CN114167620A - 一种裸眼3d显示装置 - Google Patents

一种裸眼3d显示装置 Download PDF

Info

Publication number
CN114167620A
CN114167620A CN202111485982.4A CN202111485982A CN114167620A CN 114167620 A CN114167620 A CN 114167620A CN 202111485982 A CN202111485982 A CN 202111485982A CN 114167620 A CN114167620 A CN 114167620A
Authority
CN
China
Prior art keywords
liquid crystal
nano
grating
light
light source
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202111485982.4A
Other languages
English (en)
Inventor
黄文彬
张立星
杨子星
陈林森
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Suzhou University
Original Assignee
Suzhou University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Suzhou University filed Critical Suzhou University
Priority to CN202111485982.4A priority Critical patent/CN114167620A/zh
Publication of CN114167620A publication Critical patent/CN114167620A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B30/00—Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images
    • G02B30/20—Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images by providing first and second parallax images to an observer's left and right eyes
    • G02B30/26—Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images by providing first and second parallax images to an observer's left and right eyes of the autostereoscopic type
    • G02B30/30—Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images by providing first and second parallax images to an observer's left and right eyes of the autostereoscopic type involving parallax barriers
    • G02B30/31—Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images by providing first and second parallax images to an observer's left and right eyes of the autostereoscopic type involving parallax barriers involving active parallax barriers

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Liquid Crystal (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Diffracting Gratings Or Hologram Optical Elements (AREA)

Abstract

本发明公开了一种裸眼3D显示装置,照明光源发出的光依次通过液晶显示器、波片、指向型液晶纳米光栅板光会聚在距离投影屏幕前方指定距离空间内，指向型液晶纳米光栅板的像素阵列对不同视角图像光场形成不同的水平会聚视点，形成多视点视窗，实现裸眼3D全信息显示。本发明在视窗范围内，观察的3D不产生视觉疲劳，没有距离限制而且亮度损失少，且具有易于贴合、圆偏振效率90％以上、宽波段衍射效率高、宽视角衍射效率高的优点。

