本發(fā)明涉及一種液晶顯示器件，尤其是涉及一種可調(diào)制復(fù)振幅的液晶顯示器件。

背景技術(shù)：

全息顯示通過重建物光波的波前信息來實(shí)現(xiàn)三維場(chǎng)景的真實(shí)重現(xiàn)。物光波的波前傳播到全息成像平面時(shí)包含了振幅和相位的復(fù)振幅信息，傳統(tǒng)全息膠片利用參考光將復(fù)振幅變成了振幅或相位的單一信息進(jìn)行記錄，然而，這種參考光記錄方式也帶來了直流分量和共軛像問題。對(duì)于動(dòng)態(tài)全息顯示而言，直接對(duì)復(fù)振幅進(jìn)行調(diào)制有助于抑制直流分量和共軛像，獲得高衍射效率的三維顯示。

目前全息動(dòng)態(tài)顯示普遍采用液晶顯示屏，液晶顯示屏可以分別對(duì)振幅或是相位進(jìn)行調(diào)制，但是無法同時(shí)實(shí)現(xiàn)振幅和相位的復(fù)振幅調(diào)制。因此將復(fù)振幅調(diào)制分解成振幅或是相位信息再進(jìn)行調(diào)制是當(dāng)前解決的辦法。例如double phase的方法將復(fù)振幅分解成兩個(gè)純相位函數(shù)的相加，從而利用相位調(diào)制器件實(shí)現(xiàn)全息顯示。三星和SeeReal公司就是采用的這種方法。Double phase方法通常需要多個(gè)透鏡組成的光學(xué)調(diào)制器件，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種復(fù)振幅調(diào)制液晶顯示器件，以解決目前的液晶顯示器件只能單獨(dú)對(duì)振幅或是相位進(jìn)行調(diào)制，無法同時(shí)調(diào)制振幅和相位，不能滿足全息顯示對(duì)三維復(fù)振幅光場(chǎng)調(diào)制的需求的問題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：

一種復(fù)振幅調(diào)制液晶顯示器件，包括液晶顯示屏、第一功能薄膜、第二功能薄膜、相干光場(chǎng)，所述液晶顯示屏的每個(gè)像素單元與其相鄰的像素單元的出射光偏振方向垂直。

所述像素單元是單個(gè)像素，或者是由多個(gè)像素組成的正方形的單元。

本發(fā)明提供了以下兩種優(yōu)選技術(shù)方案：

在第一個(gè)優(yōu)選技術(shù)方案中，所述液晶顯示屏位于第一功能薄膜和第二功能薄膜之間，相干光場(chǎng)依次經(jīng)過第一功能薄膜、液晶顯示屏和第二功能薄膜。

其中，所述相干光場(chǎng)是平面波，或是球面波，相干光場(chǎng)是線偏振光。

所述第一功能薄膜是四分之一波片。

所述第二功能薄膜是偏振片，或是四分之一波片。

在第二個(gè)優(yōu)選技術(shù)方案中，所述第二功能薄膜位于液晶顯示屏和第一功能薄膜之間，所述相干光場(chǎng)依次經(jīng)過液晶顯示屏、第二功能薄膜、第一功能薄膜。

其中，所述相干光場(chǎng)是線偏振光。

所述第二功能薄膜是四分之一波片。

所述第一功能薄膜是偏振片，或是四分之一波片。

有益效果：本發(fā)明提出一種復(fù)振幅調(diào)制液晶顯示器件，通過將復(fù)振幅分解成兩個(gè)振幅分量，即實(shí)部和虛部，并在同一個(gè)液晶顯示屏上進(jìn)行同步調(diào)制，從而實(shí)現(xiàn)單個(gè)振幅型液晶顯示屏調(diào)制復(fù)振幅全息光場(chǎng)。該技術(shù)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，與現(xiàn)有液晶顯示器兼容性好，易于實(shí)現(xiàn)彩色動(dòng)態(tài)全息顯示。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的第一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明的液晶顯示屏的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明的第二個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖中，1-相干光場(chǎng)，2-第一功能薄膜，3-液晶顯示屏，4-第二功能薄膜。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖及具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作更進(jìn)一步的說明。

實(shí)施例1

圖1所示是本發(fā)明優(yōu)選的復(fù)振幅調(diào)制液晶顯示屏第一個(gè)實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖。一種復(fù)振幅調(diào)制液晶顯示器件，包括液晶顯示屏3、第一功能薄膜2、第二功能薄膜4、相干光場(chǎng)1，液晶顯示屏3的每個(gè)像素單元與其相鄰的像素單元的出射光偏振方向垂直。液晶顯示屏3位于第一功能薄膜2和第二功能薄膜4之間，相干光場(chǎng)1依次經(jīng)過第一功能薄膜2、液晶顯示屏3和第二功能薄膜4。相干光場(chǎng)1是由激光或LED等相干光源發(fā)出的相干光，相干光場(chǎng)1可以是經(jīng)過準(zhǔn)直后的平面波，也可以是非準(zhǔn)直的球面波，或是本領(lǐng)域設(shè)計(jì)人員設(shè)計(jì)出的規(guī)則光波；相干光場(chǎng)1是偏振光，例如可以是準(zhǔn)直后的激光光源通過線偏振片后獲得；第一功能薄膜2是四分之一波片，即將線偏振的相干光場(chǎng)1轉(zhuǎn)換成圓偏振光；液晶顯示屏3是振幅型液晶顯示屏，其出射光的偏振態(tài)與傳統(tǒng)的液晶顯示屏不同，圖2所示是液晶顯示屏3的部分像素出射光的偏振態(tài)示意圖，圖2中每個(gè)小正方形代表一個(gè)像素單元，正方形內(nèi)部的箭頭方向表示了出射光的偏振方向，即每個(gè)像素與其相鄰的像素偏振方向垂直，本領(lǐng)域的設(shè)計(jì)人員還可以進(jìn)一步設(shè)計(jì)出類似的規(guī)則結(jié)構(gòu)，例如將顯示屏分成相鄰四個(gè)像素組成的正方形的小單元，每個(gè)單元具有相同的偏振方向，與其相鄰的單元具有垂直的偏振方向，圖2中的小正方形像素單元內(nèi)還可以包含3個(gè)紅、綠、藍(lán)子像素；第二功能薄膜4是偏振片，其偏振方向與水平方向成45度或135度夾角，即與圖2中的水平方向和垂直方向偏振的出射光同時(shí)成45度夾角。

