液晶发展产物 LCoS投影机原理与结构

PChome | 编辑: 陈嘉就 2011-04-20 00:00:00原创 一键看全文

在文章《大器难成 液晶投影机结构与分析》文章结尾的时候,我们曾经谈及过LCoSLCoS是一种基于CMOS工艺的反射式的液晶投影显示技术,在半导体材料上制作驱动,并将主动像素(液晶)矩阵放置在半导体材料之上,在工作时,LCoS只会对光线进行偏振处理,而不遮挡光线。

单片式LCoS投影机

介绍完LCoS的显示原理后,我们来看看LCoS投影机的结构,与DLP投影机一样,LCoS亦分为三片式和单片式LCoS投影机,以下是几种常见单片式LCoS投影机结构。

这是一种最传统的单片式LCoS投影机结构,与《从DMD谈起 细看DLP投影机今生与发展》一文中讨论过单片式DLP投影机非常相似,光线汇聚后先通过被色轮以顺序的方式分离出三原色光线,然后经过集光柱修正成平行光线并投射到棱镜当中,但是此时的棱镜从TIR棱镜变为PBS棱镜,而LCoS则根据驱动电路的指示生成对应颜色的画面,最后通过镜头放大投射出去,时分的三原色图像最终依靠人脑合成彩色画面。

由于是采用时分方式产生色彩画面,自然无法避免彩虹效应的采用,而且光能利用率低,不过胜在LCoS的效率高,此一缺点亦变得可以接受,更重要的整个系统结构简单,因此不时可以见到该结构的LCoS投影机

前文说过LCoS投影机是利用光线的偏振特性实现显示的,于是就有人想到利用光线的偏振状态分色了。在光线进入PBS棱镜之前,增加一个ColorSwitch,ColorSwitch是一个类似主动式快门3D眼镜的液晶设备,拥有三个液晶开关和颜色控制偏振器,通过改变光线的偏振态来顺序产生三原色光,没有了色轮转动,有利于降低运行噪音延长设备寿命,但是依然保存了彩虹效应、光效率低等缺点。

最后一种单片式LCoS投影机结构是2001年飞利浦展示出来的,白光首先通过分光系统(扫描棱镜)分解成三原色光,而且三原色光同时照射到LCoS上,但是单一原色光带只会照射LCoS的1/3面积并且从上至下卷动,当一种原色光带卷到到LCoS底部后会迅速返回LCoS底部。在同一时刻中,光源的三原色光得到充分利用,因此该结构在单片式LCoS投影机拥有最高的光效率,但是同样存在着彩虹效应的问题。

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