硅基液晶(LCoS)投影技术的工作原理
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 液晶工作原理
LCoS的显示原理为：当液晶层像素的外加电压为零时，入射的S偏振光经过液晶层，其偏正方向不产生扭转，达到底部金属反射层反射回来时仍为S偏振光，穿过液晶层射出。
随后经过PBS棱镜反射回到原来光路，在这种情况下，光线不进入投影光路，没有光输出，即此像素呈现“暗态”。
反之，当像素存在外加电压时，入射的S偏振光在经过液晶层时，偏振方向将发生偏振，当其经金属反射层反射，再出穿过液晶层时将变为P偏振光。
这束P偏振光在穿过PBS棱镜是，将进入投影光路，在屏幕上显示成像，即呈现“亮态”。
施加在像素两端电压的大小将影响液晶分子的光通性能，进而决定该像素的显示灰阶。
lcd投影原理
lcd投影原理
LCD投影是一种基于液晶技术的投影技术，通过液晶面板的
控制来实现对光的调制，从而实现图像的投影。
液晶面板主要由玻璃基板、液晶材料、透光过滤层和色彩滤光片组成。
LCD投影的工作原理是利用液晶材料的光学特性。
液晶分为
有机液晶和无机液晶，其中无机液晶常用于投影。
液晶分子在电场作用下会发生定向排列，并能调节通过液晶层的光线通过程度，从而控制光的强度。
液晶层上有一对导电板，其中的液晶分子可以根据电场的变化发生定向排列的变化。
在投影过程中，光源先通过透光过滤层，透过滤光片进行三原色滤光，分别生成红、绿、蓝三种原色光线。
然后，通过透过滤层调节的光线进入液晶面板，液晶层上的液晶分子根据电场的控制调节通过光线的强度。
在液晶面板上每一个像素都有一个可调节的液晶电容，根据电场的变化来改变液晶分子的排列，从而控制光线的穿透程度，进而实现图像的显示。
通过液晶面板的控制，不同的像素点可以调节光线的透过程度，使得光线的强度可以按照不同的亮度和颜色组合来实现图像的显示。
最后，调节后的光线再经过透明透镜和反射镜，形成一个放大的图像，并投射到屏幕或墙壁上。
总的来说，LCD投影利用液晶面板调节光线的传递程度，通
过控制光线的强度和颜色，实现对图片或视频的投影显示。
这种技术在商务演示、家庭影院等领域得到广泛应用，具有图像清晰度高、色彩鲜艳、效果逼真等优点。
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。
2. AR LCOS光机原理概述：2.1 LCOS技术简介：液晶晶体光开关（LCOS）是一种基于液晶显示技术的微型光学元件。
它通过控制液晶层中的液晶分子来实现光的调制和反射效果。
与传统的液晶显示器不同，LCOS具有高度集成化、高分辨率、高对比度等优点，因此被广泛应用于增强现实（AR）光机中。
2.2 光机定义和功能：AR LCOS光机是一种用于增强现实应用的投影设备。
LCOS原理及应用
LCOS原理及应用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。
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。
（转）LCOS投影技术介绍
（转）LCOS投影技术介绍硅基液晶（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。
基于LCoS技术的4K SXRD数字电影放映机原理解析
基于LCoS技术的4K SXRD数字电影放映机原理解析如今，电影业正在经历由胶片向数字化发展的重要变革，在国内已有很多影院采用具有2K分辨率的数字放映机。
面对需求日益增长的电影娱乐市场，索尼推出了基于LCoS技术的4K SXRD级数字电影放映机，但是由于4K分辨率片源等原因，其普及程度远远低于采用DLP技术的2K级数字电影放映机。
为了推广4K投影技术，索尼已成立一个新的部门，为客户提供完整的数字影院服务与解决方案，而具有4K（4096×2160）分辨率与18000流明的索尼CineAlta 4K（SRX-R320）放映机将成市场的主流。
一、LCOS技术简介LCOS主要是由氙气灯发光，集光至面板，将面板的影像经反射或透射投射出影像，再经过分光、合光系统，最后将影像投射到屏幕显像。
