現(xiàn)在的大多數(shù)成年人是看著陰極射線顯像管（CRT）電視長大的。這些電視機雖然笨重，但只要信號不被干擾，畫面就很清晰。CRT電視機仍然是很多人一看到電視就會想到的東西。

但是現(xiàn)在購買電視機就會有更多的選擇。不過CRT仍然適用于40英寸以下的屏幕。但更大的屏幕的電視機、平板電視、寬屏電視或兼容高清電視，大多是液晶顯示器（LCD）、數(shù)字光處理（DLP）和硅基液晶（LCoS）幾種類型。

LCD和DLP

LCoS最常見的用途是前后投影電視。這個設(shè)置和DLP系統(tǒng)中的設(shè)置非常相似。DLP使用一種數(shù)字微鏡設(shè)備（DMD）來創(chuàng)建圖像，其過程類似于使用小方塊制作馬賽克。DMD包含數(shù)以百萬計的反射光線的投影透鏡。每個鏡像創(chuàng)建最終圖像的一個像素。

反射鏡在其“打開”和“關(guān)閉”位置之間來回翻轉(zhuǎn)非常快。當鏡子打開時，它們指向投影透鏡。鏡子在打開位置的時間越長，其創(chuàng)建的像素就越亮。創(chuàng)建黑色像素的鏡像保持關(guān)閉狀態(tài)。在大多數(shù)DLP電視中，色輪在燈和DMD之間旋轉(zhuǎn)，從而向圖像添加紅色，綠色和藍色的光。觀看者的眼睛將這些顏色組合在一起以創(chuàng)建最終的圖像。

LCoS的原理和這個非常類似。與DMD一樣，LCoS設(shè)備也很小，大多數(shù)小于1平方英寸。這兩種技術(shù)都是基于光反射的，設(shè)備將來自光源的光線反射到透鏡或棱鏡上，后者收集光線并顯示圖像。但是LCoS使用液晶來控制反射光的數(shù)量，而不是通過控制反射鏡的開和關(guān)。

液晶是一種處于介形狀態(tài)的物質(zhì)，確切地說，它既不是液體也不是固體。它的分子通常像固體一樣可以保持特定的形狀，但它們也可以像液體一樣流動。例如，向列型液晶排列成松散的平行線。大多數(shù)液晶顯示器使用扭曲向列型（TN）晶體，在電荷的作用下，扭曲的晶體會變直。

當放置在兩個極化的面板之間時，扭曲的晶體引導光的路徑。通過改變光的方向，晶體允許或阻止其通過第二面板。晶體改變光路的能力是其在LCD和LCoS系統(tǒng)中應用的核心。

液晶在扭曲狀態(tài)下引導光傳播，所以它可以通過第二個偏光板。

有時在LCoS器件中使用的是鐵電液晶（FLC）這樣的晶體，它們與法線成固定角度排列成整齊的行。當與電荷接觸時，它們也會產(chǎn)生極性。鐵電手性smectic C晶體可以非常快速地切換其方向。肯特州立大學對smectic和向列液晶進行了很多研究。

LCoS微設(shè)備中的液晶層控制每個像素的光量，就像DMD中的鏡子一樣。但是，構(gòu)成圖像需要的不僅僅是微型設(shè)備，它還需要鏡頭、鏡子和棱鏡。

呈像和色彩

在LCoS電視中創(chuàng)建圖像需要幾個步驟。包括高強度燈，一系列鏡子和微型設(shè)備排列成一個立方體，一個棱鏡和一個投影透鏡。具體過程如下：

燈發(fā)出一束白光。

光束通過聚光鏡聚焦并引導光線。它還通過一個只允許可見光的過濾器，這有助于保護其他組件。

白光以兩種方式被分成紅、綠、藍三種：光束通過偏振分光器（PBS），PBS將光束分成三束，這些光束通過加了紅、綠、藍三種顏色的濾光片。光束通過一系列的雙色反射鏡，這些反射鏡在反射某些波長的同時允許其余的光線通過。例如，雙色鏡可以將紅光從白光中分離出來，留下藍色和綠色;另一面鏡子可以將綠光分離，只留下藍色。

