CN111045230A - 空间光调制器及其制作方法及全息3d显示设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种空间光调制器及其制作方法及全息3D显示设备，所述空间光调制器具有相对设置的第一液晶面板和第二液晶面板，两个液晶面板之间设置有偏振调节部件，所述偏振调节部件能够对入射线偏振光进行相位调制，使得通过所述第一液晶面板出射的线偏振光的偏振方向旋转预设角度，但维持线偏振态。这样可以使得所述第一液晶面板与所述第二液晶面板的配向方向平行时，所述第一液晶面板出射线偏振光的偏振方向与所述第二液晶面板的配向方向具有预设角度，以便于所述第二液晶面板对所述线偏振光进行振幅调节，无需所述第一液晶面板与所述第二液晶面板具有不同的配向方向，简化了所述空间光调制器中两个液晶面板的制作工艺。

Description

空间光调制器及其制作方法及全息3D显示设备
技术领域
本发明涉及3D显示技术领域，更具体的说，涉及一种空间光调制器及其制作方法及全息3D显示设备。
背景技术
随着科学技术的不断发展，越来越多的具有显示功能的电子设备被广泛的应用于人们的日常生活以及工作当中，为人们的日常生活以及工作带来了巨大的便利，成为当今人们不可或缺的重要工具。
为了满足人们对显示设备的立体显示需求，全息3D显示成为目前显示领域的一个主要发展方向。全息3D显示设备需要通过空间光调制器(Spatial Light Modulator，SLM)对相干光进行相位和振幅调制，以便于实现全息3D显示。
空间光调制器包括两个相对设置的液晶面板，用于对入射线偏振光分别进行相位调制和振幅调制。现有的空间光调制器中两个液晶面板的制作工艺复杂。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种空间光调制器以及制作方法及全息3D显示设备，方案如下：
本发明技术方案提供了一种空间光调制器，所述空间光调制器具有相对设置的第一液晶面板和第二液晶面板，两个液晶面板之间设置有偏振调节部件，所述偏振调节部件能够对入射线偏振光进行相位调制，使得通过所述第一液晶面板出射的线偏振光的偏振方向旋转预设角度，但维持线偏振态。
这样可以使得所述第一液晶面板与所述第二液晶面板的配向方向平行时，所述第一液晶面板出射线偏振光的偏振方向与所述第二液晶面板的配向方向具有预设角度，以便于所述第二液晶面板对所述线偏振光进行振幅调节，无需所述第一液晶面板与所述第二液晶面板具有不同的配向方向，简化了所述空间光调制器中两个液晶面板的制作工艺。
本发明技术方案还提供了一种制作方法，通过在两个液晶面板之间设置偏振调节部件，可以实现采用两个配向方向相同的液晶面板制作空间光调制器，以制作上述空间光调制器，简化了所述空间光调制器中两个液晶面板的制作工艺。
本发明技术方案还提供了一种全息3D显示设备，所述全息3D显示设备具有依次设置的光源设备、扩束准直组件、空间光调制器、场镜以及液晶光栅，所述全息3D显示设备采用上述空间光调制器，可以实现采用两个偏振方向相同的液晶面板制作空间光调制器，简化了所述空间光调制器中两个液晶面板的制作工艺，进而简化了全息3D显示设的制作工艺。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为一种常规的全息3D显示设备的结构示意图；
图2为一种常规空间光调制器中两液晶面板配向原理示意图；
图3为本发明实施例提供的一种空间光调制器的结构示意图；
图4为本发明实施例提供的一种偏振调节部件的结构示意图；
图5为本发明实施例提供的另一种空间光调制器的结构示意图；
图6为本发明实施例提供的又一种空间光调制器的结构示意图；
图7为本发明实施例提供的另一种偏振调节部件的结构示意；
图8为本发明实施例提供的又一种偏振调节部件的结构示意图；
图9为本发明实施例提供的又一种空间光调制器的结构示意图；
图10为本发明实施提供的又一种空间光调制器的结构示意图；
图11为本发明实施例提供的一种液晶面板的结构示意图；
图12为本发明实施例提供的另一种液晶面板的结构示意图；
图13为本发明实施例提供的一种液晶面板控制液晶分子翻转的原理示意图；
图14为本发明实施例提供的又一种空间光调制器的结构示意图；
图15为本发明实施例提供的一种空间光调制器制作方法的流程示意图；
图16为本发明实施例提供的一种贴合液晶面板的方法流程图；
图17为本发明实施例提供的另一种贴合液晶面板的方法流程；
图18为本发明实施例提供的又一种贴合液晶面板的方法流程；
图19为本发明实施例提供的又一种液晶面板贴合方法的流程图；
图20为本发明实施例提供的又一种液晶面板贴合方法的流程图；
图21为本发明实施例提供的一种3D全息显示设备的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
