LCOS培训教材1

更多彩电维修资料请到《彩电维修资料网》查询！1LCOS背投电视培训资料LCOS背投电视可具有当前所有显示器件中最高分辨率，其图象细腻、亮度高、对比度好、色彩鲜艳。整机耗电省、无污染、重量轻、成本低及兼容性好等特点，是大屏幕显示技术的主要发展方向之一，是走向数字电视的最有前景的途径。LCOS由于其突出的高亮度和高分辨率，优良的显示线性，数字化的信号处理方式等优势，从根本上解决了CRT背投面临的种种难题，成为CRT背投影电视的换代产品,LCOS必将成为市场新宠。开发LCOS新型背投影电视机，是市场的需求，也是电视技术发展的必然结果。一、工作原理LCOS背投影电视机与传统的CRT背投电视机有根本区别。LCOS（LiquidCrystalOnSilicon）称为硅基液晶，采用反射式液晶与CMOS(complementarymetaloxidesemiconductor)半导体技术。主要应用在计算机背投显示屏、背投电视机和家庭影院、高清晰度电视墙，前投影机和数码电影院等。当前国内外大屏幕显示技术主要包括：基于显像管技术的CRT投影；基于等离子体发光技术的PDP和LCD以及新兴的LCOS和DLP投影技术。CRT投影由于其本身固有的缺点将被逐渐淘汰。LCOS投影使用很小尺寸的成像器，通过光学放大系统在大的显示屏幕上间接成像。过去五年内，各发达国家和地区对此技术的研究和生产均有很大投入，此技术已开始用于前投影和背投电视机。LCOS背投影电视机由以下部分组成：1．光学引擎（简称光机）。是整机的核心部件。其在背投电视机中的作用相当于普通CRT电视中的显像管，但比显像管的技术和价值高无数倍，两者不是同一档次。2．光机支架。由金属钣金件构成，用于在机箱内支撑和调节光机的位置。在背投电视机出厂前已调整固定好。3．机箱。由底座，前面板，屏幕框，后上壳及后下盖组成。4．反射镜。反射镜是由美国进口的高反射率宽光谱前表面镜，起着改变光路方向，减薄机箱厚度的作用。5．屏幕。屏幕为LCOS专用的高对比度防眩光双层精密纯平屏幕，其节距约0.1mm,比普通电脑显示屏或CRT背投屏（包括HiD背投）更精细。材料为专用特殊光学塑料。屏幕全部从日本进口。更多彩电维修资料请到《彩电维修资料网》查询！2图1.整机光路示意图及LCOS背投实物内部A)光机原理图2光机及光路原理图表1光机内部部件元件名称作用注意事项100WUHP投影灯1（及电源）提供强光照明1．工作位置与水平方向保持在0+/-20О；2．需风扇散热光机反射镜后壳底座更多彩电维修资料请到《彩电维修资料网》查询！3UV/IR滤光片1，冷光反射镜1，降低光源热量蝇眼透镜2片PBS阵列1片，会聚透镜4片光源光束整形和偏振转换需风扇散热偏振分束器PBS3只偏振光分离日本原装LCOS成像器3片（带驱动电路）RGB成像器1．需防尘2．需风扇散热检偏片3片光偏振检测需风扇散热二向分色片2片色合成X-cube1只RGB光分离与合成需风扇散热广角投影镜头1个投射放大成像需防尘图3.光机工作原理图由投影灯发出的白光经过UV/IR滤热滤除有害的红外光和紫外光，再经过整形使光斑的大小和尺寸与LCOS芯片的尺寸一致，偏振转换将光转换为同样的偏振光以提高光利用率，分色光组将光分为红绿兰三种色光，三束色光分别经过各自的起偏器后进入LCOS成像器，成像后经检偏器后输出三基色图像，经RGB合光合成为彩色图像到投射镜头投射到屏幕上。可以看出，LCOS背投的核心部件-光机实际是一台高级的光学仪器。B)LCOS芯片成像原理LCOS芯片如图4所示，其成像原理如图5所示。液晶具有部分晶体特性，会对入射光表现出晶体特有的各向异性，故在液晶显示器件中几乎都需要使用偏振光束工作，LCOS也不例外。在LCOS光学引擎中选用的光源发出的光为自然光，需要将此自然光经起偏器转化为偏振光。而偏振光又可以用两个振动方向相互垂直、相位有关联的线偏振光来描述。