Description

一种裸眼3D显示装置
技术领域
本发明涉及3D显示技术领域，具体涉及一种裸眼3D显示装置。
背景技术
全息图是一种携带振幅与位相信息的图像，能真实再现三维信息，不产生视觉疲劳，立体效果与观察者的距离无关。全息显示的原理可概括为：全息图可在空间再现三维虚像或者三维实像，全息图上的每一点均在向空间各个方向传输信息，空间中的每一观察点均可看到整幅的图像。或者说，图像信息通过光场传输会聚在观察点上。因此，在空间不同观察点，应看到不同视角的整幅图像，相互不干扰。但是，数十年来，受到全息记录材料、信息量和技术工艺的限制，全息显示未能成为裸眼3D显示的主流。
3D显示技术是一种很好的周视裸眼3D显示方法，其显示方式多借助装置的高速旋转或者高速扫描的方式，对运行设备要求高，成本大，目前难以实现产业化，面向大众的消费。
点阵全息技术能够提供大视角，减小信息量，且其中的纳米结构能够任意的调控光线的方向，中国专利CN201510778086.5公布了一种基于纳米光栅像素的指向投影屏幕，可以实现多视角裸眼3D显示。专利US20140300960A1提出一种指向性背光结构，采用像素化光栅调制出射光场分布，同时提出采用六边形或者三角形波导结构耦合R、G、B三色光，实现彩色光的定向调制。专利US20140293759A1提出一种多视角3D手腕手表结构，采用像素化光栅结构调制光场，配合LCD图像的刷新，实现3D效果显示，然而结构同样采用的是六边形或者三角形波导结构耦合R、G、B三色光，实现彩色显示。惠普公司在国际专利W02014/051624A1上公开了利用集成混合激光波导阵列指向性背光来实现多视角显示，用波导阵列来耦合红、绿、蓝三色光，通过像素型光栅实现光线的定向导出，这种方法可实现彩色3D显示。上述专利虽然可以实现多视角裸眼3D显示，但仍没有实现周视效果。
CN105676473B虽然公开了一种实现周视效果的裸眼3D显示装置，但是亟待一种更易于贴合、具有圆偏振效率高、宽波段衍射效率高、宽视角衍射效率高能性能改良的裸眼3D显示装置。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种裸眼3D显示装置。
本发明公开了一种裸眼3D显示装置，包括照明光源、液晶显示器、波片和指向型液晶纳米光栅板。
所述照明光源为平行白光光源或者白光点光源两者中的一种，设置于所述液晶显示器的下方；
所述液晶显示器为提供多视角图像的彩色高分辨率显示器，用于进行视角图像信息调制、振幅调制和加载多视角图像信息；所述液晶显示器设置在所述指向型液晶纳米光栅板的下方，
所述波片用于将通过液晶显示器出来的面光源调整为统一旋向的圆偏振光；
所述指向型液晶纳米光栅板包括多个液晶纳米光栅层，用于位相调制，将统一旋向的圆偏振光会聚视成视角焦点；
所述照明光源发出的光依次通过液晶显示器、波片、指向型液晶纳米光栅板光会聚在距离所述液晶显示器的屏幕前方指定距离空间内，所述指向型液晶纳米光栅板的像素阵列对不同视角图像光场形成不同的会聚视点，形成多视点视窗，所述指向型液晶纳米光栅板提供空间位相调制，所述液晶显示器提供视角图像信息调制，所述液晶显示器上的彩色滤光片和照明光源进行颜色分配，实现裸眼3D全信息显示。
相比与传统的光栅分光3D显示方案，衍射效率最高只有33％；本发明提出的单一左旋形成正一级颜色视角或者单一右旋形成负一级衍射视角的衍射效率高，大于90％，具有更高的光效利用率。
作为本发明实施方式的进一步改进，所述液晶显示器的每个像素都包含红、绿、蓝三组亚像素，每组颜色的亚像素细分成第一子像素，所述第一子像素与多视角图像的视点数相一致。
所述多视角图像有两个视点，所述液晶纳米光栅板和液晶显示器的像素对应地含有两组子像素，如多视角图像有四个视点，则液晶纳米光栅板和液晶显示器的像素含有2x2个子像素。同理，如多视角图像有九个视点，则液晶纳米光栅板和液晶显示器的像素含有3x3个子像素。也就是，本方案的3D图像对显示分辨率的要求比通常的2D显示至少提高2倍以上。
