中心議題：

• LCoS顯示技術簡介
• LCoS顯示技術評測簡介
• 參加測評的高清電視機型號
• 各種1920x1080LCoS芯片性能指針

矽基液晶(LiquidCrystalonSilicon,LCoS)是一種相對較新且不為人所熟悉的顯示技術

，該技術現正大舉進入高清電視(HDTV)市(shi)場(chang)。然(ran)而(er)真(zhen)正(zheng)引(yin)人(ren)注(zhu)目(mu)的(de)是(shi)，這(zhe)種(zhong)技(ji)術(shu)一(yi)開(kai)始(shi)的(de)起(qi)點(dian)就(jiu)非(fei)常(chang)高(gao)，並(bing)不(bu)是(shi)用(yong)傳(chuan)統(tong)的(de)方(fang)式(shi)起(qi)步(bu)，即(ji)采(cai)用(yong)和(he)現(xian)有(you)技(ji)術(shu)差(cha)不(bu)多(duo)的(de)性(xing)能(neng)，然(ran)後(hou)再(zai)慢(man)慢(man)把(ba)畫(hua)麵(mian)質(zhi)量(liang)提(ti)升(sheng)到(dao)更(geng)高(gao)水(shui)平(ping)。

在所有顯示技術中，LCoS的分辨率
、對比度(對非CRT顯示器而言)是最高的
，圖像最為自然。有些用戶對圖像閃爍比較敏感
，眼睛容易疲勞
，而LCoS則具有最高刷新率(120Hz)，可提供最為平滑且無閃爍的畫麵。本文將深入分析五種LCoS高清電視，其中除了一種其餘都是原型樣機，希望能夠幫您了解這一正在發展的技術。
　　
當然，LCoS並不能算是新事物，階因開發已超過十年
，JVC實際上從1998nianjiukaishiyingyongzhezhongjishushengchangaoduanzhuanyejitouyingyi
，danshizhijintianzhegeshichangxiangduilaishuohaifeichangxiao。tongshizheyeshiyizhongfeichangnanyugaijindejishu，bushaogongsiyaobufangqileyaobujiuyijingpochan。tangmuxungongsi(采用RCA品牌)於2001年製造出第一台商業化LCoS高清電視，東芝(采用日立LCoS芯片)和飛利浦緊隨其後也相繼推出
，但這些公司到2004年10月都停止了。英特爾在2004年1月宣布開始製造LCoS芯片震驚了業界
，但隨即在2004年10月停止了該計劃，其間沒有取得任何成果。因此，LCoS的前景遭到很多分析師質疑，實際上該技術僅僅是在為真正進入高清電視市場進行整合。
　　
JVC於2004年7月推出其第一台背投1280×720高分辨率電視，拉開了第二代LCoS的序幕，索尼緊接著於2005年1月推出高端1920×1080Qualia電視，之後Brillian也從2005年中開始向市場提供1280×720電視。9月初我寫完這篇文章的時候
，全球隻有幾款LCoS高清電視可以購買，不過JVC和索尼剛剛宣布了其第二代高清電視
，LG也推出了第一款(采用SpatiaLight的LCoS芯片)，另一家主要供貨商日立計劃於2005年底推出LCoS高清電視。因此，在本文中我們有幸對一些預先發布的樣機進行測試評估，下麵就是我們得到的一些結果。
　　
評測簡介
　　
即ji使shi你ni是shi一yi個ge專zhuan家jia，也ye很hen難nan找zhao到dao一yi個ge地di方fang可ke以yi對dui高gao清qing電dian視shi的de圖tu像xiang和he畫hua質zhi進jin行xing評ping估gu。在zai展zhan覽lan會hui或huo製zhi造zao商shang展zhan示shi廳ting裏li，你ni看kan到dao的de節jie目mu極ji可ke能neng是shi經jing過guo精jing心xin挑tiao選xuan
，而er且qie還hai可ke能neng進jin行xing了le微wei調tiao，使shi各ge個ge型xing號hao的de效xiao果guo都dou比bi正zheng常chang情qing況kuang要yao好hao。在zai商shang店dian展zhan示shi室shi裏li
，觀guan看kan條tiao件jian
、環境光線
、視頻信號質量以及視頻源質量通常千差萬別，效果無法達到理想的狀態
，而高清電視本身也沒有調到最好(有時是因為前麵的顧客調整了設置)，所以你通常都會看到在放動畫片，因為比較飽和的顏色和人工圖畫可使觀眾對電視產生一種好的錯覺。
　　
對dui任ren何he顯xian示shi技ji術shu的de圖tu像xiang和he畫hua質zhi進jin行xing評ping估gu的de最zui好hao方fang法fa是shi把ba多duo部bu電dian視shi放fang在zai一yi起qi，仔zai細xi控kong製zhi各ge種zhong條tiao件jian，一yi個ge挨ai一yi個ge地di同tong時shi進jin行xing測ce試shi，讓rang所suo有you電dian視shi都dou顯xian示shi完wan全quan一yi樣yang的de高gao品pin質zhi畫hua麵mian。你ni需xu要yao一yi個ge理li想xiang的de觀guan看kan環huan境jing
、D6500背光

