LCoS显示技术概述 - LCoS是一种在硅基底上铺液晶对光进行调制的显示技术，与LCD同源，利用液晶双折射性质改变光的偏振态，从而调制光的强度或相位[1] - LCoS相比LCD具有高能量利用率、高分辨率、高对比度、色彩丰富、自然3D图像生成等优势[3] - LCoS技术成熟、成本低，在AR眼镜行业成为当前较为主流的选择，可应用于高端投影设备和AR/VR头显等需要高亮度、高分辨率、小尺寸的场景[3][4] AR眼镜显示技术路线 - AR眼镜显示源主要包括LCoS、DLP、OLED、Micro LED、LBS等，其中LCoS+光波导是主流技术路线[4] - 光波导技术分为几何光波导和衍射光波导，衍射光波导的耦入耦出元件包括表面浮雕光栅、体全息光栅、偏振光栅、超表面等[4] - 表面浮雕光栅和体全息光栅已被HoloLens、Magic Leap等产品广泛使用，而偏振光栅和超表面是当前研究热点，尚未大规模商用[4] LCoS照明模组光路设计 - LCoS照明模组光路包括光源、TIR透镜（或反光杯）、微透镜阵列、中继透镜、PBS膜等组件[6] - 光源发出的光线经过TIR透镜收光提高能量利用率，再通过微透镜阵列匀光，经中继透镜和PBS膜反射后照亮LCoS[6] - 除TIR+微透镜阵列方案外，匀光棒方案可实现较高均匀度，但结构体积较大，因此TIR透镜准直方案更常用[6] LED与激光光源特性对比 - LED光源方案成熟可靠，具有成本低、功耗低优势，但发光角度达180度导致亮度不足，不适用于强光场景[6] - 激光光源具有光束方向性强、单色性好、亮度高优势，但成本高、功耗高、散热问题突出，且相干性易产生散斑和摩尔纹[6] - 激光为偏振光源，LED为非偏振光源，激光光线可完全被PBS膜反射，而LED仅一半能量被反射，激光能量利用率更高[20] 光学设计角度对比 - 激光光源发光角度小，光展量小，仅需少量准直光学元件即可实现光束整形，利于光机系统轻量化设计[7][11] - LED光源为半球面发光，需使用TIR透镜收光，根据光展量守恒，收光性能越好则TIR透镜半径越大，光学模组体积越大[11] - 激光光源可使用凸透镜准直，收光半径小，光学系统体积和重量更小，且小角度带来较小菲涅尔损耗，能量利用率更高[14] 画面生成质量对比 - 激光光源功率密度高，照射到LCoS芯片可显著提高亮度，轻松实现AR眼镜高亮度输出[21] - RGB三色激光可覆盖超广色域，高于LED的色域，实现彩色图像高饱和度显示[21] - 激光光源发散角小，根据光展量守恒，在LCoS上产生的光锥较小，便于提高照明模块能量利用率[20] 激光光源技术挑战 - 激光相干性导致照射LCoS芯片时反射光发生干涉，形成散斑噪声，目前业界使用旋转Diffuser等方法消除[22] - 激光能量密度高，与LCoS芯片自身热量叠加对散热系统提出远超LED的要求[22] - 激光光源成本是LED光源的数倍，影响普及，散斑问题成为制约激光+LCoS方案普及的关键挑战[22][23] 技术发展前景与应用场景 - 光峰科技在消除激光散斑方面具有核心技术优势，并在高功率半导体激光器方面取得突破，可针对AR眼镜需求实现批量定制[23] - 若能解决成本和散斑问题，激光光源在光学设计、图像质量、系统轻量化方面优势明显，是更优选项[23][25] - 推荐室内使用、对亮度要求低的AR眼镜使用LED光源，室外使用、对亮度要求高或颜色还原度高的场景使用激光光源[25]