硅基液晶顯示器與虛擬成像技術的融合途徑研究

房菁+謝超

摘要：文章闡述了硅基液晶顯示器的原理及優勢，并明確了虛擬成像技術的特點及優勢，指出了虛擬成像在設備方面的局限性，并對娃基液晶顯示器與虛擬成像技術的融合途徑進行了探討。

關鍵詞：硅基液晶顯示器；LCOS；虛擬成像技術；融合途徑

近些年來，VR眼鏡等產品的出現，使圖像顯示技術迎來了一個新的高度，虛擬成像技術的誕生使其在圖像顯示上更加生動逼真，立體感極強，給民眾帶來了極強的視覺感受。當前，硅基液晶顯示器得到了廣泛的應用。而虛擬成像技術的出現，也為硅基顯示器的發展帶來了一個全新的發展契機。因此，探索硅基液晶顯示器與虛擬成像技術的融合途徑，己經成為硅基液晶顯示器未來新的發展趨勢。

1 娃基液晶顯示器

娃基液晶（LiquidCrystalonSilicon，LCOS）是利用

半導體VLSI技術和液晶技術進行有機的融合而形成的。硅基液晶顯示器從結構上可以分為4個組成部分，分別為硅基液晶顯示屏、光學系統、顯示控制器及光源。它的工作原理是將要進行顯示的數字和模擬信號通過顯示控制器對其進行轉換，以此形成和硅基液晶芯片顯示模式所匹配的信號，然后通過硅晶上光學系統進行反射形成圖像，如圖1所示。其中，光源的作用是能夠依據綠藍紅3種基色形成相應的全色光或序脈沖光，以此為圖像帶來色彩，從而使顯示系統進行成像顯示。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，因為這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，所以它們的光學原理也有所不同，硅基液晶顯示芯片是LCOS顯示器中極為關鍵的核心部件，它是集多結構和多功能于一體的片上系統。由于在進行SOC類芯片設計過程中，需要對系統的所有情況進行全面研宄和分析，因此，在工藝技術相同的條件下，硅基液晶顯示器的系統指標要遠遠超過其他普通顯示器，并且生產成本也比其他普通顯示器要低，而這一系統芯片式的設計也使硅基液晶顯示器的應用前景十分廣闊。硅基液晶顯示器中的像素是集中于單晶硅片上的，而硅片是利用大規模集成電路對其加工的，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，可以采用放大光學原理對尺寸進行放大，采用投影或虛像的放大方式，來實現對成像的放大。硅晶液晶顯示器中的硅片采用的是單晶硅，所以其像速開口率很高。另外LCOS顯示器對光的利用率非常高，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反光鏡，因此能夠對光進行全部反射，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的普通顯示器，具有外引線少、裝機簡單的優勢。

2 虛擬成像技術及優勢

虛擬成像技術（見圖2）是通過衍射及干射原理對物體的三維圖像進行記錄，以此實現對物體三維圖像的再現。它與全息攝影技術所不同的是，全息攝影技術是虛擬成像技術的正向展示，而它則是逆向展示，虛擬成像技術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突出圖像的立體感。而虛擬成像技術則完全是對圖像的360度進行記錄，從而真正呈現出物體的三維影響，并且可以通過不同角度來實現對圖像不同側面的觀察。虛擬成像技術的優勢所在就是能夠擺脫顯示器與屏幕的顯示限制，真正實現了利用裸眼進行立體圖像的觀看，并且極具帶入感，更加生動逼真，并且其拓展功能也非常強大，充分增強了互動效果。不過，虛擬成像技術的要求較為苛刻，不僅需要大量的硬件對其進行支持，還需要現場的光線達到要求。

3 虛擬成像技術在硅基液晶顯示器中的融合途徑

在硅基液晶顯示器中應用虛擬成像技術是未來硅基液晶顯示器的重要發展方向之一，通過虛擬成像技術在硅基液晶顯示器的應用，能使硅基液晶顯示器的圖像顯示水平得到進一步提高，并且能給觀眾帶來更加新奇的體驗。在進行虛擬成像技術應用之前，應盡量對虛擬成像技術的局限性進行優化，降低虛擬成像技術的設備依賴，并在硅基液晶顯示器中增加相應的計算設備，并采取相應技術手段將液晶顯示器與計算機進行有效連接，充分利用計算機的強大運算能力，以此來實現虛擬成像技術在硅基液晶顯示器中的應用。

當前，我國在硅基液晶顯示器中應用虛擬成像的相關技術還不成熟，設施還不夠完善。但隨著科學技術的進步，這些技術問題都將得到進一步解決，我們也必然會尋找到硅基液晶顯示器與虛擬成像技術的融合途徑，使其真正能在硅基液晶顯示器中大放光彩。

4 結語

本文對硅基液晶顯示器進行了分析，明確了硅基液晶顯示器的構造及優勢，并對虛擬成像技術進行了分析，闡述了虛擬成像技術的原理及優勢，并以此對虛擬成像技術在硅基液晶顯示器中的融合途徑進行了闡述，希望能為虛擬成像技術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。

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