、chuzhongdeshipinxinhaoyuan，yijiyiliudeshipinxinhaofenpeixitong。ranhou，ranggezhizaoshangpaichuzuihaodegongchengshi，zaixishezhitiaojietamendedianshizhidaodadaozuijiatuxianghehuazhixiaoguo。2005年7月我們一整個月都在做這樣的事情
，這是一件花時間的工作，但結果非常有意思，絕對值得花費所需的資源。
　　
這個過程稱為“評測”
，tabingbushiyaoyijuecixiong，danqueshiduimeigexianshiqidoushijidadetiaozhan。youyumeitaijiqidandukanshidoufeichanghao
，danheqitayixieyouxiudejixingyiqixianshitongyangdegaozhilianghuamianshi，henduodifangjiujiaoxunse，jishihenxiweidechayiyehuifeichangmingxiandibiaoxianchulai。zaipingcezhong，womenshouxianyongshangbaigeDisplayMate的1280×720和1920×1080liangzhonggaoqingdianshifenbianlvdeceshituxiangduizhexiedianshijinxingceshi，womenyongliangtaigaojiguangpufenxiyizaixiceliangmeitaidianshideguangduhesedu。ceshishi，womenyaoqingle34位評審員觀看一個多小時高質量視頻節目
，然後進行比較和視覺評估。圖1顯示了照明燈打開時評測設置情況，這些電視就沿著在我的家庭影院附近的一麵35英尺牆排列著。



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參評高清電視
　　
在我們計劃開始進行評測時市麵上隻有兩款LCoS高清電視，所以我決定擴大樣本麵，勸說幾家製造商為我這篇文章把他們寶貴的實驗室樣機借給我，目的是把每家LCoS製造商的產品(用色輪的除外)都包括進來

，而目前隻有五家製造商：JVC

、索尼
、Brillian
、eLCOS和SpatiaLight。市麵上還有其它一些品牌的LCoS高清電視，但它們都采用以上幾家提供的器件。我們包括了兩種標準高清電視分辨率：1280×720約一百萬像素以及1920×1080約兩百萬像素，在本文中分別稱為720或1080型。(這裏後麵不用再跟代表逐行掃描的p，因為所有機型都是逐行掃描的，請見下。)
　　
JVC和索尼都不用再作介紹

