CN118011647A - 一种空间光调制组件、全息显示系统和电子设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种空间光调制组件、全息显示系统和电子设备。空间光调制组件包括沿背光光束传播方向依次设置的第一空间光调制器和第二空间光调制器：第一空间光调制器上包括多个第一像素开口，第二空间光调制器上包括多个第二像素开口，在垂直于空间光调制组件所在平面的方向上，第二像素开口的投影面积大于第一像素开口的投影面积，第一像素开口和第二像素开口对应设置。本申请中，通过增大第二像素开口的尺寸，可有效减弱光线在第二空间光调制器处的衍射，避免较多杂散光的产生，提升图像的显示效果。另外，增大第二像素开口的面积后，可降低第一空间光调制器和第二空间光调制器贴合时的对位难度，提升空间光调制组件的制备良率。

Description

一种空间光调制组件、全息显示系统和电子设备

技术领域

本发明实施例涉及显示技术领域，尤其涉及一种空间光调制组件、全息显示系统和电子设备。

背景技术

全息显示中，背光源出射的相干背光光束一般需要经过两层空间光调制器出射，空间光调制器上设置有多个像素开口，光线透过像素开口继续传播。光线在像素开口时可能发生衍射，若光线在像素开口的衍射较强，则导致人眼观察到杂散光，且显示图像的亮度降低，影响显示效果。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种空间光调制组件、全息显示系统和电子设备，以减弱背光光束在像素开口处的衍射，提升显示效果。

第一方面，本发明实施例提供了一种空间光调制组件，包括沿背光光束传播方向依次设置的第一空间光调制器和第二空间光调制器：

所述第一空间光调制器上包括多个第一像素开口，所述第二空间光调制器上包括多个第二像素开口，在垂直于所述空间光调制组件所在平面的方向上，所述第二像素开口的投影面积大于所述第一像素开口的投影面积，所述第一像素开口和所述第二像素开口对应设置。

第二方面，本发明实施例还提供了一种全息显示系统，包括依次设置的光源、空间光调制组件和液晶光栅；

所述空间光调制组件为本发明任意实施例提供的空间光调制组件。

第三方面，本发明实施例还提供了一种电子设备，包括本发明任意实施例提供的全息显示系统。

本发明实施例中，空间光调制组件包括沿背光光束传播方向依次设置的第一空间光调制器和第二空间光调制器：第一空间光调制器上包括多个第一像素开口，第二空间光调制器上包括多个第二像素开口，在垂直于空间光调制组件所在平面的方向上，第二像素开口的投影面积大于第一像素开口的投影面积，第一像素开口和第二像素开口对应设置。通过增大第二像素开口的尺寸，可有效减弱光线在第二空间光调制器处的衍射，同时第一像素开口处的衍射光线可进入后方较大的第二像素开口内，并经第二像素开口的调制后继续向后传播，进而避免较多杂散光的产生，提升图像的显示效果。另外，增大第二像素开口的面积后，第一空间光调制器和第二空间光调制器贴合时，第一像素开口和第二像素开口更容易对齐，可降低二者对位难度，提升空间光调制组件的制备良率。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种空间光调制组件的结构示意图；

图2为图1所示空间光调制组件在另一方向的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的一种第一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第二空间光调制器的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的另一种第一空间光调制器的结构示意图；

图6为本发明实施例提供的另一种第二空间光调制器的结构示意图；

图7为本发明实施例提供的又一种第一空间光调制器的结构示意图；

图8为本发明实施例提供的又一种第二空间光调制器的结构示意图；

图9为本发明实施例提供的第一空间光调制器的剖面结构示意图；

图10为本发明实施例提供的一种空间光调制组件的部分结构示意图；

图11为本发明实施例提供的另一种空间光调制组件的结构示意图；

图12为本发明实施例提供的又一种空间光调制组件的结构示意图；

图13为本发明实施例提供的再一种空间光调制组件的结构示意图；

图14为本发明实施例提供的又一种空间光调制组件的结构示意图；

图15为本发明实施例提供的再一种空间光调制组件的结构示意图；

图16为本发明实施例提供的又一种空间光调制组件的结构示意图；

图17为本发明实施例提供的再一种空间光调制组件的结构示意图；

图18为本发明实施例提供的又一种空间光调制组件的结构示意图；

图19为本发明实施例提供的一种全息显示系统的结构示意图；

图20为本发明实施例提供的一种电子设备的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

本发明实施例提供的空间光调制组件可用在全息显示系统中，用于对全息显示系统中光源发出的背光光束进行调制。空间光调制组件一般包括依次排列的两个空间光调制器，其中一个空间光调制器用于调控背光光束的相位，另一个空间光调制器用于调制背光光束的振幅。空间光调制器上设置有像素开口，两个空间光调制器上的像素开口对应设置，像素开口处允许光线透过，进而对背光光束进行调制。相关技术中，两个空间光调制器上的像素开口的尺寸均相同，且像素开口尺寸均较小，发明人研究发现，此种设置方式下，光线在经过相对设置的两个像素开口处均有可能发生衍射，导致光线在经过空间光调制组件时的衍射较强，杂散光较多，影响图像的显示效果。

有鉴于此，本申请提出了一种空间光调制组件，包括沿背光光束传播方向依次设置的第一空间光调制器和第二空间光调制器：

第一空间光调制器上包括多个第一像素开口，第二空间光调制器上包括多个第二像素开口，在垂直于空间光调制组件所在平面的方向上，第二像素开口的投影面积大于第一像素开口的投影面积，第一像素开口和第二像素开口对应设置。