LCOS(Liquid Crystal on Silicon)是一种全新的数码成像技术，它采用半导体CMOS集成电路芯片作为反射式LCD的基片，CMOS芯片上涂有薄薄的一层液晶硅，控制电路置于显示装置的后面，可以提高透光率，从而实现更大的光输出和更高的分辨率。
1、LCOS面板结构：LCOS面板结构如图1-1，类似TFT LCD，是在上下二层基板中间撒布Spacer以加以隔绝后，再填充液晶于基板间形成光阀，藉由电路的开关以推动液晶分子的旋转，以决定画面的明与暗。
LCOS面板的上基板是ITO导电玻璃，下基板是则矽晶圆CMOS基板，LCOS面板最大的特色在于下基板的材质是单晶矽，因此拥有良好的电子移动率，而且单晶矽可形成较细的线路，因此与现有的HTPS LCD及DLP投影面板相较，LCOS是比较容易达成高解析度的投影技术。
图1-1 LOCS面板结构图2、LCOS光学引擎架构：由于LCOS技术仍在起步阶段，目前并无标准制程，所以有多家厂商开发出不同的LCOS光学引擎架构。
在这些不同的技术中，可概分为三片式及单片式二大类。
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。
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%。
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技术原理简介
LCoS技术原理简介LCoS解决方案已经对亚洲地区的HDTV开发产生很大的影响,亚洲领先的代工厂已大量投资于LCoS工艺和设备,积极参与到该技术的开发和应用,这些代工厂包括台湾地区的UMC和TSMC(台联电和台积电)以及上海中芯国际(SMIC)。
LCoS受到亚洲代工厂青睐部分是因为该技术相对于其它竞争技术的开放性,如德州仪器的数字光处理技术(DLP)、索尼和爱普生高温多晶硅技术。
LCoS技术性价比的提高、辅助技术和元件的发展,以及数字电视市场需求的增长等多种因素使LCoS技术成为大屏幕HDTV最具发展前景的显示技术之一。
目前很多公司都宣布投资于这种显示技术,如飞利浦和英特尔公司。
LCoS技术原理自从采用LCoS微显技术制造出首个投影显示系统样机以来,低成本、高性能的追求目标已经促成了针对很多显示应用的开发项目。
目前,LCoS器件设计、性能和制造上已经取得了很多重大进展,光学色彩和极化管理系统的设计和性能上也取得了显著提升,所需要的光学元件,如弧光灯、光照系统、棱镜、涂层、背投屏幕和投影镜头都大大地提高了性能,并降低成本。
此外,业界还推出了成熟的图像缩放、去隔行扫描、帧频变换等数字TV所需的视频处理芯片,以及用于支持数字电视格式以及编码和传输标准的调谐器、解调器和解码器。
LCoS系统所用微型显示器是只有拇指头大小的高分辨率液晶显示器,当经过光学放大后,这种显示器能够提供数据和视频应用的高质量大画面显示。
基于LCoS的微显示器是有源矩阵液晶显示器,该器件工作于反射模式。
有源矩阵利用CMOS工艺制作在硅芯片上,LCoS利用硅技术的先进特性实现了越来越小的尺寸,在相同尺寸上可以实现更高像素(更高分辨率),提高了系统性能。
由于像素大小在7到20微米之间,因此即使具有上百万像素的分辨率,显示器的尺寸还是很小,通常对角线长度小于一英寸。
有源矩阵电路提供一个介于每个像素电极和一个公共透明电极之间的电压,后者由一薄层液晶与像素电极隔开。
液晶投影显示技术的工作原理
液晶投影显示技术的工作原理液晶投影显示技术是一种基于液晶显示原理的投影显示技术，其工作原理是通过液晶显示器将光源的光线转化为可投影的图像，再通过透镜将图像投射到屏幕上。
液晶投影显示技术具有投影距离远、投影面积大、色彩鲜艳、图像清晰等优点，广泛应用于商业、教育、家庭等领域。
液晶投影显示技术的组成液晶投影显示技术主要由光源、液晶显示器、透镜和投影屏幕等部分组成。
其中，光源主要是白炽灯或LED灯，其作用是提供光线。
液晶显示器是液晶投影显示技术的核心部分，其作用是将光线转化为可投影的图像。
液晶显示器由液晶面板和背光源组成，背光源发出的光线通过液晶面板后，会被分成三原色（红、绿、蓝）的光线，再通过透镜组合成彩色图像。
透镜是将图像投射到屏幕上的关键部分，其作用是将光线聚焦，形成清晰的图像。
投影屏幕是接受光线的部分，其作用是将光线反射回观众的眼睛，形成可视化的图像。
