全息聚合物分散液晶變間距光柵的制備方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種全息聚合物分散液晶變間距光柵的制備方法，搭建變間距光柵曝光光路，使用分光棱鏡進(jìn)行左右方向分束，制備出左右眼立體分束功能的變間距光柵。曝光光柵時(shí)的光路圖直觀，能較方便的實(shí)現(xiàn)立體分束功能。根據(jù)變間距光柵的原理，使得顯示器上的光均能以不同的衍射角度出射，再根據(jù)左右眼圖像分束功能，能實(shí)現(xiàn)不同范圍內(nèi)的立體顯示圖像分束，人眼的移動(dòng)只要在變間距光柵衍射的范圍內(nèi)，都能觀看到立體顯示效果；使用的聚合物分散液晶材料，能高速響應(yīng)人眼時(shí)間，能進(jìn)行電路控制，在電控情況下，能快速轉(zhuǎn)化成2D或3D模式。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
全息聚合物分散液晶變間距光柵的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及一種立體顯示技術(shù)，特別涉及一種全息聚合物分散液晶變間距光柵的 制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 全息聚合物分散液晶（Holographic polymer dispersed liquid crystal，H_ PDLC)是一種新型光電信息材料及器件，近年來(lái)被廣泛研究。所以，當(dāng)充滿預(yù)聚物的樣品盒 被兩束相干光產(chǎn)生的干涉條紋照射時(shí)，在亮條紋處大量單體發(fā)生聚合反應(yīng)，隨之將液晶擠 向暗條紋處，亮條紋處的單體在聚合反應(yīng)中被大量消耗，暗條紋處的單體則不斷地向亮條 紋處進(jìn)行擴(kuò)散和補(bǔ)充，最終，樣品盒中就會(huì)形成對(duì)應(yīng)于亮條紋區(qū)域的富聚合物區(qū)和對(duì)應(yīng)于 暗條紋區(qū)域的富液晶區(qū)，這樣就形成了 H-PDLC光柵結(jié)構(gòu)。H-PDLC光柵的衍射特性可以通過(guò) 添加電場(chǎng)來(lái)進(jìn)行調(diào)節(jié)。在不加電壓時(shí)，光柵將偏折入射光的前進(jìn)方向，而在一定強(qiáng)度的電場(chǎng) 的作用下，向列液晶分子將會(huì)發(fā)生一定程度的旋轉(zhuǎn)，其指向矢趨向于與電場(chǎng)方向重合，使得 液晶微滴的有效折射率與聚合物基質(zhì)呈相互匹配的趨勢(shì)，從而光柵的衍射現(xiàn)象減弱，隨著 電場(chǎng)強(qiáng)度的增加，衍射現(xiàn)象越來(lái)越弱直至消失，入射光不再發(fā)生偏折，沿原方向射出。電控 H-PDLC技術(shù)在變焦透鏡、光子晶體、電光濾波器、顯示系統(tǒng)、分布反饋激光器等領(lǐng)域都具有 很好的應(yīng)用前景。
[0003] 近年來(lái)，隨著對(duì)核心分光元件平面變間距光柵的研究。開(kāi)發(fā)出一些高分辨能力的 掠入射光柵單色器，最早的平面變間距光柵誕生于1875年，和傳統(tǒng)的衍射光柵相比它具有 自聚焦和消像差特性，且光柵基底為平面，降低了加工難度，適用于高分辨率掠入射單色 器。平面變間距光柵的制作可以分為機(jī)械刻劃和全息曝光兩種制作方式。變柵距光柵的相 鄰柵距變化量十分微小，一般其最大值也不大于納米量級(jí)，因此采用機(jī)械刻劃過(guò)程中會(huì)產(chǎn) 生難以避免的周期性累計(jì)誤差引起的鬼線，實(shí)際制作十分困難，因此，較少采用機(jī)械刻劃的 方式制作變柵距光柵。全息曝光方式制作變間距光柵是采用兩束相干光源(球面波或非球 面波）在基底表面上記錄兩束相干波的干涉條紋來(lái)制作變柵距光柵。與機(jī)械刻劃光柵相 比，全息光柵制作簡(jiǎn)單，便于改變刻槽形狀，可制作的基底類(lèi)型更加豐富，且具有無(wú)鬼線，雜 散光低和制造周期短等優(yōu)點(diǎn)，因此，目前較多采用全息曝光的方式制作變柵距光柵。