本申请中，通过增大第二像素开口的尺寸，可有效降低光线在第二空间光调制器处的衍射效果，同时第一像素开口处的衍射光线可进入后方较大的第二像素开口内，并经第二像素开口的调制后继续向后传播，进而避免较多杂散光的产生，提升图像的显示效果。另外，增大第二像素开口的面积后，第一空间光调制器和第二空间光调制器贴合时，第一像素开口和第二像素开口更容易对齐，可降低二者对位难度，有利于提升空间光调制组件的制备良率。

以上是本发明的核心思想，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。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。

图1为本发明实施例提供的一种空间光调制组件的结构示意图，图2为图1所示空间光调制组件在另一方向的结构示意图。图1示出了空间光调制组件的侧面结构示意图，也即沿平行于空间光调制组件所在平面方向观察时空间光调制组件的结构示意图，图2示出了空间光调制组件的正面结构示意图，也即沿垂直于空间光调制组件所在平面方向观察时空间光调制组件的结构示意图。可参考图1和图2，本发明实施例提供的空间光调制组件包括沿背光光束传播方向依次设置的第一空间光调制器10和第二空间光调制器20：第一空间光调制器10上包括多个第一像素开口11，第二空间光调制器20上包括多个第二像素开口21，在垂直于空间光调制组件所在平面的方向上，第二像素开口21的投影面积大于第一像素开口11的投影面积，第一像素开口11和第二像素开口21对应设置。

具体地，如图1和图2所示，空间光调制组件可包括两个空间光调制器，其中，第一空间光调制器10和第二空间光调制器20依次位于背光光束的传播路径中，也即，第一空间光调制器10位于光源(图中未示出)与第二空间光调制器20之间，光源发出的背光光束先经过第一空间光调制器10，经第一空间光调制器10的调制后进入第二空间光调制器20。第一空间光调制器10和第二空间光调制器20之间可通过光学胶层(图中未示出)贴合固定或通过其他机械结构(图中未示出)固定，本发明实施例二者固定方式不具体限定。

其中，全息显示系统中的空间光调制组件一般用于对背光光束的相位和振幅进行调制，第一空间光调制器10和第二空间光调制器20中的其中一个可为相位空间光调制器，另外一个可为振幅空间光调制器，本发明实施例不限定第一空间光调制器10和第二空间光调制器20的具体类型，本领域技术人员可根据实际需求设置。

进一步地，图3为本发明实施例提供的一种第一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第二空间光调制器的结构示意图，可结合参考图1-图4，第一空间光调制器10上设置有多个第一像素开口11，背光光束可从第一像素开口11处透过，多个第一像素开口11在第一空间光调制器10上的排布方式不限，图3中仅为示例，实际不限于此。一个第一像素开口11可对应第一空间光调制器10上的一个子像素，第一像素开口11在垂直于空间光调制组件所在平面方向上的投影图形的面积可认为是第一像素开口11的面积。第二空间光调制器20上设置有多个第二像素开口21，背光光束可从第二像素开口21处透过，多个第二像素开口21在第二空间光调制器20上的排布方式不限，图4中仅为示例，实际不限于此。一个第二像素开口21可对应第一空间光调制器10上的一个子像素，第二像素开口21在垂直于空间光调制组件所在平面方向上的投影图形的面积可认为是第二像素开口21的面积。

其中，第一像素开口11和第二像素开口21可一一对应设置，也即，在垂直于空间光调制组件所在平面的方向上，第一像素开口11和第二像素开口21的投影交叠。需要说明的是，本申请中指出的某结构在某方向上做投影均为在该方向做正投影。

基于小孔成像原理可知，像素开口尺寸越接近经过开口的光线的波长时，衍射效果越明显。背光光束为可见光，波长范围一般在几百纳米，像素开口一般设置在微米级别，当像素开口越小时，衍射越明显，反之衍射越弱。基于此，本发明实施例提出，可设置靠近光源的第一空间光调制器10上的第一像素开口11的面积较小，距离光源较远的第二空间光调制器20上的第二像素开口21的面积较大。此种设置方式下，面积较小的第一像素开口11可保证空间光调制组件具有高PPI，面积较大的第二像素开口21可减弱背光光束的衍射效果。即使背光光束在经过第一像素开口11时发生衍射，衍射光线也可进入后方较大的第二像素开口21内，经第二像素开口21的调制后继续向后传播，进而避免较多杂散光的产生，提升图像的显示效果。另外，增大第二像素开口21的面积后，第一空间光调制器10和第二空间光调制器20贴合时，第一像素开口11和第二像素开口21更容易对齐，所需的对位精度降低，可降低二者对位难度，提升空间光调制组件的制备良率。

本发明实施例中，空间光调制组件包括沿背光光束传播方向依次设置的第一空间光调制器和第二空间光调制器：第一空间光调制器上包括多个第一像素开口，第二空间光调制器上包括多个第二像素开口，在垂直于空间光调制组件所在平面的方向上，第二像素开口的投影面积大于第一像素开口的投影面积，第一像素开口和第二像素开口对应设置。通过增大第二像素开口的尺寸，可有效减弱光线在第二空间光调制器处的衍射，同时第一像素开口处的衍射光线可进入后方较大的第二像素开口内，并经第二像素开口的调制后继续向后传播，进而避免较多杂散光的产生，提升图像的显示效果。另外，增大第二像素开口的面积后，第一空间光调制器和第二空间光调制器贴合时，第一像素开口和第二像素开口更容易对齐，可降低二者对位难度，提升空间光调制组件的制备良率。