常规的立体3D显示原理是双目视差型，左眼和右眼各看到一幅不同的二维图像，通过双目视差形成3D感受。而全息3D显示原理是空间中立体显示，观察者可以在任意深度单独聚焦物体。全息3D显示可以基于图1所示设备实现。
如图1所示，图1为一种常规的全息3D显示设备的结构示意图，包括：背光源11、空间光调制器(SLM)12、场镜13以及液晶光栅14。背光源11包括光源设备111和扩束准直组件112，用于时序出射相干RGB三色光。在全息3D显示设备中，核心部分为空间光调制器12，空间光调制器12包括用于进行相位调制的液晶面板121和用于进行振幅调制的液晶面板122，两个液晶面板以像素级精度贴合固定。入射光依次经过空间光调制器12中两个液晶面板的对应像素，分别被调控振幅和相位，以便于实现全息3D显示。
如图2所示，图2为一种常规空间光调制器中两液晶面板配向原理示意图，如图2所示，为实现相位和振幅的调控，空间光调制器中，液晶面板121的配向方向A1与液晶面板122的配向方向A2需要具有45°的夹角。入射光为线偏振光，偏振方向为A3，偏振方向A3平行于液晶面板121的配向方向A1，由于入射光通过液晶面板121进行相位调控后，只是改变了光程，不改变偏振态，故通过液晶面板121出射的线偏振光的偏振方向与液晶面板122的配向方向A2具有45°的夹角，线偏振光经过液晶面板122的振幅调控后，改变偏振态，形成圆偏振光，通过一个偏光片即可实现振幅的控制。
由于图2所示方式中，需要液晶面板121和液晶面板122具有不同的配向方向，而且还需要液晶面板中驱动电极与配向方向适配，会导致空间光调制器12中两个液晶面板的制作工艺复杂，加大了空间光调制器的设计和制造难度。
为了解决上述问题，本发明一实施例提供了一种空间光调制器，在空间光调制器的两个液晶面板之间设置一个偏振调节部件，在空间光调制器两个液晶面板的配向方向平行的同时，可以实现对入射线偏振光的相位调制和振幅调制，简化了空间光调制器的制作工艺，降低了空间光调制器的设计和制造难度。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
如图3所示，图3为本发明实施例提供的一种空间光调制器的结构示意图，所述空间光调制器包括：相对设置的第一液晶面板221和第二液晶面板222，以及设置在所述第一液晶面板221与所述第二液晶面板222之间的偏振调节部件223；所述第一液晶面板221的配向方向B1与所述第二液晶面板222的配向方向B2平行，需要说明的是，第一液晶面板221包括两个配向层，配向方向B1可以理解为第一液晶面板221的其中一个配向层的方向，第二液晶面板222包括两个配向层，配向方向B2可以理解为第二液晶面板221的其中一个配向层的方向。所述第一液晶面板221用于对入射线偏振光进行相位调制；所述偏振调节部件223使得通过所述第一液晶面板221出射的线偏振光的偏振方向旋转预设角度，但维持线偏振态；所述第二液晶面板222用于调节所述偏振调节部件223出射的线偏振光的偏振态，以调节出射光线的振幅。
空间光调制器中，用于进行相位调制的第一液晶面板221的配向方向B1需要与入射线偏振光的偏振方向平行，以改变入射线偏振光的光程，调节线偏振光的相位，而不改变线偏振光的偏振态。而第二液晶面板222的配向方向B2需要与入射线偏振光的偏振方向具有设定夹角，该夹角一般为45°，从而可以使得线偏振光通过第二液晶面板222后，偏振态改变，形成圆偏振光，出射圆偏振光再通过适配的偏光片实现振幅调制。
本发明实施例所述空间光调制器中，在第一液晶面板221和第二液晶面板222之间增加了一个偏振调节部件223，用于改变所述第一液晶面板221出射线偏振光的偏振方向，故可以在第一液晶面板221的配向方向B1与所述第二液晶面板222的配向方向B2平行时，通过所述偏振调节部件223将所述第一液晶面板221出射的线偏振光的偏振方向进行改变，使得所述第一液晶面板221出射的线偏振光的偏振方向在旋转设定角度后再入射至第二液晶面板222，其中，旋转的设定角度可以是45°，进而使得入射至所述第二液晶面板222的线偏振光的偏振方向与所述第二液晶面板222的配向方向B2具有设定夹角，以满足振幅调制的条件，从而在两个液晶面板配向方向平行时，也可以对入射线偏振光依次进行相位调制和振幅调制，简化空间光调制器的制作工艺，降低空间光调制器的设计和制造难度。
可选的，如图3所示，所述偏振调节部件223为二分之一波片，所述二分之一波片的光轴方向与所述第一液晶面板221出射的线偏振光的偏振方向具有22.5°夹角，用于使得所述第一液晶面板221出射的线偏振光的偏振方向旋转45°后传输至第二液晶面板222。这样，设置两液晶面板的配向方向平行时，偏振方向平行于所述第一液晶面板221的线偏振光通过所述第一液晶面板221进行相位调制后，出射线偏振光的偏振方向不变，线偏振光的偏振方向再通过所述二分之一波片的作用而旋转45°，故入射至所述第二液晶面板222的线偏振光的偏振方向与所述第二液晶面板222的配向方向B2具有45°夹角，从而可以通过所述第二液晶面板222形成圆偏振光，再通过适配的偏光片实现振幅调制。