新產(chǎn)生的彩色光束同時與三種LCoS微設(shè)備中的一種接觸，每種設(shè)備代表紅、綠、藍三種顏色。

來自微設(shè)備的反射光通過一個結(jié)合光線的棱鏡。

棱鏡將產(chǎn)生全彩圖像的光線導入投影透鏡，投影透鏡將圖像放大并顯示在屏幕上。

大多數(shù)后投影LCoS電視都使用這個過程呈像的。有些投影儀使用線性設(shè)置而不是立方體，白光照射在表面上，在到達微設(shè)備之前呈現(xiàn)出紅色、綠色和藍色。很少系統(tǒng)只使用一種微設(shè)備或其他添加顏色的方法。一些例子是彩色輪像那些發(fā)現(xiàn)在DLP系統(tǒng)或傳輸染料的微設(shè)備本身。一些系統(tǒng)使用額外的偏振器或濾鏡來進一步提高圖像質(zhì)量和對比度。

如果沒有投影鏡頭，在這個過程中產(chǎn)生的圖像將會太小而看不清楚。這就是為什么LCoS技術(shù)屬于微顯示器的范疇，因為這種顯示器太小，不經(jīng)過某種放大就看不見。

LCoS微型設(shè)備

LCoS微器件在一個透明薄膜晶體管（TFT）和一個硅半導體之間有一個液晶層，而不是像LCD那樣在兩個偏光板之間使用液晶。半導體具有反射的像素化表面。燈通過偏振濾光器發(fā)出的光照射到設(shè)備上，液晶像閥門一樣起作用，控制到達反射表面的光量。特定像素的晶體接收的電壓越高，晶體允許通過的光越多。為此需要好幾層不同的材料來完成。

從底部到頂部，LCoS微設(shè)備的組件及其作用如下：

印刷電路板（PCB）：將指令和電從電視傳送到設(shè)備；

硅（芯片或傳感器）： 通常使用電視像素驅(qū)動器中的數(shù)據(jù)來控制液晶，通常每個像素一個晶體管；

反光涂層：反射光線，形成畫面；

液晶：控制到達和離開反射涂層的光的數(shù)量；

對齊層：使液晶保持正確的對齊，以便它們能準確地引導光線；

透明電極：用硅和液晶完成電路；

玻璃蓋：保護和密封系統(tǒng)；

確切的材料和配置因制造商而異。一些使用向列液晶，另一些使用鐵電晶體。有的使用有機對齊層，但當暴露在高強度光線下會分解。還有的使用光敏材料和光來控制對液晶的脈沖。

LCoS優(yōu)缺點

一般來說，LCoS設(shè)備在像素之間只有一個非常小的間隙。像素間距，即同一顏色的一個像素和下一個像素之間的水平距離在8到20微米之間。這減少或消除了在一些DLP電視上發(fā)現(xiàn)的“紗門”效應，并有助于保持圖像平滑和統(tǒng)一。

這個系統(tǒng)通常能呈現(xiàn)出不錯的圖像，但是它也存在一些缺點。

LCoS微型設(shè)備的物理屬性（例如不存在色輪和高填充因子）通常可提供具有最少偽像的高質(zhì)量圖片。LCoS像素也比其他系統(tǒng)的像素更平滑，有些人說它可以創(chuàng)建更自然的圖片。對于LCoS，DLP電視不常見彩虹和紗門效果。與LCD系統(tǒng)不同，它們不容易出現(xiàn)屏幕烙印。

但是，大多數(shù)LCoS系統(tǒng)都沒有很好的黑電平或產(chǎn)生黑色的能力。通常，黑電平差的電視不能產(chǎn)生比黑電平好的電視高的對比度或細節(jié)。由于LCoS電視和投影儀使用的是三個微型設(shè)備，因此它們也往往很笨重。大多數(shù)都需要定期更換燈泡，這可能需要花費數(shù)百美元。

此外，LCoS系統(tǒng)不像其他顯示類型那樣常見。因為是LCoS微設(shè)備很難制造，而且每臺需要三個。包括英特爾在內(nèi)的幾家公司都曾嘗試生產(chǎn)LCoS系統(tǒng)，但由于生產(chǎn)效率一直很低，因此放棄了在這方面的努力。

原文鏈接：https://electronics.howstuffworks.com/lcos.htm

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責任編輯:pj