可选的，可继续参考图2，在一些实施例中，第二像素开口21在空间光调制组件所在平面上的正投影覆盖第一像素开口11在空间光调制组件所在平面上的正投影。

也即，在垂直空间光调制组件所在平面的方向上，第一像素开口11的投影位于第二像素开口21的投影所在区域内，如此，经过第一像素开口11不同区域形成的衍射光线基本均可进入第二像素开口21中，并经第二像素开口21调制后向后传输，可进一步减少杂散光的产生，提升图像的显示亮度。

可选的，在一些实施例中，第一空间光调制器可用于调制背光光束的相位；第二空间光调制器可用于调制背光光束的振幅。

具体地，作为可选实施例，可设置相位空间光调制器靠近光源，振幅空间光调制器位于相位空间光调制器背离光源的一侧，第一空间光调制器先对背光光束进行相位调制，随后第二空间光调制器对背光光束进行振幅调制。

进一步可选的，图5为本发明实施例提供的另一种第一空间光调制器的结构示意图，图6为本发明实施例提供的另一种第二空间光调制器的结构示意图，图5和图6所示为空间光调制器的剖面结构示意图，可参考图5和图6，第一空间光调制器10可包括沿厚度方向依次层叠设置的第一电极层101、第一液晶层102、第二电极层103和第一遮光层104，第一遮光层104包括多个第一遮光层开口104A，第一遮光层开口104A对应第一像素开口11；第二空间光调制器20可包括沿厚度方向依次层叠设置的第三电极层201、第二液晶层202、第四电极层203和第二遮光层204，第二遮光层204包括多个第二遮光层开口204A，第二遮光层开口204A对应第二像素开口21。

具体地，参考图5，第一空间光调制器10和第二空间光调制器20均为液晶面板结构，第一空间光调制器10还可包括第一衬底基板105和第一衬底基板105一侧的第一驱动阵列层106，第一电极层101、第一液晶层102、第二电极层103和第一遮光层104可依次设置在第一驱动阵列层106背离第一衬底基板105的一侧。第一电极层101中可包括多个第一电极101A，各第一电极101A分别与第一驱动阵列层106中的驱动器件106A电连接，通过驱动器件106A向第一电极101A施加电信号。当第一电极101A和第二电极层103同时施加电信号时，第一电极101A和与其交叠的第二电极层103之间形成电场，二者之间的液晶分子Q响应电场发生偏转，通过调控电场的大小可调控第一液晶层102中的液晶分子Q的旋转角度，进而实现对光线的相位调制。

其中，第一遮光层104可成网格状，第一遮光层开口104A即可为第一像素开口11，第一遮光层开口104A处，光线可透过，被第一遮光层104遮挡之处，光线无法透过(或光线透过率极低，可忽略不计)。

相应的，参考图6，第二空间光调制器20还可包括第二衬底基板205和第二衬底基板205一侧的第二驱动阵列层206，第三电极层201、第二液晶层202、第四电极层203和第二遮光层204可依次设置在第二驱动阵列层206背离第二衬底基板205的一侧。第三电极层201中可包括多个第三电极201A，各第三电极201A分别与第二驱动阵列层206中的驱动器件206A电连接。通过向第三电极201A分和第四电极层203施加电信号，可调控第二液晶层202中的液晶分子Q的旋转角度，进而实现对光线的振幅调制。

同样的，第二遮光层204可成网格状，第二遮光层开口204A即可为第二像素开口21，第二遮光层开口204A处，光线可透过，被第二遮光层204遮挡之处，光线无法透过(或光线透过率极低，可忽略不计)。

可选的，可继续参考图5和图6，在一些实施例中，可设置第二液晶层202的厚度小于第一液晶层102的厚度。

具体地，对于用于相位调制的第一空间光调制器10，相位调制一般需要达到2π，对于振幅调制的第二空间光调制器20，振幅调制一般只需要达到π，也即第二空间光调制器20对光线的相位调节范围小于第一空间光调制器10对光线的调节范围。对于液晶面板结构的器件来说，其对光线进行调节时的最大调节相位可表示为：(2π×Δn×d)/λ，其中，Δn为液晶分子Q对入射光线的双折射的折射率差，d表示液晶层厚度，λ表示入射光线的中心波长。根据该公式可知，器件对光线的相位调节范围与其液晶层的厚度成正比，可以得出，空间光调制器对光线的相位调节范围与其液晶层的厚度成正比。因此可设置第二空间光调制器20中的第二液晶层202的厚度较薄，以此来降低整个空间光调制组件的厚度，实现产品轻薄化。

另外，如上述实施例所述，对于液晶面板结构的空间光调制器来说，可通过驱动阵列层中的驱动器件对子像素进行驱动。驱动器件可包括薄膜晶体管，薄膜晶体管一般包括金属结构，例如金属源极、漏极和栅极等。为保证空间光调制器透过率，一般会设置薄膜晶体管和遮光层在器件厚度方向上至少部分交叠，也即按图5或图6所示方向，遮光层(第一遮光层104或第二遮光层204)位于至少部分薄膜晶体管T的上方。薄膜晶体管T上方的至少部分区域被遮光层遮挡，为器件的非透光区。液晶层的厚度越厚，会存在越多的光线在液晶层中传输时进入非透光区，由于非透光区中的液晶分子Q分布规则性较差，对光线的调制效果较差，此时，为保证遮光层对非透光区光线的阻挡效果，需增加遮光层的面积，也即减小遮光层中开口的面积，反之则可适当增加遮光层中开口的面积。基于上述考虑，虽然本发明中第二空间光调制器20中第二像素开口21的面积较大，但通过设置第二空间光调制器20中第二液晶层202的厚度较小，也可保证第二空间光调制器20中第二遮光层204的遮光效果，避免第二像素开口21之外的漏光问题。

