作者单位
摘要
1 汕头大学 理学院, 广东 汕头 515063
2 汕头超声显示器技术有限公司 广东省车载显示触控技术企业重点实验室, 广东 汕头 515041
液晶显示近乎覆盖了所有的应用显示领域,在非显示领域也展现出了高精度、多参量调控的应用特点。目前,针对高速调控应用,液晶器件仍需进一步提升其响应速度。为此,过压驱动技术走进了研究者们的视野。本文主要综述了应用于液晶显示与调控领域的过压驱动技术。首先,简明介绍了过压驱动技术的原理和主要应用,以及在不同类型液晶显示器中应用过压驱动技术后,器件响应等性能的优化提升。此外,对过压驱动技术在非显示领域液晶器件中的应用进行了介绍,如空间光调制器和液晶透镜等。最后,总结了过压驱动技术用于液晶显示所面临的技术问题,概括了现有的主要解决手段,并对其需要突破的技术瓶颈和未来发展方向进行了展望。
液晶显示 过压驱动 快速响应 伪影 背流效应 liquid crystal display overdriving fast response artifact backflow effect 
液晶与显示
2024, 39(3): 384
作者单位
摘要
东华大学 信息科学与技术学院, 上海 201620
本文设计了一款机械性能优异和具有独特防伪功能的液晶柔性显示薄膜。首先,基于光控取向技术设计了一款具备双通道显示功能的液晶显示器件,通过光场调控实现两个通道的独立显示。其次,以液晶盒厚度作为对照组确定了最佳厚度,使两个独立图案形成主副显示效果,从而隐藏防伪信息。最后,通过在液晶-聚合物复合材料中掺杂银纳米线(AgNWs)?改善了液晶显示薄膜的机械拉伸性能。实验结果表明,在液晶柔性显示薄膜厚度为60 μm时,其呈现令人满意的图案显示效果。同时,与未掺杂AgNWs的液晶显示薄膜相比,掺杂了AgNWs的液晶柔性薄膜的模量参数提高了30%以上,具备更大的应力承受能力和应变范围。本研究对于制备信息丰富且稳定性强的液晶防伪商标具有积极意义。
柔性液晶 防伪商标 银纳米线 物理机械特性 liquid crystal flexible display film anti-counterfeiting trademark silver nanowire physical and mechanical properties 
液晶与显示
2024, 39(3): 330
作者单位
摘要
1 苏州科技大学电子与信息工程学院,江苏 苏州 215009
2 苏州科技大学物理科学与技术学院,江苏 苏州 215009
立体成像技术广泛应用于增强现实、虚拟现实和混合现实,其中的虚拟空间动态几何畸变是影响视觉舒适度的重要因素。为了更合理地量化立体成像中的虚拟空间几何畸变,本文对立体影像获取、显示,以及人眼感知过程进行了分析,模拟了其中可能产生的各类几何畸变。同时,基于虚拟空间中物体的点云数据,以先分块再聚合的思想对畸变前后的点云进行对比分析,建立了静态几何畸变量化模型。再基于静态模型与物体运动属性的融合,得到动态几何畸变量化模型。为了验证所提方法的有效性,基于6组点云设计了10种不同程度的几何畸变。结果表明,所提方法在量化虚拟空间几何畸变时有最优的指标表现,皮尔逊线性相关系数达到0.93,可以准确地反映受测者所感知到的虚拟空间几何畸变。研究内容有望为立体显示几何畸变优化与视觉舒适度提升等研究提供理论参考。
三维显示 几何畸变 客观量化 视觉感知 视觉舒适度 
激光与光电子学进展
2024, 61(10): 1011007
作者单位
摘要
1 西安工业大学光电工程学院,陕西 西安 710021
2 惠州市华阳多媒体电子有限公司,广东 惠州 516005
车载平视显示(HUD)系统是一种汽车辅助驾驶技术,它可以将车辆信息以可视化方式投影到驾驶员的前方视野。为了使驾驶员在行驶过程中在远、中、近不同的距离下都能通过HUD获取信息,采用双自由曲面离轴三反射系统,设计了一款虚像距离为10 m、7.5 m、3.5 m,对应的视场角为15°×5°、12°×3°、6°×1°的AR-HUD光路。该光路中,在虚像距离为3.5 m处的像面仅显示车速、油量等基本驾驶信息,为固定像面;在虚像距离为7.5 m和10 m处的像面显示辅助驾驶虚拟信息,其中10 m处的像面可以和实景相融合,且这两个像面会根据当前车辆与前方障碍物的距离切换,有效缓解驾驶员的视觉疲劳。三个距离中心眼点处的光斑均落于艾里斑之内,调制传递函数均接近衍射极限,网格畸变值均小于5%,动态畸变值均小于5′。
车载平视显示 自由曲面 三像面 光学设计 虚像距离 
激光与光电子学进展
2024, 61(10): 1011012
作者单位
摘要
1 辽宁工程技术大学电子与信息工程学院,辽宁 葫芦岛 125105
2 辽宁省无线射频大数据智能应用重点实验室,辽宁 葫芦岛 125105
三维物体的空间结构复杂,光波场很难用具体的函数准确描述,三维显示非常困难。提出一种硅基微机电系统(MEMS)二维扫描平台与超表面元件集成的三维显示技术,利用视觉暂留特性,建立快速三维显示扫描片上结构,理论上实现了物像信息的三维图像的重构。利用层析法实现物体的三维显示,采用Gerchberg-Saxton(GS)算法获得单层二维图像单元相位值,建立基于几何相位原理的二维超表面结构,获得了二维全息平面像。依据空间、时间序列构建了由离散的多层超表面二维全息像形成的物体三维显示。结果表明:所获得的二维全息像峰值信噪比大于20 dB;所设计的片上二维扫描平台在0.1 s内能够完成9幅二维全息像的叠加,三维显示的帧率达11 frame/s。研究成果为快速调制的三维显示提供了微型化的系统级解决方案和理论模型。
超表面 微机电系统 全息成像 三维显示 