如图4所示，图4为本发明实施例提供的一种偏振调节部件的结构示意图，图4所示偏振调节部件223为二分之一波片，所述二分之一波片至少包括：基材层31以及偏光膜32。基材层31与偏光膜32相对设置。所述二分之一波片相背的两个表面(比如基材层31的远离偏光膜32的一侧表面和偏光膜32的远离基材层31的一侧表面)分别与所述第一液晶面板221和所述第二液晶面板222贴合固定。所述二分之一波片相背的两个表面可以分别通过对应的光学胶层与相应液晶面板贴合固定。可以设置二分之一波片的基材层31朝向第一液晶面板221设置，设置其偏光膜32朝向第二液晶面板222设置，或，设置二分之一波片的基材层31朝向第二液晶面板222设置，设置其偏光膜32朝向第一液晶面板221设置。该方式，可以直接单独制备二分之一波片，然后再将二分之一波片分别与两个配向方向平行的液晶面板贴合固定形成空间光调制器，制作工艺简单，成本低。
所述基材层31可以为三醋酸纤维(TAC)薄膜或其他透明膜层。所述偏光膜32可以为具有偏光特性的聚乙烯醇(PVA)薄膜，如可以通过湿法拉伸工艺使得聚乙烯醇薄膜具有高透高偏光特性，以实现二分之一波片的偏光特性。
所述二分之一波片还可以包括设置在所述偏光膜32与所述基材层31之间的第一保护层，所述第一保护层可以为单层膜层或是多种不同材料膜层的叠层结构，所述第一保护层为透明膜层，所述第一保护层用于均衡所述偏光膜32与所述基材层31之间的应力，避免偏光膜32收缩影响偏光性能，和/或，用于防止水汽腐蚀偏光膜32。所述二分之一波片还可以包括设置在所述偏光膜32背离所述基材层31一侧的第二保护层，所述第二保护层可以为单层膜层或是多种不同材料膜层的叠层结构，所述第二保护层为透明膜层，所述第二保护层至少用于实现下述一种功能：防止所述偏光膜32损伤，防止水汽腐蚀偏光膜32、防污以及防静电等。
其他实施例中，所述二分之一波片还可以为液晶波片，可以直接复用所述第一液晶面板221或是所述第二液晶面板222作为液晶波片的基底，无需额外提供基底，空间光调制器的厚度较薄。此时，所述空间光调制器可以如图5或是图6所示。
如图5所示，图5为本发明实施例提供的另一种空间光调制器的结构示意图，图5所示空间光调制器中，所述偏振调节部件223为液晶波片41，所述液晶波片为二分之一波片，所述液晶波片41涂覆在所述第一液晶面板221的表面，且与所述第二液晶面板222贴合固定。所述液晶波片41可以通过光学胶层42与所述第二液晶面板222贴合固定。该方式直接复用第一液晶面板221作为基底，在其表面涂覆液晶层，形成所述二分之一波片，无需额外提供基底，空间光调制器的厚度较薄。
如图6所示，图6为本发明实施例提供的又一种空间光调制器的结构示意图，与图5方式不同在于，图6所示方式中，所述液晶波片41涂覆在所述第二液晶面板222的表面，且与所述第一液晶面板221贴合固定。所述液晶波片41可以通过光学胶层42与所述第一液晶面板221贴合固定。该方式直接复用所述第二液晶面板222作为基底，在其表面涂覆液晶层，形成所述二分之一波片，无需额外提供基底，空间光调制器的厚度较薄。
上述各个实施方式中，以所述偏振调节部件223为二分之一波片为例进行说明，其他实施方式中，所述偏振调节部件223还可以包括第一四分之一波片和第二四分之一波片，所述第一四分之一波片与所述第二四分之一波片共同作用，以实现与二分之一波片相同的偏振调节功能，使得所述第一液晶面板221出射的线偏振光偏振方向旋转45°，此时，所述偏振调节部件223的结构可以如图7-图9所示。
如图7所示，图7为本发明实施例提供的另一种偏振调节部件的结构示意。图7所示方式中，所述偏振调节部件223包括第一四分之一波片2231和第二四分之一波片2232。
所述第一四分之一波片2231包括第一偏光膜52以及第一基材层51，二者相对设置。同二分之一波片的实现方式，可以在第一偏光膜52与第一基材层51之间设置保护层，和/或，在第一偏光膜52背离第一基材层51一侧设置保护层，保护层实现方式以及功能与上述二分之一波片中保护层方案相同，在此不再赘述。
所述第二四分之一波片2232包括第二偏光膜54以及第二基材层53，二者相对设置。同二分之一波片的实现方式，可以在第二偏光膜54与第二基材层53之间设置保护层，和/或，在第二偏光膜54背离第二基材层53一侧设置保护层，保护层实现方式以及功能与上述二分之一波片中保护层方案相同，在此不再赘述。
所述第一四分之一波片2231与所述第二四分之一波片2232相对贴合固定。该两个四分之一波片可以通过光学胶贴合固定。图7中未示出所述光学胶。该两个四分之一波片可以通过二者基材相对贴合固定，或可以通过二者偏光膜相对贴合固定，或通过一者的基材层与另一者的偏光膜相对贴合固定。
可以分别单独制备两个四分之一波片，在第一液晶面板221和第二液晶面板222分别贴合一四分之一波片后，再将两个四分之一波片相对贴合固定，或先将两个四分之一波片贴合固定，再将两四分之一波片贴合形成的结构分别与第一液晶面板221和第二液晶面板222贴合固定。
