基于單像素液晶透鏡的自由立體顯示技術

　　為了便于控制與研究，取單像素液晶透鏡折射率分布為線性分布，光線發(fā)散角為2度。對于不同視場，單像素液晶透鏡中的折射率取不同的線性分布，以使光線聚焦到市場中心。以此仿真，得到九視場立體顯示器的仿真光強分布如圖4所示。從圖中可知，基于單像素透鏡的三維立體顯示技術能夠極大的降低串擾。

　　為驗證方案可實施性，對液晶層折射率控制進行了建模，如圖5所示。其中，電極寬度4um，間隔4um，10個電極作為一個單像素透鏡的電極單元，采用ECB驅動模式，其液晶層的配向方向與液晶面板出射光的偏振方向相同。

　　通過仿真，在不同的電極上施加不同的電壓，可以得到液晶層內的折射率分布。圖6（a）為某一時刻液晶層內部分區(qū)域的理想的線性折射率分布。當在電極上加不同的電壓時（分別為：6.55V，15.3V，12.74V，11.9V，11.28V，10.73V，10.2V，9.66V，9.12V，8.29V），液晶層折射率分布如圖6（b）所示，與理想的折射率分布近似，因此說明通過此種方式可以實現液晶折射率的控制，以達到三維顯示的目的。

　　3 結論

　　通過上述仿真分析可知，基于單像素透鏡的3D顯示技術能夠大大地減小3D顯示的串擾，并可使顯示器解析度無降低。由于此動態(tài)液晶透鏡三維顯示的特定使用原理，需要液晶透鏡具有快速切換能力，而本文提出的單像素液晶透鏡，由于透鏡節(jié)距小，液晶盒厚低，有助于提高液晶透鏡的響應速度。在本文的仿真結果中，單像素透鏡三維顯示技術所要求的像素光線的入射角度很窄，且光強分布有一定的非均勻性。這些可以通過后續(xù)設計相應背光模塊和優(yōu)化液晶透鏡中的折射率分布來實現調節(jié)。