可选的，本发明实施例不限定第一像素开口和第二像素开口面积的具体数值，本领域技术人员可根据实际需求进行设置。

示例性的，在一些实施例中，在垂直于空间光调制组件所在平面的方向上，第一像素开口的投影图形具有第一面积S1，第二像素开口的投影图形具有第二面积S2；1.2S1≤S2≤3S1。

具体地，若第二像素开口的面积和第一像素开口的面积相差太小，会增加第一空间光调制器和第二空间光调制器的对位精度要求，两个器件贴合时，若对位存在偏差，会导致第一像素开口的投影图形存在超出第二像素开口投影图形的部分，使得经过第一像素开口的光线无法全部进入第二像素开口。若第二像素开口的面积和第一像素开口的面积相差太大，一会增加第一空间光调制器的制备工艺难度，二会降低第二空间光调制器的开口率，影响显示效果。

基于此，本实施例中可设置第二像素开口的面积(第二面积S2)为第一像素开口面积(第一面积S1)的1.2～3倍。如此，第二像素开口和第二像素开口面积差异适中，可同时兼顾降低对位难度、降低工艺难度以及保证显示效果的优点。

可选的，在一些实施例中，第一空间光调制器中的多个第一像素开口的面积可相同，第二空间光调制器中的多个第二像素开口的面积可相同。在其他实施例中，第一空间光调制器中可存在面积不同的第一像素开口，和/或，第二空间光调制器中可存在面积不同的第二像素开口。

示例性的，图7为本发明实施例提供的又一种第一空间光调制器的结构示意图，图8为本发明实施例提供的又一种第二空间光调制器的结构示意图。参考图7和图8，第一像素开口11包括对应不同颜色的第一开口111和第二开口112，第一开口111的面积大于第二开口112的面积；第二像素开口21包括对应不同颜色的第三开口211和第四开口212，第三开口211的面积大于第四开口212的面积；第一开口111与第三开口211对应设置，第二开口112和第四开口212对应设置。

具体地，同一空间光调制器上可包括用于透过不同颜色光线的像素开口，例如可包括第一颜色的像素开口和第二颜色的像素开口，第一颜色的像素开口用于透过第一颜色背光光束，第二颜色的像素开口用于透过第二颜色背光光束。如图7所示，第一空间光调制器10中存在不同颜色的第一像素开口11，例如第一开口111和第二开口112，第一开口111和第二开口112用于透过不同颜色的背光光束。其中，第一开口111的面积大于第二开口112的面积。相应的，如图8所示，第二空间光调制器20中存在不同颜色的第二像素开口21，例如第三开口211和第四开口212，第三开口211和第四开口212用于透过不同颜色的背光光束。其中，第三开口211的面积大于第四开口212的面积。在垂直于空间光调制组件所在平面的方向上，第一开口111与第三开口211交叠，第二开口112与第四开口212交叠。

第一开口111和第三开口211可用于透过第一颜色的背光光束，第二开口112和第四开口212可用于透过第二颜色的背光光束。第一开口111和第二开口112在第一空间光调制器10上的排布方式不限，第三开口211和第四开口212在第二空间光调制器20上的排布方式不限，图7和图8中示例性示出了同一行的多个第一像素开口11(第二像素开口21)为同一颜色像素开口，实际不限于此。

其中，第一颜色背光光束的中心波长大于第二颜色背光光束的中线波长。本领域技术人员可知，全息显示系统中还包括液晶光栅，液晶光栅位于空间光调制组件背离光源的一侧，液晶光栅用于对背光光束进行偏折，使背光光束进入人眼。液晶光栅的结构同样类似液晶面板结构，包括两层电极层以及电极层之间的液晶层，不同之处在于不存在不同颜色子像素。根据上文公式(2π×Δn×d)/λ，液晶面板结构器件对光线的相位调节范围还与入射光线的中心波长成反比，也即，液晶层厚度相同时，入射光线的中心波长越长，器件对该颜色光的相位调制范围越小，因此，液晶光栅对不同颜色光线的相位调制范围不同。另外，有研究表明，液晶光栅对光线的衍射效率与其对光线的最大调制相位正相关，可调制的相位越大，衍射效率越高，光束出射亮度越大。

基于上述问题，本实施例中设置第一空间光调制器上的第一开口大于第二开口。开口面积越大，透过的光线越多，进而增加第一颜色背光光束的透过率，弥补因液晶光栅对第一颜色背光光束衍射效率降低而产生的第一颜色背光光束图像亮度降低的问题，提升显示效果。第二空间光调制器上的第三开口大于第四开口的原理同上，此处不再赘述。

一般情况下，光源提供的背光光束包括红、绿和蓝三种颜色光线，第一颜色即可为红色，第二颜色可指绿色或蓝色。第一颜色的第一像素开口和第二像素开口处对应形成空间光调制组件的红色子像素，第二颜色的第一像素开口和第二像素开口处对应形成空间光调制组件的绿色子像素(或蓝色子像素)。