图7所示方式，可以通过两个单独制备的四分之一波片实现与二分之一波片相同的偏振调节功能，使得所述第一液晶面板221出射的线偏振光偏振方向旋转45°，以采用两个配向方向平行的液晶面板组成空间光调制器，以对线偏振光依次进行相位调制和振幅调制，实现全息3D显示。
如图8所示，图8为本发明实施例提供的又一种偏振调节部件的结构示意图。图8所示方式中，所述偏振调节部件223包括第一四分之一波片2231和第二四分之一波片2232。该方式中，所述第一四分之一波片2231包括第一偏光膜61，所述第二四分之一波片2232包括第二偏光膜62，所述第一偏光膜61与所述第二偏光膜62分别位于同一基底63的相背两个表面。
图8所示方式，通过同一基底63制备两个一体的四分之一波片，偏振调节部件223的厚度较薄，以使得空间光调制器具有较薄的厚度。该方式可以先单独制备一体的两个四分之一波片，再将其相背的两侧分别与第一液晶面板221和第二液晶面板222贴合固定。
如图9所示，图9为本发明实施例提供的又一种空间光调制器的结构示意图，图9所示方式中，所述偏振调节部件223包括第一四分之一波片2231和第二四分之一波片2232。所述第一四分之一波片2231为第一液晶波片71，所述第二四分之一波片2232为第二液晶波片72。所述第一液晶波片71涂覆在所述第一液晶面板221的表面。所述第二液晶波片72涂覆在所述第二液晶面板222的表面。所述第一液晶波片71与所述第二液晶波片72相对贴合固定，如二者可以通过光学胶73贴合固定。
图9所示方式可以通过两个液晶波片分别作为四分之一波片，实现与二分之一波片相同的偏振调节功能，使得所述第一液晶面板221出射的线偏振光偏振方向旋转45°，同样可以采用两个配向方向平行的液晶面板组成空间光调制器，以对线偏振光依次进行相位调制和振幅调制，实现全息3D显示。而且直接复用两个液晶面板分别作为两液晶波片的基底，无需单独为液晶波片设置基底，空间光调制器的厚度较薄。
如图10所示，图10为本发明实施提供的又一种空间光调制器的结构示意图，该方式中，在所述第二液晶面板222背离所述第一液晶面板221的一侧表面设置有偏光片224，所述偏光片224用于基于所述第二液晶面板222出射的光线，调节所述空间光调制器的出射光线的强度。偏光片224可以直接贴合在所述第二液晶面板222表面，也可以设置与空间光调制器后续光路的场镜或液晶光栅贴合固定。偏振调节部件223实现方式可以参考上述实施例，在此不再赘述。直接将偏光片224贴合在空间光调制器的第二液晶表面或是后去其他部件表面，可以提高集成度。
入射所述空间光调制器的所述线偏振光为一光源设备时序出射的相干RGB三色光；所述偏振调节部件223具有宽波段特性，所述偏振调节部件223的调节波段至少覆盖RGB三色光的波段，以便于对三色背光分别进行相位调制和振幅调制，实现全息3D显示。
如图11所示，图11为本发明实施例提供的一种液晶面板的结构示意图，本发明实施例所述空间光调制器中，第一液晶面板221和第二液晶面板222的结构可以如图11所示。
如图11所示，所述第一液晶面板221与所述第二液晶面板222均具有依次层叠的第一配向层81、液晶层83和第二配向层82；同一液晶面板中，所述第一配向层81与所述第二配向层82的配向方向反向平行，且二者配向方向均平行于第一方向。该第一方向与上述配向方向B1和配向方向B2均平行。
如图12所示，图12为本发明实施例提供的另一种液晶面板的结构示意图，基于图11所示方式，图12所示方式中，对于所述空间光调制器中的同一液晶面板，还包括：相对设置的第一电极84和第二电极85，所述第一电极84、所述第一配向层81、所述液晶层83、所述第二配向层82和所述第二电极85依次层叠设置；所述第一电极84与所述第二电极85用于形成垂直于所述液晶层83的电场，所述电场沿第二方向，所述液晶层中液晶分子的翻转平面平行于所述第一方向与所述第二方向。
第一液晶面板221与第二液晶面板22均可以使得液晶层83中液晶分子在预设平面内翻转。通过控制两液晶面板中各自两相对电极的电压信号，可以控制液晶分子的翻转程度以实现相位调制或是振幅调制。两液晶面板调节液晶分子转动的原理如图13所示。
如图13所示，图13为本发明实施例提供的一种液晶面板控制液晶分子翻转的原理示意图，所述第一电极84与所述第二电极85相对设置，液晶层(图13中未示出)位于两电极之间，液晶层两侧的两配向层(图13中未示出)的配向方向分别为B11和-B11，两配向层的配向方向反向平行，均平行于第一方向Y。所述第一电极84与所述第二电极85的电极图形可以基于需求设置，二者形成一垂直液晶层的电场，电场方向平行于第二方向X。第一方向X和第二方向Y限定一平面XY，液晶层中液晶分子平行于该平面XY翻转，液晶分子长轴平行于平面XY。
