜60%），光线利用率很低。
3、因为光线穿透液晶板，光能蓄积，所以短时间内液晶片会因为高温而老化，一般1500小时 开始老化，10000小时左右到达老化峰值。 4、LCD为多晶硅，电子迁移相对要慢（光子、电子在内部移动的速度），画面会有延时。
Lcos投影原理-精华
LCOS投影技术介绍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，其中较热门的技术LCOS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。
注意：其实Lcos相对于其他的投影技术最大的区别就在于控制光线分解及合并的光路设计部分，也就是如何通过图像中像素信息去调节RGB各分量的大小(就是调制过程)。
LCD和DLP调节RGB分量使用的是光透射模式，会损失很多光线。
而Lcos采用的是反射技术，光损失没那么多！而且在设计上，Lcos液晶面板的开口率也比前两种大很多，这样当然会减少功耗。
简述下DLP与LCOS区别如下：DLP投影LCOS投影就目前而言，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)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，320×480的分辨率已经落后与LCoS 的640×480，虽然在第二代推出了800×480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投影机技术介绍
硅基液晶（Liquid Crystal on Silicon, LCoS）是一种液晶显示器（LCD）的新兴技术，是由Aurora Systems融合半导体CMOS集成电路与液晶两项技术的优势，于2000年开发出的一种高分辨率、低价格反射式新型显示技术。
它是一种将LCD直接制于单晶硅片上的新型液晶显示器件。
单晶硅片上可将LCD的有源矩阵薄膜晶体管（AMTFT）、外部驱动电路及控制电路等全部制于上面，以此作为LCD的一块基板，与另一块作为公共电极的涂上透明导电层的玻璃基板共同封接成一个薄盒，注入液晶即可制成硅基液晶显示器件（LCoS）。
众所周知，LCD已经历了TN型、STN型及TFT型等数代的更新，它们都是在LCD自身上下功夫。
而目前的LCoS则是将LCD与集成电路（IC）制成一体，这对LCD而言，无疑是一个全新的技术突破，它是TFT-LCD的新一代液晶显示产品。
2.LCoS的技术特点LCoS的结构是在硅片上利用半导体工艺制作驱动面板（亦称CMOS-LCD），然后在单晶硅片上通过研磨磨平，并镀上铝（Al）作为反射镜，形成了CMOS基板，再将CMOS基板与涂有透明电极的上玻璃基板粘合，并注入液晶，进行封装而成。
LCoS的结构特点决定了其与常规LCD有着众多的不同点，具有一些LCD及任何其他显示器所无法比拟的技术特点。
2.1智能型显示器件由于LCoS属于一种将液晶显示器件（LCD）与大规模集成电路（LSIC）制成一体的显示器件，甚至还可将信息处理系统集为一体，故使显示器件自身具有了某些智能功能，可将其称为智能型显示器件。
智能型显示器与性能最先进的芯片相结合，不仅能处理极其复杂的运算，而且还能拥有与PC 相类似的多种功能。
不是PC胜似PC，故智能型显示器将不再是电脑的外围设备而逐渐上升为主流设备，与电脑平起平坐。
LCD与LSIC是一对孪生兄弟。
LCD的轻、薄、小、微（是指功耗）的特点使显示器件的信息显示实现了个人化，而个人化的最终结果为LSIC提供了宽阔的市场发展前景。
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LCOS投影机通常都是SXGA （1365×1024）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，从而大幅提高性能。
LCOS投影技术
一、引言大屏幕投影显示系统是上个世纪80年代末开始兴起的一个新兴行业。
主要用于电信电力网管监控、高速公路道路监控、*****、*****、消防重点部位监控、*****、银行的等领域信息显示系统的应用。