液晶投影显示技术的工作原理液晶投影显示技术的工作原理是通过液晶显示器将光线转化为可投影的图像，再通过透镜将图像投射到屏幕上。
在液晶显示器中，光线会经过液晶面板和背光源的作用，被分成三原色（红、绿、蓝）的光线。
在液晶面板中，液晶分子会根据电场的作用而改变方向，从而控制光线的透过程度。
当光线通过液晶面板后，会被分成三原色的光线，再通过透镜组合成彩色图像。
透镜会将光线聚焦，形成清晰的图像，然后将图像投射到屏幕上。
屏幕会反射光线，形成可视化的图像。
液晶投影显示技术的优点液晶投影显示技术具有投影距离远、投影面积大、色彩鲜艳、图像清晰等优点。
由于液晶投影显示技术采用的是液晶显示器，因此可以实现更长的投影距离和更大的投影面积，可以满足不同场合的需求。
同时，液晶投影显示技术的色彩鲜艳、图像清晰，可以提供更好的视觉效果，满足观众的需求。
液晶投影显示技术的应用液晶投影显示技术广泛应用于商业、教育、家庭等领域。
在商业领域，液晶投影显示技术常用于展示厅、会议室、广告牌等场合，可以提供更好的视觉效果，吸引观众的注意力。
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。
LCD投影机、DLP投影机及LCOS投影机原理介绍及对比
LCD投影机、DLP投影机及LCOS投影机原理介绍及对比一、投影机系统简介从投影机的构成看，它包括了核心投影成像部件、光学引擎、电气控制和接口几大部分。
其中的核心投影成像部件是投影机产品的核心，在整个投影机产品的成本构成中占了非常重要的部分，其地位颇似计算机的CPU。
根据投影机成像器件核心技术的不同，可以分为CRT(阴极射线管投影机Crystal Ray Tube)、LCD(液晶投影机Liquid Crystal Display)、LCOS(反射式液晶投影机Liquid Crystal on Silicon)和DLP(数字光学处理器投影机Digital Light Processor)四种主要类型。
CRT 和LCD 投影机采用透射式投射方式，DLP 和LCOS 投影机采用反射式投射方式。
此外，有时也使用光源进行划分，如使用LED作为光源的投影机称为LED 投影机。
为此，我们后面使用“光源+成像器件核心技术”来描述投影机。
投影机系统二、投影机光源在介绍这四种投影机之前，有必要介绍下投影机光源。
光源，作为投影机最重要的组成部分之一，由于直接关系到投影效果，所以备受瞩目。
传统的灯泡不仅是投影机最昂贵的耗材成本，也是制约投影机普及的一大因素。
如何获得更高的发光效率，延长灯泡寿命是每一代光源变革的出发点与最终目的。
简单来说，投影机光源经历了从金属卤素灯、超高压汞灯、新光源三个主要阶段，现如今正是一个由超高压汞灯进入新光源时代的转型时期。
1.金属卤素灯卤素灯灯泡金属卤素灯，因灯泡中填充了金属卤化物而得名，是较早的投影机光源，常见于大体积的LCD投影机上。
这种光源的优点就是价格便宜，但缺点也显而易见，首先它需要的电压高，自身发热量大，需要机身有很好的散热能力；其次，金属卤素灯的使用寿命较短，大约2000小时左右；第三，半衰期短，一般情况下灯泡在使用1000小时后，亮度就会下降到原来的一半，投影效果难以保证。
也正是因为有种种的弊端，金属卤素灯泡现如今几乎已经从市场上销声匿迹了。
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）。
LCOS显示技术的基本原理和特性
ＬＣＯＳ显示技术的基本原理和特性2003-4-18直视式大屏幕电视和显示器尚未大量投放市场，使投影显示发展活跃起来，其中ＬＣＯＳ(LiquidCrystalonSilicon)反射式投影显示刚刚迸人市场，引起业界的重视。
因为ＬＣＯＳ技术借硅基ＣＭＯＳ集成电路技术，在单晶硅片上ＣＭＯＳ阵列取代a一Si ＴＦＴＬＣＤ中玻璃基板上a一Si ＴＦＴ阵列，相比之下前者生产技术更成熟，还有单晶硅迁移率远高于a一Si迁移率，因此不仅适合于高密度、高分辨率、高开口率显示，而且可以周边驱动电路集成一体，甚至可以集成信息处埋系统。
但ＬＣＯＳ微型显示通过光学系统放大图像几十到几百倍，带来液晶显示技术的新问题。
本文介绍ＬＣＯＳ基本结构、光学系统、ＬＣＯＳ应用.今后ＬＣＯＳ主要将应用于数字化ＨＤＴＶ。
