淺析佳能投影機采用的LCOS光學(xué)技術(shù)

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

在小型時(shí)尚數碼相機市場(chǎng)上，一些廠(chǎng)家為了能讓產(chǎn)品變得更輕更薄，采用了會(huì )損失畫(huà)質(zhì)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(huà)質(zhì)，盡管機身不能變得很薄，但是在時(shí)尚和畫(huà)質(zhì)之前，佳能選擇了畫(huà)質(zhì)。

同樣，在投影機市場(chǎng)上，面對市場(chǎng)上現存的多種投影技術(shù)，佳能選擇了代表高畫(huà)質(zhì)的LCOS投影技術(shù)。生產(chǎn)了一系列基于LCOS投影技術(shù)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(shuō)LCOS投影技術(shù)代表了高畫(huà)質(zhì)呢？

投影技術(shù)發(fā)展到今天已經(jīng)越來(lái)越成熟。根據投影核心技術(shù)的不同，可分為CRT（陰極射線(xiàn)管)投影、LCD（液晶）投影、LCOS (反射式液晶) 投影以及DLP（數字光學(xué)處理器）投影四種主要類(lèi)型。其中，CRT 和LCD投影技術(shù)采用透射式投影方式，而DLP 和LCOS 投影技術(shù)采用反射式投影方式。當前市場(chǎng)上主流的投影機是采用LCD 和DLP投影技術(shù)的投影機。

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

LCD投影技術(shù)是通過(guò)光學(xué)系統把強光通過(guò)分光鏡形成紅、綠、藍三束光，分別透射過(guò)紅、綠、藍三色液晶板并經(jīng)過(guò)模擬/數字信號轉換后，通過(guò)控制液晶板上液晶單元的開(kāi)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投影系統有些復雜，其核心是DMD數字微鏡設備芯片。它的原理是通過(guò)控制微鏡片向光源傾斜時(shí)的不同角度，來(lái)控制反射到鏡頭上的光，從而形成影像。DLP根據使用的DMD芯片數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(gè)DMD成像部件；三芯片DLP投影技術(shù)可實(shí)現非常高的圖像質(zhì)量或非常高的亮度，但成本很高，所以現在市場(chǎng)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(shù)，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(jìn)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(guò)分光、合光系統，最后將影像投射到屏幕顯像。

LCOS投影技術(shù)與LCD投影技術(shù)比較

高分辨率細膩影像

LCOS芯片具有更高的開(kāi)口率和更細的像素間距。這使得LCOS的畫(huà)面像素間的距離更小，畫(huà)面看起來(lái)更加鮮明統一。LCD投影技術(shù)有明顯的網(wǎng)格化的現象。這種投影技術(shù)特色在投影大尺寸畫(huà)面的時(shí)候格外明顯。

光學(xué)效率高

LCOS 芯片的高開(kāi)口率本身就會(huì )提升投影機的光學(xué)效率。高開(kāi)口率意味著(zhù)芯片更多的面積參與光線(xiàn)的反射。同時(shí)，由于LCD液晶芯片投射結構特殊的光學(xué)需求，進(jìn)一步減弱了LCD的光學(xué)效率。所以，同樣的燈泡在用LCOS和LCD投影效果相比能夠實(shí)現更高的亮度。這不僅僅能夠提升畫(huà)面質(zhì)量，同時(shí)也能夠節約更多的能源。

黑色表現優(yōu)秀　　

采用透射投影技術(shù)的LCD投影技術(shù)，無(wú)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(shù)不能完美呈現黑色畫(huà)面效果。但是，LCOS投影技術(shù)卻能顯著(zhù)改善投影機還原黑色時(shí)的性能表現。優(yōu)秀的黑色和灰色效果使 LCOS投影機帶來(lái)了更加豐富細膩的灰階表現力。使得畫(huà)面細節更真實(shí)、自然、具有立體感。

適合放映運動(dòng)畫(huà)面　　

LCOS投影技術(shù)在運動(dòng)畫(huà)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(dòng)畫(huà)面反應更加快捷、清晰，形成更加流暢的畫(huà)面。這也是為什么單芯片LCOS可以采用類(lèi)似DLP那樣的時(shí)序成像的原因之一。

