AR增強現實LCOS微投影成像技術

在光學式AR設備中，將虛擬信息投射到半透半反屏上的微投影技術是重要的顯示功能。光學式AR的先驅Google Glass采用了LCOS微投影顯示技術。三片式LCOS成像系統中，投影機打出白色光線，通過分光系統分成紅綠藍三原色光線，每個原色光線照射到反射式LCOS芯片上，系統通過控制LCOS面板上液晶分子的狀態來改變該塊芯片每個像素點反射光線的強弱，最終RGB三束反射光經過棱鏡會聚由投影鏡頭投射到半透半反屏上產生“增強”的內容。由于只在右眼部分配備了LCOS投影設備，Google Glass只能看到平面二維信息的疊加，不具有深度信息的想象空間。這種信息不會讓人混淆真實與虛擬世界(AR概念)，實時的二維信息可以幫助人們更好的理解周邊環境，例如在眼前即時顯示手機收到的消息等信息。微軟HoloLens也采用的是LCOS投影技術+半透玻璃的結構，通過光路設計將LCOS投射的虛擬場景成像在遠處，與從半透玻璃看到的真實世界光路重合，借此打造出虛實結合的視覺體驗。

LCOS技術最大的優點是省電、便宜且具有高解析度。傳統的投射式LCD成像只有3%的光利用效率，反射式的LCOS技術將這一指標提升到40%，在同樣的光源和電力消耗下可以產生更加明亮的畫面，實現了低功耗顯示;LCOS芯片的生產可以利用目前最普及且廉價的CMOS制程，毋需額外的投資，并可隨半導體制程快速的微小化，易于提高解析度，具有低生產成本的優勢;此外，由于避免了單片式DLP時序成像的缺陷，三片式LCOS投影系統能產生出更加飽和、豐滿的色彩，并且不會出現困擾單片式DLP成像系統的彩虹畫面問題。目前掌握這項技術的公司包括索尼、JVC、視創科技、中芯國際、臺聯電、河南輝煌、武漢全真光電、深圳長江力偉等，LCOS技術也在電影放映等大屏幕顯示市場占據一席之地。

圖75:三片式LCOS投影工作原理

圖76:單片式DLP投影工作原理

圖77:微投影技術LCOS與DLP各有優劣