CN214675468U - 一种基于体全息技术的裸眼3d显示器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于体全息技术的裸眼3D显示器，其中，裸眼3D显示器，包括全息投影屏、第一投影仪和第二投影仪，第一投影仪和第二投影仪位于全息投影屏的第一侧，第一投影仪用于向全息投影屏投射第一图像，第二投影仪用于向全息投影屏投射第二图像，全息投影屏用于将第一图像和第二图像投射至人眼。本实用新型实施例提供的裸眼3D显示器，通过设置位于全息投影屏第一侧的第一投影仪和第二投影仪向全息投影屏投射第一图像和第二图像，并通过全息投影屏将第一图像和第二图像投射至人眼，实现包含物体振幅和相位全部信息的裸眼3D显示器，提高了3D图像的显示质量。

Description

一种基于体全息技术的裸眼3D显示器

技术领域

本实用新型实施例涉及裸眼3D显示技术领域，尤其涉及一种基于体全息技术的裸眼3D显示器。

背景技术

裸眼3D(three-dimensional，三维)显示器，利用人两眼具有视差的特性，在不需要任何辅助设备(如3D眼镜，头盔等)的情况下，即可获得具有空间、深度的逼真立体形象的显示系统。

现有的裸眼3D显示器会损失图像的信息量，像素分辨率较低，同时，存在摩尔纹(RGB子像素交替的彩色条纹或者黑白交替条纹)的问题，从而影响3D图像的显示质量。

实用新型内容

本实用新型提供一种基于体全息技术的裸眼3D显示器，以提高3D图像的显示质量。

本实用新型实施例提供了一种基于体全息技术的裸眼3D显示器，包括全息投影屏、第一投影仪和第二投影仪；

所述第一投影仪和所述第二投影仪位于所述全息投影屏的第一侧，所述第一投影仪用于向所述全息投影屏投射第一图像，所述第二投影仪用于向所述全息投影屏投射第二图像，所述全息投影屏用于将所述第一图像和所述第二图像投射至人眼。

可选的，所述第一投影仪和所述第二投影仪相对于第一法线对称设置，其中，所述第一法线为所述全息投影屏中心处的法线。

可选的，所述人眼包括左眼和右眼，所述第一投影仪与所述右眼位于第一法线的同一侧，所述第二投影仪与所述左眼位于所述第一法线的同一侧；

所述全息投影屏用于将第一图像投射至所述左眼，所述全息投影屏用于将所述第二图像投射至所述右眼。

可选的，所述第一投影仪的投射方向与所述全息投影屏所在平面的法线方向之间的角度为θ1，所述第二投影仪的投射方向与所述全息投影屏所在平面的法线方向之间的角度为θ2，其中，20°≤θ1≤60°，20°≤θ2≤60°。

可选的，所述人眼包括左眼和右眼，所述左眼的观看方向与所述全息投影屏所在平面的法线方向之间的角度为θ3，所述右眼的观看方向与所述全息投影屏所在平面的法线方向之间的角度为θ4，其中，3°≤θ3≤15°，3°≤θ4≤15°。

可选的，所述全息投影屏包括层叠设置的基板、全息光学薄膜和保护薄膜，所述全息光学薄膜位于所述基板与所述保护薄膜之间。

可选的，全息光学薄膜包括光致聚合物薄膜、银盐薄膜和重络酸盐明胶薄膜中的任意一种。

本实用新型实施例提供的基于体全息技术的裸眼3D显示器，通过设置位于全息投影屏第一侧的第一投影仪和第二投影仪向全息投影屏投射第一图像和第二图像，并通过全息投影屏将第一图像和第二图像投射至人眼，从而在人的大脑中形成清晰的3D图像，实现基于体全息技术显示3D图像或视屏的全部信息，没有信息损失，进而实现包含物体振幅和相位全部信息的裸眼3D显示器。并且，该裸眼3D显示器不需要依赖特殊通道的相机阵列也不需要依赖于百万像素分辨率的显示器和特殊的图像处理算法，只需要两个普通的投影仪将3D图像投影到全息投影屏上，即可实现裸眼观看3D动画视频等图像，提高了裸眼3D显示器的通用性。

附图说明

图1为现有的一种裸眼3D显示器的结构示意图；

图2为现有的另一种裸眼3D显示器的结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的一种裸眼3D显示器的结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的一种裸眼3D显示器的俯视结构示意图；

