Qiao表示：“我們開發(fā)這項(xiàng)新技術(shù)是希望創(chuàng)造出能讓人們在視頻會議中感覺到他們真的在一起的顯示器。隨著納米技術(shù)的不斷發(fā)展，我們設(shè)想裸眼3D顯示器將成為日常生活的正常部分并將改變?nèi)藗兣c計算機(jī)互動的方式。” 

創(chuàng)建多個視圖

光場顯示器通過投射不同的視圖來創(chuàng)造逼真的圖像，進(jìn)而使3D場景在從不同角度看時看起來是一樣的。當(dāng)涉及到觀看距離時，用于創(chuàng)建這些視圖的鏡頭的焦距是一個限制性因素。

為了克服這個問題，研究人員通過將納米結(jié)構(gòu)以聚焦光線的方式圖案化在一個平面上精心設(shè)計出一個新的衍射式平面透鏡。將這些透鏡中的幾個交織在一起，使他們能創(chuàng)造出一個像素化的視圖調(diào)制器，這是一種在光場顯示中為場景創(chuàng)造各種視角的光學(xué)組件。例如一個創(chuàng)建四個視角的3D顯示器將使用四個這樣的鏡頭，每個鏡頭都將光線匯聚成一個獨(dú)特的視角。

“由于跟傳統(tǒng)的玻璃透鏡相比，平面透鏡提供了卓越的光線操縱能力，它們可以用來解決三維顯示器中有限的運(yùn)動視差、串?dāng)_、視覺疲勞和有限的觀看距離等棘手的問題，”Qiao說道。

測試原型

在表明透鏡在聚焦液晶顯示器用于創(chuàng)建圖像的紅、綠和藍(lán)光時實(shí)現(xiàn)了高分辨率后，研究人員將其納入了一個4英寸的原型3D光場顯示器，觀看距離則在24至90厘米之間。

該顯示器形成了一個平滑的水平視差，在所有觀看距離上的串?dāng)_率低于26%，這意味著很少有會導(dǎo)致眼睛疲勞或使圖像看起來不真實(shí)的錯誤。該顯示器還表現(xiàn)出高達(dá)82%的光效率，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其他已報道的類似3D顯示系統(tǒng)。高光效對于創(chuàng)造一個明亮的虛擬圖像非常重要，特別是對于諸如便攜式電子產(chǎn)品等耗電量大的應(yīng)用。

盡管原型機(jī)表現(xiàn)出的視角只有9°，但研究人員稱，通過優(yōu)化用于制造平面透鏡的納米結(jié)構(gòu)的設(shè)計，這個視角可以擴(kuò)大到幾乎180度。除了研究這一點(diǎn)外，他們還計劃通過開發(fā)出一種更復(fù)雜的設(shè)計算法來操縱每個像素的光束從而進(jìn)一步提高光效率。他們指出，為了使這種類型的顯示器能夠?qū)嶋H制造，還需要有更容易的方法來制造納米結(jié)構(gòu)。

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