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结束低潮迎来春天 看LCOS投影技术的发展3 d* r" o# h- v; Y0 x4 }& T
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什么是LCOS？
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LCOS技术是现行三种投影技术中的后起之秀，它是“硅基液晶”（Liquid Crystal on Silicon）技术的缩写名称，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。
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. i! c7 [% t6 H 简单来说，LCOS是直接与映像管(CRT)投影技术、高温多晶矽液晶(Ploy-Si LCD)穿透式投影技术、DMD(Digital Micromirror Device)数位光学处理(DLP; Digital Light Projector)反射式技术相关。这三项技术已发展成熟，LCOS则成为投影显示技术的新主流。
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. e8 a( o$ T: B$ v: D9 ^' nLCOS工作原理
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LCOS投影技术分为单片式和三片式两种。单片式采用了与DLP投影技术类似的时序成像方式；三片式是指使用红绿蓝三原色通过棱镜分离再汇聚的成像方式，这种方式的成像质量更高。目前的主流产品普遍采用了这种成像方式。# R1 h. ?. m1 u
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LCOS光学引擎架构 三片式的LCOS成像系统，首先将投影机灯泡发出的白色光线，通过分光系统系统分成红绿蓝三原色的光线，然后，每一个原色光线照射到一块反射式的LCOS芯片上，系统通过控制LCOS面板上液晶分子的状态来改变该块芯片每个像素点反射光线的强弱，最后经过LCOS反射的光线通过必要的光学折射汇聚成一束光线，经过投影机镜头照射到屏幕上，形成彩色的图像。欢迎光临中国家庭影院网www.hdav.com.cn
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LCOS投影技术发展历史& o6 P/ S) _0 P6 @
* o! K3 s- X7 L. C% N0 y LCOS技术最早出现在二十世纪九十年代末期。其首批成型产品是由Aurora Systems公司于2000年开发出的。该产品具有高分辨率、低价格、反射式成像的特点。在此之后无数家企业蜂拥而至。早期LCOS技术最有力的支持者是英特尔和飞利浦两位“巨人”，还有今天依然活跃在LCOS舞台上的索尼、JVC等许多知名企业。但是，让人遗憾的是那两位 “巨人”却未能坚持到最后。3 P( e5 Z- H) Y7 n Q' N2 Y
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JVC的110寸LCOS背投
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6 g/ t: n# D$ _ 2004年，随着液晶和等离子平板电视产品市场的高速增长，飞利浦宣布退出单片式时序成像的LCOS产品的开发计划。同样在这一年，英特尔停止了百万像素级LCOS芯片的研发和供货计划。据英特尔宣称，未来主要经历将放在开发两百万像素全高清级LCOS产品上。英特尔这样的表态被认为是希望以LCOS在像素密度上的优势和德州仪器的DLP投影技术相抗衡的策略。但是，2005年后，英特尔开发LCOS的计划却 “不了了之”了。- P5 |# g& h3 N
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2004和2005年，失去两位“巨人”的LCOS阵营进入了低潮时期。在这个时期先后有多家企业研发和生产出了各自的LCOS产品。LCOS阵营似乎一时间面临崩溃的危险。但是，出于对已有技术的不满和对未来产业趋势的预期，索尼、JVC和台湾的视窗科技却依然坚持了下来。2004年，佳能发布了第一款采用LCOS技术的1400x1050高分辨率投影机，为LCOS阵营增添了一个强有力的产品。
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5 J1 `4 z' B! ^ _. P7 d9 xLCOS投影技术优势) C/ |* Z* f( {
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LCOS技术在色彩、对比度、亮度、开口率、光效率、和高分辨率等方面的优势远远超过了DLP和LCD技术。LCOS可视为LCD的一种，但传统的LCD是做在玻璃基板上，但LCOS则是长在矽晶圆上。和LCOS的相对比的产品，最常用在投影机上的高温多晶矽LCD为代表。后者通常用穿透式投射的方式，光利用效率只有3%左右，解析度不易提高；LCOS则采用反射式投射，光利用效率可达40%以上，且其最大的优势是可利用最广泛使用、最便宜的CMOS制程，毋需额外的投资，并可随半导体制程快速的微细化，易于提高解析度。0 c1 E! V' M" }6 Y" N+ x
