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LCOS投影HUD车载抬头显示技术及光学元件

2024-06-29 派大莘

LCOS(Liquid Crystal On Silicon)高清投影枝术在车载影音区域的应用领域创造出广大的利润,这最主要归功于其比较高的分数辨率、低工作电压、长人类寿命及及好集成型于狭窄地方内的特色。

 LCOS投影HUD车载抬头显示技术及光学元件

(图源网络,侵删)

目前,以国内的形式来看,智能浪潮下,以车载HUD的出现成为当下汽车投影显示最大的受益者,车载抬头HUD的应用成功将速度、导航指示、警告信息等关键驾驶数据直接投影到挡风玻璃上,从而减少驾驶员视线离开路面的时间,由于其强大的便利性与安全性,对于消费者购买而言无疑是一个重要的亮点所在。LCOS技术性伴随其涨判断率、低功能消耗和可以集合于狭隘范围内的共同点,越来越可以在AR-HUD(提高表明仰着表明),会将汽车导航指示器下箭头单独投影到道路边,具备实时监控健康告诫,如接触提示、行车道偏差提示等,偏态升高驾驶者用户体验。


 LCOS投影车载抬头

(图源电脑网络,侵删)

目前为止,境内已经挺多零售商在布置图LCOS AR-HUD,如华为麦芒、瀚思通、华阳、广汽、白水晶光学、弗迪(海马汽车)等,那些零售商上线的产品的基本上都主要采用了人工控制研究开发的LCOS工艺,满足了低分别率、高亮呈现度、低输出功率的高清投影成果,往往这样一来,LCOS工艺还能应该用于车载一体机多功能仪车辆仪表盘和仪表台,为汽车货运驾驶员者给予进一步精准、柔美的信心呈现。LCOS呈现屏的低分别率和广感觉基本特性,促使汽车货运驾驶员者在差异角度看和光照强度前提条件下都能有保持良好的错觉成果。 

LCOS技术及光学结构原理

LCOS(Liquid Crystal on Silicon)投射的科技适用涂有教学液晶硅的CMOSibms电线板电子器件为反射强度式LCD的基片,把控电线板置放提示 器的前面,以增加透光率,所以做到更好 的光传输和更多的辩别率。LCOS可即为LCD的是一种,但传统性的LCD是做在窗户玻璃柔性板上,而LCOS则是做在硅晶圆上,这致使LCOS的科技可以进行更大面积、更廉价的CMOS加工的科技来产生,并随半导体技术制造的怏速趋势而源源不断增加详解度。


 LCOS投影原理图

(图源微信网络,侵删)

LCOS投影工作原理

LCOS激光投影仪技能包括片式式和三片式多种。片式式根据了与DLP激光投影仪技能类细细的时序显像行为英文英文;三片式指的是操作红绿蓝色彩三原色根据菱镜分离处理再集聚的显像行为英文英文,这些行为英文英文的显像效率更加高,阶段的流行的企业产品广泛根据了这些显像行为英文英文。

 LCOS投影工作原理

(LCOS高清投影岗位设计原理,侵删)

单片式LCOS投影

片式式LCOS投影屏幕寻常运用这个LCOS集成块,借助尽快切回红、绿、蓝感觉三原色配色表配色表光来转变成颜色图相。当照明发出信号的白炽经过了分光设备后,转变成红、绿、蓝感觉三原色配色表配色表光。一些光束按序灯照到片式LCOS集成块上,借助调控LCOS表面板上显示屏碳原子的情况来发生变化每图片像素点光反射光束的高低,随着人眼的视力暂留效用,当感觉三原色配色表配色表光尽快切回时,大脑会将她们转化成为颜色图相。类似这些玩法要学会简化了光学仪器节构,减少了成本费,但在感觉特征和饱和度上也许遭到一定程度被限。 1.光学反应构成的框架

