許 雷，蔡雪琳

（中電熊貓液晶顯示科技有限公司，江蘇南京 241000）

液晶材料與3D顯示研究

許 雷，蔡雪琳

（中電熊貓液晶顯示科技有限公司，江蘇南京 241000）

眼鏡式以及裸眼式為現(xiàn)今3D技術(shù)的兩大基本類型，消費(fèi)級(jí)市場(chǎng)為眼鏡式3D技術(shù)的集中應(yīng)用領(lǐng)域，采用這種技術(shù)的影片之一便是《阿凡達(dá)》，也正是受益于該技術(shù)使之廣受全球歡迎；商用顯示方面（未來還將在顯示設(shè)備中得以應(yīng)用，如∶手機(jī)）則為裸眼式3D技術(shù)是現(xiàn)今主要的應(yīng)用領(lǐng)域。使用間距為6cm的兩個(gè)鏡頭的攝像機(jī)進(jìn)行拍攝，分別存儲(chǔ)左右眼信號(hào)，以便對(duì)人類的雙眼觀測(cè)事物進(jìn)行模擬，達(dá)到人眼可以分別接收播出內(nèi)容的目的，從而切實(shí)實(shí)現(xiàn)3D顯示。

液晶材料；3D顯示；3D技術(shù)

1 3D成像原理

三維立體影像便稱之為3D，細(xì)微的差距存在于每只眼睛所接受的圖像之中，這是因?yàn)槿藗冊(cè)趯?duì)物體觀察的過程中，雙眼的角度存在一定區(qū)別，為了保證距離感能夠?yàn)槲覀兯直?，這些圖像會(huì)被大腦處理成立體視覺。不同的圖像分別被兩只眼睛所接收便構(gòu)成3D電影的原理。比較3D畫面以及普通的2D畫面可以發(fā)現(xiàn)，前者具備更加逼真以及更強(qiáng)縱深感的效果，使得觀眾能夠更加沉浸于畫面之中。而之所以消費(fèi)者如此推崇3D娛樂，也正是因?yàn)檫@種視覺效果是無與倫比的。

2 D顯示技術(shù)分類

2.1 眼鏡式3D技術(shù)

主動(dòng)快門式、偏光式和色差式為眼鏡式3D技術(shù)三大主要類型。

2.2 色差式3D技術(shù)

被動(dòng)式紅一藍(lán)（或者紅一青、紅一綠）濾色3D眼鏡是早期（20世紀(jì)70～80年代）的色差式3D技術(shù)在應(yīng)用過程中需要配合使用的。這種技術(shù)具有十分簡(jiǎn)單的成像原理，以及十分悠久的歷史，用兩種不同的顏色將來源于兩臺(tái)不同視角上拍攝的影像在同一幅畫面中完成印制便是色差式3D顯示，也可以稱為分色立體成像技術(shù)。若想看到立體效果，必須使用對(duì)應(yīng)的紅藍(lán)等立體眼鏡，否則肉眼觀看到的圖像是重影且模糊的，這是因?yàn)樗{(lán)色通過藍(lán)色鏡片，而紅色的影像通過紅色鏡片，即過濾了藍(lán)色和紅色這兩種色彩，那么大腦便可以重疊兩只眼睛看到的不同影像，從而出現(xiàn)3D立體效果，電影制作領(lǐng)域應(yīng)經(jīng)逐漸淘汰這一技術(shù)了，這是因?yàn)槿菀滓鹨曈X疲勞構(gòu)成其最大的弱點(diǎn)。

2.3 柱狀透鏡式3D技術(shù)