本发明实施例所述空间光调制器中，通过设置偏振调节部件223，可以使得两个液晶面板的配向方向反向平行，使得两个液晶面板中液晶分子的翻转模式相同，采用同种液晶翻转模式的液晶面板即可分别实现相位调制和振幅调制，无需不同液晶翻转模式的液晶面板，使得空间光调制器的控制方式简单，且制作工艺简单。
如图14所示，图14为本发明实施例提供的又一种空间光调制器的结构示意图，同上述各个实施例，图14所示空间光调制器具有相对的第一液晶面板221和第二液晶面板222，以及位于两液晶面板之间的偏振调节部件223。
图14所示方式中，所述第一液晶面板221与所述第二液晶面板222均包括阵列基板011以及彩膜基板012。同一液晶面板中，所述阵列基板011包括透光区域10和遮光区域20，所述彩膜基012与所述透光区域10相对设置，所述遮光区域20朝向所述彩膜基板012的一侧表面具有绑定区域，用于绑定控制芯片IC。
其中，所述第一液晶面板221的彩膜基板012与所述第二液晶面板222的彩膜基板012相对设置，且所述第一液晶面板221的控制芯片IC与所述第二液晶面板222的控制芯片IC不交叠设置。控制芯片IC的厚度较大，通过设置两个液晶面板中控制芯片IC不交叠，可以防止二者相对设置导致空间光调制器厚度较大的问题。
如图14所示，可以在第二液晶面板222的阵列基板011背离第一液晶面板221的一侧表面贴合偏光片224，以实现振幅调制。两液晶面板的遮光区域20设置有柔性线路板FPC，以使得各自控制芯片IC与外部电路连接。可以基于需求设置彩膜基板012和阵列基板011的厚度，如可以设置阵列基板011的厚度为0.5mm，设置彩膜基板012的厚度为0.15mm。
在图14所示方式中，偏振调节部件223为液晶波片，直接形成在第二液晶面板222的彩膜基板012，通过光学胶层014与第一液晶面板221的彩膜基板012贴合固定。偏振调节部件223实现方式不局限于图14所示方式，可以采用上述实施例任一种实现方式。
通过上述描述可知，本发明实施例技术方案中，通过在第一液晶面板221与第二液晶面板222中设置偏振调节部件223，可以使得两液晶面板的配向方向平行的同时，实现空间光调制器对入射线偏振光的相位调制和振幅调制，简化了空间光调制器的制作工艺，降低了空间光调制器的设计和制造难度。
基于上述实施例，本发明另一实施例还提供了一种空间光调制器的制作方法，所述制作方法如图15所示，图15为本发明实施例提供的一种空间光调制器制作方法的流程示意图，所述制作方法用于制作图3所示空间光调制器，该制作方法包括：
步骤S11：提供一第一液晶面板221以及一第二液晶面板222。
步骤S12：将所述第一液晶面板221与所述第二液晶面板222相对贴合。
其中，所述第一液晶面板221与所述第二液晶面板222之间具有偏振调节部件223；所述第一液晶面板221与所述第二液晶面板222的配向方向平行；所述第一液晶面板221用于对入射线偏振光进行相位调制；所述偏振调节部件223使得通过所述第一液晶面板221出射的线偏振光的偏振方向旋转预设角度，但维持线偏振态；所述第二液晶面板222用于调节所述偏振调节部件223出射的线偏振光的偏振态，以调节出射光线的振幅。
该方式通过一偏振调节部件223，即可实现采用两个配向方向平行的液晶面板制备空间光调制器的目的，制作工艺简单，成本低。
所述偏振调节部件223为二分之一波片，所述二分之一波片的光轴方向与所述第一液晶面板221出射的线偏振光的偏振方向具有22.5°夹角，用于使得所述第一液晶面板221出射的线偏振光偏振方向旋转45°。
所述二分之一波片的结构可以如图4所示，至少包括：基材层31以及二分之一波长的偏光膜32。此时，将所述第一液晶面板221与所述第二液晶面板222相对贴合的方法如图16所示，图16为本发明实施例提供的一种贴合液晶面板的方法流程图，该方法包括：
步骤S21：将所述二分之一波片的一个表面与所述第一液晶面板221与所述第二液晶面板222中的一者贴合固定。
步骤S22：再将其相反的另一个表面与所述第一液晶面板221与所述第二液晶面板222中的另一者贴合固定。
该方法直接通过单独制备的二分之一波片分别与两个配向方向平行的液晶面板贴合固定即可制备所述空间光调制器，制作工艺简单，成本低。
所述二分之一波片为液晶波片，此时，将所述第一液晶面板221与所述第二液晶面板222相对贴合的方法如图17所示，图17为本发明实施例提供的另一种贴合液晶面板的方法流程，可以形成如图5和图6所示空间光调制器，该方法包括：
步骤S31：在所述第一液晶面板221与所述第二液晶面板222中的一者表面涂覆所述液晶波片41。
步骤S32：再将所述液晶波片41与所述第一液晶面板221与所述第二液晶面板222中的另一者表面贴合固定，如可以采用光学胶层42进行贴合固定。
该方法直接以第一液晶面板221或是第二液晶面板222作为液晶波片41的基底，无需单独基底制作液晶波片41，制备形成的空间光调制器的厚度薄。而且将液晶波片41的制作工艺集成在贴合工艺中，简化了制作流程。