十多年来，大屏幕显示系统的产品不断发展和进步，已经成为一个成熟的技术领域。
作为大屏幕显示系统一个最重要的组成部分——投影机，它的技术也经历几代发展的历史。
CRT(Cathode Ray Tube)技术作为投影领域的先驱，在上世纪末的投影市场占据重要的地位，早期的大屏幕监控系统几乎都是采用了CRT投影技术。
但是由于CRT投影机的显示核心和发光亮度均由CRT来完成，亮度和分辨率的矛盾成为制约CRT投影机在市场进一步应用的主要因素，另外，CRT投影机三枪分别显示，使得投影机的安装调试非常困难等。
现在CRT投影机在控制室市场的应用，已基本为LCD，DLP技术的投影机所替代。
LCD技术是在1968年发明的，以LCD作为成像面，由于光线是透过LCD板投射到屏幕上的，因此每个液晶点旁边的调制电极会阻隔光线的传递，会使图像画面有很强的点阵感。
尽管多晶硅(Poly-silicon)技术采用了柱状点阵，使得光线的透射率有很大的提高，但一般也使之达到8 5%。
但是，LCD技术，采用三片显示技术，红、绿、蓝三色分别成像，颜色还原性好，性能稳定，对比率高，图像层次感好。
DLP(Digital Lighting Processor)数字光处理技术主要核心以DMD(Digital Micromirror De vice)数字微镜设备为成像主芯片。
根据DLP投影机中使用DMD芯片的数量，分为单片(使用一片DMD芯片)、三片(使用三片DMD芯片)DLP投影机。
三片DLP投影机采用三片DMD的成本较高，绝大部分用于控制室领域的投影机都是单片DLP投影机。
LCOS(Liquid Crystal on Silicon)投影机在90年代末就已经出现。
LCOS投影技术
LCOS投影技术LCOS投影技术投影技术是利⽤LCOS发展⼤屏幕数字背投影电视的核⼼技术之⼀投影技术，也是关键点。
⽬前在国内LCOS的光学引擎、投影镜头、投影灯泡等也处于研发初期，⼤部分⼚商的⼤屏幕数字投影电视主要依靠于从国外进⼝器件组装成成品，在这种情况下，发展投影技术，形成核⼼部件的国产化和⼤规模产业化⼗分重要。
5.1背投显⽰技术背投(Rear Projector)的定义是相对于传统的前投(Front Projector)⽽⾔的。
⼆者的主要区别在于图像光线的来源⽅式。
前投系统中，观察者和投影机位于反射屏幕的同⼀侧，投影机投射出的光线照射到屏幕后，再经过反射到达观察者；⽽背投系统中，观察者和投影机位于显⽰屏幕的两侧，从投影机发出的光线照射到半透明的显⽰屏幕上，部分透过后形成图像，所以观察者看到的是透射出来的光。
通常⼈们提到的多媒体投影机主要是指前投影机，与它们相⽐背投影的优势在于背投系统中投影机和屏幕是⼀个整体，⽤户使⽤时⽆需进⾏光学调整，像使⽤普通电视机⼀样简单。
此外背投系统中光学投影机封闭在⼀个箱体内，投射到屏幕上的光线不会受到外界光线影响，因此在较暗或较亮的环境下都可以完好地显⽰图像。
正是基于这些原理产⽣了背投电视，由于采⽤的不同的投影机种类，背投技术可以分为CRT(阴极射线管)、LCD(液晶)、LCOS(硅基液晶)、DLP(数字光处理)等⼏种。
到⽬前为⽌，CRT背投电视的技术最为成熟，⽣产规模较⼤，性价⽐⾼，依然是国内背投电视市场的主流产品。
CRT投影机可以说是投影机的⿐祖。
CRT投影机也叫三枪投影机，其⼯作原理与CRT 显⽰器没有什么不同，其发光源和成像均为CRT。
虽然CRT投影机的⼯作特征与LCD、DLP等投影机有本质区别，且CRT投影机与LCD投影机同属传输型投影机，但CRT投影机是本⾝发光，是由阴极射线电⼦束扫描击射在成像⾯上，使成像⾯上的荧光粉发光形成图像后，再传输到投影⾯上。
硅基液晶(LCoS)投影技术的工作原理
硅基液晶(LCoS)投影技术的工作原理 大多数人都是看着阴极射线管（CRT）电视机长大的。
这些电视机虽然又大又笨重，但只要信号清晰，它们依然会有很好的画质。
现在，大多数人心目中的电视机形象还是CRT 电视机。
JVC 供图一个LCoS 微型器件 但是，如果您近期准备为自己买台电视机，那么您会发现现在拥有更多选择。
对于40英寸以下的屏幕，阴极射线管电视机仍然有着很好的表现。
