[发明专利]三维光场显示系统

说明书

本发明实施例提供一种三维光场显示系统，包括背光源、液晶面板、柱透镜光栅、全息功能屏和狭缝光栅；背光源用于向液晶面板投射光线；沿光线的传播方向依次布置有液晶面板、柱透镜光栅、全息功能屏和狭缝光栅；液晶面板用于调制背光源投射的光线；柱透镜光栅用于基于调制后的光线提供具有立体效果的单视差光场；全息功能屏用于发散柱透镜光栅提供的光场，使观察者从不同的角度都能看到柱透镜光栅提供的光场；狭缝光栅用于基于发散后的光场提供具有立体效果的全视差光场。本发明实施例通过设置柱透镜光栅提供具有立体效果的单视差光场、全息功能屏发散广场，以及狭缝光栅提供具有立体效果的全视差光场，三者相互配合工作，能够实现全视差观看。

技术领域

本发明实施例涉及光学领域，更具体地，涉及一种三维光场显示系统。

背景技术

电子沙盘显示技术目前在军事指挥、城市规划、应急响应和房地开发等领域发挥着重要的作用。但是现有的电子沙盘显示技术仍大都局限在二维的平面显示，无法满足对于深度数据与空间信息感知的需求。能够实现高清晰度、大视角、真实再现三维场景成为电子沙盘技术的最大需求。目前存在的三维电子沙盘主要包括助镜式显示和全息显示。助镜式显示技术由于需要佩戴特殊设配而增加观看者的不舒适。全息显示技术虽然可以逼真的还原三维场景，但是仍然存在角度小、颜色单一、数据量过大等缺点。

自由立体显示技术是发展较为成熟的一种无需佩戴辅助设备，直接为人眼提供三维信息的显示方式，目前主流的技术是柱透镜光栅和狭缝光栅的方案。

柱透镜光栅立体显示器由柱透镜光栅与液晶显示面板组成。柱透镜光栅是该技术中的核心部分，其具有空间分光能力，控制来自液晶上的不同的视差图像光线形成空间视点，分别进入左右眼，形成立体感。图1为现有技术中柱镜光栅立体显示器显示原理图，显示原理如图1所示。

图2为现有技术中狭缝光栅立体显示器显示原理图，基于狭缝光栅的裸眼3D显示设备结构如图2所示，狭缝光栅可以看作是由周期性的透光条与遮光条交替排列共同组成的，遮光条可以保证完全挡住光线。通过在2D显示器上加载多个视点的图像编码信息，可以让不同的视差图像在空间中不同位置处成像，从而实现裸眼3D的显示效果。柱镜光栅和狭缝光栅需要倾斜一定角度，以消除LCD像素空间周期与光栅空间周期形成的莫尔条纹，需要说明的是，莫尔条纹是指光栅周期结构与LCD显示屏上黑矩阵周期结构的干涉作用产生的条纹。

目前的自由立体显示器背光源发出的是朝向各个方向上的光线，柱透镜阵列在调制光线时会产生像差现象。在目前的显示器中也基本是单视差显示。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明实施例提供一种三维光场显示系统。

本发明实施例提供一种三维光场显示系统，包括背光源、液晶面板、柱透镜光栅、全息功能屏和狭缝光栅；所述背光源，用于向所述液晶面板投射光线；沿光线的传播方向依次布置有所述液晶面板、所述柱透镜光栅、所述全息功能屏和所述狭缝光栅；所述液晶面板，用于调制所述背光源投射的光线；所述柱透镜光栅，用于基于调制后的光线提供具有立体效果的单视差光场；所述全息功能屏，用于发散所述柱透镜光栅提供的光场，使观察者从不同的角度都能看到所述柱透镜光栅提供的光场；所述狭缝光栅，用于基于发散后的光场提供具有立体效果的全视差光场。

本发明实施例提供一种三维光场显示系统，包括定向背光源、液晶面板、柱透镜光栅、全息功能屏和狭缝光栅；所述背光源，用于向所述液晶面板投射光线；沿光线的传播方向依次布置有所述柱透镜光栅、所述液晶面板、所述全息功能屏和所述狭缝光栅；所述柱透镜光栅，用于基于所述背光源投射的光线提供具有立体效果的单视差光场；所述液晶面板，用于调制所述单视差光场；所述全息功能屏，用于发散调制后的单视差光场，使观察者从不同的角度都能看到所述柱透镜光栅提供的光场；所述狭缝光栅，用于基于发散后的光场提供具有立体效果的全视差光场。