所述偏振调节部件223包括第一四分之一波片2231和第二四分之一2232波片；所述第一四分之一波片2231与所述第二四分之一波片2232共同作用，使得所述第一液晶面板221出射的线偏振光偏振方向旋转45°。
如图7所示，所述第一四分之一波片2231包括第一偏光膜52以及第一基材层51，所述第二四分之一波片2232包括第二偏光膜54以及第二基材层53，此时，将所述第一液晶面板221与所述第二液晶面板222相对贴合的方法如图18所示，图18为本发明实施例提供的又一种贴合液晶面板的方法流程，该方法包括：
步骤S41：将所述第一液晶面板221与所述第一四分之一波片2231贴合固定。
步骤S42：将所述第二液晶面板222与所述第二四分之一波片2232贴合固定。
步骤S43：将所述第一四分之一波片2231与所述第二四分之一波片2232贴合固定。
该方法可以分别单独制备两个四分之一波片，将每个四分之一波片单独用与一个液晶面板贴合固定，并将两个四分之一波片相对贴合固定，可以实现与二分之一波片相同的光调制效果，可以采用两个配向方向平行的液晶面板制作空间光调制器，简化了空间光调制器制作流程。其他方式中，也可以先将两个四分之一波片先进行贴合固定，在分别与第一液晶面板221和第二液晶面板222贴合固定。
或，如图8所示，所述第一四分之一波片2231包括第一偏光膜61，所述第二四分之一波片2232包括第二偏光膜62，所述第一偏光膜61与所述第二偏光膜62分别位于同一基底63的相对两个表面，此时，将所述第一液晶面板221与所述第二液晶面板222相对贴合的方法如图19所示，图19为本发明实施例提供的又一种液晶面板贴合方法的流程图，该方法包括：
步骤S51：将所述第一偏光膜61与所述第一液晶面板221贴合固定。
步骤S52：将所述第二偏光膜62与所述第二液晶面板222贴合固定。
该方法可以采用同一基底63制备两个一体结构的四分之一波片，再分别与两配向方向平行的液晶面板贴合固定，可以实现与二分之一波片相同的光调制效果，采用两个配向方向平行的液晶面板制作空间光调制器，简化了空间光调制器的制作流程。
或，如图9所示，所述第一四分之一波片2231为第一液晶波片71，所述第二四分之一波片2232为第二液晶波片72；此时，将所述第一液晶面板221与所述第二液晶面板222相对贴合的方法如图20所示，图20为本发明实施例提供的又一种液晶面板贴合方法的流程图，该方法包括：
步骤S61：在所述第一液晶面板221的表面涂覆所述第一液晶波片71。
步骤S62：在所述第二液晶面板222的表面涂覆所述第二液晶波片72。
步骤S63：将所述第一液晶波片71与所述第二液晶波片72相对贴合固定。
该方式直接以两液晶面板为基底分别制备第一液晶波片71和第二液晶波片72，在将两液晶波片贴合固定，可以实现与二分之一波片相同的光调制效果，采用两个配向方向平行的液晶面板制作空间光调制器，简化了空间光调制器的制作流程。
可选的，本发明实施例所述空间光调制器的制作方法还包括：如图10所示，在所述第二液晶面板222背离所述第一液晶面板221的一侧设置偏光片224，所述偏光片224用于基于所述第二液晶面板222出射的光线，调节所述空间光调制器的出射光线的强度。基于所述偏光片224调制所述空间光调制器出射的不同偏振态的圆偏振光，可以实现振幅调制。
所述线偏振光为一光源设备时序出射的相干RGB三色光；所述偏振调节部件223的调节波段至少覆盖RGB三色光的波段，以便于对三色背光分别进行相位调制和振幅调制。
可选的，如图11-图13所示，所述第一液晶面板221与所述第二液晶面板222均具有依次层叠的第一电极84、第一配向层81、液晶层83、第二配向层82以及第二电极层85；同一液晶面板中，所述第一配向层81与所述第二配向层82的配向方向反向平行，且二者配向方向均平行于第一方向Y，所述第一电极层84与所述第二电极层85形成垂直于该液晶面板的电场，电场方向为第二方向X，所述第一方向Y与所述第二方向X垂直相交位于同一平面XY，该平面XY为该液晶面板中液晶分子的翻转平面。
通过上述描述可知，本发明实施例所述制作方法可以制作上述实施例所述空间光调制器，以通过两个配向方向平行的液晶面板制作空间光调制器，简化了空间光调制器的制作工艺。
基于上述实施例，本发明另一实施例还提供了一种全息3D显示设备，如图21所示，图21为本发明实施例提供的一种全息3D显示设备的结构示意图，所述全息3D显示设备包括：
光源设备91，所述光源设备91用于时序出射相干RGB三色光；
扩束准直组件92，所述扩束准直组件92用于对所述光源设备91出射的光进行扩束和准直处理；
空间光调制器93，所述空间光调制器93用于对所述扩束准直组件92出射的光依次进行相位调制和振幅调制；所述空间光调制器93为上述实施例任一种方式所述的空间光调制器，具有依次设置的第一液晶面板221、偏振调节部件223和第二液晶面板222；
场镜94以及液晶光栅95，所述场镜94至少用于提高出射空间光调制器93出射光线的边缘光线入射所述液晶光栅95的能力；所述液晶光栅95用于基于入射光线形成左眼图像和右眼图像。
