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(zhǎng)大的。這些電視機(jī)雖然笨重，但只要信號(hào)不被干擾，畫面就很清晰。CRT電視機(jī)仍然是很多人一看到電視就會(huì)想到的東西。

但是現(xiàn)在購(gòu)買電視機(jī)就會(huì)有更多的選擇。不過(guò)CRT仍然適用于40英寸以下的屏幕。但更大的屏幕的電視機(jī)、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(jiàn)的用途是前后投影電視。這個(gè)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(lái)創(chuàng)建圖像，其過(guò)程類似于使用小方塊制作馬賽克。DMD包含數(shù)以百萬(wàn)計(jì)的反射光線的投影透鏡。每個(gè)鏡像創(chuàng)建最終圖像的一個(gè)像素。

反射鏡在其“打開(kāi)”和“關(guān)閉”位置之間來(lái)回翻轉(zhuǎn)非常快。當(dāng)鏡子打開(kāi)時(shí)，它們指向投影透鏡。鏡子在打開(kāi)位置的時(shí)間越長(zhǎng)，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(lán)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(gè)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(lái)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(lái)控制反射光的數(shù)量，而不是通過(guò)控制反射鏡的開(kāi)和關(guān)。

液晶是一種處于介形狀態(tài)的物質(zhì)，確切地說(shuō)，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(dòng)。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(huì)變直。

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

液晶在扭曲狀態(tài)下引導(dǎo)光傳播，所以它可以通過(guò)第二個(gè)偏光板。

有時(shí)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(dāng)與電荷接觸時(shí)，它們也會(huì)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(xué)對(duì)smectic和向列液晶進(jìn)行了很多研究。

LCoS微設(shè)備中的液晶層控制每個(gè)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(gè)步驟。包括高強(qiáng)度燈，一系列鏡子和微型設(shè)備排列成一個(gè)立方體，一個(gè)棱鏡和一個(gè)投影透鏡。具體過(guò)程如下：

燈發(fā)出一束白光。

光束通過(guò)聚光鏡聚焦并引導(dǎo)光線。它還通過(guò)一個(gè)只允許可見(jiàn)光的過(guò)濾器，這有助于保護(hù)其他組件。

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

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

來(lái)自微設(shè)備的反射光通過(guò)一個(gè)結(jié)合光線的棱鏡。

棱鏡將產(chǎn)生全彩圖像的光線導(dǎo)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(gè)過(guò)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(dá)微設(shè)備之前呈現(xiàn)出紅色、綠色和藍(lán)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?yàn)V鏡來(lái)進(jìn)一步提高圖像質(zhì)量和對(duì)比度。

如果沒(méi)有投影鏡頭，在這個(gè)過(guò)程中產(chǎn)生的圖像將會(huì)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?yàn)檫@種顯示器太小，不經(jīng)過(guò)某種放大就看不見(jiàn)。

LCoS微型設(shè)備

LCoS微器件在一個(gè)透明薄膜晶體管（TFT）和一個(gè)硅半導(dǎo)體之間有一個(gè)液晶層，而不是像LCD那樣在兩個(gè)偏光板之間使用液晶。半導(dǎo)體具有反射的像素化表面。燈通過(guò)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(dá)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(guò)的光越多。為此需要好幾層不同的材料來(lái)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(dòng)器中的數(shù)據(jù)來(lái)控制液晶，通常每個(gè)像素一個(gè)晶體管；

反光涂層：反射光線，形成畫面；

液晶：控制到達(dá)和離開(kāi)反射涂層的光的數(shù)量；

對(duì)齊層：使液晶保持正確的對(duì)齊，以便它們能準(zhǔn)確地引導(dǎo)光線；

透明電極：用硅和液晶完成電路；

玻璃蓋：保護(hù)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(jī)對(duì)齊層，但當(dāng)暴露在高強(qiáng)度光線下會(huì)分解。還有的使用光敏材料和光來(lái)控制對(duì)液晶的脈沖。

LCoS優(yōu)缺點(diǎn)

一般來(lái)說(shuō)，LCoS設(shè)備在像素之間只有一個(gè)非常小的間隙。像素間距，即同一顏色的一個(gè)像素和下一個(gè)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(yīng)，并有助于保持圖像平滑和統(tǒng)一。

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

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(shuō)它可以創(chuàng)建更自然的圖片。對(duì)于LCoS，DLP電視不常見(jiàn)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(méi)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(duì)比度或細(xì)節(jié)。由于LCoS電視和投影儀使用的是三個(gè)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(fèi)數(shù)百美元。

此外，LCoS系統(tǒng)不像其他顯示類型那樣常見(jiàn)。因?yàn)槭荓CoS微設(shè)備很難制造，而且每臺(tái)需要三個(gè)。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

高端微信群介紹

創(chuàng)業(yè)投資群

AI、IOT、芯片創(chuàng)始人、投資人、分析師、券商

閃存群

覆蓋5000多位全球華人閃存、存儲(chǔ)芯片精英

云計(jì)算群

全閃存、軟件定義存儲(chǔ)SDS、超融合等公有云和私有云討論

AI芯片群

討論AI芯片和GPU、FPGA、CPU異構(gòu)計(jì)算

5G群

物聯(lián)網(wǎng)、5G芯片討論

第三代半導(dǎo)體群氮化鎵、碳化硅等化合物半導(dǎo)體討論

存儲(chǔ)芯片群DRAM、NAND、3D XPoint等各類存儲(chǔ)介質(zhì)和主控討論

汽車電子群MCU、電源、傳感器等汽車電子討論

光電器件群光通信、激光器、ToF、AR、VCSEL等光電器件討論

渠道群存儲(chǔ)和芯片產(chǎn)品報(bào)價(jià)、行情、渠道、供應(yīng)鏈
責(zé)任編輯:pj