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。這些可以通過后續設計相應背光模塊和優化液晶透鏡中的折射率分布來實現調節。