[发明专利]大视场角三维显示装置

权利要求书

1.一种大视场角三维显示装置，其特征在于，包含：

背光板，其配置为将光源发出的光束转换为第一准直光束；

位于所述第一准直光束传播方向上的空间光调制器，其配置为通过振幅调制方式将多视角混合图像信息加载到所述第一准直光束上以形成第二准直光束；以及

位于所述第二准直光束传播方向上的位相板，其具有衍射结构，所述衍射结构配置为将所述第二准直光束所承载图像中的每个视角的图像投射至各自对应的一组观察位置。

2.如权利要求1所述的装置，其中，所述空间光调制器包含第一体像素，每个体像素包含多个亚像素，每个亚像素对应于不同的视角，所述衍射结构包含多个微结构单元，每个微结构单元配置为将来自于所述空间光调制器的多个体像素中对应于同一个视角的亚像素的光束投射至与该亚像素相关联的一组观察位置。

3.如权利要求2所述的装置，所述衍射结构采用下列中的一种结构实现：一维纳米光栅、二维纳米光栅、空间复用的纳米光栅、纳米光栅阵列和衍射光学元件。

4.如权利要求3所述的装置，其中，所述衍射结构采用衍射光学元件实现，通过调整所述衍射光学元件的结构深度使衍射光在衍射级次为零级处的衍射效率最小。

5.如权利要求1所述的装置，其中，所述背光板包括：

导光板，其包含位于导光板上表面、下表面或内部的第一微结构，该第一微结构具有周期性分布的第一单元，所述光源发出的光束经所述第一微结构散射至导光板的外部；以及

与所述导光板堆叠在一起的光学膜，其包含位于光学膜表面的第二微结构，该第二微结构具有周期性分布的第二单元，经所述第一微结构散射至导光板的外部的光束经第二微结构变换为所述第一准直光束。

6.如权利要求5所述的装置，其中，所述第一单元为微棱镜、微透镜、自由曲面透镜或凹坑中的一种。

7.如权利要求5所述的装置，其中，所述第二单元为微透镜、菲涅耳透镜或薄膜透镜中的一种。

8.如权利要求5所述的装置，其中，所述背光板进一步包括遮光板，其包含与所述第一微结构和第二微结构匹配对应的遮光结构以滤除从所述第二微结构出射的杂散光。

9.如权利要求8所述的装置，所述遮光板设置于下列位置中的一个：导光板与光学膜之间、所述导光板内部和所述光学膜内部。

10.如权利要求5所述的装置，其中，所述光源被集成在所述装置中并且位于所述背光板的侧部。

11.如权利要求10所述的装置，其中，所述光源为LED线阵列光源。

12.如权利要求1所述的装置，其中，所述空间光调制器为液晶显示单元。

13.如权利要求1所述的装置，其中，进一步包括位于所述空间光调制器与位相板之间的遮光板。

14.如权利要求1所述装置，其中，所述光源为白色光源或三原色光源，所述装置进一步包括与所述空间光调制器和位相板堆叠在一起的彩色滤光片。

15.如权利要求14所述装置，其中，所述彩色滤光片设置于所述空间光调制器与位相板之间。