[0004] 人眼一般觀察物體時(shí)，因?yàn)橛凶笥已鄣乃椒较蚓嚯x存在，將會(huì)出現(xiàn)兩個(gè)不同的 視角，根據(jù)光學(xué)的投影，物體上的像素點(diǎn)會(huì)交與左右眼上不同的位置上，出現(xiàn)這種的水平位 差被稱(chēng)為雙目視差，然后這種不同的視覺(jué)在大腦中合成立體視覺(jué)。目前，大部分的立體顯示 系統(tǒng)都是根據(jù)左右眼感知不同立體信息的機(jī)理來(lái)得到立體視覺(jué)，一般是通過(guò)一些特定的設(shè) 備或一些利用聚合物分散液晶的開(kāi)關(guān)作用來(lái)實(shí)現(xiàn)，雖然能夠觀看立體效果，但是設(shè)備存在 額外的外在影響和衍射效率低，導(dǎo)致透過(guò)的光的光強(qiáng)不高，阻礙著人的自然視覺(jué)感受。
[0005] 現(xiàn)代雙目視差原理成像的裸眼立體顯示有雙液晶物鏡顯示、反射顯示、菲涅爾透 鏡、狹縫式視差光柵和柱面透鏡等分光方法。而目前主流的方法有兩種，即狹縫式視差光柵 式和微柱面透鏡陣列式顯示器。
[0006] 狹縫式視差光柵是讓一些垂線來(lái)選擇性通過(guò)組成像素發(fā)出的光線，調(diào)節(jié)光柵的形 狀來(lái)實(shí)現(xiàn)觀看窗口的位置和角度的改變。但是它將降低光線射入人眼時(shí)的強(qiáng)度，造成亮度 的損失，影響觀賞的效果。而微柱面透鏡式立體顯示器利用透鏡將圖像發(fā)出的光線分別偏 折向左右來(lái)實(shí)現(xiàn)雙眼視差。這種類(lèi)型的顯示器非常適合于現(xiàn)代低功率、低厚度的發(fā)展趨勢(shì)， 本發(fā)明就使用左右眼立體分束功能，不同的是利用聚合物分散液晶光柵。
[0007] 近年來(lái)，隨著立體顯示技術(shù)的逐漸發(fā)展和完善，全息衍射電光器件逐漸成為立體 顯示不可或缺的一部分。立體顯示傳統(tǒng)主流的方法有兩種，即狹縫式視差光柵式和微柱面 透鏡陣列式顯示器。然而前者存在功率、散熱和成本等一系列問(wèn)題，后者對(duì)工藝和設(shè)備的要 求非常高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 本發(fā)明是針對(duì)現(xiàn)在傳統(tǒng)立體顯示分束器存在的問(wèn)題，提出了一種全息聚合物分散 液晶變間距光柵的制備方法，提出的新型聚合物分散液晶材料制備的光柵能夠衍射出不同 角度的入射光，并且具有較好的分束效果。能夠?qū)崿F(xiàn)立體顯示圖像分束功能的全息聚合物 分散液晶變間距光柵，能有效解決人眼移動(dòng)觀看顯示器系統(tǒng)的立體效果問(wèn)題。
[0009] 本發(fā)明的技術(shù)方案為:一種全息聚合物分散液晶變間距光柵的制備方法，具體包 括如下步驟：
[0010] 1)搭建多路激光光束合一光路:將激光器、激光擴(kuò)束準(zhǔn)直系統(tǒng)、分光棱鏡、柱面透 鏡和液晶盒同軸依次搭建，液晶盒里裝有聚合物分散液晶材料，光路最終到達(dá)液晶盒上，分 光棱鏡置于轉(zhuǎn)動(dòng)旋轉(zhuǎn)臺(tái)上，將兩面平面反射鏡分別放在分光棱鏡左右兩側(cè)，接收并反射分 光棱鏡的反射光；
