シリコン上の液晶

LCoS プロジェクターの歴史は、ヒューズ研究所の科学者が社内研究開発プロジェクトで LCLV 技術を初めて開発した 1972 年 6 月に遡ります。^{[ 7 ]}ゼネラル エレクトリックは 1970 年代後半に低解像度の LCoS ディスプレイを実証しました。^{[ 8 ]} LCLV プロジェクターは、その大型でかさばるサイズのため、主に軍用フライト シミュレーターに使用されました。 ^{[ 9 ]}ヒューズ エレクトロニクスとJVCの合弁会社(Hughes-JVC) が 1992 年に設立され^{[ 10 ]、 ILA (Image Light Amplifer) ブランドで商業映画館向けの LCLV 技術を開発しました。 [ 11 ]}一例として、高さ72.5インチ (1,840 mm)、重量1,670ポンド (760 kg)のプロジェクターがあり、7 kW のキセノン アークランプを使用していました。^{[ 12 ]}     

1997年、JVCのエンジニアはHughes LCLVからD-ILA（Direct-drive Image Light Amplifier）を開発し^{[ 10 ] [ 13 ]}、3チップD-ILAデバイスを使用した小型で手頃な価格のデジタルLCoSプロジェクターが誕生しました^{[ 14 ]} 。これらは映画館のILAプロジェクターほど明るくなく、解像度も低かったものの、重量が33ポンド（15kg）からと持ち運びが容易でした^{[ 15 ]}。  

初期のLCoSプロジェクターには課題がありました。「残像現象」と呼ばれる、本来消えるはずの画像が画面上に残ってしまう現象です。これはミラーが所定の位置に固着してしまい、画面にゴーストが発生することが原因でした。しかし、メーカーは技術改良を続け、今日のLCoSプロジェクターはこの問題をほぼ克服しています。

ソニーは2003年にフルHD解像度のSXRD（シリコンX-tal反射型ディスプレイ）技術を発表しました。 ^{[ 16 ]} SXRDはLCoS技術の進化形であり、さらに小さなピクセルとより高い解像度を使用することで、より正確な画像を実現しました。4K SXRDパネルは翌年に開発されました。^{[ 17 ]} SXRD技術はソニーのハイエンドホームシアタープロジェクターに使用され、^{[ 16 ]}優れた画質ですぐに評判になりました。

JVCは2006年に改良版のD-ILA技術を導入し、偏光フィルターを不要にすることで、より明るく鮮やかな映像を実現しました。以来、D-ILA技術はホームシアター愛好家の間で人気を集めています。

LCoSプロジェクターは進化を続け、メーカー各社は4K解像度やHDR（ハイダイナミックレンジ）対応といった機能を導入してきました。現在では、ホームシアター向けのお手頃価格モデルから、商業施設向けのハイエンドプロフェッショナルモデルまで、幅広い価格帯のLCoSプロジェクターが販売されています。

LCoSディスプレイ技術は、高画質と高解像度画像の表示能力により人気を集めているマイクロディスプレイの一種です。LCoSディスプレイシステムは通常、LCoSパネル、光源、光学系の3つの主要コンポーネントで構成されています。

LCoSパネルはディスプレイシステムの心臓部です。グリッド状に配置されたピクセルアレイで構成されています。各ピクセルは、液晶層、反射層、およびシリコン基板から成ります。液晶層は通過する光の偏光を制御し、反射層は光を光学系に向けて反射します。シリコン基板は個々のピクセルを制御するために使用され、LCoSパネルを駆動するために必要な電子回路を提供します。

光源は、LCoSパネルに必要な照明を提供するために使用されます。LCoSディスプレイシステムで最も一般的に使用される光源は、高輝度ランプです。このランプは広範囲の光を発し、その光はカラーホイールなどの光学部品を通してフィルタリングされ、ディスプレイシステムに必要な色域を実現します。

光学系は、光源からの光をLCoSパネルに導き、得られた画像をスクリーンなどの表面に投影する役割を担っています。光学系は、多数のレンズ、ミラー、その他の光学部品で構成されており、表示システムに必要な倍率、焦点、色補正を実現するために、綿密に設計・調整されています。

LCoSディスプレイは当初、大型プロジェクター向けに開発されたが、小型で低消費電力という特性がピコプロジェクターの制約にうまく適合するため、ピコプロジェクターの分野でニッチな市場を開拓した。

LCoS デバイスは、デジタル カメラ、フィルム カメラ、ヘッド マウント ディスプレイ (HMD)の電子ビューファインダーなどの近眼アプリケーションにも使用されています。これらのデバイスは強誘電性液晶を使用して作られており (そのため、この技術は FLCoS と呼ばれています)、他のタイプの液晶よりも本質的に高速で高品質の画像を生成します。^{[ 20 ]} Google がウェアラブル コンピューティングに初めて参入した Google Glass ^{[ 21 ]}も近眼 LCoS ディスプレイを使用しています。

CES 2018で、香港応用科学技術研究所（ASTRI）とOmniVisionは、視野角60度（FoV）を実現できるワイヤレス拡張現実ヘッドセットのリファレンスデザインを展示した。これは、OmniVisionのシングルチップ1080p LCOSディスプレイとイメージセンサーをASTRIの光学および電子回路と組み合わせたものである。統合ドライバとメモリバッファを備えたシングルチップ設計のため、このヘッドセットは他のものよりも小型軽量であると言われている。^{[ 22 ]}

LCoSベースのWSSが送信信号の振幅と位相の両方を独立して制御できる能力は、フーリエ領域パルス整形と呼ばれるプロセスを通じて光パルスの振幅や位相を操作するより一般的な能力につながります。^{[ 29 ]}このプロセスでは、入力パルスの時間領域とスペクトル領域の両方で完全に特性評価する必要があります。

例えば、LCoS ベースのプログラマブル光プロセッサ (POP) は、モード同期レーザー出力を 20  nm のスーパーコンティニューム光源に広げるために使用され、別の同様のデバイスは出力を 400 fs の変換限界パルスに圧縮するために使用されました。^{[ 30 ]}ファイバーレーザーの受動モード同期は高繰り返しレートで実証されていますが、LCoS ベースの POP を組み込むことで、スペクトルの位相成分を変更して、受動モード同期レーザーのパルス列を明るいパルスから暗いパルスに反転させることができました。^{[ 31 ]}同様のアプローチでは、光周波数コムのスペクトル整形を使用して複数のパルス列を作成します。たとえば、10 GHz の光周波数コムは POP によって整形され、それぞれ 1540 nm と 1560 nm の暗い放物線パルスとガウスパルスが生成されました。^{[ 32 ]}  

高速強誘電体LCoSを用いた構造化光は、3D超解像顕微鏡技術や、3D自動光学検査のための干渉縞投影に用いられる。

LCoSの興味深い応用例の1つは、将来の高容量伝送システムの基盤として提案されている、モード数の少ない光ファイバーのモード間変換機能である^{[ 33 ]}。同様に、LCoSは、空間分割多重化の一種として、マルチコアファイバー伝送システムの特定のコアに光を誘導するためにも使用されている。

LCoSは、半導体ダイオードレーザーとファイバーレーザーの両方において、フィルタリング技術、ひいてはチューニング機構として使用されてきました。^{[ 34 ]}