但如果您想拥有一台大屏幕、平板、宽屏电视机或全兼容高清电视，那么您可能需要在以下几种类型的电视机中进行选择，它们包括：液晶（LCD）、数字光处理（DLP）和硅基液晶（LCoS）。
LCoS 并不是一门非常新的技术，但是直到最近才得以广泛应用。
在本文中，我们将了解LCoS 背后的技术，探究它如何提供清晰的画面，以及制造商如何解决黑电平和对比度方面的问题。
LCoS 最常见的用途是在正投和背投电视机方面。
其结构和DLP 系统非常相似。
DLP 使用数字微镜器件（DMD）来产生画面，其成像过程就好像用一块块正方形的小瓷片制作马赛克一样。
DMD 包含数百万块能反射灯光的极小的反射镜。
每个反射镜都会产生构成最终影像的一个像素。
U n R e g i s t e r e d德州仪器供图使用一个DMD 和一个色轮来提供颜色的DLP 系统。
这些反射镜能在其“打开”和“关闭”位置之间迅速前后翻转。
当反射镜处于打开状态的时候，它们将指向投影透镜。
反射镜处于打开状态的时间越久，它们产生的像素就越明亮。
产生黑色像素的反射镜则保持关闭状态。
在大多数DLP 电视机中，色轮在灯泡和DMD 之间快速旋转，从而把红色、绿色和蓝色光加到画面中。
最后，观众眼睛将这些颜色混合起来，从而产生最终的影像。
LCoS 采用了非常相似的思想。
和DMD 一样，LCoS 器件非常小——大多数不足6.45平方厘米。
这两种技术还都采用了反射的方法——通过器件把来自光源的光线反射到用于聚光和成像的透镜或棱镜上。
微型 投影 方案
微型投影方案简介微型投影是一种便携式投影设备，可以将图像、视频等内容投射到屏幕上或其他平面上。
由于其体积小巧、便携性强的特点，微型投影在商务演示、家庭影院、教育培训等领域得到了广泛的应用。
本文将介绍微型投影方案的基本原理、技术特点以及常见的应用场景，并探讨微型投影未来的发展趋势。
基本原理微型投影的基本原理与传统的投影设备相似，都是通过光学系统将图像投射到屏幕上。
微型投影通常采用LED、DLP或LCoS等技术进行图像处理和投影。
LED 技术LED（Light Emitting Diode）技术是微型投影的核心技术之一。
LED作为光源，具有体积小、寿命长、功耗低等优点，因此广泛应用于微型投影设备中。
LED技术可以实现较高的亮度和色彩还原度，使得微型投影的投影效果更加清晰、鲜艳。
此外，LED光源的寿命长达数千小时，相比传统的灯泡光源更加耐用可靠。
DLP 技术DLP（Digital Light Processing）技术是一种数字光处理技术，也是微型投影中常用的一种技术。
DLP技术通过微小的镜片和微镜数组，将光线经过处理后投射到屏幕上。
DLP技术的优点是投影效果优良、色彩还原度高，并且具有高对比度和快速刷新率的特点，能够实现更加流畅的视频播放效果。
LCoS 技术LCoS（Liquid Crystal on Silicon）技术是一种基于液晶显示和硅衬底的微型投影技术。
LCoS技术结合了液晶显示和光学投影的优点，具有较高的像素密度和色彩还原度，可以实现更加真实、细腻的图像显示效果。
LCoS技术在微型投影中得到广泛应用，提升了投射图像的质量和清晰度。
技术特点微型投影相比传统的投影设备具有许多独特的技术特点，使得其在各个领域具备广泛的应用前景。
便携性微型投影的最大特点就是便携性强，体积小巧轻便，方便携带。
无论是商务出差、家庭影院还是户外露天放映，都可以方便地携带微型投影设备进行使用。
低功耗微型投影通常采用LED光源，具有低功耗的特点。
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。
LCOS技术是指在硅芯片上的液晶微反射式投影技术，采用0.35nm的TC设计技术，在0.7英寸的晶片上，用CMOS工艺制造1280×960=1228800个SPAM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%。
一种微型单片LCOS投影光机[发明专利]
![一种微型单片LCOS投影光机[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/223ef9f0964bcf84b8d57b5e.png)