綜合來(lái)講LCOS具有分辨率高、色彩鮮艷、灰度優(yōu)秀、黑色深沉、畫(huà)面明亮、網(wǎng)格化情況較少和更加節能的特點(diǎn)。相比之下LCD投影在畫(huà)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(shù)與DLP投影技術(shù)比較

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

LCOS投影技術(shù)與單芯片DLP投影技術(shù)相比具有更高的光學(xué)利用效率、更加豐滿(mǎn)的色彩表現，并且沒(méi)有色彩斷裂現象、不會(huì )讓觀(guān)賞者眩暈現象等特點(diǎn)。

單芯片DLP技術(shù)色彩表現不夠完美

單芯片DLP投影機最大的問(wèn)題是來(lái)自于其不完美的色彩表現。它的色彩問(wèn)題主要出現在飽和度、溫和性和自然真實(shí)感上。由于單芯片DLP投影采用時(shí)序方式顯示色彩：即光線(xiàn)穿過(guò)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(shí)間間隔非常短，人眼不能準確分辨，故而觀(guān)賞者的感覺(jué)會(huì )使投影機顯示了某一個(gè)固定的顏色。

在早期產(chǎn)品中，大部分是采用時(shí)序顯示方式，畫(huà)面上會(huì )出現彩虹條紋現象，大量的消費者在觀(guān)看時(shí)感到眩暈。隨著(zhù)投影技術(shù)的進(jìn)步，眩暈和彩虹現象已經(jīng)得到了很好的改善，同時(shí)德州儀器也開(kāi)發(fā)出了一種叫做“極致色彩”的新投影技術(shù)來(lái)提升DLP單芯片產(chǎn)品的色彩表現。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(wú)法和LCOS投影技術(shù)抗衡。

三芯片DLP技術(shù)成本高昂，分辨率提高困難

三芯片DLP投影技術(shù)是DLP投影的最高技術(shù)，能很好的避免單芯片產(chǎn)品上出現的眩暈、彩虹、色彩表現力不足等缺陷。這種三芯片DLP投影產(chǎn)品成本極其高昂，被廣泛應用于數字電影院的放映系統。價(jià)格最低也有幾十萬(wàn)元，更高的有上百萬(wàn)元以上。拋開(kāi)三芯片DLP投影產(chǎn)品在價(jià)格上劣勢不談，LOCS投影技術(shù)在分辨率上的優(yōu)勢更是DLP投影技術(shù)無(wú)可比擬的?，F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(xué)結構的限制使DLP投影技術(shù)提升分辨率難度很大，可以說(shuō)這是DLP投影技術(shù)和LCOS投影技術(shù)相比較的致命弱點(diǎn)。

對比LCOS投影技術(shù)，三芯片DLP產(chǎn)品在對比度方面略占優(yōu)勢。三芯片DLP數字影院專(zhuān)業(yè)投影機對比度指標在各種投影技術(shù)中一直占有一定優(yōu)勢。不過(guò)二者的差距目前正在縮小。而在家用機級別LCOS機型的對比度表現則已經(jīng)超越了大多數單芯片DLP投影機，并表現出極大的發(fā)展潛力。

經(jīng)過(guò)與LCD 和DLP投影技術(shù)的比較不難看出，LCOS 投影技術(shù)幾乎擁有DLP投影技術(shù)和LCD投影技術(shù)的全部?jì)?yōu)點(diǎn)，而且很好地彌補了二者的缺點(diǎn)。LCOS投影技術(shù)的高畫(huà)質(zhì)已經(jīng)超過(guò)了LCD投影技術(shù)和單芯片 DLP投影技術(shù)、并且在分辨率上已經(jīng)能與三芯片DLP投影技術(shù)相抗衡。

LCOS技術(shù)的諸多優(yōu)勢使執著(zhù)于高畫(huà)質(zhì)影像質(zhì)量的佳能選擇了LCOS投影技術(shù)作為其高畫(huà)質(zhì)投影機的顯示投影技術(shù)，而且研發(fā)出了其專(zhuān)利的AISYS光學(xué)照明技術(shù)來(lái)積極推動(dòng)高畫(huà)質(zhì)LCOS投影機的發(fā)展，并陸續推出了五款采用LCOS技術(shù)的高分辨率投影機產(chǎn)品。我們相信，隨著(zhù)LCOS技術(shù)的不斷發(fā)展，投影畫(huà)面質(zhì)量會(huì )不斷提高，我們會(huì )欣賞到讓我們更加感動(dòng)地影像