LCoS显示技术评测

　　液晶可以使光线的偏振性发生偏转,而偏转量可通过电场进行控制。镜片后面的硅片产生控制每个像素的电场,实际上镜片就是硅片最上一层,液晶直接装在镜片上面,这也是它叫做“硅基液晶”的原因。大多数芯片的尺寸为四分之三英寸。生成图像时,偏振光聚焦在芯片上,通过变换每个像素后面电场来控制其亮度。电场使光线发生偏转,然后用一个偏振过滤器把偏转部分挡住。硅片产生电场实际上就像计算机内存芯片一样工作,按照像素的行列进行组织,每个像素都有一个地址,就像内存位置一样,图1a显示了一个LCoS的截面图。

图1a Cos截面图

　　如同其它显示技术一样,每家制造商都有他们专用的实现方法,如表1和表2所示。所有制造商都指出他们使用带无机排列层的垂直分布液晶,垂直排列可提高对比度,并在驱动信号为零时使屏幕呈现自然的黑色。无机排列层可避免早期有机排列层老化的问题,所以所有这些LCoS技术都有很长的寿命。

　　表2列出各制造商1080 LCoS芯片的规格。

　　

表2 1920 x 1080 LCoS芯片性能指标

　　芯片对比度可能是表中最重要的数值,因为高清电视屏幕对比度总是比芯片的数值小。像素间距是芯片上像素中心与中心之间的距离,像素间隙是他们之间无效空间。开口率是指有效像素区域所占的百分比。由于它接近100%,所以屏幕上像素之间的间隙通常不会被注意。LCoS的开口率比DLP微显要高几个百分比,而高温多硅液晶投影仪芯片通常的数值较小,只有百分之五十到七十,所以其像素结构通常能被看到。寿命包括多种因素,所有厂家提供的数值都大于10万小时。人们关心主要在于随时间延长亮度和对比度的损耗,也就是所谓的老化,这将导致通常所说的图像灼影,但所有制造商都声明老化和灼影都不会在无机排列层中产生。信号电平是指在芯片线路控制LCoS芯片的数据位数,位数越高灰场越平滑,越不容易出现色差线条。

　　

图1b 投影光学引擎

　　响应时间是业界一个标准,表示像素从黑到白的时间(上升时间Ton)加上从白到黑的时间(下降时间Toff)的总时间,响应时间是测量图像变换速度并提供运动图像移动拖影的可见程度,通常越小越好,但移动拖影涉及到多个因素。遗憾的是,有些制造商提供的响应时间是平均上升下降时间,而不是他们的和,使显示数值比实际的要快两倍。所以要非常注意响应时间指标,要确保你知道制造商用的是哪一种方法。 我们在表中把上升时间和下降时间都列了出来,以显示实际情况。

　　控制每个像素亮度的物理过程不管是LCoS还是所有其它液晶技术实际都是模拟技术,这是一个优点,因为人的视觉也是一个模拟过程,可以避免全数字显示技术如DLP和等离子具有的图像抖动。然而实际上也可以设计芯片的硅背板让它被模拟电压或数字信号脉宽调制PWM来驱动。它们的最终结果仍然是液晶模拟显示,但这是用两个完全不同的方法完成,各自有不同的优缺点。表1和表2中的设备控制技术列出了每种机型应用的方法,数字背板通常产量较高,制造更加便宜(但不是所有制造商都同意这一观点),且驱动电路也更加便宜。但是目前用数字技术得到平滑的灰场还比较难(尤其在暗场里),所以这也是很多型号使用模拟背板的原因。

　　光学与电学组件

　　除了芯片外,LCoS高清电视还有其它关键的零部件,如包含从灯泡到投影镜头所有光学部件的投影灯引擎。它首先准备光束,照亮细小的LCoS芯片,然后通过一个约80比1的线性比例因子将图像放大,面积放大比例约6,400比1(以60英寸屏幕为例)。这里所涉及的技术并不等于LCoS芯片本身,对屏幕上看到的图像质量同等重要,它通常是投影高清电视里最贵重的部件。图1b显示了一个投影光学引擎,注意这里所有高清电视都采用3片LCoS芯片,分别对应红、绿、蓝三基色。滤光板首先将光线分为用于LCoS芯片的3种基本颜色,然后用一组棱镜在投影镜头前面将基本色重新合成为一束光。屏幕是光学系统另一个重要的部件,它对成像质量也有很大影响,好的屏幕相当昂贵。另外还有两种非常重要的光学部件,一个是在投影镜头和屏幕之间吸收杂

　　散光线的黑色内部空间,第二个是在机箱后部前表面平面镜,可将投影镜头光通路方向改变射向屏幕。

　　还有两个电路组件我们经常提及,一个是芯片线路控制部分,负责所有LCoS芯片的底层直接控制,另一个是前端板,具有所有高清电视输入接口,它将所有其它不同输入信号(复合视频信号、S-video、合成视频信号、RGB、DVI以及HDMI)转换为芯片线路所需的数字格式,它还管理屏幕菜单,实现用户与服务的调整和控制。芯片线路通常只有工厂才能进行控制,包括控制LCoS芯片所需的低级伽马表。