图5为本实用新型实施例提供的一种全息投影屏的结构示意图；

图6为本实用新型实施例提供的一种裸眼3D显示器的制备方法的流程示意图；

图7为本实用新型实施例提供的一种裸眼3D显示器的制备方法的示意图；

图8为本实用新型实施例提供的另一种裸眼3D显示器的制备方法的示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型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实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部结构。

图1为现有的一种裸眼3D显示器的结构示意图，图2为现有的另一种裸眼3D显示器的结构示意图，参见图1和图2，现有的裸眼3D显示器包括显示屏10以及光栅11(如图1所示)或者透镜12(如图2所示)，显示屏10包括RGB三色子像素，不同的子像素在空间不同位置规则排布，具体的，RGB三色子像素分为L子像素和R子像素，L子像素和R子像素分别显示不同的影像，光栅11或者透镜12对L子像素和R子像素出射光束的方向进行调节和放大，使得人的左眼接收到L子像素的出射光束，右眼接收到R子像素的出射光束，从而使得观察者的左右眼分别接收到两个不同的影像，使人能够欣赏到3D画面效果。其中，由于同一显示屏10要分别显示两幅图像，使得每一副图像只有1/2的子像素进行显示，损失了图像的信息量，降低了像素分辨率，使得图像的分辨率不仅被相关的图像程序的分辨率所限制，还被用来显示图像的典型具有百万像素分辨率的显示屏所限制。并且，上述裸眼3D显示器会使观察者会看到RGB子像素交替的彩色条纹或者黑白交替条纹，即摩尔条纹，从而影响3D画面的显示质量。

基于上述技术问题，本实用新型实施例提供一种基于体全息技术的裸眼3D显示器，包括全息投影屏、第一投影仪和第二投影仪，第一投影仪和第二投影仪位于全息投影屏的第一侧，第一投影仪用于向全息投影屏投射第一图像，第二投影仪用于向全息投影屏投射第二图像，全息投影屏用于将第一图像和第二图像投射至人眼。

采用上述技术方案，通过设置位于全息投影屏第一侧的第一投影仪和第二投影仪向全息投影屏投射第一图像和第二图像，并通过全息投影屏将第一图像和第二图像投射至人眼，从而在人的大脑中形成清晰的3D图像，实现基于体全息技术显示3D图像或视屏的全部信息，没有信息损失，进而实现包含物体振幅和相位全部信息的裸眼3D显示器。并且，该裸眼3D显示器不需要依赖特殊通道的相机阵列也不需要依赖于百万像素分辨率的显示器和特殊的图像处理算法，只需要两个普通的投影仪将3D图像投影到全息投影屏上，即可实现裸眼观看3D动画视频等图像，提高了裸眼3D显示器的通用性。

以上是本实用新型的核心思想，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

图3为本实用新型实施例提供的一种裸眼3D显示器的结构示意图，图4为本实用新型实施例提供的一种裸眼3D显示器的俯视结构示意图，如图3和图4所示，本实用新型实施例提供的裸眼3D显示器基于体全息技术，包括全息投影屏20、第一投影仪21和第二投影仪22，第一投影仪21和第二投影仪22位于全息投影屏20的第一侧31，第一投影仪21用于向全息投影屏20投射第一图像，第二投影仪22用于向全息投影屏20投射第二图像，全息投影屏20用于将第一图像和第二图像投射至人眼30。

具体的，如图3和图4所示，第一投影仪21和第二投影仪22均位于全息投影屏20的第一侧31，第一投影仪21用于向全息投影屏20投射第一图像，第二投影仪22用于向全息投影屏20投射第二图像，其中，第一图像和第二图像可采用普通的3D片源，例如，第一图像和第二图像为3D图像的两个不同的视角，在人眼睛内产生一定的视差，让人能感觉到图像的3D信息，其中，第一图像和第二图像可以为图片或者视频，本领域技术人员可根据实际需求进行设置。

