由淺入深 挖掘LCOS技術的點點滴滴

    LCOS光學引擎架構(gòu)大致可分為兩種，三片式光學引擎和單片式光學引擎。

1、三片式光學引擎

    LCOS光學引擎目前以三片式為主，三片式是將光源經(jīng)分光棱鏡將光束分為紅、藍、綠光后，再分別將光束投射入三片LCOS面板，將投射出的三色影像經(jīng)過光學系統(tǒng)會聚加以結(jié)合形成彩色影像。由于三片式LCOS光學引擎除了需要三片面板外，并結(jié)合多項的分光、合光系統(tǒng)，因此體積較大、成本也較高，不過由于可以達到較高的光學效率，又具備高畫質(zhì)的特性，因此主要是面向大屏幕這樣高階的專業(yè)用途發(fā)展。

下圖為LCOS光機的原理圖：

    注：lamp：燈泡。M：miro反射鏡子。
         DM：Dichroic Mirror（雙色鏡）[daI`krEJIk]（作用：把光分成紅綠藍）。
         Integrated lens：拋物面反射式透鏡（作用：過濾紫外光和紅外光）。
         PS converter：偏振光轉(zhuǎn)換器（作用：用聚焦透鏡和復眼透鏡得到均勻的平行光）。
         PBS：偏極化分光鏡（Polarization Beam Spliter；PBS）（作用：得到需要的光，光分為P光和S光，PBS讓P光通過，讓S光反射）。
         RLCD（R）：反射式LCOS芯片。Projection lens:成像鏡頭。

    如上圖所示是LCOS投影結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，用UHP（冷光源燈）做光源，用拋物面反射鏡過濾紫外光和紅外光，再用冷反射鏡過濾紅外光，通過聚焦透鏡和復眼透鏡得到均勻的平行光，然后分色鏡分光，再通過PBS得到偏振光，通過LCOS芯片反射進行合成并通過變焦透鏡投影到屏幕，形成圖像。

    光機顯示信號的過程：把需要顯示和信號（包括視頻信號，計算機信號等信號）通過線纜接到LCOS光機主板上，主板把信號轉(zhuǎn)化成電子信號，再把電子信號加到LCOS芯片的驅(qū)動板上，由該板把信號轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號，通過LCOS驅(qū)動板把數(shù)字信號加到LCOS芯片上，由LCOS芯片把信號加到光機光束中，通過PBS，合光系統(tǒng)和成像透鏡形成圖像投射到屏幕上，即我們看到的圖像。

    LCOS投影機與LCD投影機的主要結(jié)構(gòu)在導光及分光合光部分的設計大同小異，只是在LCOS投影機系統(tǒng)中，LCOS面板前均多加了PBS。

    由光源所發(fā)出的光經(jīng)由Dichroic Mirror（雙色鏡）后分成R、G、B三色光，此三色光分別通過各自的PBS后，會反射Ｓ偏光進入LCOS面板，當液晶顯示為亮態(tài)時，S偏光將改變成P偏光，最后以雙色棱鏡（Dichroic Prism）組合調(diào)變過的三道偏極光，投射至屏幕處得到影像。

    簡單來說，LCOS是直接與顯像管（CRT）投影技術、高溫多晶硅液晶（Poly-Si LCD）穿透式投影技術、DMD（Digital Micromirror Device）數(shù)據(jù)光學處理（DLP；Digital Light Processing）反射式技術相關。這三項技術已發(fā)展成熟，故LCOS可成為投影顯示技術的新主流。

2、單片式光學引擎

    單片式Color Wheel光學引擎則是以快速旋轉(zhuǎn)的ColorSwitch將白光形成循序的紅、藍、綠光，并將三原色光與驅(qū)動程式產(chǎn)生的紅、藍、綠畫面，同步形成分色影像，再藉由人眼視覺暫留的特性，最后在人腦產(chǎn)生彩色的投影畫面。

    單片式的最大優(yōu)點就是因為面板數(shù)僅需一片，加上分光、合光的系統(tǒng)架構(gòu)比較簡單，因此在成本上較具競爭優(yōu)勢，而且光學引擎的空間也相對較小。然而目前在技術上面臨一些困難，以Color Wheel而言，白光經(jīng)偏極化后的光源僅為先前的1/3，亮度明顯降低；此外，由于LCOS面板得在紅、藍、綠畫面快速的切換下合成影像，因此面板反應速度的要求更高，使得生產(chǎn)的難度也相形提高。