激光与光电子学进展
2024, 61(10): 1011011
作者单位
摘要
北京邮电大学电子工程学院,北京 100876
提出一种基于双层半色调图像联合编码的光场显示装置。该装置由准直背光、双层菲林片、滤光片、非球面柱透镜阵列和垂直扩散膜组成。菲林片用于显示半色调光场编码图像,滤光片用于实现红绿蓝三色通道,非球面柱透镜阵列和垂直扩散膜用于调控光线的出射方向。为了实现超多视点和高灰阶的光场显示,利用双层菲林光场编码提升视点数目,利用半色调图像联合优化方法合成双层菲林结构上的光场编码图像,扩展灰阶范围。在验证实验中,实现了超多视点、高灰阶、彩色的三维光场显示效果,视点数量达到165个,灰阶达到256×256×256。
三维显示系统 光场显示 体像素 灰阶等级 
激光与光电子学进展
2024, 61(10): 1011001
林珊玲 1,2谢欣欣 1,2林坚普 1,2,*林志贤 1,2,3郭太良 2,3
作者单位
摘要
1 福州大学 先进制造学院,福建 泉州 362251
2 中国福建光电信息科学与技术创新实验室,福建 福州 350116
3 福州大学 物理与信息工程学院,福建 福州 350116
彩色电泳电子纸 误差扩散 饱和度 边缘检测 图像增强 color electrophoresis display error diffusion saturation edge detection image enhancement 
光电工程
2024, 51(1): 230309
Yuncheng Liu 1†Ke Xu 1†Xuhao Fan 1Xinger Wang 1[ ... ]Hui Gao 1,2,**
Author Affiliations
Abstract
1 Wuhan National Laboratory for Optoelectronics and School of Optical and Electronic Information, Huazhong University of Science and Technology, Wuhan 430074, China
2 Optics Valley Laboratory, Wuhan 430074, China
Interactive holography offers unmatched levels of immersion and user engagement in the field of future display. Despite of the substantial progress has been made in dynamic meta-holography, the realization of real-time, highly smooth interactive holography remains a significant challenge due to the computational and display frame rate limitations. In this study, we introduced a dynamic interactive bitwise meta-holography with ultra-high computational and display frame rates. To our knowledge, this is the first reported practical dynamic interactive metasurface holographic system. We spatially divided the metasurface device into multiple distinct channels, each projecting a reconstructed sub-pattern. The switching states of these channels were mapped to bitwise operations on a set of bit values, which avoids complex hologram computations, enabling an ultra-high computational frame rate. Our approach achieves a computational frame rate of 800 kHz and a display frame rate of 23 kHz on a low-power Raspberry Pi computational platform. According to this methodology, we demonstrated an interactive dynamic holographic Tetris game system that allows interactive gameplay, color display, and on-the-fly hologram creation. Our technology presents an inspiration for advanced dynamic meta-holography, which is promising for a broad range of applications including advanced human-computer interaction, real-time 3D visualization, and next-generation virtual and augmented reality systems.