当然，在其他实施例中，第一像素开口还可包括第五开口，第二像素开口还可包括第六开口，在垂直于空间光调制组件所在平面的方向上，第五开口与第六开口交叠。第五开口和第六开口用于透过第三颜色的背光光束。第五开口的面积可小于第一开口的面积，第六开口的面积可小于第三开口的面积。示例性的，此种设置方式下，第一开口和第三开口可用于透过红色背光光束，形成红色子像素，第二开口和第四开口可用于透过绿色背光光束，形成绿色子像素，第五开口和第六开口可用于透过蓝色背光光束，形成蓝色子像素。

进一步可选的，第一开口具有第三面积S3，第二开口具有第四面积S4，第三开口具有第五面积S5，第四开口具有第六面积S6；其中，|S3/S5-S4/S6|≤a，a为预设差值。

具体地，本发明实施例不限定同一空间光调制器上不同颜色像素开口面积的具体数值，本领域技术人员可根据实际需求设置。令第一开口在垂直于空间光调制组件所在平面方向上的投影具有第三面积S3、第二开口在该方向的投影具有第四面积S4，第三开口在该方向的投影具有第五面积S5，第四开口在该方向的投影具有第六面积S6。本实施例中，可设置第一开口的面积和第三开口的面积比值S3/S5，与第二开口的面积和第四开口的面积比值S4/S6之间的差值较小，例如可小于预设差值a，预设差值a可为一接近0的正数，具体数值不限。可定义不同空间光调制器上相对设置的像素开口为一个像素开口组，此种设置方式下，不同颜色像素开口组中的两个像素开口面积之比接近，对位精度要求相近，当某种颜色像素开口组中相对的第一像素开口和第二像素开口正对后，其他颜色像素开口组中相对的第一像素开口和第二像素开口基本也可正对，提升两个空间光调制器的对齐效果。

可选的，可继续参考图5和图6，第一像素开口11中还可设置有第一色阻结构107，第一色阻结构107可包括不同颜色的色阻结构，第一色阻结构107与第一像素开口11一一对应设置，也即每个第一像素开口11对应一种颜色的一个第一色阻结构107。第一色组结构的存在使得各像素开口可透过一种颜色的光线，阻挡其他颜色的光线，一种颜色的色阻结构对应形成一种出光颜色的子像素。例如，第一色阻结构107可包括红色色阻结构r、绿色色阻结构g和蓝色色阻结构b，红色色阻结构r允许红光透过，对应红色子像素；蓝色色阻结构b允许蓝光透过，对应蓝色子像素；绿色色阻结构g允许滤光透过，对应绿色子像素。任意相邻两个第一色阻结构107之间通过第一遮光层104间隔，进而防止不同颜色光线之间的串扰。

相应的，第二像素开口21中还可设置有第二色阻结构207，第二色阻结构207同样可包括不同颜色的色阻结构，第二色阻结构207与第二像素开口21一一对应设置，也即每个第二像素开口21对应一种颜色的一个第二色阻结构207。第二色阻结构207的设置方式与上述第一色阻结构107相同，可参照上述第一色阻结构107的设置方式，此处不再详细说明。结合上述实施例，红色色阻结构r可设置在第一颜色的像素开口中，绿色色阻结构g可设置在第二颜色的像素开口中，蓝色色阻结构b可设置在第三颜色的像素开口中。

需要说明的一点是，图5和图6示例性的示出了第一色阻结构107填充于第一像素开口11中，第二色阻结构207填充于第二像素开口21中，也即，色阻结构与对应的像素开口面积相同，实际设置方式不限于此。图9为本发明实施例提供的第一空间光调制器的剖面结构示意图，图9所示实施例中，在垂直空间光调制组件所在平面的方向上，第一色阻结构107的投影面积大于第一像素开口11的投影面积，也即除填充在第一像素开口11中的部分，第二色阻结构107的边缘还延伸至第一遮光层104上。当然，在其他未示出的实施例中，色阻结构在垂直空间光调制组件所在平面的方向上的投影面积可小于对应的像素开口的投影面积，本发明对此不再详细说明。

可选的，可继续参考图2，在可能的实施例中，在垂直于空间光调制组件所在平面的方向上，第一像素开口11与第二像素开口21的中心重合。相对设置的第一像素开口11和第二像素开口21中心重合，使得第一像素开口11在第二空间光调制器20所在平面上的投影图形整体位于第二像素开口21的中间，避免第一像素开口11的某侧边缘与第二像素开口21的边缘在垂直投影方向上的距离过近，降低光线在第二像素开口21边缘发生衍射的概率，进一步避免第二像素开口21处杂散光的形成。

其中，本发明实施例不限定第一像素开口11和第二像素开口21的形状，第一像素开口11的形状和第二像素开口21的形状相同或不同，上述实施例对应的附图中均以第一像素开口11和第二像素开口21呈矩形为例，实际不限于此。

可选的，在一些实施例中，第一像素开口边缘上的任意两个不同位点与第一像素开口中心的距离具有第一距离差值，第二像素开口边缘上的任意两个不同位点与第二像素开口中心的距离具有第二距离差值；第一距离差值和第二距离差值均小于或等于预设距离差值。

