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基于LCoS技术的4K SXRD数字电影放映机原理解析如今，电影业正在经历由胶片向数字化发展的重要变革，在国内已有很多影院采用具有2K分辨率的数字放映机。面对需求日益增长的电影娱乐市场，索尼推出了基于LCoS技术的4K SXRD级数字电影放映机，但是由于4K分辨率片源等原因，其普及程度远远低于采用DLP技术的2K级数字电影放映机。为了推广4K投影技术，索尼已成立一个新的部门，为客户提供完整的数字影院服务与解决方案，而具有4K（4096×2160）分辨率与18000流明的索尼CineAlta 4K（SRX-R320）放映机将成市场的主流。 一、LCOS技术简介 LCOS主要是由氙气灯发光，集光至面板，将面板的影像经反射或透射投射出影像，再经过分光、合光系统，最后将影像投射到屏幕显像。LCOS(Liquid Crystal on Silicon)是一种全新的数码成像技术，它采用半导体CMOS集成电路芯片作为反射式LCD的基片，CMOS芯片上涂有薄薄的一层液晶硅，控制电路置于显示装置的后面，可以提高透光率，从而实现更大的光输出和更高的分辨率。 1、LCOS面板结构： LCOS面板结构如图1-1，类似TFT LCD，是在上下二层基板中间撒布Spacer以加以隔绝后，再填充液晶于基板间形成光阀，藉由电路的开关以推动液晶分子的旋转，以决定画面的明与暗。LCOS面板的上基板是ITO导电玻璃，下基板是则矽晶圆CMOS基板，LCOS面板最大的特色在于下基板的材质是单晶矽，因此拥有良好的电子移动率，而且单晶矽可形成较细的线路，因此与现有的HTPS LCD及DLP投影面板相较，LCOS是比较容易达成高解析度的投影技术。图1-1? LOCS面板结构图 2、LCOS光学引擎架构： 由于LCOS技术仍在起步阶段，目前并无标准制程，所以有多家厂商开发出不同的LCOS光学引擎架构。在这些不同的技术中，可概分为三片式及单片式二大类。数字电影放映机采用图1-2所示的是三片式。 三片式是将光源经分光棱镜将光束分为红、蓝、绿光后，再分别将光束投射入三片LCOS面板，将投射出的三色影像经过合光系统加以结合形成彩色影像。就Nikon设计的IBM 4-Cube光学引擎架构来看，由于三片式LCOS光学引擎除了需要三片面板外，并结合多项的分光、合光光学系统，因此体积较大、成本也较高，不过由于可以达到较高的光学效率，又具备高画质的特性，因此主要是朝高阶的专业用途发展，主要的产品以JVC的多款投影机为主，除此之外，三片式光学引擎还有ColorLink采用的ColoRQuard架构、Philips的Prism架构，致伸发展的Dichroic-PBS架构，及Unaxis的ColorCorner架构等。图1-2? 三片式光学引擎架构 3、LCOS技术成像原理。图1-3? LCOS成像原理图 LCOS成像原理如图1-3所示，其成像方式类似于三片式的LCD液晶技术，不过采用LCOS技术的投影机其光线不是穿过LCD面板，而是采用反射方式形成彩色图像。它采用涂有液晶硅的CMOS集成电路芯片作为反射式LCD的基片。用先进工艺磨平后镀上铝当作反射镜，形成CMOS基板，然后将CMOS基板与含有透明电极之上的玻璃基板相贴合，再注入液晶封装而成。LCOS将控制电路放置于显示装置的后面，可以提高透光率，从而达到更大的光输出和更高的分辨率。与其他投影技术相比，LCOS技术最大的优点是分辨率高，采用该技术的投影机产品在亮度和价格方面也有一定优势。由于硅基板与对向基板的热膨胀系数不同，难以组装，使成品率较低、成本较高。 4、Sony 4K SXRD技术 Sony公司继推出的4K SRX系列电影放映机主要特色是采用了SXRD技术，该技术主要是基于LCoS技术研发而成，其工作原理与之相同，光学结构如图1-4，主要特点如下： （1）超薄液晶单元间隙 SRX系列放映机能够实现高对比度的另外一个因素是：SXRD芯片装置小于2微米的液晶极小单元间隙。传统的垂直排列液晶系统无法实现如此小的液晶极小单元间隙。Sony在硅底板结构中采用了创新的平面化技术以及先进的硅片安装工艺，克服了这一难点。 SXRD 设备还采用了无“间隔”的结构。传统的反射式液晶器件采用柱状物来保持液晶单元基面和顶部之间的恒定间隙。这些“间隔”很容易分散和反射光线，影响了图像的对比度。而在采用无间隔技术的SXRD设备中，这些人为因素造成的问题不复存在。 （2）快速响应 SXRD 设备中的超薄单元间隙结构同时也实现了极短的响应时间(仅为2.5毫秒，包括上升和下降时间)。SXRD设备可以对图像的即时变化做出快速的反应，使放映机显示移动图像时更加流畅。因此，放映机不存在运运动模糊现象，在放映快速移动物体图像时效果尤佳。图1-4? SXRD光学结构 （3）可靠的成像