在LCOS光学引擎中选用了PBS（PolarizationBeamSpliter，偏振分束器），它可以将S偏振光（垂直入射线平面）反射，让P偏振光（平行入射线平面）通过，参看图5。投影灯白光UV/IR滤热整形/偏振转换分色片组RGB分光检偏R成像起偏起偏G成像检偏起偏B成像检偏X-CubeRGB合光投射镜头更多彩电维修资料请到《彩电维修资料网》查询！4图4a3片LCOS液晶成像器之一，每片上有约150万像素；图4bLCOS硅基板的电子显微镜放大图，每个方格代表1个像素（实物为0.01mm见方），可以看到像素间的间隔很小，所以在屏幕上图象非常细腻，绝对看不到网格或扫描线。图5LCOS光路原理图当入射光进入PBS后，PBS会将入射光（S偏振光）反射进入LCOS成像模块成像,又因为液晶的固有特性，进入LCOS成像模块的S偏振光被改变成P偏振光，从LCOS成像模块反射出来，再经PBS射出，后经三片分合光器件将分别通过LCOS三片成像模块的光束组合，再经投影镜头投射到屏幕上得到图像。LCOS是点阵式成象。光机里有3片LCOS液晶片，每片上有约150万像素，每个像素下有一个电极控制其光开关，三片各自同步形成R,G或B三单色图象。RGB三单色图象经光学元件组合成一幅24位（16777216色）真彩图，再经高解像度广角镜头放大到屏幕上。LCOS的图象是一帧同时出现的，所以没有扫描线。光机里也没有电磁偏转元件和高压，所以没有辐射。二、产品的优缺点透明电极液晶P偏振光S偏振光铝反射镜硅基板CMOS矩阵玻璃PBS（偏振分束器）液晶入射光更多彩电维修资料请到《彩电维修资料网》查询！5A）与传统CRT背投比较图6a.CRT背投影式电视工作原理示意图;图6bCRT投影管的结构CRT背投影电视是用3只基色投射管（ProjectionTube，俗称投影枪）将代表图像的R，G，B电分量变成3束基色光，经一系列光学处理后，投射到光学屏幕上放大成像的。背投影电视机所用的CRT投影管的结构如图6b所示。图6a给出了背投影式电视三基色投射管的安装位置和工作原理示意图。由于R管和B管不可能与G管安放在同一空间位置上，而是分别以与G管的主光轴成夹角的方向照射在屏幕上的，因而就不可避免地使二者形成的光栅产生失真变形（一种梯形失真），图像的R，G，B三基色光束就不可避免地产生会聚偏差。为了校正这种失真和会聚偏差，使R，G，B三基色光正确地会聚在屏幕上，除了采用电子补偿校正和光学组合透镜的校正方法以外，还须精确地计算出R，G，B三投射管的机械位置和角度。在确定好主要的G管位置后，稍微适当地倾斜R与B管的光轴就可使三者的光束进入正确适当的焦点上。CRT背投电视投机内设了几十个电位器来校正三枪会聚,机器使用时间一长由于电位器触点氧化或受地磁场的干扰等原因会造成图象出现色镶边模糊等失聚故障,这时就必须要重新校正三枪会聚,一般投影机的会聚调整有五十多个调节点,每个投影管的水平调整点有九个左右,分别是:水平线性调整,水平幅度调整,左右平移调整,左右枕形调整,整幅画面左右交错调整,左边和右边水平交错调整等;垂直调整调整点也有九个左右分别是:垂直线性调整,上下平移调整,垂直幅度的调整,上下枕形调整,整幅画面上下交错调整,上和下垂直交错调整等.近年来,随着聚焦性能的提高和投影管工艺改进,以数字技术的发展,出现了能产生任意波形的数字式会聚校正电路,它可以通过对多达一百多个点的精确调整,使得三色会聚重合于良好状态。目前的CRT背投电视机仍有以下缺点：1）清晰度低。除了少数高级机种能对应４８０ｐ或１０８０ｉ的数字电视级解析度之外，大多仍只是模拟等级４８０ｉ扫描技术，换言之，大多数只提供大画面，却没有提升画质。最大的挑战是无法清晰呈现文字、无法对应未来上网的需求。2）多数CRT背投电视在亮度，饱和度、清晰度及对比度上都比不上直视显象管更多彩电维修资料请到《彩电维修资料网》查询！