具体地，像素开口边缘上各位点与像素开口中心的距离可反映像素开口形状的圆滑程度，边缘各位点与像素开口中心之间的距离差值越小，说明像素开口越圆滑(越接近圆形)。可以理解的是，像素开口的边缘越尖锐，光线在边缘处越容易发生衍射，衍射形成的杂散光越多；相反像素开口的边缘越圆滑，光线在边缘处越不易发生衍射，衍射形成的杂散光越少。因此，可设置第一像素开口边缘上的任意两个不同位点与第一像素开口中心的距离之间的第一距离差值，以及第二像素开口边缘上的任意两个不同位点与第二像素开口中心的距离之间的第二距离差值均较小，使得第一像素开口和第二像素开口的形状较为圆滑，减弱边缘光线衍射。

其中，预设距离差值的具体数值不限，本领域技术人员可根据实际需求设定。

可选的，图10为本发明实施例提供的一种空间光调制组件的部分结构示意图，图10中(a)图为第一空间光调制器10的俯视结构示意图，图10中(b)图为第二空间光调制器20的俯视结构示意图。可参考图10，在一些实施例中，可设置第一像素开口11呈正n边形，第二像素开口21呈正m边形；m和n均为大于4的整数，且m＞n。

m和n的具体数值不限，图10中(a)图以n为5，第一像素开口11呈正五边形为例，图10中(b)图以m为6，第二像素开口21呈正六边形为例，实际不限于此。相较于矩形开口，此种设置方式下，第一像素开口11和第二像素开口21的边缘均比较圆滑，且第二像素开口21边缘处更不易发生光线衍射。当然，在其他未示出的实施例中，也可设置第一像素开口11呈正m边形，第二像素开口呈正n边形。

图11为本发明实施例提供的另一种空间光调制组件的结构示意图，图12为本发明实施例提供的又一种空间光调制组件的结构示意图，参考图11和12，第一像素开口11和第二像素开口21均呈圆形；或者，第一像素开口11呈圆形，第二像素开口21呈正多边形。

具体地，图11所示实施例中，第一像素开口11和第二像素开口21均为圆形，且圆形第二像素开口21的半径大于圆形第一像素开口11的半径。相较于多边形开口，圆形像素开口边缘更加圆滑，边缘处光线衍射更弱。

在图12所示实施例中，第一像素开口11为圆形，第二像素开口21呈正多边形，图12中以第二像素开口21为正方形为例，实际不限于此。按此方案，正方形第二像素开口21的边长可大于圆形第一像素开口11的直径，使得第二像素开口21的面积大于第一像素开口11的面积。

由于第一像素开口11面积较小，可能导致光线更易在第一像素开口11中发生衍射，此时设置第一像素开口11为圆形，可减弱边缘光线衍射情况，尽量减少第一像素开口11处的衍射光线。另外，根据几何原理可知，当正方形和圆形面积相同时，圆形的直径大于正方形的边长。图11和图12所示实施例中第一像素开口11面积相同，第二像素开口21面积相同，结合图11和图12，设置面积较大的第二像素开口21为正方形时(图12中所示)，第二像素开口21在行方向所占长度L1(或在列方向所占长度L2)，小于设置面积较大的第二像素开口21为圆形时(图11中所示)第二像素开口21在行方向所占长度L3(或在列方向所占长度L4)，可为边缘信号走线提供较大的布设空间。

进一步地，图13为本发明实施例提供的再一种空间光调制组件的结构示意图，图13所示实施例中，第一像素开口11为正方形，第二像素开口21为圆形。图12所示实施例中第二像素开口21与第一像素开口11的面积比与图13所示实施例中相同，结合图12和图13可以看出，当第二像素开口21与第一像素开口11的面积比相同，且第一像素开口11和第二像素开口21中心正对时，将面积较小的第一像素开口11设为圆形、面积较大的第二像素开口21设为正方形(也即图12所示)，两个像素开口最近的边缘之间的间距较大，解释来说即在空间光调制组件所在平面的投影图形中，图12中圆形第一像素开口11的边缘与正方形第二像素开口21的边之间的直线距离，大于图13中正方形第一像素开口11的拐角与圆形第二像素开口21的边缘之间的直线距离。如此，图12所示实施例还可为第一空间光调制器10和第二空间光调制器20对位时提供一定的可偏移量，降低对位难度。

上述图3～图13所示实施例中，第一像素开口11在第一空间光调制器10上沿行方向和列方向呈阵列排布，第二像素开口21在第二空间光调制器20上沿行方向和列方向呈阵列排布，实际第一像素开口11和第二像素开口21的排布方式不限于此。

图14为本发明实施例提供的又一种空间光调制组件的结构示意图，图15为本发明实施例提供的再一种空间光调制组件的结构示意图，结合参考图14和图15，多个第一像素开口11在第一方向X和/或第二方向Y上错位排布，多个第二像素开口21在第一方向X和/或第二方向Y上错位排布；第一方向X和第二方向Y均平行于空间光调制组件所在平面，且第一方向X第二方向Y相交。

具体地，图14和图15中以第一方向X为第一空间光调制器10(第二空间光调制器20)的行方向，第二方向Y为列方向作为示例，实际不限于此。在本发明一些实施例中，可设置第一像素开口11在第一空间光调制器10的行方向和/或列方向呈错位排布，相应的第二像素开口21在第二空间光调制器20上的行方向和/或列方向呈错位排布。如此，第一像素开口11(第二像素开口21)在第一空间光调制器10(第二空间光调制器20)上的排布周期性减弱、无序化程度增加，可提升光线在第一像素开口11(第二像素开口21)处的衍射条纹亮度均匀性，减少杂散光。

