[发明专利]一种超宽视角三维光场显示装置

说明书

本发明公开了一种超宽视角三维光场显示装置。该装置包括显示屏和固定于显示屏上的两层微透镜阵列。两层微透镜阵列紧密贴合，形成一个级联的透镜系统。本发明相较于传统的三维光场显示装置具有超宽的视角，同时像差不会明显增大。

技术领域

本发明涉及三维光场领域，特别是涉及一种超宽视角三维光场显示装置。

背景技术

采用贴合了微透镜阵列的显示屏是当前实现三维光场显示的关键方法之一。传统的三维显示屏上仅贴合有单层微透镜阵列，该装置实现三维光场显示的方案具有视场角小的缺陷。此外，传统的朗伯面光源发射的光由于散射范围大，容易将部分光散射到相邻的透镜中，增大串扰。

增大视场角可以通过减小微透镜焦距的方法实现。但是，如果通过直接改变单层显示屏上微透镜的几何形态，如使用曲率半径更小的微透镜，则会增大像差，降低三维显示成像质量。因此，需要更合适的方法实现三维光场显示的视场角的扩展。

紧密贴合的级联的透镜可以看作一个系统，该系统的等效焦距由透镜本身的焦距等参数决定。通过合适的设计，可以使级联的微透镜阵列具有更小焦距的同时，不会增大成像的像差。基于这一原理，可以采用贴合有级联的两层透镜阵列的显示屏作为三维光场显示装置，获得超宽视角的显示效果。另一方面，采用准直光源可以降低串扰，提高三维成像质量。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种超宽视角三维光场显示装置，该装置采用基于级联微透镜阵列的方式，实现在不增大像差的同时，获得超宽视角的显示效果，并可以通过采用准直光源的方式减小串扰，提高成像质量。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种超宽视角三维光场显示装置，包括：

显示屏以及固定在所述显示屏上的第一微透镜阵列和第二微透镜阵列；其中，

所述第一微透镜阵列和第二微透镜阵列的等效焦距小于第一微透镜阵列的焦距以及第二微透镜阵列的焦距。

进一步的，所述显示屏为液晶屏、OLED或者MicroLED。

进一步的，所述第一微透镜阵列和第二微透镜阵列为一维阵列或二维阵列。

进一步的，所述第一微透镜阵列和第二微透镜阵列为二维微透镜阵列，所述第一微透镜阵列贴合在所述显示屏上，并且所述第二微透镜阵列贴合在透明基板上，其中，

所述第一微透镜阵列和所述第二微透镜阵列相向放置，且在所述显示屏和所述透明基板之间设置有聚合物，用以固定所述显示屏和所述透明基板。

进一步的，所述第一微透镜阵列和第二微透镜阵列为二维微透镜阵列，所述显示装置还包括透明基板，其中，

所述第一微透镜阵列设置在所述透明基板与所述显示屏之间，并且所述第一微透镜阵列贴合在所述透明基板的侧面，所述第二微透镜阵列贴在所述透明基板的另外一侧，在所述显示屏和所述透明基板之间设置有聚合物，用以固定所述显示屏和所述透明基板。

进一步的，所述第一微透镜阵列为液晶相位调制器，所述液晶相位调制器贴合在所述显示屏上，所述第二微透镜阵列为二维微透镜阵列，并且贴合在所述液晶相位调制器上，其中，

所述液晶相位调制器对入射光叠加菲涅尔透镜相位，用以实现超宽视角显示。

进一步的，所述液晶相位调制器对入射光叠加与所述第二微透镜阵列相反的相位，所述显示装置实现二维光场显示。

进一步的，所述第一微透镜阵列和第二微透镜阵列为一维微透镜阵列，所述显示屏为MicroLED显示屏，所述显示装置还包括透明基板，其中，