继续参考图3和图4，本实用新型实施例提供的裸眼3D显示器基于体全息技术，其中，全息是利用干涉和衍射原理记录并再现的技术，全息投影屏20利用光的相干原理与光的衍射特性对第一投影仪21和第二投影仪22投射的光束进行折转以及调制聚焦，使得第一投影仪21和第二投影仪22投射的光束经全息投影屏20透射后到达位于全息投影屏20的第二侧32的人眼30，从而实现将第一图像和第二图像投射至人眼30，使得在全息投影屏20的第二侧32的左眼301和右眼302分别观察到第一投影仪21投射的第一图像和第二投影仪22投射的第二图像，从而在人的大脑中形成清晰的3D图像。该裸眼3D显示器目前真正体全息裸眼3D显示的技术空白，采用体全息的技术，显示3D图像或视屏的全部信息，没有信息损失，从而实现包含物体振幅和相位全部信息的裸眼3D显示器，使得裸眼即能观看到显示物体3D的全部信息。并且，该裸眼3D显示器不需要依赖特殊通道的相机阵列也不需要依赖于百万像素分辨率的显示器和特殊的图像处理算法，只需要两个普通的投影仪将3D图像投影到全息投影屏20上，即可实现裸眼观看3D动画视频等图像，对投影仪和3D图像等没有特殊的要求，提高了裸眼3D显示器的通用性。

继续参考图3和图4，需要说明的是，第一投影仪21和第二投影仪22只要位于第一侧31即可，第一投影仪21和第二投影仪22的具体位置可根据实际需求进行设置，例如，如图3所示，第一投影仪21和第二投影仪22可均位于第一法线23的下方，其中，第一法线23为全息投影屏20中心O处的法线，从而避免第一投影仪21和第二投影仪22发出的光束直射人眼。在其他实施例中，第一投影仪21和第二投影仪22也可均位于第一法线23的上方，或者，第一投影仪21和第二投影仪22中的一者位于第一法线23的上方，另一者位于第一法线23的下方，本实用新型实施例对此不作限定。

需要注意的是，如图3和图4所示，全息投影屏20将第一图像和第二图像所投射的方向上会形成人眼窗口60，当人眼30的位置位于人眼窗口60中时，人眼30即可看到全息投影屏20将所投射的第一图像和第二图像。其中，人眼窗口60只要位于第二侧32即可，人眼窗口60的具体位置也可根据实际需求进行设置，例如，人眼窗口60位于第一法线23上，或者人眼窗口60也可位于第一法线23的上方或下方，本实用新型实施例对此不作限定。其中，全息投影屏20的第二侧32为与全息投影屏20的第一侧31相对的一侧。

综上所述，本实用新型实施例提供的裸眼3D显示器基于体全息技术，通过设置位于全息投影屏20第一侧31的第一投影仪21和第二投影仪22向全息投影屏20投射第一图像和第二图像，并通过全息投影屏20将第一图像和第二图像投射至人眼30，从而在人的大脑中形成清晰的3D图像，实现采用体全息技术显示3D图像或视屏的全部信息，没有信息损失，进而实现包含物体振幅和相位全部信息的裸眼3D显示器。并且，该裸眼3D显示器不需要依赖特殊通道的相机阵列也不需要依赖于百万像素分辨率的显示器和特殊的图像处理算法，只需要两个普通的投影仪将3D图像投影到全息投影屏20上，即可实现裸眼观看3D动画视频等图像，提高了裸眼3D显示器的通用性。

继续参考图3和图4，可选的，第一投影仪21和第二投影仪22相对于第一平面24对称设置，其中，第一平面24为过全息投影屏20中心O处的法平面。

具体的，如图3和图4所示，全息投影屏20的中心O为全息投影屏20的几何中心，过全息投影屏20中心O处的法平面为第一平面24，其中，第一平面24垂直于全息投影屏20所在平面，且第一法线23位于第一平面24内，第一法线23为全息投影屏20中心O处的法线。在本实施例中，通过设置第一投影仪21和第二投影仪22相对于第一平面24对称设置，使得第一投影仪21投射第一图像的方向和第二投影仪22投射的第二图像的方向相对于第一平面24对称，从而便于全息投影屏20将第一图像和第二图像对称的投射至左眼301和右眼302，有助于提高折转以及调制聚焦的效率，提高3D图像的质量。

继续参考图3和图4，可选的，人眼30包括左眼301和右眼302，第一投影仪21与右眼302位于第一平面24的同一侧，第二投影仪22与左眼301位于第一平面24的同一侧；全息投影屏20用于将第一图像投射至左眼301，全息投影屏20用于将第二图像投射至右眼302。