图21所示方式中，将偏光片224设置在第二液晶面板222出光侧表面，其他方式中，也可以将其集成在场镜94或液晶光栅95表面。
本发明实施例所述全息3D显示设备，采用上述实施例所述空间光调制器，可以采用两个配向方向平行的液晶面板实现线偏振光的相位调制和振幅调制，空间光调制器的制作工艺简单，进而使得全息3D显示设备的制作工艺简单。
本说明书中各个实施例采用递进、或并列、或递进和并列结合的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的制作方法和全息3D显示设备而言，由于其与实施例公开的空间光调制器相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见空间光调制器对应部分说明即可。
还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括上述要素的物品或者设备中还存在另外的相同要素。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (22)

1.一种空间光调制器，其特征在于，包括：
相对设置的第一液晶面板和第二液晶面板，以及设置在所述第一液晶面板与所述第二液晶面板之间的偏振调节部件；所述第一液晶面板的配向方向与所述第二液晶面板的配向方向平行；
所述第一液晶面板用于对入射线偏振光进行相位调制；
所述偏振调节部件使得通过所述第一液晶面板出射的线偏振光的偏振方向旋转预设角度；
所述第二液晶面板用于调节所述偏振调节部件出射的线偏振光的偏振态，以调节出射光线的振幅。
2.根据权利要求1所述的空间光调制器，其特征在于，所述偏振调节部件为二分之一波片，所述二分之一波片的光轴方向与所述第一液晶面板出射的线偏振光的偏振方向具有22.5°夹角，用于使得所述第一液晶面板出射的线偏振光的偏振方向旋转45°。
3.根据权利要求2所述的空间光调制器，其特征在于，所述二分之一波片至少包括：基材层以及偏光膜，所述二分之一波片相背的两个表面分别与所述第一液晶面板和所述第二液晶面板贴合固定。
4.根据权利要求2所述的空间光调制器，其特征在于，所述二分之一波片为液晶波片。
5.根据权利要求4所述的空间光调制器，其特征在于，所述液晶波片涂覆在所述第一液晶面板的表面，且与所述第二液晶面板贴合固定；
或，所述液晶波片涂覆在所述第二液晶面板的表面，且与所述第一液晶面板贴合固定。
6.根据权利要求1所述的空间光调制器，其特征在于，所述偏振调节部件包括第一四分之一波片和第二四分之一波片；所述第一四分之一波片与所述第二四分之一波片共同作用，使得所述第一液晶面板出射的线偏振光偏振方向旋转45°。
7.根据权利要求6所述的空间光调制器，其特征在于，所述第一四分之一波片包括第一偏光膜以及第一基材层，所述第二四分之一波片包括第二偏光膜以及第二基材层，所述第一四分之一波片与所述第二四分之一波片相对贴合固定；
或，所述第一四分之一波片包括第一偏光膜，所述第二四分之一波片包括第二偏光膜，所述第一偏光膜与所述第二偏光膜分别位于同一基底的相对两个表面。
8.根据权利要求6所述的空间光调制器，其特征在于，所述第一四分之一波片为第一液晶波片，所述第二四分之一波片为第二液晶波片；
所述第一液晶波片涂覆在所述第一液晶面板的表面；
所述第二液晶波片涂覆在所述第二液晶面板的表面；
所述第一液晶波片与所述第二液晶波片相对贴合固定。
9.根据权利要求1所述的空间光调制器，其特征在于，所述第二液晶面板背离所述第一液晶面板的一侧设置有偏光片，用于基于所述第二液晶面板出射的光线，调节所述空间光调制器的出射光线的强度。
10.根据权利要求1所述的空间光调制器，其特征在于，所述线偏振光为一光源设备时序出射的相干RGB三色光；所述偏振调节部件的调节波段至少覆盖RGB三色光的波段。
11.根据权利要求1所述的空间光调制器，其特征在于，所述第一液晶面板与所述第二液晶面板均具有依次层叠的第一配向层、液晶层和第二配向层；
同一液晶面板中，所述第一配向层与所述第二配向层的配向方向反向平行，且二者配向方向均平行于第一方向。
12.根据权利要求11所述的空间光调制器，其特征在于，同一液晶面板中，还包括：
相对设置的第一电极和第二电极，所述第一电极、所述第一配向层、所述液晶层、所述第二配向层和所述第二电极依次层叠设置；
所述第一电极与所述第二电极用于形成垂直于所述液晶层的电场，所述电场沿第二方向，所述液晶层中液晶分子的翻转平面平行于所述第一方向与所述第二方向。
13.根据权利要求1-12任一项所述的空间光调制器，其特征在于，所述第一液晶面板与所述第二液晶面板均包括阵列基板以及彩膜基板；
同一液晶面板中，所述阵列基板包括透光区域和遮光区域，所述彩膜基板与所述透光区域相对设置，所述遮光区域朝向所述彩膜基板的一侧表面具有绑定区域，用于绑定控制芯片；
