本發(fā)明涉及顯示器領(lǐng)域，尤其是涉及基于液晶偏振光柵的光場顯示屏。

背景技術(shù)：

1、基于衍射光學(xué)的裸眼3d顯示器具有厚度小、重量輕、設(shè)計靈活以及光操縱精確等優(yōu)點，從而得到廣泛應(yīng)用。當(dāng)前基于像素光柵的衍射型光場3d顯示系統(tǒng)，其關(guān)鍵器件像素化光束調(diào)控裝置主要是表面浮雕結(jié)構(gòu)的光柵。然而表面浮雕結(jié)構(gòu)的光柵存在較強(qiáng)的零級衍射光和低衍射效率問題，使得在裸眼3d顯示中會影響成像質(zhì)量。

2、雖然二元光柵結(jié)構(gòu)能夠消除零級衍射光，但是二元光柵結(jié)構(gòu)設(shè)計復(fù)雜，制備工藝要求高，不利于生產(chǎn)。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的之一在于提供一種結(jié)構(gòu)簡單、制備工藝要求低并且消除零級衍射光的基于液晶偏振光柵的光場顯示屏。

2、本發(fā)明的目的之一采用如下技術(shù)方案實現(xiàn)：

3、一種基于液晶偏振光柵的光場顯示屏，包括相源、圓偏振片、液晶偏振光柵、四分之一波片以及線偏振片，所述相源、所述圓偏振片、所述液晶偏振光柵、所述四分之一波片以及所述線偏振片依次設(shè)置，所述相源發(fā)出豎直偏振的線偏振光，線偏振光經(jīng)過所述圓偏振片后偏振狀態(tài)轉(zhuǎn)化為圓偏振，圓偏振光經(jīng)過所述液晶偏振光柵轉(zhuǎn)化為一級光束以及部分未轉(zhuǎn)化的零級光束，零級光束經(jīng)過所述四分之一波片后偏振狀態(tài)變?yōu)榫€偏振，被所述線偏振片過濾，所述一級光束經(jīng)過所述四分之一波片后偏振狀態(tài)與零級光束相互垂直，所述一級光束通過所述線偏振片。

4、進(jìn)一步地，所述液晶偏振光柵接收到圓偏振光后，對圓偏振光的每個子像素進(jìn)行不同方向的偏轉(zhuǎn)，液晶指向矢在與其垂直的平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)。

5、進(jìn)一步地，每個位置處的液晶指向矢方向分布公式如下：

6、

7、式中，λx為液晶偏振光柵的橫向周期，λz為液晶偏振光柵的縱向周期，x與z均為以與液晶指向矢垂直的平面為底面所建立的三維直角坐標(biāo)系內(nèi)液晶指向矢的坐標(biāo)，θ與α為光束的偏轉(zhuǎn)角度。

8、進(jìn)一步地，θ＝sin-1(kλ/λx)，其中，k為衍射級次，λ為入射光的波長。

9、進(jìn)一步地，所述線偏振光經(jīng)過所述圓偏振片后偏振狀態(tài)轉(zhuǎn)化為左旋圓偏振。

10、進(jìn)一步地，所述液晶偏振光柵轉(zhuǎn)化的一級光束為右旋圓偏振。

11、進(jìn)一步地，所述液晶偏振光柵轉(zhuǎn)化的零級光束偏振狀態(tài)為左旋圓偏振。

12、進(jìn)一步地，當(dāng)所述相源發(fā)出的入射光的波長為500nm時，偏轉(zhuǎn)角度θ為30°時，所述液晶偏振光柵橫向周期為1000nm。

13、相比現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明基于液晶偏振光柵的光場顯示屏的相源、圓偏振片、液晶偏振光柵、四分之一波片以及線偏振片依次設(shè)置，相源發(fā)出豎直偏振的線偏振光，線偏振光經(jīng)過圓偏振片后偏振狀態(tài)轉(zhuǎn)化為圓偏振，圓偏振光經(jīng)過液晶偏振光柵轉(zhuǎn)化為一級光束以及部分未轉(zhuǎn)化的零級光束，零級光束經(jīng)過四分之一波片后偏振狀態(tài)變?yōu)榫€偏振，被線偏振片過濾，一級光束經(jīng)過四分之一波片后偏振狀態(tài)與零級光束相互垂直，一級光束通過線偏振片，通過上述設(shè)計，光場顯示屏能夠在不影響一級光束能量大小的情況下，濾掉零級光束，達(dá)到提高光場顯示屏對比度目的。