其中，如图3和图4所示，通过设置全息投影屏20将第一投影仪21发出的第一图像投射至左眼301，将第二投影仪22发出的第二图像投射至右眼302，以降低全息投影屏20对第一投影仪21和第二投影仪22投射的光束的折转角度，从而有助于降低像差和色差，提高3D图像的质量，同时，降低全息投影屏20的制作难度。

需要注意的是，在其他实施例中，也可设置全息投影屏20将第一投影仪21发出的第一图像投射至右眼302，将第二投影仪22发出的第二图像投射至左眼301，本领域技术人员可根据实际需求进行设置，本实用新型实施例对此不作限定。

继续参考图3和图4，需要说明的是，人眼窗口60包括左眼窗口601和右眼窗口602，左眼窗口601位于全息投影屏20将第一图像所投射的方向上，右眼窗口602位于全息投影屏20将第二图像所投射的方向上，当左眼301的位置位于左眼窗口601，右眼302的位置位于右眼窗口602时，左眼601即可看到全息投影屏20将所投射的第一图像，右眼302即可看到全息投影屏20将所投射的第二图像，从而在人的大脑中形成清晰的3D图像，实现裸眼观看3D动画视频等图像。

继续参考图3和图4，可选的，第一投影仪21的投射方向与全息投影屏20所在平面的法线方向之间的角度为θ1，第二投影仪22的投射方向与全息投影屏20所在平面的法线方向之间的角度为θ2，其中，20°≤θ1≤60°，20°≤θ2≤60°。

具体的，如图3和图4所示，第一投影仪21的投射方向为第一投影仪21出射光线中主光线的传播方向，第二投影仪22的投射方向为第二投影仪22出射光线中主光线的传播方向，全息投影屏20所在平面的法线方向垂直于全息投影屏20所在平面。若第一投影仪21的投射方向与全息投影屏20所在平面的法线方向之间的角度θ1和第二投影仪22的投射方向与全息投影屏20所在平面的法线方向之间的角度θ2过小，会使第一投影仪21和第二投影仪22发出的光束直射人眼，从而可能会对人眼造成刺伤，同时，人眼会透过全息投影屏20直接看到第一投影仪21和第二投影仪22，影响3D图像的显示效果；若第一投影仪21的投射方向与全息投影屏20所在平面的法线方向之间的角度θ1和第二投影仪22的投射方向与全息投影屏20所在平面的法线方向之间的角度θ2过大，会使第一投影仪21发出的第一图像和第二投影仪22发出的第二图像产生较大畸变，影响3D图像的显示效果。在本实施例中，通过设置第一投影仪21的投射方向与全息投影屏20所在平面的法线方向之间的角度θ1和第二投影仪22的投射方向与全息投影屏20所在平面的法线方向之间的角度θ2满足20°≤θ1≤60°，20°≤θ2≤60°，保护人眼的同时，提高3D图像的显示效果。

继续参考图3和图4，可选的，人眼30包括左眼301和右眼302，左眼301的观看方向与全息投影屏20所在平面的法线方向之间的角度为θ3，右眼302的观看方向与全息投影屏20所在平面的法线方向之间的角度为θ4，其中，3°≤θ3≤15°，3°≤θ4≤15°。

其中，如图3和图4所示，左眼301的观看方向为全息投影屏20将第一图像的投射方向，右眼302的观看方向为全息投影屏20将第二图像的投射方向。在本实施例中，通过设置左眼301的观看方向与全息投影屏20所在平面的法线方向之间的角度θ3和右眼302的观看方向与全息投影屏20所在平面的法线方向之间的角度θ4满足3°≤θ3≤15°，3°≤θ2≤15°，使得角度θ3和角度θ4不会过大而使得人眼30无法看到3D图像，也不会使角度θ3和角度θ4过小，使得左眼301或右眼302同时看到第一图像和第二图像而无法形成3D图像，从而提高3D图像的显示质量。

需要说明的是，左眼301的观看方向与全息投影屏20所在平面的法线方向之间的角度θ3、右眼302的观看方向与全息投影屏20所在平面的法线方向之间的角度θ4、全息投影屏20的大小以及人眼30与全息投影屏20的距离可根据实际需求进行设置，示例性的，如图3和图4所示，设置θ3＝6°，θ4＝6°，以使人眼与全息投影屏20之间保持最佳的凝视距离和角度，从而提高观看3D图像的舒适度，同时，人眼30到全息投影屏20的距离L2可设置在300mm左右，人眼30的可视区域40的长度L1可设置为100mm左右，此时，在可视区域40内，左眼301仅看到第一图像，右眼302仅看到第二图像，从而实现裸眼观看到3D图像。

