[發(fā)明專(zhuān)利]一種基于藍(lán)相液晶微透鏡陣列的集成成像顯示裝置

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210003207.5
• 申請(qǐng)日: 2012-01-08
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102520558A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-06-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王瓊?cè)A;羅成高;王亞洲
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 四川大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G02F1/29
• 分類(lèi)號(hào): G02F1/29;G02F1/133;G02B27/22
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及顯示技術(shù)，更具體地說(shuō)，本發(fā)明涉及集成成像顯示技術(shù)，尤指一種基于藍(lán)相液晶微透鏡陣列的集成成像顯示技術(shù)。

背景技術(shù)

集成成像是一種利用微透鏡陣列來(lái)記錄和再現(xiàn)三維（3D）場(chǎng)景的技術(shù)，它包括拍攝和顯示兩個(gè)過(guò)程。在拍攝過(guò)程中，采用由許多透鏡元在水平和垂直方向上并行排列組成的微透鏡陣列獲取3D場(chǎng)景的立體信息，并把立體信息記錄到位于微透鏡陣列焦平面的圖像記錄設(shè)備上得到圖像元，所有的圖像元在水平和垂直方向上并行排列，組成了微圖像陣列。在顯示過(guò)程中采用的微透鏡陣列與拍攝時(shí)采用的微透鏡陣列一般具有相同的參數(shù)，微圖像陣列顯示于圖像顯示設(shè)備上，圖像顯示設(shè)備放置在微透鏡陣列后一定距離處，根據(jù)光路可逆原理，微透鏡陣列將許許多多圖像元透射出來(lái)的光線聚集還原，從而在微透鏡陣列的附近重建出3D場(chǎng)景的全真立體圖像，該立體圖像包含全真色彩以及連續(xù)的視差信息，觀看者無(wú)需佩戴輔助設(shè)備就可獲得觀看真實(shí)場(chǎng)景的感覺(jué)，且沒(méi)有立體觀看視疲勞。

微透鏡陣列是集成成像顯示系統(tǒng)的關(guān)鍵組成部分，目前主要分為常規(guī)微透鏡陣列和常規(guī)液晶微透鏡陣列兩種。常規(guī)微透鏡陣列一般由玻璃或有機(jī)材料等制造，其技術(shù)要求較高，且不可調(diào)焦，因此基于常規(guī)微透鏡陣列的集成成像顯示只能實(shí)現(xiàn)3D顯示。基于常規(guī)液晶微透鏡陣列的集成成像顯示能實(shí)現(xiàn)2D/3D顯示之間的自由切換，但其制作需要取向?qū)樱に噺?fù)雜，2D/3D切換速度較慢。

藍(lán)相是一種新的液晶相態(tài)，其工作原理基于克爾效應(yīng)，由外加電場(chǎng)引起的誘導(dǎo)雙折射由下式?jīng)Q定：

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其中λ為光波長(zhǎng)，K為克爾常數(shù)，E為電場(chǎng)強(qiáng)度。由式（1）可知，誘導(dǎo)雙折射(Δn)_ind與外加電場(chǎng)E的平方呈線性關(guān)系。研究表明，隨著E的持續(xù)增大，(Δn)_ind會(huì)逐漸趨于飽和。當(dāng)不施加驅(qū)動(dòng)電壓時(shí)，藍(lán)相液晶呈光學(xué)各向同性，誘導(dǎo)雙折射為零；當(dāng)施加驅(qū)動(dòng)電壓時(shí)，藍(lán)相液晶變?yōu)楣鈱W(xué)各向異性，在外加驅(qū)動(dòng)電壓變化的過(guò)程中，它沒(méi)有常規(guī)液晶中液晶分子的轉(zhuǎn)動(dòng)等重排布問(wèn)題，且無(wú)需取向?qū)樱漤憫?yīng)速度大大加快。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提出一種基于藍(lán)相液晶微透鏡陣列的集成成像顯示裝置，如附圖1所示，該裝置包括圖像顯示設(shè)備和藍(lán)相液晶微透鏡陣列。圖像顯示設(shè)備用于顯示2D圖像或者微圖像陣列，它放置在藍(lán)相液晶微透鏡陣列后一定距離處，且兩者中心對(duì)齊。當(dāng)藍(lán)相液晶微透鏡陣列上施?加適當(dāng)?shù)尿?qū)動(dòng)電壓V₀且圖像顯示設(shè)備顯示2D圖像時(shí)，該裝置實(shí)現(xiàn)2D顯示；當(dāng)藍(lán)相液晶微透鏡陣列上施加不等于V₀的適當(dāng)驅(qū)動(dòng)電壓且圖像顯示設(shè)備顯示微圖像陣列時(shí)，該裝置實(shí)現(xiàn)集成成像3D顯示。

優(yōu)選地，在所述裝置中，如附圖2所示，藍(lán)相液晶微透鏡陣列包括上基板玻璃層、上基板弧形ITO透明電極、介質(zhì)層、藍(lán)相液晶層、下基板平面ITO透明電極、下基板玻璃層，它們緊密排列。其中上基板弧形ITO透明電極曲率半徑為r，每段弧形電極嚴(yán)格對(duì)應(yīng)一個(gè)節(jié)距為p的藍(lán)相液晶透鏡元，藍(lán)相液晶透鏡元邊緣處介質(zhì)層的厚度為d。

優(yōu)選地，在所述裝置中，藍(lán)相液晶微透鏡陣列中的藍(lán)相液晶透鏡元采取二維周期性緊密排布形式。

優(yōu)選地，在所述裝置中，藍(lán)相液晶微透鏡陣列的焦距f與驅(qū)動(dòng)電壓V滿足關(guān)系：

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其中，n₁為上、下基板玻璃折射率，n₂為介質(zhì)層折射率，d_b為藍(lán)相液晶層厚度。

優(yōu)選地，在所述裝置中，由關(guān)系式（2）可知，若對(duì)藍(lán)相液晶微透鏡陣列施加驅(qū)動(dòng)電壓，則藍(lán)相液晶微透鏡陣列焦距f變?yōu)闊o(wú)窮大，該裝置可實(shí)現(xiàn)2D顯示。