[0011] 2)調(diào)整光路:先調(diào)節(jié)激光器，使用較小的激光功率對(duì)光路進(jìn)行調(diào)整，激光器輸出激 光的進(jìn)入激光擴(kuò)束準(zhǔn)直系統(tǒng)，出來(lái)的平行激光打在分光棱鏡上，輸出兩束激光，一束透射激 光垂直射入柱面透鏡后到達(dá)液晶盒，使到達(dá)液晶盒光斑寬度與激光擴(kuò)束準(zhǔn)直系統(tǒng)出射光斑 寬度相同，另一束反射激光經(jīng)過(guò)左側(cè)平面反射鏡反射達(dá)到液晶盒上透射光相同位置，反射 光與柱面透鏡出射的激光成一定的角度輻照在液晶盒上，調(diào)整左側(cè)平面反射鏡，使經(jīng)過(guò)柱 面透鏡的水平激光與反射光之間的夾角為設(shè)定的衍射角;再旋轉(zhuǎn)分光棱鏡90度，調(diào)整右側(cè) 平面反射鏡，使反射激光經(jīng)過(guò)右側(cè)平面反射鏡反射到液晶盒上透射光相同位置，反射光與 柱面透鏡出射的水平激光成設(shè)定的衍射角輻照在液晶盒；
[0012] 3)曝光:使用調(diào)整后光路進(jìn)行曝光，先對(duì)右半液晶盒進(jìn)行全息曝光，激光器以設(shè)定 功率輸出激光，激光通過(guò)準(zhǔn)直系統(tǒng)的入射光進(jìn)入分光棱鏡時(shí)，輸出兩束光，透射束光進(jìn)入到 柱面透鏡，再出射到液晶盒上，另一束反射光會(huì)經(jīng)過(guò)左側(cè)平面反射鏡反射到右半液晶盒上， 在右半液晶盒上兩束光形成依次變化的不同角度，進(jìn)行右半液晶盒的全息曝光，在液晶盒 內(nèi)形成右半的變間距光柵;再進(jìn)行左半液晶盒進(jìn)行全息曝光，將液晶盒向左移動(dòng)半個(gè)液晶 盒距離，使未曝光另一半對(duì)準(zhǔn)入射的激光光斑，通過(guò)旋轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)臺(tái)，使分光棱鏡旋轉(zhuǎn)90度，反 射光經(jīng)過(guò)右側(cè)平面反射鏡時(shí)，進(jìn)行左半液晶盒的全息曝光，在液晶盒內(nèi)形成左半的變間距 光柵，得到全息聚合物分散液晶變間距光柵。
[0013] 所述柱面透鏡對(duì)著激光擴(kuò)束準(zhǔn)直系統(tǒng)的面為平面，對(duì)著液晶盒面為凸面，液晶盒 放置在柱面透鏡的2倍焦距處。
[0014] 所述步驟3)曝光所得聚合物分散液晶變間距光柵上條紋的間距從中間到兩邊由 密到疏，即投射光到聚合物分散液晶變間距光柵上衍射角從左為最大逐漸到中心最小，再 到右邊為最大角度的衍射。
[0015] 本發(fā)明的有益效果在于:本發(fā)明全息聚合物分散液晶變間距光柵的制備方法，采 用在全息干涉儀的一條光路中插入一柱透鏡，使得由柱面鏡透射的物光與另一條光路中的 平面參考光發(fā)生干涉，再利用平面鏡將另一束光左右不同方向分束，最后得到條紋間距可 變的干涉圖形的光路圖。這結(jié)合了變間距光柵制作方法與左右光分束的光路相結(jié)合，只需 在分光棱鏡上做小的移動(dòng)，具有方便，誤差小等優(yōu)點(diǎn)。又利用聚合物分散液晶材料，有著高 速度響應(yīng)時(shí)間及電控機(jī)制。制作出的光柵與顯示器相結(jié)合，則可以實(shí)現(xiàn)不同角度范圍的立 體視覺(jué)，人眼移動(dòng)不會(huì)有立體視覺(jué)的改變。，更加舒適、方便觀看立體效果。
【附圖說(shuō)明】
[0016] 圖1為本發(fā)明實(shí)現(xiàn)立體顯示的變間距光柵與顯示器結(jié)合圖； 圖2為本發(fā)明全息聚合物分散液晶變間距光柵制備光路圖； 圖3為本發(fā)明全息曝光后液晶盒上變間距干涉條紋模擬圖。
[0017]
【具體實(shí)施方式】
