[实用新型]一种光栅阵列和3D显示装置

说明书

本实用新型公开了一种光栅阵列和3D显示装置，光栅阵列，包括设于波导基体上的输入光栅阵列和输出光栅阵列；所述输入光栅阵列将入射光线耦合进波导基体中并保持入射光线的角度相位信息；所述输出光栅阵列将所述光线从波导基体中耦合输出，并保持入射光线的角度相位信息。通过设于波导基体上的输入光栅阵列和输出光栅阵列，还原入射光线的角度相位信息，整体装置轻薄，不需要多层波导相配合，降低加工难度。

技术领域

本实用新型涉及光电器件领域，尤其涉及一种光栅阵列和3D显示装置。

背景技术

目前实现3D显示的主流方案为眼镜式和裸眼式。

眼镜式比较有代表性的是色差式、偏光式和主动快门式，原理相同，都是利用人眼的视差，分别将左眼、右眼对应的画面投送到左右眼中，大脑将这两幅画面整合成一幅具有空间深度的画面。由于这种原理实现的3D显示是通过大脑合成的空间立体效果，在观看过程中，时间过久就会有不适的感觉。

裸眼式的代表是全息显示，相较眼镜式，其优势是可以提供全部物理景深，真三维显示，缺点是全息材料的动态刷新频率不够，无法进行大规模的商业化应用。

由于传统的3D显示具有上述问题，一些机构如MagicLeap尝试使用再现光场的方式来实现具有真实深度信息的场景，虽然使得我们的大脑能够像处理真实世界对象一样自然的处理数字对象，同时另其适合长时间使用，但是设备整体比较复杂，而且需要多层波导相配合，多层波导加工难度较大，技术难度较高。

实用新型内容

为了解决上述技术问题，本实用新型的目的在于提供一种光栅阵列和3D显示装置，显示效果良好的3D光场显示解决方案。

根据本实用新型的一个方面，提供一种光栅阵列，包括：设于波导基体上的输入光栅阵列和输出光栅阵列，

所述输入光栅阵列将入射光线耦合进波导基体中并保持入射光线的角度相位信息；

所述输出光栅阵列将所述光线从波导基体中耦合输出，并还原入射光线的角度相位信息。

与现有技术相比，本实用新型液晶盒具有以下有益效果：通过设于波导基体上的输入光栅阵列和输出光栅阵列，输出光栅阵列还原入射光线的角度相位信息，整体装置轻薄，不需要多层波导相配合，降低加工难度。

进一步的，所述输入光栅阵列包括若干输入光栅，入射光线中不同入射角的光线均有与其相对应的输入光栅、输出光栅；

所述输入光栅用于将具有与其相对应的入射角的光线耦合进入波导基体中，所述光线在波导基体中以大于全反射角的角度向输出光栅阵列传播，通过相对应的输出光栅耦合输出。

采用上述进一步技术方案的有益效果在于，入射光线中不同入射角的光线均有与其相对应的输入光栅、输出光栅，对光场的入射光线按照不同入射角度划分，通过输入光栅分别选择耦合不同角度的光线，耦合输入到波导基体，光线在波导基体中以大于全反射角的角度向输出光栅阵列传播，再由波导基体经输出光栅输出，能够有利于采集光场的光线，并将这个光场的信息都耦合进入波导中，再通过光栅整列耦合输出到人眼中。

进一步的，所述输入光栅、输出光栅，包括透明的上基板、下基板；

所述上基板和下基板之间封装有聚合物分散液晶材料，所述聚合物分散液晶材料包括聚合物、引发剂、液晶、表面活化剂；

所述上基板和下基板上靠近聚合物分散液晶材料的一侧设有透明的导电膜，所述输入光栅聚合物、液晶的分布与其相对应的入射角的光线相适应，将与其相对应的入射角的光线耦合进入波导基体。