將微柱透鏡3D技術(shù)和雙凸透鏡技術(shù)稱為柱狀透鏡技術(shù)，亮度不受影響是該技術(shù)的最大優(yōu)勢(shì)。其原理為將一層柱狀的透鏡加在液晶顯示屏的前面，那么透鏡的焦平面就恰好是液晶屏的像平面，起到分割每個(gè)柱透鏡下的圖像的像素的作用，并將分割后的子像素通過透鏡進(jìn)行投影，這樣觀看角度不同，雙眼所看到的子像素也有所區(qū)別。但是這樣會(huì)放大像素之間的間隙，所以進(jìn)行子像素的簡(jiǎn)單疊加是不行的，由于簡(jiǎn)單疊加會(huì)導(dǎo)致像素列與柱透鏡平行，無法進(jìn)行投影，而是要在二者之間留有一定的角度，這樣每一組子像素就不會(huì)僅投射一組視差圖像，而是重復(fù)的進(jìn)行視區(qū)投射。由于柱狀的透鏡不會(huì)阻擋背光，所以投影亮度不會(huì)受到影響，極好的保證了畫面的清晰度。但是和視差障壁技術(shù)類似的是，該技術(shù)仍不能妥善的解決分辨率問題。其中中國的朗辰電子科技和歐洲的飛利浦是應(yīng)用這項(xiàng)技術(shù)的代表廠商。深圳會(huì)展中心在2012年4月10日到12日召開了2012年中國（深圳）消費(fèi)電子展，在展會(huì)上，朗辰科技進(jìn)行了很多裸眼3D液晶電視產(chǎn)品的展示。

2.4 指向光源式3D技術(shù)

3M公司在指向廣義3D技術(shù)中投入了大量的資金和精力，通過設(shè)計(jì)背光模塊，指向光源3D技術(shù)搭配兩組發(fā)光二極管（LED）光源，結(jié)合獨(dú)特的驅(qū)動(dòng)方法以及能夠迅速反應(yīng)的液晶面板，借用序列將影像顯示在快速反應(yīng)的面板上，通過光學(xué)設(shè)計(jì)使左右眼分別接收到來自3D顯光源的投影，3D效果則是由雙眼互相交替產(chǎn)生視差形成的，其原理和主動(dòng)快門眼鏡技術(shù)非常相似，但是有著不一樣的實(shí)現(xiàn)方式。其中3M公司自主研發(fā)的光學(xué)膜是該技術(shù)的關(guān)鍵，只有借助這個(gè)光學(xué)膜才能保證左右眼精準(zhǔn)的接收到來自3D光源的影像。但是由于技術(shù)仍處于研究開發(fā)階段，產(chǎn)品尚未面世。

2.5 多層顯示式3D技術(shù)

美國Pure-Depth公司研發(fā)了多層顯示式3D（MLD）技術(shù)，該技術(shù)是由中間有一定間隔的雙層液晶面板制作而成。由于圖像的亮度和尺寸在兩層面板上有差別，因此不需要3D眼鏡，立體感豐富的畫面就能夠呈現(xiàn)在觀看者眼前，并且通過調(diào)整可以實(shí)現(xiàn)2D、3D畫面的顯示。在拉斯維加斯的老虎機(jī)以及日本柏青歌賭博機(jī)上都應(yīng)用了該技術(shù)研發(fā)的顯示屏，但是雙層屏幕也增加了制造成本和屏幕厚度。

[1] 李東平.自適應(yīng)液晶微透鏡的研究[D].江蘇∶東南大學(xué)，2015.

[2] 宋志剛.大尺寸體3D顯示體的制備及性能優(yōu)化[D].安徽∶合肥工業(yè)大學(xué)，2015.

Liquid Crystal Materials and 3D Display

Xu Lei，Cai Xue-lin

Glasses and naked eye as two basic types of the 3D technology，the consumer market is focused on the application of field glasses type 3D technology，using this technology of film is “Afanda”，it is also benefit from the technology made by the world wide welcome；commercial display（in the future will show equipment can be applied，such as∶mobile phone）for the naked eye 3D technology today the main field of application.The camera using the spacing of two shots of 6cm shooting，signal storage were simulated to observe the left eye，things of human eyes，the human eye can respectively receive the broadcast content，so as to achieve 3D display.

liquid crystal material；3D display；3D technology

O753.2

A

1003-6490（2017）02-0052-01

2017-02-14

許雷（1987—），男，安徽當(dāng)涂人，工程師，主要研究方向?yàn)橐壕э@示。