[0018] 本發(fā)明利用到光柵得到干涉現(xiàn)象實(shí)現(xiàn)立體顯示。以公式來(lái)描述，當(dāng)衍射角0滿足關(guān) 系dsin0=mA時(shí)發(fā)生干涉加強(qiáng)現(xiàn)象，這里d為狹縫間距，也稱(chēng)為光柵常數(shù)。0為光衍射的角度。 m是一個(gè)整數(shù)，為光譜級(jí)數(shù)，取值為0，± 1，± 2，……。人是入射光的波長(zhǎng)。當(dāng)d-定時(shí)，由衍射 角的絕對(duì)值9不可能大于90°，sin0的絕對(duì)值不可能大于1，這就限制m的取值，所以有極大 值，此方程為光柵方程。（由上述方程可轉(zhuǎn)化為）
為計(jì)算光柵周期的方程，A為光 柵周期，當(dāng)我們知道衍射角度9時(shí)，就可計(jì)算出光柵的周期。為本發(fā)明中制備變間距光柵提 供理論計(jì)算。
[0019] 在一定的臨界溫度或曝光強(qiáng)度下，PDLC材料進(jìn)行全息曝光，使PDLC材料引發(fā)聚合， 液晶在樣片中形成離散的周期性通道，被密集的聚合物通道所分隔，得到體光柵。體光柵 具有以下性質(zhì)，當(dāng)光線以一定的入射角入射體光柵時(shí)，滿足光柵方程的每個(gè)m值(與上述方 程m值一樣），都有相應(yīng)的級(jí)光譜，每個(gè)波長(zhǎng)的光能量分散在諸光譜級(jí)中?，F(xiàn)代曝光光柵的技 術(shù)，能使所有衍射光柵具有人為想要的形狀和尺寸。選擇適當(dāng)入射角，可使所需的波長(zhǎng)及其 鄰近波段的絕大部分的光能量集中到預(yù)定的光譜級(jí)中。
[0020] 變間距光柵是指光柵的刻槽按一定規(guī)律變化，可以改變子午光線焦點(diǎn)位置，使自 身具有自聚焦和消像差的特性，通過(guò)合理選擇柵距變化規(guī)律，可以消除像差。變間距光柵促 進(jìn)了光柵相差理論的發(fā)展。條紋間距逐漸增大或減小。根據(jù)上述公式，入射光衍射的角度會(huì) 隨之增大或減小。不同的周期寬度對(duì)應(yīng)著不同的衍射角度，也滿足了不同位置的衍射光。
[0021] 本發(fā)明提出將H-PDLC體光柵與立體顯示相結(jié)合，制備了左右眼分束全息曝光形成 的變間距H-PDLC光柵，并利用該材料獨(dú)特的光敏感特性，在同一液晶盒中集中制備了左右 眼激光曝光的斜光柵，分別對(duì)應(yīng)左右眼像素，將該組合光柵與顯示器屏幕相貼合，利用不同 的衍射光，實(shí)現(xiàn)了立體顯示中的左眼和右眼圖像分束功能。實(shí)現(xiàn)了僅通過(guò)此變間距光柵就 能實(shí)現(xiàn)立體效果。
[0022] 如圖1所示實(shí)現(xiàn)立體顯示的變間距光柵與顯示器結(jié)合圖。1為顯示器，2為聚合物分 散液晶變間距光柵，3為IT0導(dǎo)電膜，4為人眼，5為人眼移動(dòng)后的狀態(tài)。不加 IT0電壓時(shí)，當(dāng)顯 示器1將圖像的光入射到光柵2內(nèi)，就會(huì)出現(xiàn)左右兩種不同的衍射光，分別對(duì)應(yīng)著左右眼觀 看。光柵2條紋的間距是從圖示左方向到右方（向）由密到疏，再到密，則投射光就會(huì)逐漸從 左為最大的角度衍射到中心最小，再到右邊最大角度的衍射。光柵有左右眼分束功能，通過(guò) 大腦視覺(jué)的合成，則會(huì)形成立體視覺(jué)。可以看出顯示屏幕上分成若干個(gè)小像素，每個(gè)像素圖 像發(fā)出的光會(huì)經(jīng)過(guò)相應(yīng)周期的液晶光柵，然后每個(gè)像素點(diǎn)的光會(huì)產(chǎn)生不相等的衍射角度， (在左方向到中間方向或右方向到中間方向范圍內(nèi)變化），從一定的范圍內(nèi)發(fā)生變化，所以 人眼可以在不同的角度內(nèi)接受到透射光，當(dāng)人眼移動(dòng)的時(shí)候，都可以隨時(shí)接受到光。