据统计预测，该领域2000年产值为5亿美元，到2004年产值将达到23亿美元，年增长率为46.5％,是一种快速成长的新型显示系统。
二、ＬＣＯＳ简介2．1 ＬＣＯＳ面板架构ＬＣＯＳ（Liquid Crystal on Silicon）属于新型的反射式ＭＩＣＲＯＬＣＤ投影技术，其结构是在硅片上，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，再注入液晶，进行封装测试。
见图 1。
在单晶硅片上集成ＣＭＯＳ和存贮电容器的阵列，通过开孔把漏电极和像素电极连结，像素电极用铝做成反射电极。
为防止强光照射沟道，加一层金属档光层。
另一侧基板是ITO电极的玻璃板。
液晶层盒厚爱像素尺寸限制，一般盒厚取几微米。
LC0S前投影放大倍数大，显示区内不能用控制盒厚的隔垫物，或者盒厚取小于2微米，可用隔垫物。
图１ＬＣＯＳ面板结构图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。
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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。
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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。
但是，LCoS 不是通过微小反射镜的打开和关闭，而是使用液晶来控制反射光的数量。
液晶是一种处于中间态的物质——它既不是纯粹的液体，也不是纯粹的固体。
它的分子通常像固体一样保持自身形态，，但同时又可以像液体一样流动。
例如，向列液晶将液晶分子排列成松散的平行线。
大部分LCD 采用扭曲向列（TN）液晶——通过电荷的作用，这种扭曲的晶体能够变直。
当被放置于两片极化面板之间的时候，扭曲液晶可以控制光路。
通过改变光线的方向，液晶可以允许或阻止光线通过第二片面板。
液晶能被运用于LCD 和LCoS 系统的关键正是这种改变光路的能力。
铁电性液晶（FLC）有时也运用于LCoS 器件中，它是一种以某个非正常的固定角度将分子排列成整齐行的晶体。
当它们接触电荷时，也会产生电极。
铁电手性近晶C 相液晶能快速切换它们的方向。
您可以从肯特州立大学液晶研究中心了解到更多关于近晶和向列液晶的知识。
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LCoS 微型器件中的液晶层控制着每个像素的光线数量，与反射镜在DMD 中所起的作用一样。
但是要获得画面，仅仅靠这个微型器件是不行的，还需要透镜、反射镜和棱镜的协助。
LCoS 电视机产生画面需要经过若干步骤。
这一过程涉及到一个高强度灯泡、布置在一个立方体中的一系列反光镜和微型器件、一个棱镜和一个投影透镜。
下面介绍在整个过程中都发生了什么事情：
1. 灯泡产生一束白光。
2. 光束穿过一个聚光透镜（负责聚焦和对准光线）。
它还会穿过一个滤光器（只允许可见光通过），这样可以使其他元件免受损害。
3. 通过以下两种方式之一，这束白光被分解成了红色、绿色和蓝色光：
1. 光束穿过一个偏振光束分光器（PBS），它把光分解为三个光束，这些光束分别穿过增加红色、绿色和蓝色的滤光器。
2. 光束穿过一系列分色镜，这些分色镜能够反射某些波长的光线而允许其余光线穿过。
例如，分色镜可以把红光从白光中分离出去，留下蓝光和绿光，而另一面分色镜可以再把绿光分离出来，只留下蓝光。
4. 刚刚产生的彩色光束同时与三个LCoS 微型器件之一相接触——它们分别对应红光、绿光和蓝光。
在下一节，我们将介绍这些器件。
5. 这些微型器件反射出来的光线穿过一个棱镜，这个棱镜能够将这些光线组合在一起。
6. 然后，棱镜把光线（它们现在产生了一个全色影像）投射到一个投影透镜中，这个透镜再把影像放大并显示到屏幕上。
在LCoS 投影系统中，灯泡发出的光从微型器件中反射出来，并最终
通过透镜进行投射。
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t e r e d
大多数背投LCoS 电视机都采用该过程。