6电视。3）ＣＲＴ的投影往往四周聚焦较差。4）重量偏重，体积过大。5）且仍有三枪对焦调整的问题。6）有辐射。7）有扫描闪烁。8）受地磁干扰。9）有的电视厂家为了提高亮度而超负荷使用投影管将大大缩短显像管寿命。而LCOS背投电视可具有当前所有显示器件中最高分辨率，其图象细腻、亮度高、均匀性好，无畸变，无闪烁，对比度好、色彩鲜艳。整机耗电省、无辐射污染、重量轻、兼容性好等特点。B)与穿透式LCD背投比较采用国际领先的日本原装的Ｄ－ＩＬＡ反射式液晶，其液晶排列方式采用独特的垂直排列（ＰｅｒｐｅｎｄｉｃｕｌａｒＬｉｑｕｉｄＣｒｙｓｔａｌＡｌｉｇｎｍｅｎｔｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ），能更有效率的将不必要的光挡下，使黑色的表现更佳。Ｄ－ＩＬＡ可将９5％的光反射至投影镜头，比起穿透式ＬＣＤ的３０－６０％的光开口率，Ｄ－ＩＬＡ的光效率是非常好的。作为反射式的技术，ＬＣＯＳ也拥有能以半导体制造工艺大量低价批量生产的潜能，色彩亮丽自然，没有栅格（ＳｃｒｅｅｎＤｏｏｒ）效应，ＬＣＯＳ高解析度非常适合作ＨＤＴＶ的投影电视，或可供工作站所用的１６００×１２００高级背投影显示器。图7上LCOS液晶片结构由于电极在背面不挡光，其开口率可达95%,图象无栅格效应；更多彩电维修资料请到《彩电维修资料网》查询！7图7下，穿透式LCD液晶片结构由于电极挡光，其开口率只有30-60%,图象有明显栅格效应；C)与其他公司的LCOS背投比较国内也有其他竞争对手推出LCOS背投电视。与其相比，我们的产品有明显的优势。1．分辨率不同我们所用芯片分辨率为1400X1050，单片有约147万像素。三片总共有441万像素。而竞争对手产品一般为1024X768甚至更低。仅有78.6万像素，三偏向家业不过235.9万像素。（一般不应将三片像素相加）2．芯片档次不同我们的芯片是日本JVC的D-ILA，技术国际领先。竞争对手产品所用芯片均为二流产品。3．光机质量不同我们的光机可以做到高亮度和高对比度，竞争对手产品一般低于我们。4．整机成熟程度不同LCT5212已经过QA严格的检验，通过了国家的3C认证，完成了中试，可以进行批量生产。整机性能稳定可靠。三、产品的技术参数及显著特点主要参数如下：1．采用国际领先的日本原装D-ILA(Direct-DriveImageLightAmplifier,直接驱动图像光源放大器)3片式LCOS硅片液晶成像器，3片总象素441万，超高清晰度高速无闪烁全场显示；2．硅基反射式液晶技术使图象亮度和细腻度比传统穿透式液晶提高30%以上；3．高对比度防眩光双层精密纯平屏幕，点距小于等于0.1mm。解象度极高；4．广角短焦距精密投影镜头，画面视角超过160度；5．全屏1000cd/m2的超高亮度，；6．对比度超过600：1；7．固有分辨率1400×1050；8．HDTV数字高清晰电视分量信号Y/Pr/Pb显示：可支持720×480P，1280×720P，1920×1080i等多种格式。9．电脑高解晰度显示：可支持1280×1024分辨率,24位真彩色。10．支持数字视频接口（DVI），11．全球通丽音；12．SRS3D空间环绕声和多种音效模式13．5段电子均衡器可随意改变音频响应14．RS232接口：可升级软件版本；15．系统接口：模拟电视天线端子、AV端子、S端子、15-PINVGA端子，HDTV分量信号Y、Pb、Pr及HD、VD端子，DVI端子，RS232端子；16．普通模拟电视接收；准全球制式（彩色PAL/NTSC/SECAM）更多彩电维修资料请到《彩电维修资料网》查询！817．视频输入/输出：3-AV输入，3-S-VIDEO输入，1-Y/Cr/Cb输入，1-AV输出产品的显著特点：1）高分辨率：显示点数1400x1050，可轻易地