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龙图腾网获悉北京航空航天大学申请的专利一种基于液晶光栅的大视角彩色全息3D显示系统获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN115981126B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-01-02发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202310023225.8，技术领域涉及：G03H1/22；该发明授权一种基于液晶光栅的大视角彩色全息3D显示系统是由王迪;王琼华;储繁;李移隆;李楠楠设计研发完成，并于2023-01-09向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种基于液晶光栅的大视角彩色全息3D显示系统在说明书摘要公布了：本发明提出一种基于液晶光栅的大视角彩色全息3D显示系统，该系统包括红光光源、绿光光源、蓝光光源、快门Ⅰ、快门Ⅱ、快门Ⅲ、半透半反镜Ⅰ、半透半反镜Ⅱ、反射镜、信号控制器、扩束器、透镜Ⅰ、空间光调制器、半透半反镜Ⅲ、透镜Ⅱ、光阑、液晶光栅和透镜Ⅲ。其中，红光光源、绿光光源、蓝光光源和三个快门用于产生按时序出射的红光、绿光和蓝光。半透半反镜Ⅰ、半透半反镜Ⅱ和反射镜用于重合红光、绿光和蓝光的光轴。信号控制器用于控制三个快门的开关状态，同时生成3D物体红、绿、蓝三个颜色通道的叠加了闪耀光栅的全息图，并将它们按时序加载到空间光调制器上。液晶光栅位于透镜Ⅱ的后焦面且位于透镜Ⅲ的前焦面，红、绿、蓝三个颜色通道的全息衍射光场在液晶光栅的不同液晶层区域发生二阶衍射，产生间隔完全一致的二阶衍射像。经过透镜Ⅲ后，CCD接收到大视角的彩色全息再现像。

本发明授权一种基于液晶光栅的大视角彩色全息3D显示系统在权利要求书中公布了：1.一种基于液晶光栅的大视角彩色全息3D显示系统，其特征在于，该系统包括红光光源、绿光光源、蓝光光源、快门Ⅰ、快门Ⅱ、快门Ⅲ、半透半反镜Ⅰ、半透半反镜Ⅱ、反射镜、信号控制器、扩束器、透镜Ⅰ、空间光调制器、半透半反镜Ⅲ、透镜Ⅱ、光阑、液晶光栅和透镜Ⅲ；其中，红光光源、绿光光源、蓝光光源和三个快门用于产生按时序出射的红光、绿光和蓝光，半透半反镜Ⅰ、半透半反镜Ⅱ和反射镜用于重合红光、绿光和蓝光的光轴，光轴重合的红光、绿光和蓝光经过扩束器和透镜Ⅰ的准直扩束后，被半透半反镜Ⅲ反射到空间光调制器上；信号控制器用于控制三个快门的开关状态，同时生成3D物体红、绿、蓝三个颜色通道的叠加了闪耀光栅的全息图，并将它们按时序加载到空间光调制器上，红、绿、蓝三个通道全息图的加载顺序与红光、绿光和蓝光的出射顺序保持一致，经过空间光调制器调制的红、绿、蓝三个颜色通道的全息衍射光场通过透镜Ⅱ和光阑后入射至液晶光栅的不同液晶层区域，液晶光栅位于透镜Ⅱ的后焦面且位于透镜Ⅲ的前焦面，通过在液晶光栅上施加电压来控制衍射像产生二阶衍射，红、绿、蓝三个颜色通道的全息衍射光场在液晶光栅的不同液晶层区域发生二阶衍射，产生间隔完全一致的二阶衍射像，经过透镜Ⅲ后，CCD接收到大视角的彩色全息再现像； 液晶光栅包括上基板、液晶层、像素电极、公共电极和下基板，其中液晶层分为三个区域，区域I、区域II和区域III，三个区域的公共电极宽度分别为wr、wg和wb，在每个区域内，像素电极的宽度和公共电极的宽度相同，区域I、区域II和区域III的液晶光栅节距分别为dr、dg和db；在三个区域的像素电极上施加驱动电压，并且电压大小相等，所有区域的公共电极均接地，通过这样的设计，液晶光栅的区域I、区域II和区域III在加电压时的液晶分子排布周期互不相同，因此不同区域的节距也互不相同，区域I的节距最大，区域II其次，区域III的节距最小；将不同区域之间的相邻电极均设置成公共电极，从而消除相邻区域的边缘电场，提高液晶光栅不同区域的控制精度； 