黑科技！揭秘LCoS激光电视！

现在的大多数成年人是看着阴极射线显像管(CRT)电视长大的。这些电视机虽然笨重，但只要信号不被干扰，画面就很清晰。CRT电视机仍然是很多人一看到电视就会想到的东西。

但是现在购买电视机就会有更多的选择。不过CRT仍然适用于40英寸以下的屏幕。但更大的屏幕的电视机、平板电视、宽屏电视或兼容高清电视，大多是液晶显示器(LCD)、数字光处理(DLP)和硅基液晶(LCoS)几种类型。

LCD和DLP

LCoS最常见的用途是前后投影电视。这个设置和DLP系统中的设置非常相似。DLP使用一种数字微镜设备(DMD)来创建图像，其过程类似于使用小方块制作马赛克。DMD包含数以百万计的反射光线的投影透镜。每个镜像创建最终图像的一个像素。

反射镜在其“打开”和“关闭”位置之间来回翻转非常快。当镜子打开时，它们指向投影透镜。镜子在打开位置的时间越长，其创建的像素就越亮。创建黑色像素的镜像保持关闭状态。在大多数DLP电视中，色轮在灯和DMD之间旋转，从而向图像添加红色，绿色和蓝色的光。观看者的眼睛将这些颜色组合在一起以创建最终的图像。

LCoS的原理和这个非常类似。与DMD一样，LCoS设备也很小，大多数小于1平方英寸。这两种技术都是基于光反射的，设备将来自光源的光线反射到透镜或棱镜上，后者收集光线并显示图像。但是LCoS使用液晶来控制反射光的数量，而不是通过控制反射镜的开和关。

液晶是一种处于介形状态的物质，确切地说，它既不是液体也不是固体。它的分子通常像固体一样可以保持特定的形状，但它们也可以像液体一样流动。例如，向列型液晶排列成松散的平行线。大多数液晶显示器使用扭曲向列型(TN)晶体，在电荷的作用下，扭曲的晶体会变直。

当放置在两个极化的面板之间时，扭曲的晶体引导光的路径。通过改变光的方向，晶体允许或阻止其通过第二面板。晶体改变光路的能力是其在LCD和LCoS系统中应用的核心。

液晶在扭曲状态下引导光传播，所以它可以通过第二个偏光板。

有时在LCoS器件中使用的是铁电液晶（FLC）这样的晶体，它们与法线成固定角度排列成整齐的行。当与电荷接触时，它们也会产生极性。铁电手性smectic C晶体可以非常快速地切换其方向。肯特州立大学对smectic和向列液晶进行了很多研究。

LCoS微设备中的液晶层控制每个像素的光量，就像DMD中的镜子一样。但是，构成图像需要的不仅仅是微型设备，它还需要镜头、镜子和棱镜。

呈像和色彩

在LCoS电视中创建图像需要几个步骤。包括高强度灯，一系列镜子和微型设备排列成一个立方体，一个棱镜和一个投影透镜。具体过程如下：

灯发出一束白光。

光束通过聚光镜聚焦并引导光线。它还通过一个只允许可见光的过滤器，这有助于保护其他组件。

白光以两种方式被分成红、绿、蓝三种:光束通过偏振分光器(PBS)，PBS将光束分成三束，这些光束通过加了红、绿、蓝三种颜色的滤光片。光束通过一系列的双色反射镜，这些反射镜在反射某些波长的同时允许其余的光线通过。例如，双色镜可以将红光从白光中分离出来，留下蓝色和绿色;另一面镜子可以将绿光分离，只留下蓝色。

新产生的彩色光束同时与三种LCoS微设备中的一种接触，每种设备代表红、绿、蓝三种颜色。

来自微设备的反射光通过一个结合光线的棱镜。

棱镜将产生全彩图像的光线导入投影透镜，投影透镜将图像放大并显示在屏幕上。

大多数后投影LCoS电视都使用这个过程呈像的。有些投影仪使用线性设置而不是立方体，白光照射在表面上，在到达微设备之前呈现出红色、绿色和蓝色。很少系统只使用一种微设备或其他添加颜色的方法。一些例子是彩色轮像那些发现在DLP系统或传输染料的微设备本身。一些系统使用额外的偏振器或滤镜来进一步提高图像质量和对比度。

如果没有投影镜头，在这个过程中产生的图像将会太小而看不清楚。这就是为什么LCoS技术属于微显示器的范畴，因为这种显示器太小，不经过某种放大就看不见。

LCoS微型设备

LCoS微器件在一个透明薄膜晶体管(TFT)和一个硅半导体之间有一个液晶层，而不是像LCD那样在两个偏光板之间使用液晶。半导体具有反射的像素化表面。灯通过偏振滤光器发出的光照射到设备上，液晶像阀门一样起作用，控制到达反射表面的光量。特定像素的晶体接收的电压越高，晶体允许通过的光越多。为此需要好几层不同的材料来完成。

从底部到顶部，LCoS微设备的组件及其作用如下：

印刷电路板(PCB):将指令和电从电视传送到设备；

硅(芯片或传感器): 通常使用电视像素驱动器中的数据来控制液晶，通常每个像素一个晶体管；

反光涂层:反射光线，形成画面；

液晶:控制到达和离开反射涂层的光的数量；

对齐层:使液晶保持正确的对齐，以便它们能准确地引导光线；

透明电极:用硅和液晶完成电路；

玻璃盖:保护和密封系统；

确切的材料和配置因制造商而异。一些使用向列液晶，另一些使用铁电晶体。有的使用有机对齐层，但当暴露在高强度光线下会分解。还有的使用光敏材料和光来控制对液晶的脉冲。

LCoS优缺点

一般来说，LCoS设备在像素之间只有一个非常小的间隙。像素间距，即同一颜色的一个像素和下一个像素之间的水平距离在8到20微米之间。这减少或消除了在一些DLP电视上发现的“纱门”效应，并有助于保持图像平滑和统一。

这个系统通常能呈现出不错的图像，但是它也存在一些缺点。

LCoS微型设备的物理属性（例如不存在色轮和高填充因子）通常可提供具有最少伪像的高质量图片。LCoS像素也比其他系统的像素更平滑，有些人说它可以创建更自然的图片。对于LCoS，DLP电视不常见彩虹和纱门效果。与LCD系统不同，它们不容易出现屏幕烙印。

但是，大多数LCoS系统都没有很好的黑电平或产生黑色的能力。通常，黑电平差的电视不能产生比黑电平好的电视高的对比度或细节。由于LCoS电视和投影仪使用的是三个微型设备，因此它们也往往很笨重。大多数都需要定期更换灯泡，这可能需要花费数百美元。

此外，LCoS系统不像其他显示类型那样常见。因为是LCoS微设备很难制造，而且每台需要三个。包括英特尔在内的几家公司都曾尝试生产LCoS系统，但由于生产效率一直很低，因此放弃了在这方面的努力。

原文链接：https://electronics.howstuffworks.com/lcos.htm