作为本发明实施方式的进一步改进，所述指向型液晶纳米光栅板由以下步骤制备而成，包括S1、在透明基片上涂布一层液晶光配向材料；S2、通过点阵偏振干涉曝光方式对材料经行曝光取向；S3、根据二分之一波长厚度在材料表面再涂布一层液晶聚合物；S4、经行紫外固化，形成指向型液晶纳米光栅板。
作为本发明实施方式的进一步改进，所述指向型液晶纳米光栅板，用于将照明在各视角图像的光会聚到观察位置附近，并在空间产生分离的视点，形成观察光场。
作为本发明实施方式的进一步改进，所述指向型液晶纳米光栅板的像素包括对应于视角图像的第二子像素，所述第二子像素具有按照全息原理设计的液晶纳米光栅组合，所述液晶纳米光栅组合为一组液晶纳米光栅或者多组液晶纳米光栅构成的像素阵列，用于对入射光场进行波前转换和在屏幕前方空间上形成会聚视点，以确保各视角图像间在空间内互不串扰。
作为本发明实施方式的进一步改进，所述照明光源设置在预设特定角度和位置照明，所述照明光源为点光源或准直的平行光源；选择的光源不同，所述指向型液晶纳米光栅板不同，所述指向型液晶纳米光栅板的像素阵列对不同视角图像光场形成不同的会聚视点，形成多视点视窗。
作为本发明实施方式的进一步改进，所述多视角的会聚视点为在屏幕正前方预设距离的、与屏幕平行的平面上形成的不同位置的光线会聚点；所述会聚视点的位置在平面上呈水平排布，垂直排布或二维阵列排布方式。
作为本发明实施方式的进一步改进，所述波片，用于将通过液晶屏幕发出的偏振光调制为统一旋向的圆偏振光源，统一的圆偏振光源经过后面的指向型液晶纳米光栅板后可以形成正一级或者负一级的衍射光，且衍射效率大于90％。
作为本发明实施方式的进一步改进，所述纳米光栅的像素的内部含有纳米光栅结构，纳米光栅像素内部纳米光栅的周期、取向角的相互间关系满足全息原理以及以下公式计算，
(1)tanφ1＝sinφ/(cosφ-nsinθ(Λ/λ))
(2)sin2(θ1)＝(λ/Λ)2+(nsinθ)2-2nsinθcosφ(λ/Λ)；
其中，光线以一定的角度入射到XY平面，θ1和φ1依次表示衍射光的衍射角(衍射光线与z轴正方向夹角)和衍射光的方位角(衍射光线与x轴正方向夹角)，θ和λ依次表示光源的入射角(入射光线与z轴正方向夹角)和波长，Λ和φ依次表示位相衍射光栅的周期和取向角(槽型方向与y轴正方向夹角)，n表示光波在介质中的折射率。
具体地，在规定好入射光线波长、入射角以及衍射光线衍射角和衍射方位角之后，就可以通过上述两个公式计算出所需的液晶纳米光栅的周期和取向角了。例如，650nm波长红光以60°角入射，光的衍射角为10°、衍射方位角为45°，通过计算，对应的位相衍射光栅周期为550nm，取向角为-5.96°,当入射光线为左旋圆偏光时，会形成衍射效率大于90％的正一级光；当入射光学为右旋圆偏振光时，会形成衍射效率大于90％的负一级光，所数的正一级或负一级光为会聚在屏幕前方指定距离的视角点位置的光，如图3所示。
所述像素内部含有纳米周期的液晶纳米光栅结构，像素内部液晶纳米光栅的周期、取向角可以根据全息原理进行计算。在视窗内及前后位置进行人眼观察，将看到逼真的立体影像，不会产生视觉疲劳。
在本发明中，指向型液晶纳米光栅板的纳米光栅像素阵列，起到波前变换成像的作用，将多视角图像转换成会聚功能的波前，在空间形成多视点，由于空间波前携带的位相(视角)与振幅(图像)信息的独立传播，各波前(视点)间互不串扰。人眼观察时，不会产生视觉疲劳，观察的立体效果与观察者的位置无关。
此外，指向型液晶纳米光栅板提供了空间位相调制，液晶显示器提供视角图像信息(振幅)调制，液晶屏幕上的彩色滤光片和照明光源进行颜色分配。从而，本发明提出的方法，具备了全部信息显示功能。
按照上述原理，将每一个位相衍射光栅视为一个像素，在一块屏幕表面制作出多个按需设定的不同取向角和周期的纳米光栅之后，理论上就可以获得足够多的具有不同视点，配合颜色和灰度的控制，就能实现多视角下的裸眼3D显示。
作为本发明实施方式的进一步改进，所述指向型液晶纳米光栅板构造为平面结构，在所述平面结构上具有并行排列的条纹，在不同位置晶体取向不同，相邻两个条纹之间晶体取向差90°。
