Mitől olyan nagy durranás a LCOS?

A projektorok működése iránt érdeklődők számára viszonylag jól ismert a két legelterjedtebb digitális vetítési technológia, a közkeletűen csak LCD-nek (Liquid Crystal Display) és DLP-nek (Digital Light Processing) nevezett eljárások. Kevéssé ismert azonban egy harmadik, mind dinamikusabban fejlődő videó display technológia a LCOS (Liquid Crystal on Silicon), mely valóban gyönyörű, akár az LCD-t, akár a DLP-t felülmúló videoképet képes előállítani. Úgyhogy érdemes komolyabban megismerkedni vele.

Mi is az a LCOS technológia?

Leegyszerűsítve tekinthetjük az LCD és DLP keverékének. Az LCD esetében minden egyes képponthoz (pixel) egy üveglemezen elhelyezkedő folyadékkristály tartozik. A fény a lencse felé vezető úton áthatol ezeken az LCD paneleken és eközben a folyadékkristály polarizációjától függően modulálódik vagyis átjut azon vagy nem. Ez tehát egy un. „fényáteresztő” technológia. A DLP parányi tükröket használ az egyes képpontokhoz, melyek felülete fényvisszaverő, és a moduláláshoz ezeket megdöntve a fény vagy az optikába jut, vagy attól eltérül. Ezért hívják ezt „fényvisszaverő” technológiának.


A LCOS e két eljárást gyúrja egybe. Egy olyan fényvisszaverő technológia, mely folyadékkristályt használ a DLP tükröcskéi helyett. A LCOS-ban a folyadékkristályt egy fényvisszaverő alaplap és egy fényáteresztő réteg közé zárják. A moduláció itt úgy zajlik, hogy a kristály polarizációjától függően kinyílik vagy záródik a fény útja és az a tükörfelületről vagy visszaverődik, vagy nem.


A LCOS technológiát alkalmazó projektorokban általában három chip végzi a vörös, zöld ill. kék fény modulációját. Ebben az értelemben hasonlóan működnek az ugyancsak három LCD panelt tartalmazó vetítőkhöz vagy a ritkaságszámba menő három chipes <bDLP> vetítőkhöz (lásd a Barco CineVersum 110 és 120).

Elsősorban hátulról vetítős (projektoros) TV-kben előfordul, hogy csak egy chip szolgál a három alapszín fényének modulálására. Ebben az esetben az egyes alapszíneket vagy sorban egymásután (szekvenciálisan) vetítik az egy chip felületére (forgó színtárcsával, mint a DLP vetítők esetében) vagy más megoldással időben mindig más-más részét világítják meg a panelnek. Ez utóbbira példa a Philips Cineos TV-ben alkalmazott színpásztázás (Scrolling Color Scan) technika, mely a chip háromfelé osztott felületét a három alapszínnel egyszerre világítja meg. A három szín egymást követve és végtelenített láncban követve egymást pásztázza végig a chip felületét. A pásztázó színek sorozatát három szinkronban forgó prizma hozza létre.

A LCOS előnyei

A LCOS technológiának számos előnye van a többi ismert technológiával szemben. Ezeket most a versenytárs technológiákkal összevetve igyekszünk bemutatni.

A LCOS technológia talán leglátványosabb előnye, hogy az általa előállított kép szinte teljesen mentes a látható pixelezettségtől. Ez jórészt annak köszönhető, hogy a technológiával rendkívül nagy felbontás érhető el, mégpedig úgy, hogy az egyes pixelek közötti távolság minimális maradhat. Az utóbbi okozza talán a legnagyobb fejtörést a fényáteresztő LCD panelek fejlesztőinek, akiknek a felbontás növelésekor számolniuk kell az egyes képpontok vezérlését végző kapcsolótranzisztorok és azok hozzávezetéseinek geometriai méreteivel is. Ezek ugyanis a fényt kitakarva okozzák az LCD vetített képek pixelei közötti jellegzetes rácsozatot, az un. „csirkehálót”.

Felbontásnövelés LCD (balra) és LCOS (jobbra) panel esetén

A LCOS technológia esetében a vezérlő elektronika az egyes pixelek alatt helyezhető el, s így a képpontok közötti távolság minimális. A LCOS képmoduláló chip igen nagy „kitöltési tényezője” miatt, a pixelstruktúra még közelről is sokkal kevésbé látható a vetített képen, mint akár egy nagyfelbontású 1280×720-as DLP Mustang chip esetében és a pixelek között rések szinte egyáltalán nem fedezhetőek fel. Az ilyen kép bársonyos simaságú.