单片式LCOS投影一般由光源系统、颜色轮、LCOS面板、偏振分光和合广系统、投影镜头以及其他辅助元件。 


2.灯光:所采用加对比度调节、高稳相关性性的灯光,如LED灯光或激光行业灯光。这灯光作为够的光通量,切实保障投射照片的对比度调节和色彩的运用过饱和度。背景配色轮:是单面式LCOS激光投影机方法中的主要模块之1。背景配色轮由红、绿、蓝(RGB)及及其余也许的背景配色场面组成了,顺利通过便捷自动旋转将白光灯按序变换为红、绿、蓝红绿蓝光,并按序投屏到LCOS处理器上。背景配色轮的带速和背景配色场面的编排方式对激光投影机游戏界面的色调呈现和获取率有重要性影响力。


3.LCOS显示屏及进行处理集成ic:单面式LCOS投影仪的使用一个LCOS进行处理集成ic来进行处理过背景色轮互转后的色彩三原色光。LCOS进行处理集成ic的机构与三片式中的类试,包扩CMOS基材、液晶显示器屏层和黑色电极材料安全玻璃基材。依据管理液晶显示器屏大分子的排顺的阶段,LCOS进行处理集成ic配制入射光的偏振的阶段和相位,进行图形。 4.偏振分光与合光软件偏振分光镜(PBS):在那些单面式LCOS投屏系統中,可以安全使用偏振分光镜来剥离 入射光和全光线,提升 光借助速率。但是,与三片式系統区别,单面式系統的光学元件相对路径非常紧密,可以不必须 非常复杂的合光菱镜格局。合光配件:然而片式式模式不需像三片式哪一种将三原色配色表光再次生成为一枝太阳光问题,但也许 需部分方便的光学仪器配件来确保太阳光问题可以精准的地投映到LCOS电源电源芯片上,并从电源电源芯片反射面后投映到电子屏幕上。 

5.投影镜头:投屏境头组与三片式机系统相当,单面式LCOS投屏也想要投屏境头组来放小并投到路经LCOS集成ic调配后的光。投屏境头组的设定和效率对投屏场景的画面质量度、对比性度和冷暖色复原度有主要反应。

 

6.其他辅助元件:冷反射性镜、滤光片等:那些外挂部件能够用做滤过的光源中的不可以因素(如红外光),增加投影仪图文的安全性能。但是,在单支式操作系统中,那些部件的的数量和繁杂性能够相比较低。

 

三片式LCOS投影

三片式LCOS投影技术是指使用红、绿、蓝三原色光通过棱镜分离后,再分别照射到三块独立的LCOS芯片上,最后通过合光系统将三块芯片上的图像合成为彩色图像。这种方式类似于三片式LCD投影技术,但采用了反射式LCOS芯片。

 三片式LCOS投影

本职工作操作过程三片式LCOS投射使用的光源发来的亮光要使用分光射线层镜被划分成红、绿、蓝三原色配色表光。这五种有色的紫外线主要直射到几块独立空间的LCOS集成块上,每一块上的集成块只正确处理一个有色的光。使用调控LCOS面版上液晶屏分子式的状态下,变更所有手机像素点射线层紫外线的强与弱。历经LCOS射线层的紫外线再使用用不着的光学材料光折射商业联盟排成束紫外线,最后一步使用投射光圈直射到液晶屏上建成五颜六色的彩色图像。这行为在色调表达、对比性度和色温来说拥有的优势,是近几年LCOS投射系统的趋势开发路径。 三片式LCOS投影仪机由面光源设备、分光设备、LCOS板材组、合光设备、投影仪机镜头时已经别配套器件。1.灯光软件:灯光往往选择加曝光度、高平衡性的灯光,如合金卤化物灯或二氧化碳激光灯光,以出具十分的光通量使用在投屏。灯光发布的光须要十分平均和平衡,以确保安全生产投屏场面的质理。 2.分光系统的:分光菱镜(Dichroic Mirror)将面光源散发的白炽正确地截成红、绿、蓝红绿蓝光。也是推动颜色投屏的重要布骤,顺利通过分光菱镜的反应,白炽被有效地地分离处理成6个人格独立的光工作区。 3.LCOS面版组:三片LCOS基带处理集成ic每片LCOS基带处理集成ic各是相应的红、绿、蓝三原色配色表光中的的色绿色通道。LCOS基带处理集成ic借助液晶屏表现与硅片的组合工艺,凭借掌控液晶屏表现氧分子的布局心态下来配制入射光的偏振心态下和相位,于是构建数字图像的表现。 4.CMOS基材最为LCOS集成ic的基低,集变成把握电线和存放电感器,使用控制液晶显示分子式。CMOS基材基本利用单晶硅硅片制得,极具良好的的微电子转迁率和稳相关性高性。 5.液晶屏显示屏层:安置在CMOS基材和合理探针玻璃钢基材直接,使用调变入射光的偏振睡眠感觉和相位。液晶屏显示屏氧分子的摆放睡眠感觉受到了磁场调节,于是体现对光照的调变。 6.通透电级磨砂玻璃基材:与CMOS基材封胶确立液晶电视机显示腔,展示通透电级以施用电场强度操作液晶电视机显示原子核。 7.合光系统性:合光菱镜(如X菱镜)将要经过LCOS电子器件幅度调制后的红、绿、蓝色彩红绿蓝光再组成为一株彩虹色自然光。合光菱镜须要精确度高地瞄准和调整,以为了确保色彩红绿蓝光还可以准确度地组成出高效率量的彩虹色图文。 8.高清激光激光投射定焦:高清激光激光投射定焦组由众多透镜组建,使用在将合光反射镜工作输出的色彩采光扩大并投映到显示屏幕上。高清激光激光投射定焦所需必备条件优秀的影像高质量和不大的高清激光激光投射比,以满足了多种尺码和相应的高清激光激光投射具体需求。 9.相关捕助pcb板偏振分光镜(PBS):在有的LCOS投射操作系统中,或许还可以安全使用偏振分光镜来分离法和重新命名入射光和射线光,以延长光利用率成功率。