技術(shù)特征：

1.一種基于液晶偏振光柵的光場顯示屏，包括相源，其特征在于：所述基于液晶偏振光柵的光場顯示屏還包括圓偏振片、液晶偏振光柵、四分之一波片以及線偏振片，所述相源、所述圓偏振片、所述液晶偏振光柵、所述四分之一波片以及所述線偏振片依次設(shè)置，所述相源發(fā)出豎直偏振的線偏振光，線偏振光經(jīng)過所述圓偏振片后偏振狀態(tài)轉(zhuǎn)化為圓偏振，圓偏振光經(jīng)過所述液晶偏振光柵轉(zhuǎn)化為一級光束以及部分未轉(zhuǎn)化的零級光束，零級光束經(jīng)過所述四分之一波片后偏振狀態(tài)變?yōu)榫€偏振，被所述線偏振片過濾，所述一級光束經(jīng)過所述四分之一波片后偏振狀態(tài)與零級光束相互垂直，所述一級光束通過所述線偏振片。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于液晶偏振光柵的光場顯示屏，其特征在于：所述液晶偏振光柵接收到圓偏振光后，對圓偏振光的每個子像素進(jìn)行不同方向的偏轉(zhuǎn)，液晶指向矢在與其垂直的平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于液晶偏振光柵的光場顯示屏，其特征在于：每個位置處的液晶指向矢方向分布公式如下：

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于液晶偏振光柵的光場顯示屏，其特征在于：θ＝sin-1(kλ/λx)，其中，k為衍射級次，λ為入射光的波長。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于液晶偏振光柵的光場顯示屏，其特征在于：所述線偏振光經(jīng)過所述圓偏振片后偏振狀態(tài)轉(zhuǎn)化為左旋圓偏振。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于液晶偏振光柵的光場顯示屏，其特征在于：所述液晶偏振光柵轉(zhuǎn)化的一級光束為右旋圓偏振。

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于液晶偏振光柵的光場顯示屏，其特征在于：所述液晶偏振光柵轉(zhuǎn)化的零級光束偏振狀態(tài)為左旋圓偏振。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于液晶偏振光柵的光場顯示屏，其特征在于：當(dāng)所述相源發(fā)出的入射光的波長為500nm時，偏轉(zhuǎn)角度θ為30°時，所述液晶偏振光柵橫向周期為1000nm。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種基于液晶偏振光柵的光場顯示屏，屬于顯示器領(lǐng)域，本發(fā)明基于液晶偏振光柵的光場顯示屏的相源、圓偏振片、液晶偏振光柵、四分之一波片以及線偏振片依次設(shè)置，相源發(fā)出豎直偏振的線偏振光，線偏振光經(jīng)過圓偏振片后偏振狀態(tài)轉(zhuǎn)化為圓偏振，圓偏振光經(jīng)過液晶偏振光柵轉(zhuǎn)化為一級光束以及部分未轉(zhuǎn)化的零級光束，零級光束經(jīng)過四分之一波片后偏振狀態(tài)變?yōu)榫€偏振，被線偏振片過濾，一級光束經(jīng)過四分之一波片后偏振狀態(tài)與零級光束相互垂直，一級光束通過線偏振片，通過上述設(shè)計，光場顯示屏能夠在不影響一級光束能量大小的情況下，濾掉零級光束，達(dá)到提高光場顯示屏對比度目的。

技術(shù)研發(fā)人員：尹韶云,譚滔,呂永墨,羅宇浩,胡超,房啟鵬
受保護(hù)的技術(shù)使用者：蘇州景照光電技術(shù)有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/4/7