interactive display meta-holography bitwise operation ultra-high frame rate 
Opto-Electronic Advances
2024, 7(1): 230108
Author Affiliations
Abstract
1 Shandong Inspur Artificial Intelligence Research Institute Company Limited, Jinan 250013, China
2 MIIT Key Laboratory of Photonics Information Technology, School of Optics and Photonics, Beijing Institute of Technology, Beijing 100081, China
Active metasurfaces have recently attracted more attention since they can make the light manipulation be versatile and real-time. Metasurfaces-based holography possesses the advantages of high spatial resolution and enormous information capacity for applications in optical displays and encryption. In this work, a tunable polarization multiplexing holographic metasurface controlled by an external magnetic field is proposed. The elaborately designed nanoantennas are arranged on the magneto-optical intermediate layer, which is placed on the metallic reflecting layer. Since the non-diagonal elements of the dielectric tensor of the magneto-optical material become non-zero values once the external magnetic field is applied, the differential absorption for the left and right circularly polarized light can be generated. Meanwhile, the amplitude and phase can be flexibly modulated by changing the sizes of the nanoantennas. Based on this, the dynamic multichannel holographic display of metasurface in the linear and circular polarization channels is realized via magnetic control, and it can provide enhanced security for optical information storage. This work paves the way for the realization of magnetically controllable phase modulation, which is promising in dynamic wavefront control and optical information encryption.
active metasurface magneto-optical effect polarization multiplexing holography dynamic holographic display 
Chinese Optics Letters
2024, 22(4): 043601
作者单位
摘要
1 西安工业大学光电工程学院,陕西 西安 710021
2 惠州市华阳多媒体电子有限公司,广东 惠州 516006
设计了一种基于离轴反射式光学结构、投影距离可以改变的增强现实型平视显示(AR-HUD)系统,以降低驾驶员的视觉疲劳。其中,眼盒的大小为130 mm×50 mm,虚像投影距离为3~10 m,可以通过改变图像生成单元(PGU)到一级镜的距离和像源尺寸的方式实现投影距离连续可调。通过随机取样的方式,在投影距离变化范围内随机选取一个投影距离对系统进行像质分析,证明投影距离连续可变。视场角(FOV)在投影距离的可调范围内恒为15°×5°,畸变小于5%,动态畸变小于5′,MTF在5 lp/mm处优于0.5。结果表明,当车辆与前方物体距离较近时,AR-HUD系统可以根据需要改变虚像的投影距离,且能保证像质始终符合规格。
光学设计 平视显示器 光学变倍 投影距离 离轴三反系统 
光学学报
2024, 44(8): 0822001

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