冷反射镜:用于过滤光源中的红外光等不需要的成分,提高投影图像的质量。

 

技术对比

LCOS投影机工艺在光电购成上明确带来单面式和三片式,这多种工艺在光电购成、作业远离并且能情况上存在的些许同质性的优越性。 单面式LCOS投射工艺技木特色架构轻松:犹豫只用到一大块LCOS处理芯片,产品 架构对轻松,成本费用较低。时序三维成像:离不开背景颜色轮的时序电动机来自动合成五颜六色形象,这样画风淡入很有可能的存在肯定的闪动情况。饱和度约束:因为亮光在借助茶汤颜色轮都会有地方能量是什么海损(比较是乳白色领域的存在的),故此片式式LCOS投屏机的饱和度可能性备受一定程度约束。 三片式LCOS投屏技術高技术性能特色突出特征良好:考虑到画风三原色光分别为由几块单独的的LCOS清理器清理,因特色重现非常确切,特色突出特征非常良好。高可比性度:三片式LCOS投影屏幕系统常见可以保证更为重要的可比性度,暗部细节点现象更为大量。曝光度高:伴随没能有颜色轮发生的能量是什么伤害,三片式LCOS激光投影仪的曝光度基本极高。投资价高:在适用了两块LCOS基带芯片以其比较复杂的分光、合光系统的,之所以整体上投资制造费相对比较较高。 工艺比对

单面式LCOS三片式LCOS
光学材料产生块LCOS心片+红颜色轮四块经济独立的LCOS存储芯片+分光菱镜+合光菱镜
色彩表演时序影像,色调作为衔接应该存有忽明忽暗三原色配色表单独操作,颜色修复精确度
相比较度较大
色彩饱和度已经由于顏色轮卡路里重大损失的限止较高
成本投入较低较高

综上所述,单片式LCOS投影技术由于结构简单、成本较低具有优势,但色彩表现和亮度可能受到一定限制,适合入门级或便携式投影设备,在色彩表现和亮度上可能不如三片式技术,而三片式LCOS投射新技术则在色彩明度现象、比照度和亮度调节部分具有着为显著优势可言,但投入较高。

 三片式LCOS高清投影屏幕机方法则以非常好的冷暖色现象、高相比度和色彩饱和度为中低端高清投影屏幕机机的首推。我以为其的投资成本较高,但渐渐方法的渐渐发展前景和产品的生产数量的增添,的投资成本还有机会渐渐消减。用户数应该基于自我意愿和概算选购符合的高清投影屏幕机方法。