硅基液晶顯示器與虛擬成像技術(shù)的融合途徑研究

房菁+謝超

摘要：文章闡述了硅基液晶顯示器的原理及優(yōu)勢(shì)，并明確了虛擬成像技術(shù)的特點(diǎn)及優(yōu)勢(shì)，指出了虛擬成像在設(shè)備方面的局限性，并對(duì)娃基液晶顯示器與虛擬成像技術(shù)的融合途徑進(jìn)行了探討。

關(guān)鍵詞：硅基液晶顯示器；LCOS；虛擬成像技術(shù)；融合途徑

近些年來(lái)，VR眼鏡等產(chǎn)品的出現(xiàn)，使圖像顯示技術(shù)迎來(lái)了一個(gè)新的高度，虛擬成像技術(shù)的誕生使其在圖像顯示上更加生動(dòng)逼真，立體感極強(qiáng)，給民眾帶來(lái)了極強(qiáng)的視覺(jué)感受。當(dāng)前，硅基液晶顯示器得到了廣泛的應(yīng)用。而虛擬成像技術(shù)的出現(xiàn)，也為硅基顯示器的發(fā)展帶來(lái)了一個(gè)全新的發(fā)展契機(jī)。因此，探索硅基液晶顯示器與虛擬成像技術(shù)的融合途徑，己經(jīng)成為硅基液晶顯示器未來(lái)新的發(fā)展趨勢(shì)。

1 娃基液晶顯示器

娃基液晶（LiquidCrystalonSilicon，LCOS）是利用

半導(dǎo)體VLSI技術(shù)和液晶技術(shù)進(jìn)行有機(jī)的融合而形成的。硅基液晶顯示器從結(jié)構(gòu)上可以分為4個(gè)組成部分，分別為硅基液晶顯示屏、光學(xué)系統(tǒng)、顯示控制器及光源。它的工作原理是將要進(jìn)行顯示的數(shù)字和模擬信號(hào)通過(guò)顯示控制器對(duì)其進(jìn)行轉(zhuǎn)換，以此形成和硅基液晶芯片顯示模式所匹配的信號(hào)，然后通過(guò)硅晶上光學(xué)系統(tǒng)進(jìn)行反射形成圖像，如圖1所示。其中，光源的作用是能夠依據(jù)綠藍(lán)紅3種基色形成相應(yīng)的全色光或序脈沖光，以此為圖像帶來(lái)色彩，從而使顯示系統(tǒng)進(jìn)行成像顯示。硅基液晶顯示器主要分為兩種類型，分別為反射型與透射型，因?yàn)檫@兩種類型的硅基液晶顯示

器利用了不同的硅基液晶顯示芯片，所以它們的光學(xué)原理也有所不同，硅基液晶顯示芯片是LCOS顯示器中極為關(guān)鍵的核心部件，它是集多結(jié)構(gòu)和多功能于一體的片上系統(tǒng)。由于在進(jìn)行SOC類芯片設(shè)計(jì)過(guò)程中，需要對(duì)系統(tǒng)的所有情況進(jìn)行全面研宄和分析，因此，在工藝技術(shù)相同的條件下，硅基液晶顯示器的系統(tǒng)指標(biāo)要遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)其他普通顯示器，并且生產(chǎn)成本也比其他普通顯示器要低，而這一系統(tǒng)芯片式的設(shè)計(jì)也使硅基液晶顯示器的應(yīng)用前景十分廣闊。硅基液晶顯示器中的像素是集中于單晶硅片上的，而硅片是利用大規(guī)模集成電路對(duì)其加工的，因此，其像素非常小，像素密度也很密集，這也使得LCOS顯示器的尺寸很小，不過(guò)，可以采用放大光學(xué)原理對(duì)尺寸進(jìn)行放大，采用投影或虛像的放大方式，來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)成像的放大。硅晶液晶顯示器中的硅片采用的是單晶硅，所以其像速開(kāi)口率很高。另外LCOS顯示器對(duì)光的利用率非常高，LCOS顯示器中的背基板是由單晶硅基片組成的，硅片中還被鍍上了光學(xué)反光鏡，因此能夠?qū)膺M(jìn)行全部反射，從而使大部分入射光都能被利用。硅基液晶顯示器相比于傳統(tǒng)的普通顯示器，具有外引線少、裝機(jī)簡(jiǎn)單的優(yōu)勢(shì)。

