由浅入深 挖掘LCOS技术的点点滴滴

    LCOS光学引擎架构大致可分为两种，三片式光学引擎和单片式光学引擎。

1、三片式光学引擎

    LCOS光学引擎目前以三片式为主，三片式是将光源经分光棱镜将光束分为红、蓝、绿光后，再分别将光束投射入三片LCOS面板，将投射出的三色影像经过光学系统会聚加以结合形成彩色影像。由于三片式LCOS光学引擎除了需要三片面板外，并结合多项的分光、合光系统，因此体积较大、成本也较高，不过由于可以达到较高的光学效率，又具备高画质的特性，因此主要是面向大屏幕这样高阶的专业用途发展。

下图为LCOS光机的原理图：

    注：lamp：灯泡。M：miro反射镜子。
         DM：Dichroic Mirror（双色镜）[daI`krEJIk]（作用：把光分成红绿蓝）。
         Integrated lens：抛物面反射式透镜（作用：过滤紫外光和红外光）。
         PS converter：偏振光转换器（作用：用聚焦透镜和复眼透镜得到均匀的平行光）。
         PBS：偏极化分光镜（Polarization Beam Spliter；PBS）（作用：得到需要的光，光分为P光和S光，PBS让P光通过，让S光反射）。
         RLCD（R）：反射式LCOS芯片。Projection lens:成像镜头。

    如上图所示是LCOS投影结构系统，用UHP（冷光源灯）做光源，用抛物面反射镜过滤紫外光和红外光，再用冷反射镜过滤红外光，通过聚焦透镜和复眼透镜得到均匀的平行光，然后分色镜分光，再通过PBS得到偏振光，通过LCOS芯片反射进行合成并通过变焦透镜投影到屏幕，形成图像。

    光机显示信号的过程：把需要显示和信号（包括视频信号，计算机信号等信号）通过线缆接到LCOS光机主板上，主板把信号转化成电子信号，再把电子信号加到LCOS芯片的驱动板上，由该板把信号转化成数字信号，通过LCOS驱动板把数字信号加到LCOS芯片上，由LCOS芯片把信号加到光机光束中，通过PBS，合光系统和成像透镜形成图像投射到屏幕上，即我们看到的图像。

    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。

    由光源所发出的光经由Dichroic Mirror（双色镜）后分成R、G、B三色光，此三色光分别通过各自的PBS后，会反射Ｓ偏光进入LCOS面板，当液晶显示为亮态时，S偏光将改变成P偏光，最后以双色棱镜（Dichroic Prism）组合调变过的三道偏极光，投射至屏幕处得到影像。

    简单来说，LCOS是直接与显像管（CRT）投影技术、高温多晶硅液晶（Poly-Si LCD）穿透式投影技术、DMD（Digital Micromirror Device）数据光学处理（DLP；Digital Light Processing）反射式技术相关。这三项技术已发展成熟，故LCOS可成为投影显示技术的新主流。

2、单片式光学引擎

    单片式Color Wheel光学引擎则是以快速旋转的ColorSwitch将白光形成循序的红、蓝、绿光，并将三原色光与驱动程式产生的红、蓝、绿画面，同步形成分色影像，再藉由人眼视觉暂留的特性，最后在人脑产生彩色的投影画面。

    单片式的最大优点就是因为面板数仅需一片，加上分光、合光的系统架构比较简单，因此在成本上较具竞争优势，而且光学引擎的空间也相对较小。然而目前在技术上面临一些困难，以Color Wheel而言，白光经偏极化后的光源仅为先前的1/3，亮度明显降低；此外，由于LCOS面板得在红、蓝、绿画面快速的切换下合成影像，因此面板反应速度的要求更高，使得生产的难度也相形提高。