一种基于复合超透镜阵列的大视场集成成像3D显示系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于复合超透镜阵列的大视场集成成像3D显示系统，包括显示屏幕、复合超透镜阵列；所述复合超透镜阵列设置在显示屏幕的出光侧；所述复合超透镜阵列具有偏折、聚焦功能，所述复合超透镜阵列中的复合超透镜单元具有相同的焦距且具有不同的偏折角度；所述复合超透镜阵列用于将显示屏幕中的元素图像阵列发出的光线偏折聚焦，使得更大视场的光线进入人眼，在显示屏幕的另一侧呈现出3D虚像，实现大视场的集成成像3D显示。本发明专利技术采用具有偏折、聚焦功能的复合超透镜阵列，其功能相当于普通凸透镜阵列加上棱镜阵列，可以实现将光线偏折不同的角度并聚焦的技术效果，以满足集成成像3D显示系统扩展视场角的需要。足集成成像3D显示系统扩展视场角的需要。足集成成像3D显示系统扩展视场角的需要。

【技术实现步骤摘要】
一种基于复合超透镜阵列的大视场集成成像3D显示系统


[0001]本专利技术涉及微纳光学及光学成像
，更具体的，涉及一种基于复合超透镜阵列的大视场集成成像3D显示系统。

技术介绍

[0002]超表面(Metasurface)是一种由特定几何形状的亚波长结构单元、按照一定规则组合而成的二维纳米阵列，其光学厚度仅在百纳米至微米量级，是一种光学人工复合材料。超表面能够实现纳米尺度下的精准光场调控，包括调控波长、振幅、相位、偏振等光学自由度，在平面光子学、纳米光子学、近场光学、自旋光学等领域扮演着重要角色。随着超表面不断受到关注，各种基于光学超表面的超透镜也随之发展，使光学成像技术迎来了新的飞跃。对于一些特殊面型的透镜阵列，传统几何光学透镜面临加工难度大甚至无法加工以及占空比低的问题。与传统几何光学透镜阵列相比，由纳米结构组成的超透镜阵列，具有调控自由度高、光学特性丰富、轻量化和集成化程度高等明显的优势，可以实现百分之百的占空比。
[0003]集成成像3D显示是一种应用广泛的三维成像和显示技术，可以为观察者提供全视差和连续观察点的真实三维图本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于复合超透镜阵列的大视场集成成像3D显示系统，其特征在于：所述系统包括显示屏幕(1)、复合超透镜阵列(2)；所述复合超透镜阵列(2)设置在显示屏幕(1)的出光侧；所述复合超透镜阵列(2)具有偏折、聚焦功能，所述复合超透镜阵列(2)中的复合超透镜单元具有相同的焦距且具有不同的偏折角度；所述复合超透镜阵列(2)用于将显示屏幕(1)中的元素图像阵列发出的光线偏折聚焦，使得更大视场的光线进入人眼(4)，在显示屏幕(1)的另一侧呈现出3D虚像(3)，实现大视场的集成成像3D显示。2.根据权利要求1所述的基于复合超透镜阵列的大视场集成成像3D显示系统，其特征在于：所述的复合超透镜阵列(2)包括若干个尺寸相同但相位不同的复合超透镜单元。3.根据权利要求2所述的基于复合超透镜阵列的大视场集成成像3D显示系统，其特征在于：所述的复合超透镜单元包括衬底(6)、若干个设置在衬底(6)顶部的柱状结构单元(5)。4.根据权利要求3所述的基于复合超透镜阵列的大视场集成成像3D显示系统，其特征在于：所述复合超透镜阵列(2)的制作包括以下步骤：S1：选择衬底(6)材料、柱状结构单元(5)材料，确定复合超透镜单元的数目；S2：依据S1选择的衬底(6)材料，柱状结构单元(5)材料，确定柱状结构单元(5)的高度、形状、排列方式以及周期大小，计算每种柱状结构单元(5)所对应的相位、透射率响应；S3：确定单个复合超透镜单元的边长或直径大小D、焦距f、以及对应的偏折角度θ，对衬底(6)上边长或直径为D的区域进行周期性采样，得到多个采样点；S4：依据S3确定的焦距f以及偏折角度θ，确定复合超透镜单元的相位分布；S5：依据相位分布确定每个采样点所需要的相位，将采样点的相位与步骤S2中得到的每种柱状结构单元(5)对应的相位进行比较，得到每个采样点对应的柱状结构单元(5)；S...

【专利技术属性】
技术研发人员：董建文，卢文龙，柳夏，范智斌，李仕豪，
申请(专利权)人：中山大学，
类型：发明
国别省市：