其中，人眼30与全息投影屏20的距离可根据左眼301的观看方向与全息投影屏20所在平面的法线方向之间的角度θ3和右眼302的观看方向与全息投影屏20所在平面的法线方向之间的角度θ4进行调整，当角度θ3和角度θ4增大时，可通过减小人眼30与全息投影屏20的距离，以避免人眼30无法看到第一图像和第二图像；当角度θ3和角度θ4减小时，可通过增加人眼30与全息投影屏20的距离，以避免左眼301或右眼302同时看到第一图像和第二图像，从而实现裸眼观看3D图像的视觉享受。

图5为本实用新型实施例提供的一种全息投影屏的结构示意图，如图5所示，可选的，全息投影屏20包括层叠设置的基板201、全息光学薄膜202和保护薄膜203，全息光学薄膜203位于基板201与保护薄膜203之间。

具体的，全息光学薄膜202的材料为经过特殊处理的感光材料，可采用光的干涉和衍射原理将物体的光强与相位信息记录在全息光学薄膜202上，并将全息光学薄膜202两面分别与基板201和保护薄膜203贴合，以形成全息投影屏20。

其中，基板201和保护薄膜203对全息光学薄膜202起到支撑和保护作用，保护薄膜203可采用聚氯乙烯(Polyvinyl chloride，PVC)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(Polyethyleneterephthalate，PET)、聚碳酸酯(Polycarbonate，PC)、邻苯基苯酚(O-phenylphenol，OPP)或者三羧酸循环(tricarboxylic acid cycle，TAC)等材料，上述材料具有透明度高，韧性好，耐高温等优点，在制备全息投影屏20时，可将全息光学薄膜202设置在保护薄膜203上，以使保护薄膜203对全息光学薄膜202起到支撑作用，再进行曝光、定影、烘烤等工艺，再贴合基板201，以降低全息投影屏20的制作难度。

可选的，基板201可采用玻璃基板或亚克力基板等，以保证基板201的透明度，本实用新型实施例对此不作限定。

需要说明的是，在裸眼3D显示器中，可设置全息投影屏20的保护薄膜203一侧朝向第一投影仪21和第二投影仪22，基板201一侧朝向人眼30；也可设置全息投影屏20的基板201一侧朝向第一投影仪21和第二投影仪22，保护薄膜203一侧朝向人眼30，本领域技术人员可根据制备的过程进行设置。

可选的，全息光学薄膜202包括光致聚合物薄膜、银盐薄膜和重络酸盐明胶薄膜中的任意一种。

其中，通过设置全息光学薄膜202包括光致聚合物薄膜、银盐薄膜和重络酸盐明胶薄膜等光敏薄膜中的任意一种，可通过曝光以及烘烤等工艺调制全息光学薄膜202的折射率等光学特性，从而实现全息投影屏20对光束的折转以及调制聚焦。本领域技术人员可根据实际需求对全息光学薄膜202进行设置，例如，当全息光学薄膜202采用银盐薄膜时，工艺成熟，容易制作；当全息光学薄膜202采用光致聚合物薄膜时，光敏感度高、衍射效率高、亮度大、更加环保，本实用新型实施例对此不作限定。

基于同样的发明构思，本实用新型实施例还提供了一种裸眼3D显示器的制备方法，用于制备上述实施例提供的任一裸眼3D显示器，与上述实施例相同或相应的结构以及术语的解释在此不再赘述，图6为本实用新型实施例提供的一种裸眼3D显示器的制备方法的流程示意图，如图6所示，该方法包括如下步骤：

步骤110、将第一相干光束由全息投影屏的第二侧照射所述全息投影屏，将第二相干光束由所述全息投影屏的第二侧照射所述全息投影屏，其中，所述第一相干光束为汇聚光束，所述第二相干光束为漫反射光束。

其中，图7为本实用新型实施例提供的一种裸眼3D显示器的制备方法的示意图，如图7所示，第一相干光束51由全息投影屏20的第二侧32照射全息投影屏20，且第一相干光束51为汇聚光束，第一相干光束51的汇聚点511即为第一投影仪的放置位置，第一相干光束51的主光线512与全息投影屏20所在平面的角度即为第一投影仪的投射方向与全息投影屏20所在平面的角度，其中，全息投影屏20的第二侧32为与全息投影屏20的第一侧31相对的一侧。