专利名称：一种微型单片LCOS投影光机专利类型：发明专利
发明人：许东升
申请号：CN200910172326.1
申请日：20090929
公开号：CN101666962A
公开日：
20100310
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明涉及一种微型单片LCOS投影光机，由投影镜头、PBS分光镜、场镜以及LCOS芯片沿系统成像光轴从屏幕侧向像平面侧的顺序排列，PBS分光镜与成像光轴成45度，光学引擎的照明系统由LED光源透镜、第一聚光镜、柱面透镜、第二聚光镜沿照明系统光轴顺序排列。
照明系统光轴与成像光路光轴成90度，其中，PBS分光镜、场镜及LCOS芯片为成像光路和照明光路的共用部份。
照明中心光束通过PBS分光镜反射后再通过场镜垂直照射到LCOS芯片上，系统通过投影镜头沿成像光路的光轴作前后移动实现调焦，保证在不同的距离处实现清晰成像。
该系统成本低、工艺性好，适应批量生产。
申请人：南阳市海科光电有限责任公司
地址：473000 河南省南阳市高新区三号工业园光电孵化园E座4楼
国籍：CN
代理机构：郑州红元帅专利代理事务所(普通合伙)
代理人：庄振乾
更多信息请下载全文后查看。
Lcos微型投影机简析090713
Lcos微型投影机简析陈铭 20090706LCOS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。
lcos序列式微投工作原理
lcos序列式微投工作原理LCOS序列式微投工作原理1. 了解LCOS微投技术•LCOS（Liquid Crystal on Silicon）是一种新型的光学显示技术，广泛应用于微投（Micro Projector）领域。
LCOS微投是一种便携式投影设备，可以将图像或视频投影到一个大屏幕或平面上。
2. LCOS微投的特点•高分辨率：LCOS微投使用液晶材料和硅基底，具有非常高的像素密度，可以实现高分辨率的图像显示。
•高亮度：由于液晶屏每个像素点都能够发光，LCOS 微投可以实现非常高的亮度，使得投影图像明亮清晰。
•高对比度：液晶在每个像素点上可以控制光的透过程度，从而实现高对比度的图像显示。
3. LCOS微投的工作原理液晶光阀•LCOS微投使用液晶光阀（LC Light Valve）来控制图像的显示。
液晶光阀由液晶屏和反射镜组成。
•液晶屏是一个由许多液晶像素构成的平面阵列。
每个像素点由液晶和透明电极组成，可以通过电压的作用改变其透光性，从而控制光的透过程度。
•反射镜位于液晶屏的后面，由一个或多个反射镜像元组成，可以通过微小的偏转角度来控制光的反射方向。
图像显示过程•LCOS微投通过将光源的光线反射到液晶光阀上，然后再投影到屏幕或平面上来实现图像的显示。
•当一个像素点被激活时，液晶会改变透光性，使得光线能够通过液晶屏并被反射镜反射。
当一个像素点被关闭时，液晶不透光，光线被反射到其他地方。
•通过控制每个像素点的状态，液晶光阀可以产生复杂的图像，如文字、图片、视频等。
4. LCOS微投的应用领域•LCOS序列式微投在消费电子、教育、商务等领域有广泛的应用。
•在消费电子领域，LCOS微投常用于便携式投影仪、头戴式显示器等设备，可以提供更真实、更清晰的显示效果。
•在教育领域，LCOS微投用于教学投影仪，可以实现大屏幕教学、课件展示等功能，增强学习体验。
•在商务领域，LCOS微投用于会议投影仪、商务演示等场景，可以提供高质量的图像显示，增强沟通效果。
LCOS投影技术
LCOS一项技术，怎么样才能称得上“优秀”呢？它必须具有比其它技术类型低廉的成本、全面超越的性能、同时还要更加节能环保。
在投影机显示技术领域，LCOS 投影技术就扮演着这样的角色。
LCOS（Liquid Crystal on Silicon），即硅基液晶，是一种基于反射模式，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大成像到大屏幕上。
采用LCOS技术的投影机的光线不是穿过LCD面板，而是采用反射方式来形成图像，光的利用效率可达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将有一定优势。