作为本发明实施方式的进一步改进，所述液晶显示器与指向型液晶纳米光栅板贴合，所述液晶显示器的像素与所述指向型液晶纳米光栅板上设有的纳米光栅像素阵列对应匹配对准，光源通过一组纳米光栅像素阵列衍射后将多视角图像中的每一幅视角图像在裸眼3D显示装置上方空间中产生一个会聚光场即视点，各不同视角图像形成一组圆环形排列的会聚光场即多视点，共同组合成周视观察的视窗，各会聚光场相互不重叠。
本发明还具有以下有益效果：
利用指向型液晶纳米光栅对照明的光场波前转换成像，在空间形成会聚视点，将液晶显示器上的多视角图像在空间分离，形成与多视角图像对应的多视点，图像间互不串扰；利用波片可将液晶显示器的偏振光源调整为统一旋向的圆偏振光，再通过指向型液晶纳米光栅板，形成衍射效率大于90％的视角点。因此，在视窗范围内，观察的3D不产生视觉疲劳，没有距离限制而且亮度损失少；本发明相比于浮雕光栅的优点。易于贴合，圆偏振效率90％以上，宽波段衍射效率高达440-660nm，宽视角衍射效率高达正负30度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，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；
图1是本发明实施例涉及的裸眼3D显示装置平行光光源工作示意图；
图2是本发明实施例涉及的裸眼3D显示装置点光源工作示意图；
图3是本发明实施例涉及的裸眼3D显示装置的成像示意图；
图中示例表示为：
照明光源1、液晶显示器2、波片3和指向型液晶纳米光栅板4。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细的说明。
本发明实施例公开了一种裸眼3D显示装置，如图1或图2所示，包括照明光源1、液晶显示器2、波片3和指向型液晶纳米光栅板4。
其中，图1中，照明光源1为平行白光光源，也可以为图2中的白光点光源，设置于液晶显示器2的下方；
液晶显示器2为提供多视角图像的彩色高分辨率显示器，用于进行视角图像信息调制、振幅调制和加载多视角图像信息；液晶显示器2设置在指向型液晶纳米光栅板4的下方，
波片3用于将通过液晶显示器出来的面光源调整为统一旋向的圆偏振光；指向型液晶纳米光栅板4包括多个液晶纳米光栅层，用于位相调制，将统一旋向的圆偏振光会聚视成视角焦点；照明光源1发出的光依次通过液晶显示器、波片、指向型液晶纳米光栅板4光会聚在距离液晶显示器2的屏幕前方指定距离空间内，指向型液晶纳米光栅板4的像素阵列对不同视角图像光场形成不同的水平会聚视点，形成多视点视窗，指向型液晶纳米光栅板4提供空间位相调制，液晶显示器2提供视角图像信息调制，液晶显示器2上的彩色滤光片和照明光源进行颜色分配，实现裸眼3D全信息显示。在其他可选的实施方式中，指向型液晶纳米光栅板4的像素阵列对不同视角图像光场形成不同的会聚视点和形成多视点视窗，也可以不为水平分布的。
相比与传统的光栅分光3D显示方案，衍射效率最高只有33％；本发明提出的单一左旋形成正一级颜色视角或者单一右旋形成负一级衍射视角的衍射效率高，大于90％，具有更高的光效利用率。
在本发明实施例中，液晶显示器2的每个像素都包含红、绿、蓝三组亚像素，每组颜色的亚像素细分成第一子像素，第一子像素与多视角图像的视点数相一致。比如，多视角图像有两个视点，液晶纳米光栅板4和液晶显示器2的像素对应地含有两组子像素，如多视角图像有四个视点，则液晶纳米光栅板和液晶显示器的像素含有2x2个子像素；同理，如多视角图像有九个视点，则液晶纳米光栅板和液晶显示器的像素含有3x3个子像素。也就是，本方案的3D图像对显示分辨率的要求比通常的2D显示至少提高2倍以上。
本发明实施例中的指向型液晶纳米光栅板4由以下步骤制备而成，包括S1、在透明基片上涂布一层液晶光配向材料；S2、通过点阵偏振干涉曝光方式对材料经行曝光取向；S3、根据二分之一波长厚度在材料表面再涂布一层液晶聚合物；S4、经紫外固化，形成指向型液晶纳米光栅板。
在本发明实施例中，指向型液晶纳米光栅板4，用于将照明在各视角图像的光会聚到观察位置附近，并在空间产生分离的视点，形成水平分布的观察光场。