所提出的系统通过以下方法实现大视角彩色全息3D显示：首先，提取3D物体的红、绿、蓝三个颜色通道的信息，然后，使用信号控制器生成每个颜色通道的全息图，并在全息图上叠加相应的闪耀光栅，全息图以及闪耀光栅的分辨率与空间光调制器的分辨率相同，均为a×b，其中a是横向分辨率，b是纵向分辨率；闪耀光栅的参数满足下式： 2dsinγ＝λ d＝np 其中，d是闪耀光栅的节距，γ是闪耀光栅的闪耀角，λ是波长，p是空间光调制器的像素间隔，n是闪耀光栅单个周期的像素数，闪耀角γ表示为： 其中是闪耀光栅每个周期的相位改变量，将闪耀光栅叠加到全息图上，当准直入射光垂直照射全息图时，全息衍射光场产生一定的偏折，偏折角度θ＝2γ； 将红色通道全息图与闪耀光栅Ⅰ、绿色通道全息图与闪耀光栅Ⅱ、蓝色通道全息图与闪耀光栅Ⅲ分别叠加后，按时间顺序T1、T2、T3依次加载到空间光调制器上，T1时刻，信号控制器打开快门Ⅰ，关闭快门Ⅱ和快门Ⅲ，此时空间光调制器被准直扩束的红光照射，红色通道全息图和闪耀光栅Ⅰ被加载到空间光调制器上；T2时刻，信号控制器打开快门Ⅱ，关闭快门Ⅰ和快门Ⅲ，此时空间光调制器被准直扩束的绿光照射，绿色通道全息图和闪耀光栅Ⅱ被加载到空间光调制器上；T3时刻，信号控制器打开快门Ⅲ，关闭快门Ⅰ和快门Ⅱ，此时空间光调制器被准直扩束的蓝光照射，蓝色通道全息图和闪耀光栅Ⅲ被加载到空间光调制器上；当红、绿、蓝三色光按时间顺序T1、T2、T3分别照射红、绿、蓝三个颜色通道的全息图和相应的闪耀光栅时，根据人眼的视觉暂留效应，同时看到三种颜色的衍射光场； 全息衍射光场经过液晶光栅的调制后发生二次衍射，产生M个二阶衍射像，二阶衍射像的个数M满足以下公式： 其中δ是光束进入液晶光栅时的入射角，通过调节波长λ、液晶光栅的节距D和入射角δ，保证M≧4；将红光、绿光、蓝光的波长分别为记λr、λg、λb，红、绿、蓝颜色通道的全息衍射光场经过透镜Ⅱ后分别照射液晶光栅的不同液晶层区域，T1时刻，红色通道的全息衍射光场的偏折角为θr，红色通道的全息衍射光场经过焦距为f的透镜II后，在透镜II的焦平面上会聚为一个点，再经液晶光栅区域Ⅰ的调制，产生M个红色二阶衍射像，此时相邻的两个红色二阶衍射像之间的间隔Lr和透镜II焦平面上会聚点至光轴的距离Hr分别为： Hr＝ftanθr T2时刻，绿色通道的全息衍射光场的偏折角为θg，绿色通道的全息衍射光场经过焦距为f的透镜II后，在透镜II的焦平面上会聚为一个点，经液晶光栅区域Ⅱ的调制，产生M个绿色二阶衍射像，此时相邻的两个绿色二阶衍射像之间的间隔Lg和透镜II焦平面上会聚点至光轴的距离Hg分别为： Hg＝ftanθg T3时刻，蓝色通道的全息衍射光场的偏折角为θb，蓝色通道的全息衍射光场经过焦距为f的透镜II后，在透镜II的焦平面上会聚为一个点，经液晶光栅区域Ⅲ的调制，产生M个蓝色二阶衍射像，此时相邻的两个蓝色二阶衍射像之间的间隔为Lb和透镜II焦平面上会聚点至光轴的距离Hb分别为： Hb＝ftanθb 调节红、绿、蓝颜色通道的全息衍射光场的偏折角θr、θg和θb，当Hr-Hg＝Lr，Hg-Hb＝Lg，Hr-Hb＝2Lb时，在CCD上接收到M-2个彩色二阶衍射像，此时观看到彩色全息再现像的视角为M-2β，其中： β为不使用液晶光栅时的彩色全息3D显示视角。

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