實(shí)施例1的復(fù)振幅調(diào)制液晶顯示屏的工作原理是：線偏振的相干光場(chǎng)1經(jīng)過第一功能薄膜2后成為圓偏振光，圓偏振光可以分解成水平和垂直方向的線偏振光，其相位差為π/2。對(duì)于一個(gè)復(fù)振幅信息而言，復(fù)振幅可以表示成實(shí)部和虛部和，如下式所示：

comp＝real+i·img (1)

其中，comp表示一個(gè)復(fù)數(shù)，real和img分別表示該復(fù)數(shù)的實(shí)部和虛部，虛部所乘的i表示虛部和實(shí)部之間有π/2的相位差，此處實(shí)部和虛部之間的相位差正好與圓偏振光的垂直和水平方向的線偏振分解相一致，因此對(duì)于一個(gè)復(fù)振幅的全息圖像而言只需要將每個(gè)像素分解成實(shí)部和虛部，并將實(shí)部和虛部信息加載到液晶顯示屏3，則滿足了復(fù)振幅調(diào)制所需的π/2相位差，本領(lǐng)域的研究人員可以對(duì)第一功能薄膜2和液晶顯示屏3進(jìn)行多種組合，即第一功能薄膜2可以是左旋或右旋的圓偏振光，液晶顯示屏3的實(shí)部可以加載在水平偏振方向的像素上，或是垂直方向的像素上，虛部則加載在偏振方向與其垂直的另外像素上。經(jīng)過液晶顯示屏3調(diào)制的復(fù)振幅實(shí)部和虛部滿足了π/2相位差，但是此時(shí)實(shí)部和虛部具有垂直的偏振方向，因此第二功能薄膜4通過將偏振方向與實(shí)部和虛部的夾角保持45度，從而將實(shí)部和虛部的偏振方向調(diào)整到一致，最終實(shí)現(xiàn)復(fù)振幅調(diào)制。

圖1中所示的第二功能薄膜4還可以是四分之一波片，此時(shí)波片的快軸與液晶顯示屏3的實(shí)部和虛部像素單元的夾角保持45度，即實(shí)部和虛部分別轉(zhuǎn)換成了左旋和右旋的圓偏振光，左旋和右旋圓偏振光相位差π/2，從而實(shí)現(xiàn)復(fù)振幅調(diào)制；還可以看成是實(shí)部和虛部分別在快軸和慢軸上分解成兩個(gè)變量，在快軸和慢軸上都滿足復(fù)振幅調(diào)制。

實(shí)施例2

圖3所示是本發(fā)明優(yōu)選的第二個(gè)實(shí)施例。一種復(fù)振幅調(diào)制液晶顯示器件，包括液晶顯示屏3、第一功能薄膜2、第二功能薄膜4、相干光場(chǎng)1，液晶顯示屏3的每個(gè)像素單元與其相鄰的像素單元的出射光偏振方向垂直。第二功能薄膜4位于液晶顯示屏3和第一功能薄膜2之間，相干光場(chǎng)1依次經(jīng)過液晶顯示屏3、第二功能薄膜4、第一功能薄膜2。其中相干光場(chǎng)1是線偏振光，其偏振方向與水平方向成45度或135度夾角，即相干光場(chǎng)1的偏振方向與液晶顯示屏3像素單元的偏振方向成45度，從而是光場(chǎng)能量均勻的分解到垂直方向和水平方向偏振的像素單元。液晶顯示屏3具有圖2所示的棋盤格形狀的偏振方向分布，復(fù)振幅的實(shí)部和虛部分別加載在兩個(gè)偏振相垂直的像素單元上。第二功能薄膜4是四分之一波片，其快軸方向與水平方向平行，或是與垂直方向平行，從而使液晶顯示屏3的實(shí)部和虛部像素單元的相位差調(diào)整為π/2。第一功能薄膜2是偏振片或是四分之一波片，當(dāng)為偏振片時(shí)，偏振片的方向與水平方向成45度或135度夾角，從而使實(shí)部和虛部調(diào)制為偏振方向一致；當(dāng)為四分之一波片時(shí)，快軸方向與實(shí)部和虛部像素單元的夾角保持45度，即實(shí)部和虛部分別轉(zhuǎn)換成了左旋和右旋的圓偏振光，左旋和右旋圓偏振光相位差π/2，從而實(shí)現(xiàn)復(fù)振幅調(diào)制。

本發(fā)明提出的實(shí)施例1和2中，實(shí)部和虛部分別對(duì)應(yīng)圖2中的不同像素單元，因此在實(shí)現(xiàn)公式1時(shí)，仍然存在差異，一種改進(jìn)的方法是在顯示屏的后面增加透鏡和空間濾波器。

本發(fā)明提出的復(fù)振幅調(diào)制器件，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可以用于全息顯示，或是其他需要對(duì)光場(chǎng)進(jìn)行復(fù)振幅調(diào)控的應(yīng)用領(lǐng)域。

以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出：對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。