，但另外三家對大多數消費者來說還相當陌生。Brillian是一家小型初創公司，總部在亞利桑那州的Tempe，是美國唯一一家高清電視製造商。他們提供了一台65吋720型樣機(目前已經上市)，並努力在評測之前提供多一台1080型。eLCOS也是一家小型初創企業，他們和光引擎製造商JDSUniphase
、屏幕製造商DNP以及視頻處理器製造商SiliconOptix合作，提供了一台56吋1080型實驗室演示樣機。請注意該公司提供的機型還不能稱之為樣機，因為它不是為大規模生產而設計的。SpatiaLight也是一個小型初創企業，提供LCoS芯片和驅動電路
，曾用在2005年9月LG新推出的71吋1080高清電視中。SpatiaLight同意參加測評但沒能及時提供樣機。
　
JVC提供了兩台：消費品事業部送來了他們已上市的61吋720高清電視，隻有不到4,000美元普及價格，而專業產品事業部則送來了他們為電視與電影後期製作而設計的48吋1080基準顯示器樣機
，其價格定位麵向高端專業市場，設計用來與索尼的高端專業級CRT競爭(我們將在第三部分對其進行比較)。注意JVC兩個型號所采用的LCoS技術是不同的，普通型具有數字背板，采用脈寬調製控製每個像素(見第三部分與下文)，而專業級使用模擬電壓控製每個像素(見下文)。索尼已經於2005年1月推出70吋1080Qualia006，所以我們邀請了索尼
，但該公司拒絕參加測評。
　　
每個參與測評的製造商資料請詳見後麵的高清電視製造商介紹，表1顯示了每種機型的基本信息
，注意表中型號是以分辨率按字母順序排列的。JVCConsumer價jia格ge有you兩liang個ge來lai源yuan都dou列lie在zai表biao上shang，一yi個ge是shi製zhi造zao商shang建jian議yi零ling售shou價jia，另ling一yi個ge是shi我wo在zai市shi場chang上shang能neng找zhao到dao的de最zui低di實shi際ji售shou價jia，其qi它ta都dou將jiang以yi表biao中zhong所suo列lie價jia格ge即ji將jiang在zai市shi麵mian上shang發fa售shou。

LCoS技術
　　
LCoS是用液晶控製圖像像素亮度的最新顯示技術，液晶技術最廣泛應用形式是大型無定形矽LCD芯片，用於直接觀看的計算機顯示器、電視以及高清電視，典型尺寸從5吋到82吋(截至2005年8月31日的紀錄)
，下一個應用將是更小的高溫多晶芯片，用於視頻和數據投影儀，這些應用尺寸大約隻有1吋
，所有都會用於大屏幕LCD背bei投tou電dian視shi及ji高gao清qing電dian視shi。這zhe兩liang種zhong技ji術shu用yong的de光guang源yuan都dou在zai芯xin片pian的de後hou麵mian，光guang線xian必bi須xu穿chuan過guo芯xin片pian來lai到dao前qian麵mian
，包bao括kuo芯xin片pian內nei控kong製zhi像xiang素su的de所suo有you電dian路lu和he組zu件jian，但dan這zhe些xie部bu件jian阻zu斷duan了le很hen多duo光guang線xian，並bing在zai像xiang素su之zhi間jian形xing成cheng溝gou道dao，因yin此ci分fen辨bian率lv越yue高gao
，問wen題ti就jiu越yue多duo。第di二er個ge主zhu要yao問wen題ti是shi液ye晶jing相xiang對dui來lai說shuo需xu要yao比bi較jiao厚hou以yi便bian得de到dao較jiao高gao對dui比bi度du，這zhe會hui使shi響xiang應ying時shi間jian減jian慢man，因yin而er在zai圖tu形xing運yun動dong或huo變bian化hua時shi會hui形xing成cheng拖tuo影ying。
　　
LCoS的(de)基(ji)本(ben)原(yuan)理(li)是(shi)在(zai)液(ye)晶(jing)層(ceng)後(hou)麵(mian)用(yong)一(yi)個(ge)鏡(jing)子(zi)，光(guang)線(xian)從(cong)前(qian)麵(mian)進(jin)來(lai)後(hou)穿(chuan)過(guo)液(ye)晶(jing)層(ceng)
，經(jing)過(guo)鏡(jing)子(zi)反(fan)射(she)再(zai)次(ci)穿(chuan)過(guo)液(ye)晶(jing)層(ceng)射(she)到(dao)屏(ping)幕(mu)上(shang)。這(zhe)需(xu)要(yao)稍(shao)微(wei)複(fu)雜(za)一(yi)些(xie)的(de)光(guang)學(xue)部(bu)件(jian)
，但(dan)確(que)實(shi)非(fei)常(chang)有(you)用(yong)
，它(ta)有(you)幾(ji)個(ge)直(zhi)接(jie)明(ming)顯(xian)的(de)優(you)點(dian)，如(ru)所(suo)有(you)電(dian)子(zi)部(bu)件(jian)都(dou)在(zai)鏡(jing)子(zi)後(hou)麵(mian)，完(wan)全(quan)在(zai)光(guang)路(lu)以(yi)外(wai)。在(zai)它(ta)後(hou)麵(mian)有(you)很(hen)大(da)空(kong)間(jian)，這(zhe)樣(yang)就(jiu)可(ke)能(neng)達(da)到(dao)難(nan)以(yi)置(zhi)信(xin)的(de)高(gao)分(fen)辨(bian)率(lv)，LCoSzaisuoyouxianshijishuzhongfenbianlvzuigao。lingwaiyinguangxianliangcichuanguoyejing，keyidadaohengaoduibidudanyiranfeichangbo，congerdadagaishanxiangyingshijianjianshaotuoying。womenjiangzaidisanbufentaolunLCoS的優點和缺點。
　　
那na麼me它ta是shi怎zen樣yang工gong作zuo的de？液ye晶jing可ke以yi使shi光guang線xian的de偏pian振zhen性xing發fa生sheng偏pian轉zhuan