2 虛擬成像技術(shù)及優(yōu)勢(shì)

虛擬成像技術(shù)（見(jiàn)圖2）是通過(guò)衍射及干射原理對(duì)物體的三維圖像進(jìn)行記錄，以此實(shí)現(xiàn)對(duì)物體三維圖像的再現(xiàn)。它與全息攝影技術(shù)所不同的是，全息攝影技術(shù)是虛擬成像技術(shù)的正向展示，而它則是逆向展示，虛擬成像技術(shù)與普通的銀幕投影所不同，普通的銀幕投影只能展示二維表面，并采取透視和陰影來(lái)突出圖像的立體感。而虛擬成像技術(shù)則完全是對(duì)圖像的360度進(jìn)行記錄，從而真正呈現(xiàn)出物體的三維影響，并且可以通過(guò)不同角度來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)圖像不同側(cè)面的觀察。虛擬成像技術(shù)的優(yōu)勢(shì)所在就是能夠擺脫顯示器與屏幕的顯示限制，真正實(shí)現(xiàn)了利用裸眼進(jìn)行立體圖像的觀看，并且極具帶入感，更加生動(dòng)逼真，并且其拓展功能也非常強(qiáng)大，充分增強(qiáng)了互動(dòng)效果。不過(guò)，虛擬成像技術(shù)的要求較為苛刻，不僅需要大量的硬件對(duì)其進(jìn)行支持，還需要現(xiàn)場(chǎng)的光線達(dá)到要求。

3 虛擬成像技術(shù)在硅基液晶顯示器中的融合途徑

在硅基液晶顯示器中應(yīng)用虛擬成像技術(shù)是未來(lái)硅基液晶顯示器的重要發(fā)展方向之一，通過(guò)虛擬成像技術(shù)在硅基液晶顯示器的應(yīng)用，能使硅基液晶顯示器的圖像顯示水平得到進(jìn)一步提高，并且能給觀眾帶來(lái)更加新奇的體驗(yàn)。在進(jìn)行虛擬成像技術(shù)應(yīng)用之前，應(yīng)盡量對(duì)虛擬成像技術(shù)的局限性進(jìn)行優(yōu)化，降低虛擬成像技術(shù)的設(shè)備依賴，并在硅基液晶顯示器中增加相應(yīng)的計(jì)算設(shè)備，并采取相應(yīng)技術(shù)手段將液晶顯示器與計(jì)算機(jī)進(jìn)行有效連接，充分利用計(jì)算機(jī)的強(qiáng)大運(yùn)算能力，以此來(lái)實(shí)現(xiàn)虛擬成像技術(shù)在硅基液晶顯示器中的應(yīng)用。

當(dāng)前，我國(guó)在硅基液晶顯示器中應(yīng)用虛擬成像的相關(guān)技術(shù)還不成熟，設(shè)施還不夠完善。但隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，這些技術(shù)問(wèn)題都將得到進(jìn)一步解決，我們也必然會(huì)尋找到硅基液晶顯示器與虛擬成像技術(shù)的融合途徑，使其真正能在硅基液晶顯示器中大放光彩。

4 結(jié)語(yǔ)

本文對(duì)硅基液晶顯示器進(jìn)行了分析，明確了硅基液晶顯示器的構(gòu)造及優(yōu)勢(shì)，并對(duì)虛擬成像技術(shù)進(jìn)行了分析，闡述了虛擬成像技術(shù)的原理及優(yōu)勢(shì)，并以此對(duì)虛擬成像技術(shù)在硅基液晶顯示器中的融合途徑進(jìn)行了闡述，希望能為虛擬成像技術(shù)在硅基液晶顯示器中融合途徑的探索提供一些積極的參考建議。

[參考文獻(xiàn)]

[1]趙紅平，雷威，張曉兵，等.液晶顯示器新技術(shù)[J].真空電子技術(shù)，2004（5）：2-5.

[2]劉會(huì)剛，耿衛(wèi)東，高丕濤，等.LCOS伽馬校正電路的研究[J].半導(dǎo)體光電，2009（6）：13-16.

[3]楊洪寶，李超，劉凱麗，等.透射式硅基液晶微顯示器研制[J].光電子技術(shù)，2015（4）：25-28.endprint