由于是 左右分束光柵，導(dǎo)致透射會(huì)有左右兩個(gè)方向的透射，最后由人眼接受，形成立體顯示效果 (進(jìn)行3D模式觀看）；當(dāng)IT0電導(dǎo)膜3通電時(shí)，即聚合物分散液晶光柵受到電壓控制，將會(huì)出 現(xiàn)光直接從光柵內(nèi)投射，無(wú)方向的偏轉(zhuǎn)，即轉(zhuǎn)化為2D模式觀看。當(dāng)斷開(kāi)電壓，即IT0導(dǎo)電膜3 不通電時(shí)，本發(fā)明的聚合物分散液晶變間距光柵將自動(dòng)重新對(duì)入射光進(jìn)行調(diào)制，使入射光 出現(xiàn)不同的衍射角度。對(duì)聚合物分散液晶光柵進(jìn)行通電，則會(huì)失去變間距光柵的結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu) 2就會(huì)變成透明的狀態(tài)，使入射光無(wú)偏折的投射。
[0023] 如圖2所示為全息聚合物分散液晶光柵制備的光路圖，實(shí)現(xiàn)立體顯示圖像分束功 能的聚合物分散液晶變間距光柵的制備步驟如下：
[0024] 1、搭建多路激光光束合一光路:將激光器6、激光擴(kuò)束準(zhǔn)直系統(tǒng)(擴(kuò)束鏡7與凸透鏡 8)、分光棱鏡9、柱面透鏡14、液晶盒13依次同軸搭建，液晶盒里面有聚合物分散液晶材料， 其中液晶盒放置在柱面透鏡的2倍焦距處，保證激光擴(kuò)束準(zhǔn)直系統(tǒng)出射的光斑寬度與最后 反射照射在液晶盒上的激光光斑寬度相一致(照射在液晶盒表面的兩束相干激光光斑尺寸 一致重合）。將平面反射鏡10放在分光棱鏡9的右側(cè)，而平面反射鏡11放在分光棱鏡的左側(cè)， 一般平面反射鏡與分光棱鏡寬度大于激光光斑寬度即可。
[0025] 2、調(diào)整光路:先調(diào)節(jié)輸出波長(zhǎng)為532nm的激光器至較低功率。激光沿水平方向進(jìn)入 激光擴(kuò)束準(zhǔn)直系統(tǒng)7、8,出來(lái)的激光經(jīng)過(guò)分光棱鏡，被分光棱鏡分成兩束激光，一束透射激 光繼續(xù)沿水平方向射入柱面透鏡14,另一束反射激光進(jìn)入到分光棱鏡右側(cè)的平面反射鏡10 上，調(diào)節(jié)平面反射鏡10的角度，使激光能夠照射在曝光平臺(tái)上的液晶盒，最后由經(jīng)過(guò)柱面透 鏡的激光和經(jīng)過(guò)平面反射鏡的激光依次成不同的角度照射在液晶盒上，并且兩束光形成的 夾角如圖2中01、02、03(01〈02〈03)，其中02(經(jīng)過(guò)柱面透鏡的水平激光與反射光之間的夾角） 一般設(shè)定為8°。旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)旋轉(zhuǎn)臺(tái)12,使分光棱鏡旋轉(zhuǎn)90度，使另一束激光經(jīng)過(guò)平面反射鏡 11，同樣最后兩束激光成不同的角度照射在液晶盒上。
[0026] 3、曝光:再調(diào)節(jié)激光器，使用1W的激光功率。當(dāng)激光通過(guò)分光棱鏡9時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)兩 束激光，一束激光進(jìn)入到柱面透鏡14,再出射到液晶盒上13。另一束激光會(huì)經(jīng)過(guò)平面反射鏡 10,再反射到液晶盒13上，最后兩束激光以不同的角度照射在液晶盒上，來(lái)曝光放入液晶 盒內(nèi)的聚合物分散液晶，曝光時(shí)間為1分鐘，這個(gè)實(shí)驗(yàn)是進(jìn)行右半液晶盒的全息曝光(對(duì)應(yīng) 著圖1是曝光出右眼方向的全息光柵），則在液晶盒內(nèi)會(huì)形成右半的變間距光柵。接下來(lái)要 進(jìn)行左半液晶盒全息曝光，將液晶盒向左移動(dòng)半個(gè)液晶盒距離，使未曝光另一半對(duì)準(zhǔn)入射 的激光光斑。