基于单像素液晶透镜的自由立体显示技术

　　为了便于控制与研究，取单像素液晶透镜折射率分布为线性分布，光线发散角为2度。对于不同视场，单像素液晶透镜中的折射率取不同的线性分布，以使光线聚焦到市场中心。以此仿真，得到九视场立体显示器的仿真光强分布如图4所示。从图中可知，基于单像素透镜的三维立体显示技术能够极大的降低串扰。

　　为验证方案可实施性，对液晶层折射率控制进行了建模，如图5所示。其中，电极宽度4um，间隔4um，10个电极作为一个单像素透镜的电极单元，采用ECB驱动模式，其液晶层的配向方向与液晶面板出射光的偏振方向相同。

　　通过仿真，在不同的电极上施加不同的电压，可以得到液晶层内的折射率分布。图6（a）为某一时刻液晶层内部分区域的理想的线性折射率分布。当在电极上加不同的电压时（分别为：6.55V，15.3V，12.74V，11.9V，11.28V，10.73V，10.2V，9.66V，9.12V，8.29V），液晶层折射率分布如图6（b）所示，与理想的折射率分布近似，因此说明通过此种方式可以实现液晶折射率的控制，以达到三维显示的目的。

　　3 结论

　　通过上述仿真分析可知，基于单像素透镜的3D显示技术能够大大地减小3D显示的串扰，并可使显示器解析度无降低。由于此动态液晶透镜三维显示的特定使用原理，需要液晶透镜具有快速切换能力，而本文提出的单像素液晶透镜，由于透镜节距小，液晶盒厚低，有助于提高液晶透镜的响应速度。在本文的仿真结果中，单像素透镜三维显示技术所要求的像素光线的入射角度很窄，且光强分布有一定的非均匀性。这些可以通过后续设计相应背光模块和优化液晶透镜中的折射率分布来实现调节。