，而er偏pian轉zhuan量liang可ke通tong過guo電dian場chang進jin行xing控kong製zhi。鏡jing片pian後hou麵mian的de矽gui片pian產chan生sheng控kong製zhi每mei個ge像xiang素su的de電dian場chang
，實shi際ji上shang鏡jing片pian就jiu是shi矽gui片pian最zui上shang一yi層ceng
，液ye晶jing直zhi接jie裝zhuang在zai鏡jing片pian上shang麵mian，這zhe也ye是shi它ta叫jiao做zuo“矽基液晶”的原因。大多數芯片的尺寸為四分之三英寸
，圖2a顯示了一個LCoS芯xin片pian的de照zhao片pian。生sheng成cheng圖tu像xiang時shi，偏pian振zhen光guang聚ju焦jiao在zai芯xin片pian上shang
，通tong過guo變bian換huan每mei個ge像xiang素su後hou麵mian電dian場chang來lai控kong製zhi其qi亮liang度du。電dian場chang使shi光guang線xian發fa生sheng偏pian轉zhuan，然ran後hou用yong一yi個ge偏pian振zhen過guo濾lv器qi把ba偏pian轉zhuan部bu分fen擋dang住zhu。矽gui片pian產chan生sheng電dian場chang實shi際ji上shang就jiu像xiang計ji算suan機ji內nei存cun芯xin片pian一yi樣yang工gong作zuo
，按an照zhao像xiang素su的de行xing列lie進jin行xing組zu織zhi，每mei個ge像xiang素su都dou有you一yi個ge地di址zhi，就jiu像xiang內nei存cun位wei置zhi一yi樣yang，圖tu2b顯示了一個LCoS的截麵圖。
　　
如同其它顯示技術一樣，每家製造商都有他們專用的實現方法，並會取一個特殊的名稱，如表1和表2所(suo)示(shi)。所(suo)有(you)製(zhi)造(zao)商(shang)都(dou)指(zhi)出(chu)他(ta)們(men)使(shi)用(yong)帶(dai)無(wu)機(ji)排(pai)列(lie)層(ceng)的(de)垂(chui)直(zhi)分(fen)布(bu)液(ye)晶(jing)，垂(chui)直(zhi)排(pai)列(lie)可(ke)提(ti)高(gao)對(dui)比(bi)度(du)
，並(bing)在(zai)驅(qu)動(dong)信(xin)號(hao)為(wei)零(ling)時(shi)使(shi)屏(ping)幕(mu)呈(cheng)現(xian)自(zi)然(ran)的(de)黑(hei)色(se)。無(wu)機(ji)排(pai)列(lie)層(ceng)可(ke)避(bi)免(mian)早(zao)期(qi)有(you)機(ji)排(pai)列(lie)層(ceng)老(lao)化(hua)的(de)問(wen)題(ti)，所(suo)以(yi)所(suo)有(you)這(zhe)些(xie)LCoS技術都有很長的壽命。
表1：參加測評的高清電視機型號。


