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变焦纳米液晶透镜体三维立体显示器初步研究 　　摘要：三维（3D）立体显示技术已成为当今一个引人注目的前沿科技领域。本文提出研制基于电动变焦纳米液晶透镜的3D立体显示器。该变焦透镜具有50 Hz的高速响应，以达到无闪烁的显示。梯度折射率纳米聚合物分散液晶透镜通过紫外掩模制作，具有透明性好，响应速度快的优点。采用快速阴极射线管作为二维显示器。该体3D立体显示器是一个全新的3D立体显示方案，该显示器的实验工作正在进行中。 　　关键词：立体显示；体三维立体显示；变焦纳米液晶透镜 　　中图分类号：TN873 文献标识码：A 　　 　　Three Dimensional Volumetric Autostereoscopic Display 　　Based on Varifocal Nano-liquid -crystal Lens 　　SONG Shi-jun, WANG Qiong-hua, LI Da-hai, ZHAO Ren-liang, ZHANG Chao 　　（School of Electronics and Information Engineering, 　　 Sichuan University, Chengdu 610065, China） 　　 　　Abstract: Three-dimensional (3D) autostereoscopic display is a frontier technology. We have proposed a 3D autostereoscopic display system based on electrically controllable liquid-crystal (LC) varifocal lens. The varifocal lens operates at high-speed of 50 Hz for flicker-free display. Gradient refractive index nano-polymer dispersion LC (GRIN PDLC) lens is fabricated by ultraviolet exposure through photomask. We developed a high-speed 2D display, e.g. Cathode Ray Tube (CRT) to handle all the depth-sampled images. Such a 3D display system is a novel volumetric autostereoscopic display scheme. A prototype of the display is under way. 　　Keywords:autostereoscopic display；volumetric 3D display；varifocal nano-liquid-crystal lens 　　 　　1引言 　　 　　信息显示是当今电子信息时代发展的重要技术之一。目前通常的显示几乎都是二维（2D）平面的。所谓三维（three dimensional, 3D）立体显示是指能显示图象深度（第三维）效果，就像我们看真实世界一样，是立体的。3D显示分为佩戴眼镜的3D显示和不戴眼镜的自动3D显示（也叫真3D显示）两大类。前者除了因戴眼镜使观看者不方便外，还会令人疲劳和头晕，不便长期观看，更不利于一些人群，如儿童观看。后者是3D显示的前沿技术，将沿着三个方向发展，即电子全息术、方向多路显示和体显示。真3D显示不会造成观众的视疲劳, 特别??体3D显示能提供满足人体对立体深度的所有暗示，类似于人们对自然物体的立体感。3D显示有着广泛的用途。显示真实的三维世界是人类的梦想，也是从事显示技术研究的科技人员和显示器制造商苦苦追求的目标。3D显示技术成为当今一个引人注目的前沿科技领域。日本、韩国、欧美等国家开发了相关的各种技术和产品。我国在该领域的研究还相当薄弱。 　　纳米技术是20世纪90年代出现的一门新兴技术。纳米聚合物分散液晶（PDLC）具有可见光透明、响应时间快的特点，在显示和通讯领域有着特殊的应用，成为液晶领域的研究热点。 　　本文结合3D显示技术前沿和纳米新技术，并在2D显示器和液晶透镜研究的基础上提出采用变焦纳米液晶透镜的体3D立体显示方案。 　　 　　2变焦纳米液晶透镜的体3D立体显示器的原理与结构 　　 　　采用变焦纳米液晶透镜的体3D立体显示器由快速2D显示屏和变焦纳米液晶透镜组成，如图1所示。其原理是：用带有变焦透镜的摄像机连续拍摄景物不同景深的2D图像，然后人眼通过同