淺析佳能投影機采用的LCOS光學技術

佳能憑借其領先的光學技術一直不斷地追求高畫質影像這一理念。從久負盛名的專業(yè)EOS單反相機，到實用至上的博秀(Powershot)系列，再到時尚的伊克薩斯(IXUS)系列小型數(shù)碼相機，還有廣受好評的數(shù)碼攝像機和投影機等民用影像產(chǎn)品。佳能將這個執(zhí)著的理念貫穿到其所有的影像產(chǎn)品中。

在小型時尚數(shù)碼相機市場上，一些廠家為了能讓產(chǎn)品變得更輕更薄，采用了會損失畫質的潛望式鏡頭。而佳能的IXUS系列，則采用了具有水平光軸的伸縮式鏡頭以保證畫質，盡管機身不能變得很薄，但是在時尚和畫質之前，佳能選擇了畫質。

同樣，在投影機市場上，面對市場上現(xiàn)存的多種投影技術，佳能選擇了代表高畫質的LCOS投影技術。生產(chǎn)了一系列基于LCOS投影技術的高分辨率投影機。最近剛剛發(fā)布的高分辨率投影機SX80則是其中的最新產(chǎn)品。那么，為什么說LCOS投影技術代表了高畫質呢？

投影技術發(fā)展到今天已經(jīng)越來越成熟。根據(jù)投影核心技術的不同，可分為CRT（陰極射線管)投影、LCD（液晶）投影、LCOS (反射式液晶) 投影以及DLP（數(shù)字光學處理器）投影四種主要類型。其中，CRT 和LCD投影技術采用透射式投影方式，而DLP 和LCOS 投影技術采用反射式投影方式。當前市場上主流的投影機是采用LCD 和DLP投影技術的投影機。

在20 世紀末占據(jù)投影市場主要地位的是CRT（陰極射線管）投影技術，早期的投影機幾乎都是采用這種投影技術。但是現(xiàn)在它早已經(jīng)被LCD、DLP、LCOS等新投影技術取代了。

LCD投影技術是通過光學系統(tǒng)把強光通過分光鏡形成紅、綠、藍三束光，分別透射過紅、綠、藍三色液晶板并經(jīng)過模擬/數(shù)字信號轉換后，通過控制液晶板上液晶單元的開啟、閉合，從而控制光路的通斷，紅、綠、藍三色光最后在棱鏡中匯聚，由投影鏡頭投射在屏幕上形成彩色圖像。

DLP投影系統(tǒng)有些復雜，其核心是DMD數(shù)字微鏡設備芯片。它的原理是通過控制微鏡片向光源傾斜時的不同角度，來控制反射到鏡頭上的光，從而形成影像。DLP根據(jù)使用的DMD芯片數(shù)量分為單芯片和三芯片兩種。一般的DLP投影機是單芯片的，即只有一個DMD成像部件；三芯片DLP投影技術可實現(xiàn)非常高的圖像質量或非常高的亮度，但成本很高，所以現(xiàn)在市場上絕大部分的DLP投影機都是單芯片的。

LCOS 屬于新型的反射式LCD 投影技術，它采用涂有液晶硅的CMOS集成電路芯片作為反射式LCD的基片，用先進工藝磨平后鍍上鋁當作反射鏡，形成CMOS基板，然后將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。光源主要是由鹵素燈、氙氣燈等光源發(fā)光，集光至面板，將面板的影像經(jīng)反射或透射投射出影像，再經(jīng)過分光、合光系統(tǒng)，最后將影像投射到屏幕顯像。

LCOS投影技術與LCD投影技術比較

高分辨率細膩影像

LCOS芯片具有更高的開口率和更細的像素間距。這使得LCOS的畫面像素間的距離更小，畫面看起來更加鮮明統(tǒng)一。LCD投影技術有明顯的網(wǎng)格化的現(xiàn)象。這種投影技術特色在投影大尺寸畫面的時候格外明顯。

光學效率高

LCOS 芯片的高開口率本身就會提升投影機的光學效率。高開口率意味著芯片更多的面積參與光線的反射。同時，由于LCD液晶芯片投射結構特殊的光學需求，進一步減弱了LCD的光學效率。所以，同樣的燈泡在用LCOS和LCD投影效果相比能夠實現(xiàn)更高的亮度。這不僅僅能夠提升畫面質量，同時也能夠節(jié)約更多的能源。

黑色表現(xiàn)優(yōu)秀　　

采用透射投影技術的LCD投影技術，無論是否要求顯示顏色，都不能控制液晶芯片達到零透光率。這使得LCD投影技術不能完美呈現(xiàn)黑色畫面效果。但是，LCOS投影技術卻能顯著改善投影機還原黑色時的性能表現(xiàn)。優(yōu)秀的黑色和灰色效果使 LCOS投影機帶來了更加豐富細膩的灰階表現(xiàn)力。使得畫面細節(jié)更真實、自然、具有立體感。

