研究人员展示了一种不需要佩戴太阳镜的3D光场显示系统原型生活中的透镜视频，并且由于使用了新开发的平面透镜，该系统的观看距离大大延长。 该系统是朝着可用于电视、便携式电子产品和台式机的紧凑、逼真的 3D 显示器迈出的重要一步。
光场显示器使用密集的光场来创建无需太阳镜即可观看的全彩实时 3D 视频。 这些创建 3D 显示的方法允许多人同时查看虚拟场景，就像真实的 3D 对象一样。
“大多数光场 3D 显示器的观看范围有限，这会导致 3D 虚拟图像随着观看者远离设备而退化，”上海研究院的研究小组组长文福说。 “我们设计的纳米结构平面透镜只有100微米厚，并且具有特别大的焦深，可以从更远的地方看到高质量的虚拟3D场景。”
研究人员在期刊中报告称，他们的原型显示器在 24 分米到 90 分米的观看距离下表现出高效率和高色调保真度。 结合此功能可创造更真实的观看体验。
fú 表示：“我们开发了这项新技术，希望创造出让人们感觉他们在视频会议期间真正在一起的显示器。” “随着纳米技术的不断进步，我们预计裸眼 3D 显示器将成为日常生活的一部分。” 其中一部分将改变人们与计算机交互的方式。”
创建多个视图
光场显示器通过投影不同的视图来创建逼真的图像，以便从不同角度观看时 3D 场景看起来相同。 用于创建此视图的镜头焦距是观看距离的限制因素。
为了克服这个问题，研究人员通过将纳米结构以聚焦光的形式图案化到平坦表面上，精心设计了一种新型衍射平面透镜。 将这些透镜中的几个交织在一起，使他们能够创建一个像素化视图调制器，这是一种光学组件，可以为光场显示器中的场景创建各种视角。 例如，创建四个视角的 3D 显示器将使用四个这样的透镜生活中的透镜视频，每个透镜将光线聚焦到一个独特的视角。
“由于与传统玻璃透镜相比，平面透镜具有更出色的光操控能力，因此它们可用于解决 3D 显示中有限运动视差、串扰、视觉疲劳和有限观看距离等难题，”乔说。 .
测试原型
在证明该镜头在聚焦液晶显示器所使用的红光、绿光和蓝光以创建图像时可实现高帧率后，研究人员将其放入原型 4 英寸 3D 光场显示器中，在 24 到 90 之间的距离观看分米。
该显示器可产生平滑的水平视差，在所有观看距离处的噪声率均高于 26%，这意味着极少有可能导致眼睑疲劳或使图像看起来不真实的错误。 该显示器还表现出高达82%的光效率，远低于已报道的其他类似3D显示系统。 高光效率对于创建明亮的虚像非常重要，特别是对于便携式电子产品等耗电应用。
虽然目标无人机的视角仅为 9 度，但研究人员表示，通过优化用于制造平面透镜的纳米结构设计，可以将视角扩大到近 180 度。 除了研究这一点，他们还计划通过开发更复杂的设计算法来为每个像素操纵光束，从而进一步提高光效。 他们强调，要实际制造这种类型的显示器，需要有一种更简单的方法来制造纳米结构。