分光棱鏡9是置于轉(zhuǎn)動(dòng)旋轉(zhuǎn)臺(tái)12上，通過(guò)旋轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)臺(tái)，可以使分光棱鏡旋轉(zhuǎn)90 度，同樣使激光分成兩束光，一束激光經(jīng)過(guò)柱面透鏡，另一束激光經(jīng)過(guò)平面反射鏡11，同樣 兩束激光以不同的角度照射在液晶盒上，來(lái)曝光另一半聚合物分散液晶，則會(huì)形成左半的 變間距光柵。最終聚合物分散液晶形成聚合物分散液晶變間距光柵2。圖1中所示夾角0，為 圖像分束角度，反應(yīng)到圖2可知圖像分束角度為0 2，即0 = 02，02角度通過(guò)理論計(jì)算，一般設(shè)定 為8°。圖3為全息曝光后液晶盒上變間距干涉條紋模擬圖的一小部分，可以清楚看到光柵之 間的條紋距離的改變。
[0027]方程
A為光柵周期，由實(shí)驗(yàn)圖2可知，當(dāng)做右眼方向曝光時(shí)，有圖所示到 達(dá)，經(jīng)過(guò)平面鏡反射10的三條光線與經(jīng)過(guò)柱面透鏡的三條光線到達(dá)在液晶盒上的形成的角 度是不一樣的，即為m (由圖可知wh)則有上述公式，曝光后的光柵周期a由大 變小大，這點(diǎn)可從圖3看出光柵的干涉條紋的變間距變化。因?yàn)閳D2為俯視圖來(lái)看，即從上到 下角度看，是由密到疏。同理當(dāng)曝光左眼方向時(shí)，從上到下角度看光柵周期A由小變大，即 由疏到密。綜合到圖1所示的光柵的條紋間距就變?yōu)閺淖筮叿较蜷_(kāi)始由密到疏，再到密。 [0028]以下為實(shí)例，曝光波長(zhǎng)為532nm，光柵尺寸為2cm，柱透鏡材料折射率為1.5163,柱 透鏡的焦距為l〇cm，曝光時(shí)柱透鏡到光柵的距離為20cm，（對(duì)應(yīng)圖2)可通過(guò)理論計(jì)算，計(jì)算 出當(dāng)人眼距光柵距離為25cm時(shí)(對(duì)應(yīng)圖1 )，衍射光束角度變化為2.2450° -13.8377°，人眼可 移動(dòng)距離為0.980 lcm-6.158 lcm。
[0029] 雖然有人提出過(guò)利用液晶聚合物的電控開(kāi)關(guān)作用來(lái)實(shí)現(xiàn)立體顯示功能，所用的是 多層液晶聚合物，這樣會(huì)影響光的透光率，但是本發(fā)明所用的是單層液晶聚合物光柵，通過(guò) 可變間距光柵實(shí)現(xiàn)了人眼的移動(dòng)追蹤功能，并且單層光透光率幾乎沒(méi)什么損失，這樣能提 高立體的效果。如圖1所示位于分束圖樣的右側(cè)和左側(cè)經(jīng)過(guò)全息彩色光柵后以不同的角度 分別向左右眼方向進(jìn)行分束，被人的左眼和右眼接收后，存在差異的兩圖像之間可以形成 視差，從而產(chǎn)生立體感。又因?yàn)槭亲冮g距光柵，有不同的角度的衍射光，所以人眼可在不同 的角度內(nèi)移動(dòng)觀看。因此，H-PDLC變間距體光柵左右分束的思路為實(shí)現(xiàn)立體顯示提供了新 的方法。
[0030] 綜上所述。本發(fā)明具備以下優(yōu)點(diǎn)：
[0031] 其一，裸眼觀看顯示器，可移動(dòng)眼睛在不同角度之間內(nèi)觀察，能在較舒適的范圍內(nèi) 觀看立體效果。
[0032] 其二，顯示器屏幕2D與3D互轉(zhuǎn)速度快。