適合放映運動畫面　　

LCOS投影技術在運動畫面顯示上也有一定的優(yōu)勢。由于采用特殊的反射光路，液晶層可以做的更薄，因此可以減輕液晶分子的粘滯作用，使得運動畫面反應更加快捷、清晰，形成更加流暢的畫面。這也是為什么單芯片LCOS可以采用類似DLP那樣的時序成像的原因之一。

綜合來講LCOS具有分辨率高、色彩鮮艷、灰度優(yōu)秀、黑色深沉、畫面明亮、網(wǎng)格化情況較少和更加節(jié)能的特點。相比之下LCD投影在畫面網(wǎng)格化、黑色不純和燈泡亮度利用率上具有明顯的不足支出。

LCOS投影技術與DLP投影技術比較

與今天市場上大多數(shù)LCOS投影機均采用三芯片結構相比，DLP投影機的產(chǎn)品陣營稍顯復雜。市場上銷售的DLP產(chǎn)品主要以單芯片時序成像的產(chǎn)品為主，這類產(chǎn)品普遍成本低廉。同時，采用三芯片DLP投影機在高端的工程投影機和數(shù)字電影放映機市場上的價格動輒幾十萬、幾百萬元，可稱得上是絕對的高檔產(chǎn)品。

LCOS投影技術與單芯片DLP投影技術相比具有更高的光學利用效率、更加豐滿的色彩表現(xiàn)，并且沒有色彩斷裂現(xiàn)象、不會讓觀賞者眩暈現(xiàn)象等特點。

單芯片DLP技術色彩表現(xiàn)不夠完美

單芯片DLP投影機最大的問題是來自于其不完美的色彩表現(xiàn)。它的色彩問題主要出現(xiàn)在飽和度、溫和性和自然真實感上。由于單芯片DLP投影采用時序方式顯示色彩：即光線穿過不斷旋轉地色輪循環(huán)顯示三種色彩，由于顯示不同色彩的時間間隔非常短，人眼不能準確分辨，故而觀賞者的感覺會使投影機顯示了某一個固定的顏色。

在早期產(chǎn)品中，大部分是采用時序顯示方式，畫面上會出現(xiàn)彩虹條紋現(xiàn)象，大量的消費者在觀看時感到眩暈。隨著投影技術的進步，眩暈和彩虹現(xiàn)象已經(jīng)得到了很好的改善，同時德州儀器也開發(fā)出了一種叫做“極致色彩”的新投影技術來提升DLP單芯片產(chǎn)品的色彩表現(xiàn)。但是由于單芯片成像的結構限制，目前單芯片DLP在色彩還無法和LCOS投影技術抗衡。

三芯片DLP技術成本高昂，分辨率提高困難

三芯片DLP投影技術是DLP投影的最高技術，能很好的避免單芯片產(chǎn)品上出現(xiàn)的眩暈、彩虹、色彩表現(xiàn)力不足等缺陷。這種三芯片DLP投影產(chǎn)品成本極其高昂，被廣泛應用于數(shù)字電影院的放映系統(tǒng)。價格最低也有幾十萬元，更高的有上百萬元以上。拋開三芯片DLP投影產(chǎn)品在價格上劣勢不談，LOCS投影技術在分辨率上的優(yōu)勢更是DLP投影技術無可比擬的?，F(xiàn)在，LOCS芯片的分辨率已經(jīng)有 2K、3K、4K、8K等不同分辨率的產(chǎn)品。而DLP產(chǎn)品的分辨率最高僅僅達到2K。由于微電子機械學結構的限制使DLP投影技術提升分辨率難度很大，可以說這是DLP投影技術和LCOS投影技術相比較的致命弱點。

對比LCOS投影技術，三芯片DLP產(chǎn)品在對比度方面略占優(yōu)勢。三芯片DLP數(shù)字影院專業(yè)投影機對比度指標在各種投影技術中一直占有一定優(yōu)勢。不過二者的差距目前正在縮小。而在家用機級別LCOS機型的對比度表現(xiàn)則已經(jīng)超越了大多數(shù)單芯片DLP投影機，并表現(xiàn)出極大的發(fā)展?jié)摿Α?/P>

經(jīng)過與LCD 和DLP投影技術的比較不難看出，LCOS 投影技術幾乎擁有DLP投影技術和LCD投影技術的全部優(yōu)點，而且很好地彌補了二者的缺點。LCOS投影技術的高畫質已經(jīng)超過了LCD投影技術和單芯片 DLP投影技術、并且在分辨率上已經(jīng)能與三芯片DLP投影技術相抗衡。

LCOS技術的諸多優(yōu)勢使執(zhí)著于高畫質影像質量的佳能選擇了LCOS投影技術作為其高畫質投影機的顯示投影技術，而且研發(fā)出了其專利的AISYS光學照明技術來積極推動高畫質LCOS投影機的發(fā)展，并陸續(xù)推出了五款采用LCOS技術的高分辨率投影機產(chǎn)品。我們相信，隨著LCOS技術的不斷發(fā)展，投影畫面質量會不斷提高，我們會欣賞到讓我們更加感動地影像