一、 引言

大屏幕投影显示系统是上个世纪80年代末开始兴起的一个新兴行业。主要用于电信电力网管监控、高速公路道路监控、公安、交警、消防重点部位监控、政府、银行的等领域信息显示系统的应用。十多年来，大屏幕显示系统的产品不断发展和进步，已经成为一个成熟的技术领域。

作为大屏幕显示系统一个最重要的组成部分——投影机，它的技术也经历几代发展的历史。

CRT(Cathode Ray Tube)技术作为投影领域的先驱，在上世纪末的投影市场占据重要的地位，早期的大屏幕监控系统几乎都是采用了CRT投影技术。但是由于CRT投影机的显示核心和发光亮度均由CRT来完成，亮度和分辨率的矛盾成为制约CRT投影机在市场进一步应用的主要因素，另外，CRT投影机三枪分别显示，使得投影机的安装调试非常困难等。现在CRT投影机在控制室市场的应用，已基本为LCD，DLP技术的投影机所替代。

LCD技术是在1968年发明的，以LCD作为成像面，由于光线是透过LCD板投射到屏幕上的，因此每个液晶点旁边的调制电极会阻隔光线的传递，会使图像画面有很强的点阵感。尽管多晶硅(Poly-silicon)技术采用了柱状点阵，使得光线的透射率有很大的提高，但一般也使之达到85%。但是，LCD技术，采用三片显示技术，红、绿、蓝三色分别成像，颜色还原性好，性能稳定，对比率高，图像层次感好。

DLP(Digital Lighting Processor)数字光处理技术主要核心以DMD(Digital Micromirror Device)数字微镜设备为成像主芯片。根据DLP投影机中使用DMD芯片的数量，分为单片(使用一片DMD芯片)、三片(使用三片DMD芯片)DLP投影机。三片DLP投影机采用三片DMD的成本较高，绝大部分用于控制室领域的投影机都是单片DLP投影机。

LCOS(Liquid Crystal on Silicon)投影机在90年代末就已经出现。主要作为商用投影机使用。直到今年5月，日立公司在上海InfoComm上第一次推出了为控制室应用的背投一体化箱体。由于LCOS技术的具备了LCD和DLP技术的很多优点，LCOS背投系统必然成为大屏幕背投系统领域的一个新生力量。

二、 LCOS技术原理

LCOS(Liquid Crystal on Silicon)它是一种采用有源点阵反射式液晶显示技术。是LCD与CMOS集成电路有机结合的反射型新型显示技术。

LCOS的结构是在单晶硅上生长电晶体，利用半导体集成制作驱动面板(又称为CMOS－LCD)，然后在电晶体上透过研磨技术磨平，并在上面镀铝膜电极作为反射镜，形成CMOS有源点阵基板，然后将CMOS基板与含有ITO透明电极之上玻璃基板贴合，再抽入液晶，进行封装。像素电极同时也作为反射镜，像素的尺寸一般可以做的很小约为7～20μm，开口率高达96％，对于百万像素的高分辨率的基板的大小还不到一英寸。

LCOS投影机图像调制原理和LCD基本相同，也是以光调制来控制投影显示图像。入射光线在分光后，经过入射偏光板(PBS)，将入射光变成S偏光，经LCOS板反射调制。如果液晶经外部信号调制，处于显示亮态时，S光会变成P光，经棱镜透射后，有最多的光投射到会聚透镜会聚成像。处于显示暗电平时，S光经调制，依然还是S光输出，经棱镜没有光透射到会聚透镜，图像显示为暗电平。因此，输出到会聚透镜的光的多少是由每个像素的外部信号调制决定的。

三、 LCOS特点

LCOS是在传统的LCD基础上发展起来的，它继承了LCD技术的优点，同时也克服了LCD的不足之处，所以LCOS拥有诸多LCD所不具备的优点。

1. 首先，LCD是在石英玻璃基板上生长多晶硅，利用半导体技术在多晶硅(poly－silicon)上制作象素CMOS有源驱动电路和存储电容，这样无疑会占用象素一定的面积，导致开口率的。像素的开口率达到96%。(LCD一般是85%)。因此图像画面没有像素感，画面边缘更自然。

2. 由于多晶硅(P-LCD)中电子迁移速率低，渡越时间比较长，所以显示画面会有延迟，直接影响到画面的刷新速率。而在LCOS技术中，采用反射式结构，渡越时间大大减少，显示画面延时和DLP技术相同，为12ms，而P-LCD的延时，在20ms左右。

3. 其次，LCOS是反射式显示技术，可以避免LCD由于光源长时间的照射温升而导致LCD面板局部灼伤的问题。

4. LCOS的驱动电路做在反射电极下面，芯片的像素分辨率可以做得很高，通常LCOS的基本分辨率为1400×1050，而LCD和DLP的常规分辨率为1024×768。