图14所示实施例中，第一像素开口11在第一方向X上错位排布，第二像素开口21在第一方向X上错位排布；图15所示实施例中，第一像素开口11在第二方向Y上错位排布，第二像素开口21在第二方向Y上错位排布；在本发明附图未示出的实施例中，可设置第一像素开口11在第一方向X和第二方向Y上错位排布，第二像素开口21在第一方向X和第二方向Y上错位排布。

可选的，在本发明另一些可选实施例中，可在同一空间光调制器上形成不同形状的像素开口，通过多种形状像素开口混合排列，同样可降低像素开口的排列周期性，减少衍射形成的杂散光。

示例性的，图16为本发明实施例提供的又一种空间光调制组件的结构示意图，图17为本发明实施例提供的再一种空间光调制组件的结构示意图，参考图16和图17，在第一空间光调制器10上，多个第一像素开口11包括边缘形状不同的第一像素开口11，至少部分第一像素开口11周围设置有与该第一像素开口11边缘形状不同的第一像素开口11；在第二空间光调制器20上，多个第二像素开口21包括边缘形状不同的第二像素开口21，至少部分第二像素开口21周围设置有与该第二像素开口21边缘形状不同的第二像素开口21。

具体地，图16所示实施例中，多个第一像素开口11包括多个圆形第一像素开口行110A和多个正六边形第一像素开口行110B，圆形第一像素开口行110A和正六边形第一像素开口行110B沿第二方向Y交替排列，任意圆形第一像素开口11(正六边形第一像素开口11)在第二方向Y的两侧设置有正六边形第一像素开口11(圆形第一像素开口11)。不同形状的第二像素开口21的排布方式与第一像素开口11相同，此处不再赘述。

图17所示实施例中，多个第一像素开口11包括多个圆形第一像素开口列110C和多个正六边形第一像素开口列110D，圆形第一像素开口列110C和正六边形第一像素开口列110D沿第一方向X交替排列，任意圆形第一像素开口11(正六边形第一像素开口11)在第一方向X的两侧设置有正六边形第一像素开口11(圆形第一像素开口11)。不同形状的第二像素开口21的排布方式与第一像素开口11相同，此处不再赘述。

在其他实施例中，多个第一像素开口11包括多个圆形第一像素开口11和多个正六边形第一像素开口11，沿第一方向X和第二方向Y，圆形第一像素开口11和正六边形第一像素开口11交替排列，任意圆形第一像素开口11(正六边形第一像素开口11)在第一方向X和第二方向Y的两侧设置有正六边形第一像素开口11(圆形第一像素开口11)。不同形状的第二像素开口21的排布方式与第一像素开口11相同，此处不再赘述。

上述图16和图17中示出的第一像素开口11和第二像素开口21的形状以及排布方式仅为示例，实际不限于此，在本发明实施例的基础上，任意变形实施方式均在本发明实施例保护的技术方案范围内。

图18为本发明实施例提供的又一种空间光调制组件的结构示意图，图18所示实施例中，位于第一空间光调制器10边缘的第一像素开口11的面积小于位于第一空间光调制器10中心的第一像素开口11的面积；位于第二空间光调制器20边缘的第二像素开口21的面积小于位于第二空间光调制器20中心处的第二像素开口21的面积。

其中，第一空间光调制器10(第二空间光调制器20)边缘的第一像素开口11(第二像素开口21)可指位于外围的p圈第一像素开口11(第二像素开口21)，第一空间光调制器10(第二空间光调制器20)中心的第一像素开口11(第二像素开口21)可指边缘第一像素开口11(边缘第二像素开口21)内侧的至少一个第一像素开口11(第二像素开口21)，p为大于0的整数。图18示例性示出了边缘处的第一像素开口11(第二像素开口21)包括外围的1圈第一像素开口11(第二像素开口21)，中心处的第一像素开口11(第二像素开口21)包括内侧的3行×4列个第一像素开口11(第二像素开口21)，实际不限于此。人眼光看全息显示系统出射的图像时，一般会更多地关注显示系统中心的图像，本实施例设置中心处的第一像素开口11(第二像素开口21)面积较大，边缘处的第一像素开口11(第二像素开口21)较小，使得第一空间光调制器10和第二空间光调制器20靠近中心处的衍射较弱，也即人眼关注较多的区域的衍射较弱，视觉上提升用户观看效果。

本发明实施例提供的第一空间光调制器10和第二空间光调制器20还可包括本领域技术人员可知的任意结构，本发明实施例对此不作限定。

基于同一构思，本发明另一实施例还提供了一种全息显示系统，图19为本发明实施例提供的一种全息显示系统的结构示意图，如图19所示，该全息显示系统1000包括依次设置的光源1001、空间光调制组件1002和液晶光栅1003；所述空间光调制组件1002为本发明任意实施例提供的空间光调制组件。

其中，光源1001用于时序出射相干的多种颜色的背光光束，例如红光、绿光和蓝光。空间光调制组件1002用于对背光光束进行相位和/或振幅调制。液晶光栅1003可用于对入射的背光光束进行角度偏折，以基于入射光线形成左眼图像和右眼图像，左眼图像和右眼图像进入人眼1005。光源1001和液晶光栅1003的具体结构可参照任意现有技术，本发明对此不赘述也限定。

本发明实施例提供的全息显示系统，通过对空间光调制组件做出上述实施例提出的改进，可避免空间光调制组件处产生较多杂散光，进而提升图像的显示效果；同时还可降低空间光调制组件的对位难度，提升空间光调制组件的制备良率。