LCOS是一种新型的反射式MicroLCD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。
由于LCOS尺寸一般为0.7英寸，所以相关的光学仪器尺寸也大大缩小，使LCOS-PTV的总成本大幅下降。
HTPS-LCD目前仅有索尼（SONY）及爱普生（EPSON）拥有专利权，而DLP 则是德州仪器的独家专利，LCOS则无专利权的问题虽然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一个产业。
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技术的投影机及背投电视机。
LCOS技术在以后大屏幕显示应用领域具有很大优势，它没有晶元模式，且具有开放的架构和低成本的潜力。
LCOS投影机显示技术与应用
LCOS投影机显示技术和应用刘海朋【摘要】LCOS(Liquid Crystal On Silicon)，属于新型的反射式微型LCD投影技术。
它结合了半导体与LCD技术，就技术面来看，具有高分辨率、高亮度的特性，加上产品结构简单，亦具低成本潜力。
省电、便宜与高分辨率为LCOS最大优点。
如今液晶电视随着价格的降低，已经普及到了寻常的大众家里。
当人民为正满足于这种技术的高清晰度和超薄的同时。
也感到了很大的不满意：首先是颜色的失真，其次是大屏幕电视的超高价格。
例如60寸的LCD电视价格目前还在10万人民币附近。
对于等离子PDP电视呢，除了PDP像素的颗粒感太大、寿命太短外，辐射太强令很多用户还是望而生畏。
但是有另外一款新兴的技术已经悄悄在市场上出现了。
那就是LCOS：硅晶投影电视【关键词】LCOS;DLP;3LCD;前投影，背投影1．引言1.1什么是LCOS什么是LCOS技术？也许，你会想象LCOS是介于LCD Projection和DLP之间的一种技术。
LCD 使用液晶分子，每一个像素都在玻璃嵌板上。
光透过这些被调制的液晶板，最后到达Lens上。
与此同时，DLP是使用微镜技术，去反射被调制的光。
因此，DLP是一种“可反射的”技术。
LCOS合并了这两种思想，它是一种反射技术，但使用液晶而不是微镜作为装置。
在LCOS里，液晶是被应用在反光镜的感光底层，由于液晶层的开和关，光从镜子底层反射或吸收。
被调制的光线形成了影像。
LCOS基于典型的放映装置使用三片LCOS 基片，分别调制R、G、B通道。
在这里它类似于LCD投影使用的三个LCD Panels。
LCOS和LCD 投影装置都使用R、G、B三个通道，分别把R、G、B同时送到屏幕上显示。
而DLP是采用色轮，利用色轮的高速旋转达到R、G、B分离的。
LCOS技术通常能达到非常高的刷新率，在价格上较同类别的LCD和DLP有优势。
LCOS投影在现今流行技术上有众多的关键优势。
LCOS液晶背投电视简介
ＬＣＯＳ液晶背投电视简介LCOS背投电视具有当前所有显示器件中最高分辨率，其图像细腻、亮度高、对比度好、色彩鲜艳。
整机耗电省、无污染、重量轻、成本低、兼容性好、采用全数字驱动等特点，是大屏幕显示技术的主要发展方向之一，是走向数字电视的最有前景的途径。
LCOS由于其突出的高亮度和高分辨率、优良的显示线性、数字化的信号处理方式等优势，从根本上解决了CRT背投面临的种种难题，成为CRT背投影电视的换代产品，LCOS必将成为市场新宠。
自2002年底以来，我国TCL等公司已相继推出了自己的LCOS背投电视。
LCOS背投的工作原理当前国内外大屏幕显示技术主要包括：基于显像管技术的CRT投影；基于等离子体发光技术的PDP和LCD以及新兴的LCOS和DLP投影技术。
表1为不同投影技术性能对比表。
LCOS（Liquid Crystal On Silicon）称为硅基液晶，采用反射式液晶与CMOS半导体技术。
主要应用在计算机背投显示屏、背投电视机和家庭影院、高清晰度电视墙、前投影机和数码电影院等。
CRT投影由于其本身固有的缺点将被逐渐淘汰。
LCOS投影使用很小尺寸的成像器，通过光学放大系统在大的显示屏幕上间接成像。
过去五年内，各发达国家和地区对此技术的研究和生产均有很大投入，此技术已开始用于前投影和背投电视机。