A technológia másik előnye, hogy a LCOS pixelek élei sokkal finomabb átmenetet képeznek, mint a DLP mikro-tükrök által keltett éles pixelhatárok. Ez az analóghoz hasonlatos képet eredményez, míg a mikro-tükrök a digitális jelleget jobban kiemelő hatást keltenek. A LCOS kép a gyakorlatban simább, sokkal természetesebb érzést eredményez, a DLP ezzel szemben egyfajta szintetikus élességet kölcsönöz a képnek, amit némelyek nyersnek írnának le. (Vannak, akik a DLP által előállított élesebb képet preferálják, de ez már tényleg ízlés dolga.)

A két kép csak illusztráció

A LCOS technológia előnyére válik az is, hogy fejlesztésében és gyártásában több egymással versengő cég vesz rész, ezért úgy tűnik hosszútávon olcsóbb és tökéletesebb műszaki megoldás születhet. Erre vezethető vissza, hogy az összes ismert LCOS projektor konstrukciója három chipre épül, ami azt eredményezi, hogy az LCD projektorokhoz hasonlóan a vászonra egy időben vetítik a három alapszínt: a vöröset, zöldet és kéket. Így jobb színtelítettség érhető el, mint a szekvenciális színvetítéssel előállított képekkel operáló, egy fénymoduláló chipet alkalmazó vetítési technikák. Ráadásul a három LCOS chip használata esetén nem szembesülünk az egy chipes DLP vetítőkben alkalmazott forgó színtárcsa miatt sokak számára zavaró „szivárványhatással” sem.

A LCOS korlátai

A LCOS technológia eddigi leggyengébb pontjának az általa előállított kép kontrasztját tekinthettük. A jelenleg ismert és elterjedt LCOS projektorok tipikusan az 500:1 és 800:1 közötti kontrasztarány értékre képesek (a JVC D-ILA vetítője a <b1840DLA-HX1U> legalábbis ezt tudja). Szóval kontraszt szempontjából ezek a projektorok nem vették fel a versenyt a legtöbb DLP vetítővel, bár megjegyezzük, hogyha környezeti vagy szórt fény kerül a nézőtérbe ez a „mért kontraszt” tekintetében meglévő hátrány sokkal kevésbé számottevő. A legújabb fejlesztések fényében úgy tűnik azonban, hogy a LCOS vetítők kontraszthátránya már a múlté. A Sony Qalia-004 ugyancsak LCOS technológiának tekinthető SXRD paneles vetítője, 3000:1 kontrasztarányával bármely DLP projektort „lealáz”.

Sok LCOS projektor lámpaélettartama viszonylag rövid, 1000 és 1500 óra közötti, ráadásul a lámpacsere sokkal többe kerülhet, mint egy tipikus LCD vagy DLP vetítő esetében.

Variációk LCOS-ra

Ahogy már említettük az általánosan használt LCOS betűszó csak egy terminológia, mely gyűjtő elnevezése a fentiekben ismertetett technológiának. Maga a LCOS hála az egyre több fejlesztő cégnek számos különböző változatban létezik (nem úgy mint a DLP, melyet a Texas Instrument szabadalmaival körülbástyázva csak egymaga fejleszt és gyárt).

A legismertebb LCOS megvalósítás a JVC D-ILA (Direct Drive Image Light Amplifier), mely nemrég bővült három új panellel köztük egy 1920×1080 pixel (HDTV) felbontásúval. A Sony is bemutatta saját új fejlesztését az SXRD (Silicon Crystal Reflective Display) panelt, mely köré már egy remek vetítőt is készített, amit még egy sor másik követ és a technológiát nem kétséges alkalmazni fogják hátulról vetítős TV-k új generációiban is.


A LCOS fejlesztői és/vagy alkalmazói közé tartozik a Hitachi, a Philips, a Thomson/RCA és a Toshiba is.

Vannak cégek, melyek kifejezetten a technológia alkatrészeinek – elsősorban is a panel és a köré épülő többi elektronika – fejlesztésére és marketingjére koncentrál. Ezek közé tartozik a MicroDisplay Corporation, mely a napokban jelentette be legújabb, 1920×1080 pixel felbontású E-HD chipkészletét, mely bármely rendszerépítő cég számára rendelkezésre áll, hogy hátulról vetítős TV-t építsen az elemekből. A bejelentés szerint a mindössze 21mm átlójú képmodulátor a világon jelenleg a legkisebb nagyfelbontású panel, melyet egy vezérlő chip és egy teljes egészében programozható grafikus felhasználói felület tesz teljessé. Az egy chipes megoldáshoz egyedileg tervezett színtárcsa alkalmazásával szín-konvergencia és fényerő tekintetében a plazma és LCD TV-ket meghazudtoló, 1080 soros progresszív képfrissítésű és azoknál kedvezőbb árú készülékek állíthatóak elő.