继续参考图7，第二相干光束52由全息投影屏20的第二侧32照射全息投影屏20，且第二相干光束52为漫反射光束，第二相干光束52的发散点521位于全息投影屏20的第二侧32，第二相干光束52的主光线522与全息投影屏20所在平面的法线之间的角度可作为观看者右眼观察区域的视场角度，例如，第二相干光束52的汇聚点521作为观看者右眼的观看位置。

步骤120、将第三相干光束由所述全息投影屏的第二侧照射所述全息投影屏，将第四相干光束由所述全息投影屏的第二侧照射所述全息投影屏，其中，所述第三相干光束为汇聚光束，所述第四相干光束为漫反射光束。

其中，图8为本实用新型实施例提供的另一种裸眼3D显示器的制备方法的示意图，如图8所示，第三相干光束53由全息投影屏20的第二侧32照射全息投影屏20，且第三相干光束53为汇聚光，第三相干光束53的汇聚点531即为第二投影仪的放置位置，第三相干光束53的主光线532与全息投影屏20所在平面的角度即为第二投影仪的投射方向与全息投影屏20所在平面的角度，其中，全息投影屏20的第二侧32为与全息投影屏20的第一侧31相对的一侧。

继续参考图8，第四相干光束54由全息投影屏20的第二侧32照射全息投影屏20，且第四相干光束54为漫反射光束，第四相干光束54的发散点541位于全息投影屏20的第二侧32，第四相干光束54的主光线542与全息投影屏20所在平面的法线之间的角度可作为观看者左眼观察区域的视场角度，例如，第四相干光束54的汇聚点541作为观看者左眼的观看位置。

步骤130、将第一投影仪设置在所述第一相干光束的汇聚点处，将第二投影仪设置在所述第三相干光束的汇聚点处，以使所述第一投影仪向所述全息投影屏投射第一图像，所述第二投影仪向所述全息投影屏投射第二图像。

其中，继续参考图3、图4、图7和图8，将第一投影仪21设置在第一相干光束51的汇聚点511处，将第二投影仪22设置在第三相干光束53的汇聚点531处，第一投影仪21的投射方向与全息投影屏20所在平面的角度为第一相干光束51的主光线512与全息投影屏20所在平面的角度，以使第一投影仪21向全息投影屏20投射第一图像；第二投影仪22的投射方向与全息投影屏20所在平面的角度为第三相干光束53的主光线532与全息投影屏20所在平面的角度，以使第二投影仪22向全息投影屏20投射第二图像。

继续参考图3、图4、图7和图8，示例性的，在使用过程中，全息投影屏20将第一投影仪21向全息投影屏20投射的第一图像沿第四相干光束54的主光线542方向投射至左眼301，全息投影屏20将第二投影仪22向全息投影屏20投射的第二图像沿第二相干光束52的主光线522方向投射至右眼302，从而实现裸眼观看3D图像。

继续参考图7和图8，可选的，第二相干光束52和第四相干光束54可由漫反屏50形成，也可由放置在全息投影屏20和光源之间的毛玻璃形成，本领域技术人员可根据实际需求进行设置，本实用新型实施例对此不作限定。

需要说明的是，本实用新型实施例对步骤110和步骤120的顺序不作限定，在实际制备过程中，也可先进行步骤120，再进行步骤110，只需完成两次曝光即可，示例性的，在进行第一次曝光时，第一次曝光光路为将第一相干光束由全息投影屏的第二侧照射全息投影屏，将第二相干光束由全息投影屏的第二侧照射全息投影屏，其中，第一相干光束为汇聚光束，第二相干光束为漫反射光束；在进行第二次曝光时，第二次曝光光路为将第三相干光束由全息投影屏的第二侧照射全息投影屏，将第四相干光束由全息投影屏的第二侧照射全息投影屏，其中，第三相干光束为汇聚光束，第四相干光束为漫反射光束。

或者，在进行第一次曝光时，第一次曝光光路为将第三相干光束由全息投影屏的第二侧照射全息投影屏，将第四相干光束由全息投影屏的第二侧照射全息投影屏，其中，第三相干光束为汇聚光束，第四相干光束为漫反射光束；在进行第二次曝光时，第二次曝光光路为将第一相干光束由全息投影屏的第二侧照射全息投影屏，将第二相干光束由全息投影屏的第二侧照射全息投影屏，其中，第一相干光束为汇聚光束，第二相干光束为漫反射光束，本领域技术人员可根据实际需求进行设置。