相比LCD技术，LCOS具有色彩鲜艳、灰度优秀、黑色深沉、画面明亮、网格化情况较少和更加节能的特点。相比单片式DLP技术，三片式LCOS投影技术具有更高的光学利用效率、更加丰满的色彩表现，没有色彩断裂现和观赏者眩晕现象等特点。在和三芯片DLP投影机的比较中，三片式LCOS投影机在分辨率上的优势更是DLP投影机无可比拟的。目前，LOCS芯片的分辨率已经可以覆盖2K、3K、4K、8K等水平产品。而DLP技术由于其微电子机械学结构的原因导致其分辨率难以达到2K以上，这可以说是所有DLP投影产品和三片式LCOS投影产品对抗时候的致命弱点。
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7 V9 `, w' s; @# R* H6 N- gLCOS投影技术缺点
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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。 $ N. N- W. O, }$ G' v: u3 \
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目前LCOS的发展业者集中在美英中三地的Fabless公司，包括Three-Five、Aurora（原S-Vision）、MicroPix、Microdisplay、Kopin、Displaytech、SpatiaLight，中国香港的Varitronix以及中国南阳的河南南方辉煌图像信息技术有限公司（中美合资）等。由于LCOS在开发中涉及整个元件的设计、制造到光学系统的整合，有较高的技术门槛。且每个业者所开发的LCOS，各有专用的ASIC、光学引擎等，零组件和生产各自为阵，无法标准化，因此很难达到量产的经济规模，部份业者因无法提出全套的解决方案，致使产品无法顺利推出而面临财务危机。7 o Y; Z$ ^# `7 _7 o' e
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另外最大的障碍是合格率问题，LCOS前段之矽制程以0.35u制程即可（也不需要作得更小了），目前良率已可达90%；后段加玻璃基板，抽入液晶，并加以切割、封装的部份，目前良率却仍很低，仅约30%左右。LCOS的后段制程良率若无法顺利提升，将可能面临如DMD技术一般的窘境。1 l0 E2 g% r7 ]/ |7 W2 m, p+ H
LCOS技术的春天
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% \+ B) Y$ i. b! m, a. ] 经过几年的发展，LCOS现在已经进入了一个相对成熟时期，随着技术的不断进步，现在已经开发出了主要应用于大型数字高清影院的1.7英寸4K(3840×2048)超高分辨率显示芯片，并成为高端影院投影机产品采用的主要技术。得到了包括佳能、索尼、JVC、先锋、LG等数家企业的支持。
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佳能从04年开始，一直贯彻LCOS投影技术，推出多款高分辨率投影机产品，完善了LCOS投影产品线，07年，佳能又发布了一款高分辨率投影机SX7，这款拥有3700流明高亮度，1000:1对比度的旗舰机型。08年8月20日佳能又发布了——SX80，这是一款采用了LCOS投影技术和佳能AISYS专利光学技术，具有3000流明亮度的SXGA+级高分辨率投影机。
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采用LCOS技术的投影机还有索尼VPL-VW200、VPL-VW60、示创HD 900家用投影机、JVC旗舰DLA-HD100 LCOS投影机等等。
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5 I- y; F7 [: _1 Y( Z 2008年年底，台湾欧达推出首款LCoS口袋型多媒体投影机——欧达P1，目前这款新品已经在国内上市销售，LCOS技术之前只能停留在需要高解析度的特定用途中，但自08年3月后，LCOS技术开始应用到手机产品中，而且在08第4季正式供货。LCoS技术还有很大的潜在市场，例如HMD、高价位的数位相机、数位摄影机等领域均可应用。7 f/ D# q) I/ m% E! I3 b
" _4 q: m8 y* q) M* L5 ?8 @ 目前，LCOS技术已经渡过了低潮时期，呈现出良好的发展态势。在投影显示技术上，DLP技术追赶LCD技术用了十年的时间， 而目前LCOS技术也已经经过了八九年的发展期。随着技术进一步发展成熟，生产成本日益下降，LCOS投影显示技术发展的春天正在向我们走来。 |
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发表于 2006-8-10 20:39:00
