大屏投影新力量 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、公安、交警、消防重点部位监控、政府、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85%。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 Device)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。主要作为商用投影机使用。直到今年5月，日立公司在上海InfoComm上第一次推出了为控制室应用的背投一体化箱体。由于LCOS技术的具备了LCD和DLP技术的很多优点，LCOS背投系统必然成为大屏幕背投系统领域的一个新生力量。

二、 LCOS技术原理

　　LCOS(Liquid Crystal on Silicon)它是一种采用有源点阵反射式液晶显示技术。是LCD与CMOS集成电路有机结合的反射型新型显示技术。

 

　　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透明电极之上玻璃基板贴合，再抽入液晶，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％，对于百万像素的高分辨率的基板的大小还不到一英寸。

 

　　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。

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