可选的，在步骤110和步骤120之前，可先将全息光学薄膜设置在保护薄膜上，以使保护薄膜对全息光学薄膜起到支撑作用，再进行步骤110和步骤120(即两次曝光)。

可选的，裸眼3D显示器的制备方法包括通过两次相干光束曝光后再经紫外固化、烘烤等工艺制备。具体的，在步骤110和步骤120之后，还可进行UV定影以及高温烘烤等工艺，以进行固定、增亮，并提高衍射效率，随后可将全息光学薄膜一侧胶合到基板上，以对全息光学薄膜进行全方位支撑和保护。

综上所述，本实用新型实施例提供的裸眼3D显示器的制备方法，运用光的干涉原理将全息光学薄膜用一定角度的相干光束经过两次曝光实现全息投影屏20，通过在全息投影屏20的第一侧31设置第一投影仪21和第二投影仪22，并将第一投影仪21设置在第一相干光束51的汇聚点511处，将第二投影仪22设置在第三相干光束53的汇聚点531处，第一投影仪21的投射方向与全息投影屏20所在平面的角度为第一相干光束51的主光线512与全息投影屏20所在平面的角度，第二投影仪22的投射方向与全息投影屏20所在平面的角度为第三相干光束53的主光线532与全息投影屏20所在平面的角度，以使第一投影仪21向全息投影屏20投射第一图像，第二投影仪22向全息投影屏20投射第二图像，实现全息投影屏20将第一投影仪21向全息投影屏20投射的第一图像沿第四相干光束54的主光线542方向投射至左眼301，全息投影屏20将第二投影仪22向全息投影屏20投射的第二图像沿第二相干光束52的主光线522方向投射至右眼302，进而实现裸眼观看3D图像。采用上述制备方法，采用体全息技术实现了包含物体振幅和相位全部信息的裸眼3D显示器。并且，采用上述制备方法制备的裸眼3D显示器不需要依赖特殊通道的相机阵列也不需要依赖于百万像素分辨率的显示器和特殊的图像处理算法，只需要两个普通的投影仪将3D图像投影到全息投影屏20上，即可实现裸眼观看3D动画视频等图像，提高了裸眼3D显示器的通用性。

继续参考图7和图8，可选的，第一相干光束51和第三相干光束53相对于第一平面24对称，第二相干光束52和第四相干光束54相对于第一平面24对称，其中，第一平面24为过全息投影屏20中心O处的法平面。

具体的，如图7和图8所示，全息投影屏20的中心O为全息投影屏20的几何中心，过全息投影屏20的中心O处的法平面为第一平面24，其中，第一平面24垂直于全息投影屏20所在平面，且第一法线23位于第一平面24内，第一法线23为全息投影屏20中心O处的法线。在本实施例中，通过设置第一相干光束51和第三相干光束53相对于第一平面24对称设置，便于全息投影屏20将第一图像和第二图像对称的投射至左眼301和右眼302，有助于提高折转以及调制聚焦的效率，提高3D图像的质量。

继续参考图7和图8，可选的，第一相干光束51的照射方向与全息投影屏20所在平面的法线方向之间的角度为θ1，第三相干光束53的照射方向与全息投影屏20所在平面的法线方向之间的角度为θ2，第二相干光束52的照射方向与全息投影屏所在平面的法线方向之间的角度为θ4，第四相干光束54的照射方向与全息投影屏所在平面的法线方向之间的角度为θ3，其中，20°≤θ1≤60°，20°≤θ2≤60°，3°≤θ3≤15°，3°≤θ4≤15°。

