Ein Lichtventil ist ein Gerät, das entweder Licht reflektiert oder Licht durch den Verschluss passieren lässt. Lichtventile haben ein breites Anwendungsspektrum von Fernsehgeräten bis hin zu streng geheimen militärischen Anwendungen. Ein Lichtventil kann entweder ein Flüssigkristall (LC) oder ein nanomechanisches Gerät sein. Nanomechanische Geräte umfassen das digitale Mikrospiegelgerät (DMD) und das Gitterlichtventil (GLV).
Flüssigkristalle, eine natürlich vorkommende Substanz, wurden ursprünglich 1889 von Friedrich Reinitzer identifiziert, der an der Karls-Universität in Prag arbeitete. LCs blieben bis 1969 kaum mehr als eine Neuheit, als wichtige Schritte in Richtung eines kommerziell tragfähigen Materials unternommen wurden. Die Eigenschaft von LCs, die es ihnen ermöglicht, als Lichtventile zu fungieren, ist ihre Fähigkeit, Licht zu polarisieren. LCs werden mit einem Polarisator verwendet, der Licht je nach Polarität entweder durchlässt oder reflektiert. Ein an das Gerät angelegter elektrischer Strom bestimmt die Polarität.
GLVs wurden an der Stanford University von Dr. David Bloom und einigen seiner Doktoranden entwickelt. Einer von Blooms Studenten, Raj Apte, skizzierte in seiner Dissertation 1994 die voraussichtliche kommerzielle Realisierbarkeit der Technologie. Dr. Bloom gründete im selben Jahr ein Start-up-Unternehmen, um die Technologie zu kommerzialisieren. GLV-Geräte sind mechanische Gitter, die die Menge an Beugungslicht modulieren, wenn es auf sie trifft. Diese Geräte finden sich in Fernsehgeräten und werden auch in Militär-, Technologie- und Industrieanwendungen eingesetzt.
DMDs wurden 1987 von Texas Instruments unter der Leitung von Larry Hornbeck entwickelt. Die ursprünglichen Konzepte zielten auf die Detektion von militärischen Objekten wie Panzern und Schützenpanzern während der Überwachung ab. Ein DMD ist ein Lichtventil, das aus Arrays von bis zu 1.3 Millionen scharniermontierten mikroskopischen Spiegeln besteht. Jeder Chip entspricht einem Pixel auf einem Bildschirm, und jeder kann entweder aus- oder eingeschaltet sein, Licht durchlassen oder reflektieren. Viele Anwendungen wie TV, Heimkinosysteme und Business-Videoprojektoren verwenden ein Ein-Chip-System in Kombination mit einem Farbrad, und die Geschwindigkeit und Zeitdauer, die jede Farbe durchlaufen wird, wird entsprechend der anzuzeigenden Farbe koordiniert.
Eine sehr hohe Bildqualität erfordert eine Drei-Chip-DMD-Einheit. Für jede Grundfarbe wird ein Chip verwendet, mit dem gleichen Effekt wie beim Ein-Chip-System. Diese sehr hochwertigen Geräte werden in Kinos, einigen Fernsehgeräten und einigen militärischen Umgebungen verwendet, in denen eine sehr hohe Auflösung erforderlich ist. DMDs haben eine viel schnellere Reaktionszeit als LCs, sind aber messbar langsamer als GLVs.