[实用新型]基于偏振全息光栅的三维显示装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及三维显示技术领域，具体涉及一种基于偏振全息光栅的三维显示装置。

背景技术

可裸眼观看的三维显示技术主要采用视差光栅来实现不同视差信息图像在空间不同角度方向的传播。视差光栅通常有柱状棱镜和隔断条两种方式。然而，上述两种方式一般都具有固定不可变化的结构，因此，导致三维显示屏只能工作在三维显示状态，不能显示高清晰的二维图像，限制了其的应用。

为了解决上述的问题，能够实现二维和三维同屏兼容显示的技术是可变焦的液晶透镜技术。目前，液晶透镜主要利用了液晶材料光学各向异性的特征，即在外加电场的作用下，液晶分子发生偏转，从而导致在光传播方向的折射率发生变化，这种空间折射率的变化等效于对光的波前进行了相位调制，所以当相位调制量等同于透镜时，则形成了三维显示所需的透镜效果。

但是，上述的液晶透镜的成像质量较差，主要是由于其波前相位的调制受到电场分布和液晶分子排列的影响。首先，很难采用简单的电极结构来获得透镜形貌的电场分布；其次，为了控制液晶的厚度，液晶透镜会利用类似于菲涅耳镜的相位分布，由于液晶分子的连续性，因此，在2π周期的边缘处，相位分布达不到理想；另外，由于液晶透镜的厚度较大，存在响应时间慢的问题。

因此，如何实现三维显示，并达到液晶透镜厚度薄，响应时间快，同时相位分布与电场分布无关，成像质量高的效果，是当前需要解决的问题。

实用新型内容

本实用新型所解决的技术问题是现有技术中用于三维显示的液晶透镜，成像质量较差，厚度较大，响应时间慢的问题。本实用新型的基于偏振全息光栅的三维显示装置，响应时间快、成像质量高，厚度薄，电极结构简单，易于加工，成本低，且容易实现，具有良好的应用前景。

为了达到上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：

一种基于偏振全息光栅的三维显示装置，其特征在于：包括依次紧贴设置的二维平板显示屏、宽波带四分之一波片和偏振全息光栅，所述二维平板显示屏的显示面设置有一层偏振片，使二维平板显示屏输出线偏振光，所述宽波带四分之一波片用于将线偏振光输出为圆偏振光，所述偏振全息光栅用于将每个子像素对应的圆偏振光在几何结构的梯度方向偏转，实现三维显示。

前述的基于偏振全息光栅的三维显示装置，其特征在于：所述二维平板显示屏为液晶显示屏、OLED显示屏或者microLED显示屏。

前述的基于偏振全息光栅的三维显示装置，其特征在于：所述偏振全息光栅为偏振全息液晶光栅。

前述的基于偏振全息光栅的三维显示装置，其特征在于：所述偏振全息液晶光栅的两端设置有正、负电极，所述正、负电极不加载电压时进行三维显示；所述正、负电极加载电压时进行二维显示。

前述的基于偏振全息光栅的三维显示装置，其特征在于：所述正、负电极均为透明导电层。

前述的基于偏振全息光栅的三维显示装置，其特征在于：所述偏振全息液晶光栅为离散化结构，每个光栅对应一个子像素。

前述的基于偏振全息光栅的三维显示装置，其特征在于：所述偏振全息液晶光栅为非周期性结构，所述偏振全息液晶光栅显示屏的像素分成若干块相邻的显示子区域，各显示子区域内的子像素传播方向指向观看子区域。

前述的基于偏振全息光栅的三维显示装置，其特征在于：各显示子区域与观看子区域为正向匹配、逆向匹配或者网格状交叉匹配。

本实用新型的有益效果是：本实用新型的基于偏振全息光栅的三维显示装置，响应时间快、成像质量高，厚度薄，电极结构简单，易于加工，成本低，且容易实现，具有良好的应用前景。

附图说明

图1是本实用新型的基于偏振全息光栅的三维显示装置的结构示意图。

图2是本实用新型的偏振全息液晶光栅的结构示意图。

图3是本实用新型的偏振全息液晶光栅的像素化示意图。

图4是传统的三维显示屏的视点分布图。

图5是本实用新型偏振全息液晶光栅的各显示子区域与观看子区域之间的视点分布图。

具体实施方式

下面将结合说明书附图，对本实用新型作进一步的说明。