具体的，如图7和图8所示，第一相干光束51的照射方向为第一相干光束51的主光线512的传播方向，第三相干光束53的照射方向为第三相干光束53的主光线532的传播方向，全息投影屏20所在平面的法线方向垂直于全息投影屏20所在平面。若第一相干光束51的照射方向与全息投影屏20所在平面的法线方向之间的角度θ1和第三相干光束53的照射方向与全息投影屏20所在平面的法线方向之间的角度θ2过小，在后续使用裸眼3D显示器时，会使第一投影仪21和第二投影仪22发出的光束直射人眼，从而可能会对人眼造成刺伤，同时，人眼会透过全息投影屏20直接看到第一投影仪21和第二投影仪22，影响3D图像的显示效果；若第一相干光束51的照射方向与全息投影屏20所在平面的法线方向之间的角度θ1和第三相干光束53的照射方向与全息投影屏20所在平面的法线方向之间的角度θ2过大，在后续使用裸眼3D显示器时，会使第一投影仪21发出的第一图像和第二投影仪22发出的第二图像产生较大畸变，影响3D图像的显示效果。在本实施例中，通过设置第一相干光束51的照射方向与全息投影屏20所在平面的法线方向之间的角度θ1和第三相干光束53的照射方向与全息投影屏20所在平面的法线方向之间的角度θ2满足20°≤θ1≤60°，20°≤θ2≤60°，保护人眼的同时，提高3D图像的显示效果。

继续参考图7和图8，第二相干光束52的照射方向与全息投影屏所在平面的法线方向之间的角度θ4为后续观看者右眼302观察区域的视场角度，第四相干光束54的照射方向与全息投影屏所在平面的法线方向之间的角度θ3为后续观看者左眼301观察区域的视场角度。在本实施例中，通过设置第四相干光束54的照射方向与全息投影屏所在平面的法线方向之间的角度θ3和第二相干光束52的照射方向与全息投影屏所在平面的法线方向之间的角度θ4满足3°≤θ3≤15°，3°≤θ2≤15°，使得角度θ3和角度θ4不会过大而导致后续人眼30无法看到3D图像，也不会使角度θ3和角度θ4过小，使得左眼301或右眼302同时看到第一图像和第二图像而无法形成3D图像，从而提高3D图像的显示质量。

需要说明的是，第四相干光束54的照射方向与全息投影屏所在平面的法线方向之间的角度θ3和第二相干光束52的照射方向与全息投影屏所在平面的法线方向之间的角度θ4可根据实际需求进行设置，示例性的，设置θ3＝6°，θ4＝6°，以使人眼与全息投影屏20之间保持最佳的凝视距离和角度，从而提高观看3D图像的舒适度，本实用新型实施例对此不作限定。

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

Claims (7)

1.一种基于体全息技术的裸眼3D显示器，其特征在于，包括全息投影屏、第一投影仪和第二投影仪；

所述第一投影仪和所述第二投影仪位于所述全息投影屏的第一侧，所述第一投影仪用于向所述全息投影屏投射第一图像，所述第二投影仪用于向所述全息投影屏投射第二图像，所述全息投影屏用于将所述第一图像和所述第二图像投射至人眼。

2.根据权利要求1所述的裸眼3D显示器，其特征在于，所述第一投影仪和所述第二投影仪相对于第一平面对称设置，其中，所述第一平面为过所述全息投影屏中心处的法平面。

3.根据权利要求2所述的裸眼3D显示器，其特征在于，所述人眼包括左眼和右眼，所述第一投影仪与所述右眼位于第一平面的同一侧，所述第二投影仪与所述左眼位于所述第一平面的同一侧；

所述全息投影屏用于将第一图像投射至所述左眼，所述全息投影屏用于将所述第二图像投射至所述右眼。

4.根据权利要求1所述的裸眼3D显示器，其特征在于，所述第一投影仪的投射方向与所述全息投影屏所在平面的法线方向之间的角度为θ1，所述第二投影仪的投射方向与所述全息投影屏所在平面的法线方向之间的角度为θ2，其中，20°≤θ1≤60°，20°≤θ2≤60°。

5.根据权利要求1所述的裸眼3D显示器，其特征在于，所述人眼包括左眼和右眼，所述左眼的观看方向与所述全息投影屏所在平面的法线方向之间的角度为θ3，所述右眼的观看方向与所述全息投影屏所在平面的法线方向之间的角度为θ4，其中，3°≤θ3≤15°，3°≤θ4≤15°。

6.根据权利要求1所述的裸眼3D显示器，其特征在于，所述全息投影屏包括层叠设置的基板、全息光学薄膜和保护薄膜，所述全息光学薄膜位于所述基板与所述保护薄膜之间。

7.根据权利要求1所述的裸眼3D显示器，其特征在于，全息光学薄膜包括光致聚合物薄膜、银盐薄膜和重络酸盐明胶薄膜中的任意一种。

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