1.LCOS背投影电视机组成(1)光学引擎（简称光机）是整机的核心部件。
它在背投电视机中的作用相当于普通CRT电视中的显像管，但比显像管的技术和价值高无数倍，两者不是同一档次。
(2)光机支架由金属钣金件构成，用于在机箱内支撑和调节光机的位置。
在背投电视机出厂前已调整固定好。
(3)机箱由底座、前面板、屏幕框、后上壳及后下盖组成。
(4)反射镜是高反射率宽光谱前表面镜，起着改变光路方向、减薄机箱厚度的作用。
(5)屏幕是LCOS专用的高对比度防眩光双层精密纯平屏幕，其节距约0.1mm，比普通电脑显示屏或CRT背投屏（包抱HiD背投）更精细。
LCOS投影技术及其市场分析
L C O S投影技术及其市场分析LCOS作为新型显示器件具备大屏幕、高亮度、高分辨率、省电等诸多优势，其应用产品被广大消费者和业内人士看好，市场潜力无限。
LCOS可能是HDTV的背投影技术发展的主要方向。
随着成本的不断降低，LCOS应用产品及其大屏幕显示将会越来越多。
本刊四月刊特推出LCOS显示技术专题，旨在为国内准备进入此行业的企业提供借鉴，并努力推动国内LCOS的发展。
一、LCOS简介LCOS（Liquid Crystal on Silicon）属于新型的反射式micro LCD投影技术，其结构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。
基本原理：LCOS投影机的基本原理与LCD投影机相似，只是LCOS投影机是利用LCOS面板来调变由光源发射出来欲投影至屏幕的光信号，与LCD投影机最大的不同是LCD投影机是利用光源穿过LCD 作调变，属于穿透式，而LCOS投影机中是利用反射的架构，所以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。
系统架构：由于LCOS面板是以CMOS芯片为电路基板，因此无法让光线直接穿过，其分光合光系统设计和LCD投影机有些不同，通常需要在分光合光系统中利用偏极化分光镜（Polarization Beam Spliter；PBS），将入射LCOS面板的光束与反射后的光束分开。
（ａ）偏极化分光镜（PBS）的功能：PBS是由两个４５度等腰直角棱镜底边粘合的而成的棱镜，当非线性偏极化光入射PBS时，PBS 会反射入射光的Ｓ偏光（垂直入射线平面），并且让Ｐ偏光（平行入射线平面）通过。
（ｂ）主要结构：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，只是在LCOS 投影机系统中，LCOS面板前均多加了PBS。
技术分析 细说微型投影机技术
技术分析细说微型投影机技术来源：投影时代作者：pjtime资讯组微型投影机又称口袋式投影、TRT-3M便携式投影机，主要通过3M LCOS RGB三色投影光机和720P片解码技术，把传统庞大的投影机精巧化、便携化、微小化、娱乐化、实用化，使投影技术更加贴近生活和娱乐。
通常该投影机对2个方面有一定的限制:1).尺寸: 通常尺寸为手机大小。
2).电池续航:要求在不接电情况下至少有1-2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40-50寸或以上，因此，有时我们也会称之为微型投影机或口袋投影机。
目前微型投影机技术可以从两方面进行分类：一、从光源角度分为LED和激光光源；二、从显示芯片角度分为LCoS 技术和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。
然而在微型投影机中，又有按照多媒体影音解码和内存装置功能进行分类分为两类，多媒体式和非多媒体式，之间区别是主要是前者是本身自带内存存储空间甚至可以扩展，并且可自动影音解码播放影音文件，后者则是与传统投影机相似，必须要与电脑连接即可投放。
LED光源技术LED（Light Emitting Diode），发光二极管，简称LED，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！激光光源技术激光光源来看，其成像效果上，整体感觉要比LED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。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