表2列出各製造商1080LCoS芯片的規格，為了使信息更為完整
，我們在表中包含了沒有參加測評的索尼和SpatiaLight產品。索尼信息有兩個來源，一個是Qualia004和006裏的第一代芯片
，另一個是2005年8月推出的XBR產品裏的第二代芯片。
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表2：1920x1080LCoS芯片性能指針



xinpianduibidukenengshibiaozhongzuizhongyaodeshuzhi，yinweigaoqingdianshipingmuduibiduzongshibixinpiandeshuzhixiao。xiangsujianjushixinpianshangxiangsuzhongxinyuzhongxinzhijiandejuli，xiangsujianxishitamenzhijianwuxiaokongjian。kaikoulvshizhiyouxiaoxiangsuquyusuozhandebaifenbi。youyutajiejin100%
，所以屏幕上像素之間的間隙通常不會被注意。LCoS的開口率比DLPweixianyaogaojigebaifenbi
，ergaowenduoguiyejingtouyingyixinpiantongchangdeshuzhijiaoxiao，zhiyoubaifenzhiwushidaoqishi，suoyiqixiangsujiegoutongchangnengbeikandao。shoumingbaokuoduozhongyinsu，danzhinengtongguoshiyanshiceshituiduanjinxingtonggu，suoyouchangjiatigongdeshuzhidoudayu10萬小時，也即如果一天開24小時可連續放11年(nian)以(yi)上(shang)。人(ren)們(men)關(guan)心(xin)主(zhu)要(yao)在(zai)於(yu)隨(sui)時(shi)間(jian)延(yan)長(chang)亮(liang)度(du)和(he)對(dui)比(bi)度(du)的(de)損(sun)耗(hao)

，也(ye)就(jiu)是(shi)所(suo)謂(wei)的(de)老(lao)化(hua)，這(zhe)將(jiang)導(dao)致(zhi)通(tong)常(chang)所(suo)說(shuo)的(de)圖(tu)像(xiang)灼(zhuo)影(ying)，但(dan)所(suo)有(you)製(zhi)造(zao)商(shang)都(dou)聲(sheng)明(ming)老(lao)化(hua)和(he)灼(zhuo)影(ying)都(dou)不(bu)會(hui)在(zai)無(wu)機(ji)排(pai)列(lie)層(ceng)中(zhong)產(chan)生(sheng)。
信號電平是指在芯片線路控製LCoS芯片的數據位數，位數越高灰場越平滑
，越不容易出現色差線條。
　　
響應時間是業界一個標準，表示像素從黑到白的時間(上升時間或者Ton)加上從白到黑的時間(下降時間或者Toff)dezongshijian，xiangyingshijianshiceliangtuxiangbianhuansudubingtigongyundongtuxiangyidongtuoyingdekejianchengdu，tongchangyuexiaoyuehao，danyidongtuoyingshejidaoduogeyinsu。yihandeshi，youxiezhizaoshangtigongdexiangyingshijianshipingjunshangshengxiajiangshijian，erbushitamendehe，shixianshishuzhibishijideyaokuailiangbei。suoyiyaofeichangzhuyixiangyingshijianzhibiao
，yaoquebaonizhidaozhizaoshangyongdeshinayizhongfangfa。(比如索尼QualiaSXRD芯片響應時間用的是總時間5ms，但最新的XBRSXRD芯片則用平均時間2.5ms作為響應時間
，所以顯示出來數值的要快兩倍，而實際上並沒有。)我們在表中把上升時間和下降時間都列了出來，以顯示實際情況。
　　
控製每個像素亮度的物理過程不管是LCoS還是所有其它液晶技術實際都是模擬技術，這是一個優點
，因為人的視覺也是一個模擬過程，可以避免全數字顯示技術如DLP和等離子具有的圖像抖動(見係列專題三、四和本文第三部分)。然而實際上也可以設計芯片的矽背板讓它被模擬電壓或數字信號脈寬調製PWM來驅動。它們的最終結果仍然是液晶模擬顯示，但這是用兩個完全不同的方法完成
，各自有不同的優缺點
，我們將在之後討論。(數字方法類似地燈調光器用電子脈衝控製模擬鎢燈。)表1和表2中的設備控製技術列出了每種機型應用的方法，數字背板通常產量較高
，製造更加便宜(但不是所有製造商都同意這一觀點)
，且驅動電路也更加便宜。但是目前用數字技術得到平滑的灰場還比較難(尤其在暗場裏)，所以這也是很多型號使用模擬背板的原因。