有些投影系统采用线性装置而不是立方体装置，并且白光在到达微型器件前，会先穿过将其染成红色、绿色和蓝色的表面。
极少数系统只采用一个微型器件，并且采用其他方式进行染色。
例如，DLP 系统中的色轮和LCoS 微型器件本身上的透射染色。
有些系统还使用额外的起偏镜或滤光器来进一步改善画质和对比度。
如果没有投射透镜，那么在此过程中产生的画面会因为太小而看不清。
这就是LCoS 技术被归类于微型显示器（如果没有某种放大装置，产生的画面将因为太小而看不清）的原因。
SXRD 光圈
索尼的硅晶反射显示（SXRD ）
技术（这是其LCoS 技术的品牌
名称）使用一个“高级光圈”来
改善黑电平。
就像我们眼睛的瞳
孔一样，光圈通过打开和关闭来
改变进入系统的光线数量。
索
尼是第一家在该系统中加入光
圈的制造商，其他几家制造商直
到2006年才在其发布的产品中
加入类似的设备。
Audioholics 供图
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、失真的表面。
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。
特定像素的晶体接收到的电压越高，该晶体允许通过的光线也就越多。
完成整个过程需要若干层不同的材质。
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下面从下到上介绍了LCoS 微型器件的组成部分及其功能： 印刷电路板（PCB）：将指令和电流从电视机传输到微型器件 硅（芯片或传感器）：使用来自电视机像素驱动程序的数据来控制液晶，通常为每
个像素使用一个晶体管
反射涂层：反射光线以产生画面
液晶：控制到达或离开反射涂层的光线的数量
对准层：使液晶能够正确对准，从而能够精确地校准光线
透明电极：与硅和液晶一起组成完整的电路 玻盖：保护和密封整个系统 确切的材料和构造因制造商的不同而有所区别。
有些微型器件使用向列液晶，有些则使用铁电液晶。
有些使用有机对准层，他们会随着使用时间的延长和高强度曝光而分解。
有些使用光敏材料和光线来控制到达液晶的脉冲。
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晶体相对于反射面的方位在电流作用下会改变。
大多数在电流关闭时几乎与反射面正交，而在电流打开时与其斜交。
一般来说，LCoS 设备的像素间只有非常小的间隙。
像素间距——两个相同颜色像素之间的水平距离——为8至20微米（10-6）。
这可以减小或消除在一些DLP 电视机上出现的“纱门”效应，从而有助于使影像保持平滑和均匀。
该系统通常可以产生精美的画面，但是它仍然存在一些优点和缺点。
我们将在下面讨论这些优缺点。
LCoS 微型器件的物理特性，例如没有色轮和以及具有很高的填充系数，通常使其能够产生优质画面，并且最大限度地减少了非自然信号。
LCoS 的像素也比其他系统的像素更为平滑，用一些人的说法就是产生了更自然的画面。
DLP 电视机中常见的彩虹效应和纱门效应在LCoS 中已经得到完美解决。
并且与LCD 系统不同的是，它们不易烧伤荧光屏。
但是，大多数LCoS 系统不具有很好的黑电平或者产生黑色的能力。
一般来说，黑电平低劣的电视机不能像其他电视机那样产生很好的对比度和更多的细节。
另外，由于LCoS 电视机和投影机使用三片而不是一片微型器件，它们通常也比较笨重和庞大。
大多数还需要定期更换灯泡，而这可能花费数百美元。
另外，LCoS 系统并不像其他显示器类型那样常见，原因在于LCoS 微型器件难以制造，而且每台电视机还需要3个这样的器件。
包括英特尔在内的多家公司都尝试过制造LCoS 系统，但最终都因为产量一直很低而放弃了努力。
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HowStuffWorks Shopper 供图
索尼SXRD 电视机
LCoS 的其他用途 除了在电视机和投影机中运用以外，LCoS 还有其他一些用途。
例如，一些数码相机取景器使用LCoS 显示器。
该技术将来可能应用在以下方面：
近眼式查看系统，包括头置式显示器 光束操纵
显微投影机
全息投影和存储
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