具体地，指向型液晶纳米光栅板4的像素包括对应于视角图像的第二子像素，第二子像素具有按照全息原理设计的液晶纳米光栅组合，液晶纳米光栅组合为一组液晶纳米光栅或者多组液晶纳米光栅构成的像素阵列，用于对入射光场进行波前转换和在屏幕前方空间上形成会聚视点，以确保各视角图像间在空间内互不串扰。
优选地，照明光源设置在预设特定角度和位置照明，照明光源为点光源或准直的平行光源，如图1或图2所示；选择的光源不同，指向型液晶纳米光栅板4不同，指向型液晶纳米光栅板4的像素阵列对不同视角图像光场形成不同的水平会聚视点，形成多视点视窗。
进一步地，多视角的会聚视点为在屏幕正前方预设距离的、与屏幕平行的平面上形成的不同位置的光线会聚点；会聚视点的位置在平面上呈水平排布，垂直排布或二维阵列排布方式。
在本发明实施例中，波片3，用于将通过液晶屏幕发出的偏振光调制为统一旋向的圆偏振光源，统一的圆偏振光源经过后面的指向型液晶纳米光栅板后可以形成正一级或者负一级的衍射光，且衍射效率大于90％。
在本发明实施例中，纳米光栅的像素的内部含有纳米光栅结构，纳米光栅像素内部纳米光栅的周期、取向角的相互间关系满足全息原理以及以下公式计算，
(1)tanφ1＝sinφ/(cosφ-nsinθ(Λ/λ))
(2)sin2(θ1)＝(λ/Λ)2+(nsinθ)2-2nsinθcosφ(λ/Λ)；
其中，光线以一定的角度入射到XY平面，θ1和φ1依次表示衍射光的衍射角(衍射光线与z轴正方向夹角)和衍射光的方位角(衍射光线与x轴正方向夹角)，θ和λ依次表示光源的入射角(入射光线与z轴正方向夹角)和波长，Λ和φ依次表示位相衍射光栅的周期和取向角(槽型方向与y轴正方向夹角)，n表示光波在介质中的折射率。
像素内部含有纳米周期的液晶纳米光栅结构，像素内部液晶纳米光栅的周期、取向角可以根据全息原理进行计算。在视窗内及前后位置进行人眼观察，将看到逼真的立体影像，不会产生视觉疲劳。
在本发明中，指向型液晶纳米光栅板的纳米光栅像素阵列，起到波前变换成像的作用，将多视角图像转换成会聚功能的波前，在空间形成多视点，由于空间波前携带的位相(视角)与振幅(图像)信息的独立传播，各波前(视点)间互不串扰。人眼观察时，不会产生视觉疲劳，观察的立体效果与观察者的位置无关。
此外，指向型液晶纳米光栅板提供了空间位相调制，液晶显示器提供视角图像信息(振幅)调制，液晶屏幕上的彩色滤光片和照明光源进行颜色分配。从而，本发明提出的方法，具备了全部信息显示功能。
按照上述原理，将每一个位相衍射光栅视为一个像素，在一块屏幕表面制作出多个按需设定的不同取向角和周期的纳米光栅之后，理论上就可以获得足够多的具有不同视点，配合颜色和灰度的控制，就能实现多视角下的裸眼3D显示。
作为本发明实施方式的进一步改进，所述指向型液晶纳米光栅板构造为平面结构，在所述平面结构上具有并行排列的条纹，在不同位置晶体取向不同，相邻两个条纹之间晶体取向差90°。
优选地，液晶显示器2与指向型液晶纳米光栅板4贴合，液晶显示器的像素与指向型液晶纳米光栅板4上设有的纳米光栅像素阵列对应匹配对准，光源通过一组纳米光栅像素阵列衍射后将多视角图像中的每一幅视角图像在裸眼3D显示装置上方空间中产生一个会聚光场即视点，各不同视角图像形成一组圆环形排列的会聚光场即多视点，共同组合成周视观察的视窗，各会聚光场相互不重叠。
本发明还具有以下有益效果：
利用指向型液晶纳米光栅对照明的光场波前转换成像，在空间形成会聚视点，将液晶显示器上的多视角图像在空间分离，形成与多视角图像对应的多视点，图像间互不串扰；利用波片可将液晶显示器的偏振光源调整为统一旋向的圆偏振光，再通过指向型液晶纳米光栅板，形成衍射效率大于90％的视角点。因此，在视窗范围内，观察的3D不产生视觉疲劳，没有距离限制而且亮度损失少；本发明相比于浮雕光栅的优点。易于贴合，圆偏振效率90％以上，宽波段衍射效率高达440-660nm，宽视角衍射效率高达正负30度。
对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (11)