光學與電學組件
　　
除了芯片外
，LCoS高清電視還有其它關鍵的零部件，如包含從燈泡到投影鏡頭所有光學部件的投影燈引擎。它首先準備光束，照亮細小的LCoS芯片，然後通過一個約80比1的線性比例因子將圖像放大，麵積放大比例約6,400比1(以60英寸屏幕為例)。這裏所涉及的技術並不等於LCoS芯片本身，對屏幕上看到的圖像質量同等重要，它通常是投影高清電視裏最貴重的部件。圖2c顯示了一個投影光學引擎，注意我們這裏所有高清電視都采用3片LCoS芯片，分別對應紅、綠
、藍三基色。濾光板首先將光線分為用於LCoS芯片的3種zhong基ji本ben顏yan色se
，然ran後hou用yong一yi組zu棱leng鏡jing在zai投tou影ying鏡jing頭tou前qian麵mian將jiang基ji本ben色se重zhong新xin合he成cheng為wei一yi束shu光guang。屏ping幕mu是shi光guang學xue係xi統tong另ling一yi個ge重zhong要yao的de部bu件jian，它ta對dui成cheng像xiang質zhi量liang也ye有you很hen大da影ying響xiang，好hao的de屏ping幕mu相xiang當dang昂ang貴gui。另ling外wai還hai有you兩liang種zhong非fei常chang重zhong要yao的de光guang學xue部bu件jian，一yi個ge是shi在zai投tou影ying鏡jing頭tou和he屏ping幕mu之zhi間jian吸xi收shou雜za散san光guang線xian的de黑hei色se內nei部bu空kong間jian，第di二er個ge是shi在zai機ji箱xiang後hou部bu前qian表biao麵mian平ping麵mian鏡jing
，可ke將jiang投tou影ying鏡jing頭tou光guang通tong路lu方fang向xiang改gai變bian射she向xiang屏ping幕mu。


圖2(a)LCoSD-ILA芯片，JVC提供。

圖2(b)LCoSD-ILA芯片截麵圖，JVCProfessionalProducts提供

圖2(c)投影光學引擎，Brillian公司提供。

還有兩個電路組件我們經常提及，一個是芯片線路控製部分
，負責所有LCoS芯片的底層直接控製
，另一個是前端板
，具有所有高清電視輸入接口，它將所有其它不同輸入信號(複合視頻信號、S-video、合成視頻信號、RGB

、DVI以及HDMI)轉換為芯片線路所需的數字格式，它還管理屏幕菜單，實現用戶與服務的調整和控製。芯片線路通常隻有工廠才能進行控製，包括控製LCoS芯片所需的低級伽馬表。