[发明专利]三维多视点显示装置及制造方法

说明书

一种三维多视点显示装置及制造方法，所述的三维多视点显示装置沿光线方向依次包括显示屏幕、三维多视点显示光栅，多视点三维视窗构成，所述的三维多视点显示光栅由第一层转向光栅和第二层像素光栅构成，所述的转向光栅是倾斜光栅、闪耀光栅或连续灰度光栅；所述的像素光栅对应于所述的显示屏幕上的每个像素，将所述的显示屏幕的每个像素发出的红绿蓝三色光衍射到所述的多视点三维视窗的多视角区域，实现三维多视点显示。所述的三维多视点显示双层光栅可以大批量生产和复制，将会三维显示屏幕领域广泛使用，是三维显示屏幕领域有重要前途的一个核心关键技术。

技术领域

本发明涉及三维显示光栅,特别是一种三维多视点显示装置及制造方法，特别是一种由转向光栅和像素光栅组合而成，可以作为三维显示的一种手段，应用于各种屏幕的三维立体显示，包括手机屏幕、电脑屏幕、及其它多种显示屏幕，实现多视点立体显示的效果。

背景技术

三维显示一直是现代科学技术追求的目标，特别是采用手机、电脑、电视、大型显示屏幕能够产生三维显示效果，是有前途的重要方向。

目前的手机屏幕、电脑屏幕等都是二维显示的，将来有可能会发展出三维显示屏幕，特别是高分辨率、4K、8K分辨率屏幕的发展，为三维显示提供一种可能。

全息三维显示是一个光学技术，但是需要光学干涉技术，光学干涉需要的像素分辨率达到波长量级，目前手机像素的尺寸还远远大于显示波长，所以全息三维显示技术通过手机或电脑屏幕等来实现，目前还不现实。

采用微柱镜阵列(Lenticular Lens)的技术方案是实现三维显示的一个可能的实现途径，采用这个技术方案，周常河发明了三维身份证(专利号：201210253349.7)。这个技术方案的优点是结构简单，实现容易，适合身份证等静态物体的显示，但仅有两个视点，不太适合动态物体的三维立体显示。

采用偏振编码，实现三维显示也是一种可能的技术途径，目前三维电影往往采用的是这个技术方案，但这个技术需要佩戴偏光眼镜，这对于日常生活观看立体显示不太方便，也不便于大规模推广。

采用多视点的三维立体显示，是将屏幕的每一个像素点发出光投射到不同的视点位置，通过不同的视点，实现三维立体显示，特别是随着高分辨率手机屏幕的推广，多视点的三维立体显示就有前途。

问题是，手机屏幕上的每一个点都投射到不同的视点，就需要采用不同密度光栅，其光栅密度是连续变化的，从非常低的线密度到超过千线的光栅密度，这样的光栅很难做到高效率、偏振无关、而且宽带，可以满足屏幕像素点的红绿蓝三色光的要求，如果做出闪耀光栅，或者连续灰度变化的光栅，是很难的，其加工过程很难精确控制，保证加工的连续光栅具有好的性能。

发明内容

为克服上述现有技术的不足，本发明提出一种三维多视点显示装置及制造方法，利用双层光栅实现高效率、偏振无关的三维显示。采用双层光栅的结构，巧妙的解决了宽带、偏振无关、高效率衍射的难题，具有重要的应用前景。

双层光栅包括转向光栅和像素光栅。第一层光栅是转向光栅，其目的是将发自屏幕的小角度发射光实现偏转，将其零级衍射光降低，以减少对视窗内三维显示的干扰，而负一级衍射光达到最大值；第二层像素光栅是将第一层的负一级衍射光衍射到所期望的多视点窗口内，实现三维多视点显示的效果。

本发明的技术解决方案如下：

一种三维多视点显示装置，其特点在于，沿光线方向依次包括显示屏幕和三维多视点显示光栅，所述的三维多视点显示光栅由第一层的转向光栅和第二层的像素光栅构成，所述的转向光栅对发自显示屏幕的每个像素的发射光实现偏转，将零级衍射光光强降低，负一级衍射光光强上升；所述的像素光栅将负一级衍射光衍射到多视点三维视窗的多视角区域，实现三维多视点显示。

所述的显示屏幕是手机屏幕、电脑屏幕、平板电脑屏幕、电视屏幕，或其它任何类型的显示屏幕。