[0033] 其三，制備光柵方法簡(jiǎn)單，易操作。可根據(jù)實(shí)際需求，制成不同中心角度的光柵。 [0034]其四，顯示器在立體效果下畫(huà)面清晰，明亮，色彩，分辨率能在模式切換保持一致， 人眼的移動(dòng)觀看的效果不變。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種全息聚合物分散液晶變間距光柵的制備方法，其特征在于，具體包括如下步驟： 1) 搭建多路激光光束合一光路:將激光器、激光擴(kuò)束準(zhǔn)直系統(tǒng)、分光棱鏡、柱面透鏡和 液晶盒同軸依次搭建，液晶盒里裝有聚合物分散液晶材料，光路最終到達(dá)液晶盒上，分光棱 鏡置于轉(zhuǎn)動(dòng)旋轉(zhuǎn)臺(tái)上，將兩面平面反射鏡分別放在分光棱鏡左右兩側(cè)，接收并反射分光棱 鏡的反射光； 2) 調(diào)整光路:先調(diào)節(jié)激光器，使用較小的激光功率對(duì)光路進(jìn)行調(diào)整，激光器輸出激光的 進(jìn)入激光擴(kuò)束準(zhǔn)直系統(tǒng)，出來(lái)的平行激光打在分光棱鏡上，輸出兩束激光，一束透射激光垂 直射入柱面透鏡后到達(dá)液晶盒，使到達(dá)液晶盒光斑寬度與激光擴(kuò)束準(zhǔn)直系統(tǒng)出射光斑寬度 相同，另一束反射激光經(jīng)過(guò)左側(cè)平面反射鏡反射達(dá)到液晶盒上透射光相同位置，反射光與 柱面透鏡出射的激光成一定的角度輻照在液晶盒上，調(diào)整左側(cè)平面反射鏡，使經(jīng)過(guò)柱面透 鏡的水平激光與反射光之間的夾角為設(shè)定的衍射角;再旋轉(zhuǎn)分光棱鏡90度，調(diào)整右側(cè)平面 反射鏡，使反射激光經(jīng)過(guò)右側(cè)平面反射鏡反射到液晶盒上透射光相同位置，反射光與柱面 透鏡出射的水平激光成設(shè)定的衍射角輻照在液晶盒； 3) 曝光:使用調(diào)整后光路進(jìn)行曝光，先對(duì)右半液晶盒進(jìn)行全息曝光，激光器以設(shè)定功率 輸出激光，激光通過(guò)準(zhǔn)直系統(tǒng)的入射光進(jìn)入分光棱鏡時(shí)，輸出兩束光，透射束光進(jìn)入到柱面 透鏡，再出射到液晶盒上，另一束反射光會(huì)經(jīng)過(guò)左側(cè)平面反射鏡反射到右半液晶盒上，在右 半液晶盒上兩束光形成依次變化的不同角度，進(jìn)行右半液晶盒的全息曝光，在液晶盒內(nèi)形 成右半的變間距光柵;再進(jìn)行左半液晶盒進(jìn)行全息曝光，將液晶盒向左移動(dòng)半個(gè)液晶盒距 離，使未曝光另一半對(duì)準(zhǔn)入射的激光光斑，通過(guò)旋轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)臺(tái)，使分光棱鏡旋轉(zhuǎn)90度，反射光 經(jīng)過(guò)右側(cè)平面反射鏡時(shí)，進(jìn)行左半液晶盒的全息曝光，在液晶盒內(nèi)形成左半的變間距光柵， 得到全息聚合物分散液晶變間距光柵。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述全息聚合物分散液晶變間距光柵的制備方法，其特征在于，所述 柱面透鏡對(duì)著激光擴(kuò)束準(zhǔn)直系統(tǒng)的面為平面，對(duì)著液晶盒面為凸面，液晶盒放置在柱面透 鏡的2倍焦距處。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述全息聚合物分散液晶變間距光柵的制備方法，其特征在于，所述 步驟3)曝光所得聚合物分散液晶變間距光柵上條紋的間距從中間到兩邊由密到疏，即投射 光到聚合物分散液晶變間距光柵上衍射角從左為最大逐漸到中心最小，再到右邊為最大角 度的衍射。
【文檔編號(hào)】G02B5/18GK105929474SQ201610375325
【公開(kāi)日】2016年9月7日
【申請(qǐng)日】2016年5月31日
【發(fā)明人】鄭繼紅, 劉悠嶸, 王康妮, 劉璐, 李云章, 陸飛躍, 高輝, 桂坤
【申請(qǐng)人】上海理工大學(xué), 上海羅曼照明科技股份有限公司