所述第一液晶面板的彩膜基板与所述第二液晶面板的彩膜基板相对设置，且所述第一液晶面板的控制芯片与所述第二液晶面板的控制芯片不交叠设置。
14.一种空间光调制器的制作方法，其特征在于，包括：
提供一第一液晶面板以及一第二液晶面板；
将所述第一液晶面板与所述第二液晶面板相对贴合；
其中，所述第一液晶面板与所述第二液晶面板之间具有偏振调节部件；所述第一液晶面板与所述第二液晶面板的配向方向平行；所述第一液晶面板用于对入射线偏振光进行相位调制；所述偏振调节部件使得通过所述第一液晶面板出射的线偏振光的偏振方向旋转预设角度；所述第二液晶面板用于调节所述偏振调节部件出射的线偏振光的偏振态，以调节出射光线的振幅。
15.根据权利要求14所述的制作方法，其特征在于，所述偏振调节部件为二分之一波片，所述二分之一波片的光轴方向与所述第一液晶面板出射的线偏振光的偏振方向具有22.5°夹角，用于使得所述第一液晶面板出射的线偏振光偏振方向旋转45°；所述二分之一波片至少包括：基材层以及二分之一波长的偏光膜；
将所述第一液晶面板与所述第二液晶面板相对贴合的方法包括：
将所述二分之一波片的一个表面与所述第一液晶面板与所述第二液晶面板中的一者贴合固定，再将其相反的另一个表面与所述第一液晶面板与所述第二液晶面板中的另一者贴合固定。
16.根据权利要求15所述的制作方法，其特征在于，所述偏振调节部件为二分之一波片，所述二分之一波片的光轴方向与所述第一液晶面板出射的线偏振光的偏振方向具有22.5°夹角，用于使得所述第一液晶面板出射的线偏振光偏振方向旋转45°；所述二分之一波片为液晶波片；
将所述第一液晶面板与所述第二液晶面板相对贴合的方法包括：
在所述第一液晶面板与所述第二液晶面板中的一者表面涂覆所述液晶波片；
再将所述液晶波片与所述第一液晶面板与所述第二液晶面板中的另一者表面贴合固定。
17.根据权利要求14所述的制作方法，其特征在于，所述偏振调节部件包括第一四分之一波片和第二四分之一波片；所述第一四分之一波片与所述第二四分之一波片共同作用，使得所述第一液晶面板出射的线偏振光偏振方向旋转45°；
所述第一四分之一波片包括第一偏光膜以及第一基材层，所述第二四分之一波片包括第二偏光膜以及第二基材层，将所述第一液晶面板与所述第二液晶面板相对贴合的方法包括：将所述第一液晶面板与所述第一四分之一波片贴合固定，将所述第二液晶面板与所述第二四分之一波片贴合固定，将所述第一四分之一波片与所述第二四分之一波片贴合固定；
或，所述第一四分之一波片包括第一偏光膜，所述第二四分之一波片包括第二偏光膜，所述第一偏光膜与所述第二偏光膜分别位于同一基底的相对两个表面，将所述第一液晶面板与所述第二液晶面板相对贴合的方法包括：将所述第一偏光膜与所述第一液晶面板贴合固定，将所述第二偏光膜与所述第二液晶面板贴合固定。
18.根据权利要求14所述的制作方法，其特征在于，所述偏振调节部件包括第一四分之一波片和第二四分之一波片；所述第一四分之一波片与所述第二四分之一波片共同作用，使得所述第一液晶面板出射的线偏振光偏振方向旋转45°；所述第一四分之一波片为第一液晶波片，所述第二四分之一波片为第二液晶波片；
将所述第一液晶面板与所述第二液晶面板相对贴合的方法包括：
在所述第一液晶面板的表面涂覆所述第一液晶波片；
在所述第二液晶面板的表面涂覆所述第二液晶波片；
将所述第一液晶波片与所述第二液晶波片相对贴合固定。
19.根据权利要求14所述的制作方法，其特征在于，还包括：
在所述第二液晶面板背离所述第一液晶面板的一侧设置偏光片，所述偏光片用于基于所述第二液晶面板出射的光线，调节所述空间光调制器的出射光线的强度。
20.根据权利要求14所述的制作方法，其特征在于，所述线偏振光为一光源设备时序出射的相干RGB三色光；所述偏振调节部件的调节波段至少覆盖RGB三色光的波段。
21.根据权利要求14所述的制作方法，其特征在于，所述第一液晶面板与所述第二液晶面板均具有依次层叠的第一电极、第一配向层、液晶层、第二配向层以及第二电极层；
同一液晶面板中，所述第一配向层与所述第二配向层的配向方向反向平行，且二者配向方向均平行于第一方向，所述第一电极层与所述第二电极层形成垂直于该液晶面板的电场，电场方向为第二方向，所述第一方向与所述第二方向垂直相交位于同一平面，该平面为该液晶面板中液晶分子的翻转平面。
22.一种全息3D显示设备，其特征在于，包括：
光源设备，所述光源设备用于时序出射相干RGB三色光；
扩束准直组件，用于对所述光源设备出射的光进行扩束和准直处理；
空间光调制器，所述空间光调制器用于对所述扩束准直组件出射的光依次进行相位调制和振幅调制；所述空间光调制器为如权利要求1-13任一项所述的空间光调制器；
场镜以及液晶光栅，所述场镜至少用于提高出射空间光调制器出射光线的边缘光线入射所述液晶光栅的能力；所述液晶光栅用于基于入射光线形成左眼图像和右眼图像。
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