中心議題：

• LCOS投影技術詳解

解決方案：

• 采用三片式光學引擎
• 采用單片式光學引擎

投影機技術基本顯影原理相仿，主要是由鹵素燈、氙氣燈等發光

，集光至麵板，將麵板的影像經反射或透射投射出影像
，再經過分光、合光係統
，最後將影像投射到屏幕顯像。LCOS(LiquidCrystalonSilicon)是一種全新的數碼成像技術，它采用半導體CMOS集成電路芯片作為反射式LCD的基片
，CMOS芯片上塗有薄薄的一層液晶矽
，控製電路置於顯示裝置的後麵
，可以提高透光率，從而實現更大的光輸出和更高的分辨率。

1、LCOS麵板：

LCOS麵板的結構有些類似TFTLCD，一樣是在上下二層基板中間撒布Spacer以加以隔絕後，再填充液晶於基板間形成光閥，藉由電路的開關以推動液晶分子的旋轉，以決定畫麵的明與暗。LCOS麵板的上基板是ITO導電玻璃
，下基板是則矽晶圓CMOS基板，LCOS麵板最大的特色在於下基板的材質是單晶矽，因此擁有良好的電子移動率
，而且單晶矽可形成較細的線路，因此與現有的HTPSLCD及DLP投影麵板相較
，LCOS是比較容易達成高解析度的投影技術。


圖一LOCS麵板結構圖

2
、LCOS光學引擎架構：

由於LCOS技術仍在起步階段，目前並無標準製程，所以有多家廠商開發出不同的LCOS光學引擎架構。在這些不同的技術中，可概分為三片式及單片式二大類。

（1）三片式光學引擎

LCOS光學引擎目前以三片式為主，三片式是將光源經分光棱鏡將光束分為紅、藍、綠光後，再分別將光束投射入三片LCOS麵板，將投射出的三色影像經過合光係統加以結合形成彩色影像。就Nikon設計的IBM4-Cube光學引擎架構來看，由於三片式LCOS光學引擎除了需要三片麵板外，並結合多項的分光、合光光學係統，因此體積較大、成本也較高，不過由於可以達到較高的光學效率，又具備高畫質的特性
，因此主要是朝高階的專業用途發展，主要的產品以JVC的多款投影機為主，除此之外，三片式光學引擎還有ColorLink采用的ColoRQuard架構
、Philips的Prism架構
，致伸發展的Dichroic-PBS架構，及Unaxis的ColorCorner架構等。


圖二IBM4-Cube光學引擎架構

（2）單片式光學引擎

單片式ColorWheel光學引擎則是以快速旋轉的ColorSwitch將白光形成循序的紅、藍、綠光
，並將三原色光與驅動程式產生的紅、藍、綠畫麵，同步形成分色影像，再藉由人眼視覺暫留的特性，最後在人腦產生彩色的投影畫麵。類似的技術有：Displaytech發表的FieldSequentialColor、Philip所采用的ScrollingColor-RotatingPrism架構
、及JVC采用的SpatialColor–Hologram架構。[page]


圖三ColorWheel光學引擎架構

單片式的最大優點就是因為麵板數僅需一片，加上分光、合光的係統架構比較簡單

，因此在成本上較具競爭優勢，而且光學引擎的空間也相對較小。然而目前在技術上麵臨一些困難
，以ColorWheel而言
，白光經偏極化後的光源僅為先前的1/3，亮度明顯降低
；此外，由於LCOS麵板得在紅、藍、綠畫麵快速的切換下合成影像，因此麵板反應速度的要求更高，使得生產的難度也相形提高。

LCOS投影技術原理


圖1LCOS成像原理圖

LCOS的成像原理如圖1所示，其成像方式類似於三片式的LCD液晶技術，不過采用LCOS技術的投影機其光線不是穿過LCD麵板
，而是采用反射方式形成彩色圖像。它采用塗有液晶矽的CMOS集成電路芯片作為反射式LCD的基片。用先進工藝磨平後鍍上鋁當作反射鏡
，形成CMOS基板，然後將CMOS基板與含有透明電極之上的玻璃基板相貼合，再注入液晶封裝而成。LCOS將控製電路放置於顯示裝置的後麵，可以提高透光率
，從而達到更大的光輸出和更高的分辨率。與其他投影技術相比，LCOS技(ji)術(shu)最(zui)大(da)的(de)優(you)點(dian)是(shi)分(fen)辨(bian)率(lv)高(gao)
，采(cai)用(yong)該(gai)技(ji)術(shu)的(de)投(tou)影(ying)機(ji)產(chan)品(pin)在(zai)亮(liang)度(du)和(he)價(jia)格(ge)方(fang)麵(mian)也(ye)有(you)一(yi)定(ding)優(you)勢(shi)。由(you)於(yu)矽(gui)基(ji)板(ban)與(yu)對(dui)向(xiang)基(ji)板(ban)的(de)熱(re)膨(peng)脹(zhang)係(xi)數(shu)不(bu)同(tong)，難(nan)以(yi)組(zu)裝(zhuang)，使(shi)成(cheng)品(pin)率(lv)較(jiao)低(di)、成本較高。

和透射式LCD技術相比

，LCOS可以很容易地實現高分辨率和充分的色彩表現
，而且可以較大地降低成本。LCOS的用途十分廣泛

，大到背投彩電

，小至數碼相機都可以使用它作為顯像器件。目前
，基於LCOS技術的投影機及投影電視在投影市場上還處在試探階段，沒有對其他類型投影機形成真正的競爭。
LCOS投影技術特色

與LCD、DLP

、CRT
、DLV投影機技術相比較
，LCOS投影技術具有高解析度
、高亮度、以及低成本潛力的諸多優勢，必將成為投影技術的明日之星。筆者現將其具備的優缺點總結如下：

優勢強項：

1、高解析度

LCOS投影技術最大的特色在於其麵板的下基板采用矽晶圓CMOS基板
，由於下基板的材質是單晶矽
，擁有良好的電子移動率，而且單晶矽可形成較細的線路，因此比較容易達成高解析度的麵板。

2
、高亮度

LCOS為反射式技術
，不會像HTPSLCD光學引擎會因為光線穿透麵板而大幅降低光利用率，因此光利率率可提高至40%，與穿透式的HTPSLCD的3%相較，可減少耗電，並可產生較高的亮度。

3、低成本

　LCOS光學引擎因為產品零件簡單


，因此具有低成本的優勢，再加上台灣廠商大舉投入，相較於由SeikoEpson,Sony供貨的HTPSLCD麵板、及德儀(TI)獨家供應的DLP麵板，LCOS具有快速走低的供貨環境。

劣勢不足：

LCOS技術本身
，仍有許多技術問題有待克服，例如：黑白對比不佳、三片式LCOS光學引擎體積較大。雖然LCOS擁有一些技術上的優勢
，不過目前在市場上LCOS投影機仍占少數


，主要問題在於量產技術尚未克服

，零件供貨上仍不穩定，因此LCOS仍需以時日才能成為投影機的主流技術。