Lcos微型投影机简析陈铭 20090706LCOS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。
图4且LED热层是直接和LED阳极连通，故导致LED散热器带电，因此针对此LED的封装特点，在恒流驱动电路设计，以及散热、系统架构设计和生产中均应特别小心。
2、LED驱动部分：由于微型CF-LCOS光机一般都采用大功率白光LED来作为光源。
其要求工作在可靠的恒流状态，视使用的LED不同、内部LED的连接方式不同，而需加载不同的电流。
因此设计一个可靠的大功率恒流源来给LED供电是必要的。
在设计LED恒流源的时候，需要重点考虑光机中LED的电气特性、连接方式等，如果是电池供电，还要考虑外部输入电压变动范围；恒流源效率、恒流源PWM调整范围。
有些带电池供电的机器需要能工作在低亮度模式，以便延长电池使用时间，因此还要考虑该恒流源能比较方便地调整电流，要具有使能端，便于利用MCU开关恒流源。
以四川维优的两款机器coolby和coolux为例：·coolby中的LED驱动设计由于要考虑采用电池供电，而电池为一节锂聚合物电池，平台电压为3.7V，充满电为4.2V左右，放电结束限制在3.3V左右。
考虑电池充电的需求，因此整机的外部电源适配器选用5V电压。
在进行LED驱动设计时，需要充分考虑适配器供电电压5V，电池供电电压3.3V~4.2V，其驱动电路供电范围为：3.3V~5V，而所驱动的为一只3W的LED，该LED的正向电压一般在3.2~4V变化，所需最大恒流电流为1A。
所以选择LED驱动时考虑选择能工作在boost-buck模式、最大电流1.5A的方案。
另外还需综合考虑电池使用时间和驱动电路效率、整机大小等因素。
因为驱动电路的开关频率越高，其外围可使用更小封装的电感、电容等器件，可节省体积，但是越高开关频率，其开关损耗越大，效率越低，将会带来电池使用时间的减少。
最后综合考虑后，选择凌力尔特公司的LTC3454来作为驱动。
·coolux中，由于LED是每路两只并联，再加上需要做加功率设计，每只灯的电流要加到1A左右，因此在每一路的恒流设计中，需要至少2A的电流，为保证可靠性，故应选择外置MOS管型的驱动方案。
同时要兼顾PWM调光功能、驱动电路使能功能等，最后选定RICHTEK公司的RT8451驱动方案。
在具体设计过程中发现由于3路LED阳极是直接并联的，而3路恒流驱动又不是工作在同步开关方式，因此导致12V电源上干扰很大，更关键的是由于LED的阳极和热层相连，因此这些干扰信号直接通过散热器的热管向外辐射，影响其他电路的正常工作，严重时MCU甚至不能正常工作。
最后经过对驱动电路方案的重新优化设计，解决了由LED驱动电路带来的这些干扰问题。
3、信号处理部分：CF-LCOS的信号处理部分可简单分为前端信号处理，和后端LCOS驱动两部分。
在不同的设计方案中，有不同的电路形式。
不过需要注意的一点共同点是：HIMAX的CF-LCOS面板需要120HZ（最少90HZ以上）的刷新率，才能获得稳定的图像。
由于他们的LCOS面板内部液晶分子在正负半周倒相的过程中，不能保证每次正半周和负半周均获得完全一致的灰阶电平，故如果整个画面刷新率不高的话，前后两幅全场画面灰阶有轻微变化，人眼就会察觉出来闪烁现象。
要避免闪烁感，只能将刷新率提到最低90HZ以上，这时由于人眼的视觉暂留效应，就不会察觉出来闪烁了。
就coolby和coolux的具体信号处理部分简述如下：·coolby由于考虑低成本，故采用一个通用的视频decoder芯片TVP5150来作为前端信号处理，将模拟的PAL/NTSC制式复合视频信号转换为ITU-601格式的数字化视频信号，送到后端的HX7805。
HX7805是一个专用帧频倍频IC，它能将接收到的50/60 HZ的ITU-601格式的数字视频信号倍频到100/120HZ，并将数据格式转化为LCOS面板能够接收的带DE同步的，24BIT RGB数字视频信号，实现图像在LCOS上的正常显示。