本发明中的全息显示系统包括本发明任意实施例提供的空间光调制组件的全部技术特征及相应有益效果，此处不再赘述。

可选的，可继续参考图19，在一些实施例中，全息显示系统还可包括汇聚场镜1004，汇聚场镜1004位于空间光调制组件1002和液晶光栅1003之间，用于将经空间光调制组件1002调制后的背光光束汇聚到液晶光栅1003。

基于同一构思，本发明又一实施例还提供了一种电子设备，图20为本发明实施例提供的一种电子设备的结构示意图，参考图20，电子设备2000包括全息显示系统，全息显示系统可以采用上述实施例中上述任一种方式。电子设备2000可以为手机、电脑、穿戴设备、电视以及车载显示设备等具有显示功能的电子产品。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整、相互结合和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (16)

1.一种空间光调制组件，其特征在于，包括沿背光光束传播方向依次设置的第一空间光调制器和第二空间光调制器：

所述第一空间光调制器上包括多个第一像素开口，所述第二空间光调制器上包括多个第二像素开口，在垂直于所述空间光调制组件所在平面的方向上，所述第二像素开口的投影面积大于所述第一像素开口的投影面积，所述第一像素开口和所述第二像素开口对应设置。

2.根据权利要求1所述的空间光调制组件，其特征在于，所述第二像素开口在所述空间光调制组件所在平面上的正投影覆盖所述第一像素开口在所述空间光调制组件所在平面上的正投影。

3.根据权利要求1所述的空间光调制组件，其特征在于，所述第一空间光调制器用于调制所述背光光束的相位；所述第二空间光调制器用于调制所述背光光束的振幅。

4.根据权利要求3所述的空间光调制组件，其特征在于，所述第一空间光调制器包括沿厚度方向依次层叠设置的第一电极层、第一液晶层、第二电极层和第一遮光层，所述第一遮光层包括多个第一遮光层开口，所述第一遮光层开口对应所述第一像素开口；

所述第二空间光调制器包括沿厚度方向依次层叠设置的第三电极层、第二液晶层、第四电极层和第二遮光层，所述第二遮光层包括多个第二遮光层开口，所述第二遮光层开口对应所述第二像素开口。

5.根据权利要求4所述的空间光调制组件，其特征在于，所述第二液晶层的厚度小于所述第一液晶层的厚度。

6.根据权利要求1所述的空间光调制组件，其特征在于，在垂直于所述空间光调制组件所在平面的方向上，所述第一像素开口的投影图形具有第一面积S1，所述第二像素开口的投影图形具有第二面积S2；

1.2S1≤S2≤3S1。

7.根据权利要求4所述的空间光调制组件，其特征在于，所述第一像素开口包括对应不同颜色的第一开口和第二开口，所述第一开口的面积大于所述第二开口的面积；

所述第二像素开口包括对应不同颜色的第三开口和第四开口，所述第三开口的面积大于所述第四开口的面积；

所述第一开口与第三开口对应设置，所述第二开口与所述第四开口对应设置。

8.根据权利要求7所述的空间光调制组件，其特征在于，所述第一开口具有第三面积S3，第二开口具有第四面积S4，第三开口具有第五面积S5，第四开口具有第六面积S6；

其中，|S3/S5-S4/S6|≤a，a为预设差值。

9.根据权利要求1所述的空间光调制组件，其特征在于，在垂直于所述空间光调制组件所在平面的方向上，所述第一像素开口与所述第二像素开口的中心重合。

10.根据权利要求1所述的空间光调制组件，其特征在于，所述第一像素开口边缘上的任意两个不同位点与所述第一像素开口中心的距离具有第一距离差值，所述第二像素开口边缘上的任意两个不同位点与所述第二像素开口中心的距离具有第二距离差值；

所述第一距离差值和所述第二距离差值均小于或等于预设距离差值。

11.根据权利要求10所述的空间光调制组件，其特征在于，所述第一像素开口呈正n边形，所述第二像素开口呈正m边形；

m和n均为大于4的整数，且m＞n。

12.根据权利要求10所述的空间光调制组件，其特征在于，所述第一像素开口和所述第二像素开口均呈圆形；或者，

所述第一像素开口呈圆形，所述第二像素开口呈正多边形。

13.根据权利要求1所述的空间光调制组件，其特征在于，多个所述第一像素开口在第一方向和/或第二方向上错位排布，多个所述第二像素开口在所述第一方向和/或所述第二方向上错位排布；

所述第一方向和所述第二方向均平行于所述空间光调制组件所在平面，且所述第一方向所述第二方向相交。

14.根据权利要求1所述的空间光调制组件，其特征在于，在所述第一空间光调制器上，多个所述第一像素开口包括边缘形状不同的所述第一像素开口，至少部分所述第一像素开口周围设置有与该所述第一像素开口边缘形状不同的所述第一像素开口；

在所述第二空间光调制器上，多个所述第二像素开口包括边缘形状不同的所述第二像素开口，至少部分所述第二像素开口周围设置有与该所述第二像素开口边缘形状不同的所述第二像素开口。

15.一种全息显示系统，其特征在于，包括依次设置的光源、空间光调制组件和液晶光栅；

所述空间光调制组件为上述权利要求1-14任一项所述的空间光调制组件。

16.一种电子设备，其特征在于，包括上述权利要求15所述的全息显示系统。