1.一种裸眼3D显示装置，其特征在于，包括照明光源、液晶显示器、波片和指向型液晶纳米光栅板。
所述照明光源为平行白光光源或者白光点光源两者中的一种，设置于所述液晶显示器的下方；
所述液晶显示器为提供多视角图像的彩色高分辨率显示器，用于进行视角图像信息调制、振幅调制和加载多视角图像信息；所述液晶显示器设置在所述指向型液晶纳米光栅板的下方，
所述波片用于将通过液晶显示器出来的面光源调整为统一旋向的圆偏振光；
所述指向型液晶纳米光栅板包括多个液晶纳米光栅层，用于位相调制，将统一旋向的圆偏振光会聚视成视角焦点；
所述照明光源发出的光依次通过液晶显示器、波片、指向型液晶纳米光栅板光会聚在距离所述液晶显示器的屏幕前方指定距离空间内，所述指向型液晶纳米光栅板的像素阵列对不同视角图像光场形成不同的会聚视点，形成多视点视窗，所述指向型液晶纳米光栅板提供空间位相调制，所述液晶显示器提供视角图像信息调制，所述液晶显示器上的彩色滤光片和照明光源进行颜色分配，实现裸眼3D全信息显示。
2.根据权利要求1所述的裸眼3D显示装置，其特征在于，所述液晶显示器的每个像素都包含红、绿、蓝三组亚像素，每组颜色的亚像素细分成第一子像素，所述第一子像素与多视角图像的视点数相一致。
3.根据权利要求1所述的裸眼3D显示装置，其特征在于，所述指向型液晶纳米光栅板由以下步骤制备而成，包括：
S1、在透明基片上涂布一层液晶光配向材料；
S2、通过点阵偏振干涉曝光方式对材料经行曝光取向；
S3、根据二分之一波长厚度在材料表面再涂布一层液晶聚合物；
S4、经行紫外固化，形成指向型液晶纳米光栅板。
4.根据权利要求1所述的裸眼3D显示装置，其特征在于，所述指向型液晶纳米光栅板，用于将照明在各视角图像的光会聚到观察位置附近，并在空间产生分离的视点，形成观察光场。
5.根据权利要求1所述的裸眼3D显示装置，其特征在于，所述指向型液晶纳米光栅板的像素包括对应于视角图像的第二子像素，所述第二子像素具有按照全息原理设计的液晶纳米光栅组合，所述液晶纳米光栅组合为一组液晶纳米光栅或者多组液晶纳米光栅构成的像素阵列，用于对入射光场进行波前转换和在屏幕前方空间上形成会聚视点，以确保各视角图像间在空间内互不串扰。
6.根据权利要求1所述的裸眼3D显示装置，其特征在于，所述照明光源设置在预设特定角度和位置照明，所述照明光源为点光源或准直的平行光源；选择的光源不同，所述指向型液晶纳米光栅板不同，所述指向型液晶纳米光栅板的像素阵列对不同视角图像光场形成不同的水平会聚视点，形成多视点视窗。
7.根据权利要求5所述的裸眼3D显示装置，其特征在于，所述多视角的会聚视点为在屏幕正前方预设距离的、与屏幕平行的平面上形成的不同位置的光线会聚点；所述会聚视点的位置在平面上呈水平排布，垂直排布或二维阵列排布方式。
8.根据权利要求1所述的裸眼3D显示装置，其特征在于，所述波片，用于将通过液晶屏幕发出的偏振光调制为统一旋向的圆偏振光源，统一的圆偏振光源经过后面的指向型液晶纳米光栅板后可以形成正一级或者负一级的衍射光，且衍射效率大于90％。
9.根据权利要求1所述的裸眼3D显示装置，其特征在于，所述纳米光栅的像素的内部含有纳米光栅结构，纳米光栅像素内部纳米光栅的周期、取向角的相互间关系满足全息原理以及以下公式计算，
(1)tanφ1＝sinφ/(cosφ-n sinθ(Λ/λ))
(2)sin2(θ1)＝(λ/Λ)2+(n sinθ)2-2n sinθcosφ(λ/Λ)；
其中，光线以一定的角度入射到XY平面，θ1和
Figure FDA0003396556820000032
依次表示衍射光的衍射角(衍射光线与z轴正方向夹角)和衍射光的方位角(衍射光线与x轴正方向夹角)，θ和λ依次表示光源的入射角(入射光线与z轴正方向夹角)和波长，Λ和
Figure FDA0003396556820000031
依次表示位相衍射光栅的周期和取向角(槽型方向与y轴正方向夹角)，n表示光波在介质中的折射率。
10.根据权利要求1所述的裸眼3D显示装置，其特征在于，所述指向型液晶纳米光栅板构造为平面结构，在所述平面结构上具有并行排列的条纹，在不同位置晶体取向不同，相邻两个条纹之间晶体取向差90°。
11.根据权利要求1所述的裸眼3D显示装置，其特征在于，所述液晶显示器与指向型液晶纳米光栅板贴合，所述液晶显示器的像素与所述指向型液晶纳米光栅板上设有的纳米光栅像素阵列对应匹配对准。
CN202111485982.4A 2021-12-07 2021-12-07 一种裸眼3d显示装置 Pending CN114167620A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111485982.4A CN114167620A (zh) 2021-12-07 2021-12-07 一种裸眼3d显示装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111485982.4A CN114167620A (zh) 2021-12-07 2021-12-07 一种裸眼3d显示装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN114167620A true CN114167620A (zh) 2022-03-11

Family

ID=80483955

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202111485982.4A Pending CN114167620A (zh) 2021-12-07 2021-12-07 一种裸眼3d显示装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN114167620A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115016138A (zh) * 2022-05-13 2022-09-06 未来科技（襄阳）有限公司 全息3d显示系统和全息3d显示方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105487239A (zh) * 2015-11-13 2016-04-13 苏州苏大维格光电科技股份有限公司 指向性彩色滤光片和裸眼3d显示装置
CN105676473A (zh) * 2016-04-18 2016-06-15 苏州苏大维格光电科技股份有限公司 一种裸眼3d显示装置及实现裸眼3d显示的方法
CN106556966A (zh) * 2016-11-17 2017-04-05 苏州苏大维格光电科技股份有限公司 一种含纳米光栅像素结构的超视角指向投影屏幕
CN106773089A (zh) * 2017-01-24 2017-05-31 句容福芯电子有限公司 基于偏振全息光栅的三维显示装置
CN110264967A (zh) * 2019-05-09 2019-09-20 京东方科技集团股份有限公司 显示装置及其控制方法
CN111273500A (zh) * 2020-04-01 2020-06-12 南京大学 一种液晶聚合物偏振光栅及其制备方法和应用

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105487239A (zh) * 2015-11-13 2016-04-13 苏州苏大维格光电科技股份有限公司 指向性彩色滤光片和裸眼3d显示装置
CN105676473A (zh) * 2016-04-18 2016-06-15 苏州苏大维格光电科技股份有限公司 一种裸眼3d显示装置及实现裸眼3d显示的方法
CN106556966A (zh) * 2016-11-17 2017-04-05 苏州苏大维格光电科技股份有限公司 一种含纳米光栅像素结构的超视角指向投影屏幕
CN106773089A (zh) * 2017-01-24 2017-05-31 句容福芯电子有限公司 基于偏振全息光栅的三维显示装置
CN110264967A (zh) * 2019-05-09 2019-09-20 京东方科技集团股份有限公司 显示装置及其控制方法
CN111273500A (zh) * 2020-04-01 2020-06-12 南京大学 一种液晶聚合物偏振光栅及其制备方法和应用

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
潘宝珠，刘春梅，王爱红: "《应用光学实验实训教程》", 江苏大学出版社, pages: 126 - 130 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115016138A (zh) * 2022-05-13 2022-09-06 未来科技（襄阳）有限公司 全息3d显示系统和全息3d显示方法
CN115016138B (zh) * 2022-05-13 2024-03-29 未来科技（襄阳）有限公司 全息3d显示系统和全息3d显示方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2017181917A1 (zh) 一种裸眼3d显示装置及实现裸眼3d显示的方法
WO2017107313A1 (zh) 一种裸眼3d激光显示装置
CN111399088B (zh) 一种基于微纳起偏器阵列超表面的三通道图像显示方法
CN105959672B (zh) 基于主动发光型显示技术的裸眼三维显示装置
CN102033413B (zh) 基于随机相长干涉原理的立体显示装置
CN104204926B (zh) 具有观察者跟踪功能的显示器
CN101568889B (zh) 全息显示装置
CN106443867A (zh) 一种波导器件及三维显示装置
US20130077154A1 (en) Autostereoscopic display
CN109690387A (zh) 显示装置
CN104884862A (zh) 照明设备
CN106154800B (zh) 全息显示装置及其全息显示方法
CN106556966B (zh) 一种含纳米光栅像素结构的超视角指向投影屏幕
CN112882141B (zh) 彩色纳米印刷与全息复用的三通道超表面及其设计方法
CN108474943A (zh) 用于执行子像素压缩以减少包括多个显示器的显示系统中的莫尔干涉的方法和系统
TW200839295A (en) Compact three dimensional image display device
JP6888897B2 (ja) 指向性光導波路、指向性バックライトモジュール及び表示装置
CN112882140B (zh) 实现彩色纳米印刷和全息的双功能超表面及其设计方法
US9488843B2 (en) Complex spatial light modulator and 3D image display including the same
CN114167620A (zh) 一种裸眼3d显示装置
KR101550392B1 (ko) 홀로그래픽 광학 소자 및 이를 구비하는 디스플레이 장치
CN206057815U (zh) 全息显示装置
CN108770384A (zh) 用折射光束映射器减少包括多个显示器的显示系统中的莫尔干涉的方法和系统
CN112835205B (zh) 三维显示装置
CN110531526A (zh) 大视场角三维显示装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination