现代工业技术的进步给3D立体显示技术的发展以强力的推动，但前期需要辅助设备才能观看的立体显示技术，大大限制其推广和应用。自由立体显示技术是裸眼立体显示技术，即不需要任何辅助设备就可以看到逼真的立体效果，代表着未来显示技术的发展方向。

光学设计部从事立体显示技术的光学设计和研究工作，致力于呈现完美立体显示效果的光学系统的开发研究。一方面要对现有技术进行不断的改进和完善，另一方面要积极探索研究新的立体显示技术。对于公司现有的柱镜光栅和狭缝光栅、偏光眼镜、时分立体系统等多种立体显示技术，通过理论计算和试验模拟，获得立体显示的效果与各设计参数之间的关系，不断探索创新，以提高立体显示的亮度、对比度、视角和观看范围等，并针对每款实际产品的不同要求，给出最佳效果的设计。

1、视差光栅自由立体显示技术

在各种自由立体显示技术中，以光栅式立体显示技术为代表。以体分或者时分的方式，将显示器像素进行分割，填充对应不同视角的图像，使这些不同的子图只能由一只眼睛看到，这样两只眼睛分别看到的是具有一定视差的图，如果这个视差的大小在双眼的潘弄区（panum）之内，经过大脑的融合，就形成了立体视觉。

视差光栅形成立体视觉，对光栅的几何参数以及其相对于底层显示器的方位都有一定的要求。这不仅决定了可以观看到正确立体图像的区域范围，也会对所显示图像的质量产生深刻的影响。一般而言，将光栅的一个周期与底层显示器的若干个次像素在水平方向上相对应，分别记为T 和T₀ ，0<1-T/T₀<1 。光栅平面与底层显示器平面间隔一定距离 平行放置，则形成的可以观看到正确立体图像的区域范围最宽的地方，与显示器的距离大约为 L=d/(1-T/T₀)。

光栅立体显示技术中，主要有柱面镜阵列光栅和黑白狭缝光栅两种。柱镜光栅通常由UV压印技术或者玻璃刻蚀技术得到。技术上要求使底层显示器的彩色发光平面位于柱镜阵列的焦平面上，而在现有的光学透明材料的折射率条件下，柱镜厚度相对于截面半径而言太大，带来严重的像差，这是设计中要解决的一个重要问题。

黑白狭缝光栅立体显示装置与上面的柱镜光栅立体显示装置类似。在制作上可以由印刷工艺获得，或者使用偏光狭缝（TN与偏光片组合的一种装置）等方式，其不存在柱面镜的像差，在工艺上相对于发光平面的距离具有更大的可调性。但是黑白狭缝光栅是一种视障光栅，对开孔率有一定的限制。开孔率太高，将导致严重的串像，立体显示效果下降，而开孔率太低，显示亮度又将严重下降。在低开孔率下增大背光亮度，是一条可行的路线，但更好的途径应是通过改进设计，寻找到提高背光利用效率的办法。

2、 激光全息立体显示技术

由于激光的强相干性，可以利用来拍摄包含物体位相信息的全息照片。再用激光照射此全息照片，就可以还原得到真实的立体图像。如下图3：

再现全息图的时候，只需要用与记录全息图时一样波长的一束激光去照射全息干板（或者其他的全息记录介质如非线性晶体等也可以），就可以获得与记录时候一样的、立体的图像了。这种立体图像与前面的视差光栅立体显示不同，是完全真实的立体图像，甚至可以360度观看。只是由于激光的相干性基于单色性而来，所以这种立体图像也是单色的。

有一种采用白光再现的彩虹全息立体技术，不过这种技术所显现的是假彩色，其颜色会随着观察者的位置而变化。这是由全息图对再现光的方向选择性造成的。

常规的激光全息立体显示需要把图像事先记录在全息存储介质上，再现和播放的时候需要依赖于此存储介质。而且要获得正常可视的显示亮度所需要的激光器功率，目前尚不能由足够小的激光器发出，这也给激光全息立体显示技术的普及带来很大的阻碍。

如果能够事先把全息图的信息以二进制形式转移储存在电脑磁盘上，并用空间光调制器SLM（spatial light modulator）代替全息干板，就可以通过电脑控制来随意的显示此全息立体图了。而彩色全息显示也可望通过计算机的颜色管理获得实现。

3、 2D-3D切换立体显示技术

目前较多使用的2D-3D切换立体显示技术，基于液晶的双折射特性来实现。器件的核心部分由一对密接的柱透镜组构成，一组是由折射率为 n的各向同性材料制作，另一组由折射率为（n_o,n_e ）的液晶聚合物材料构成，n 与n_o,n_e 其中之一相等，并根据其大小关系决定其为凸的还是凹的一组柱镜。

通过TN盒来控制入射到器件的线偏振光的偏振方向，使液晶聚合物材料的折射率取n_o 或 n_e ，从而器件在光学平板和组合柱透镜组之间进行切换（如下图4示例）。假设 ，当调整入射到期间的线偏振光的偏振方向，使液晶聚合物材料的折射率取n_o 时，对于左侧的折射率为n 的各向同性材料柱镜， ，对于右侧的液晶聚合物材料柱镜， ，组合透镜焦距为 ， r是柱镜横截面半径。

其他可实现2D-3D切换的立体显示技术，也大多基于柱镜光栅或者黑白狭缝光栅而来。例如，可以通过机械快门、电子快门来控制狭缝光栅的产生与消除，配合相应的图源的切换，来实现立体显示和平面显示之间的切换；或者结合TFT-TN的技术，制作成按行控制的偏光狭缝，也可以实现2D-3D切换的立体显示。更进一步的，还可以利用TFT-TN技术逐点控制的能力，制造出画中画的特殊效果，在屏幕上任何一个区域进行立体显示，而另外的区域进行平面显示，配合图像源的制作，实现常规纯立体显示和平面显示所无法企及的特殊效果。

新材料的应用推动现代成像技术的不断前进，平板、液晶显示设备材质的每一次进步都会为成像效果带来革命性的变化。材料研究部将加速对新材料的研发突破现代成像技术的瓶颈，主要负责新产品开发环节中的光学材料、光电材料的开发与技术积累,如：光学材料结构对折射率的精确控制来对组合透镜的光学效果精准定位；高硬度低表面能UV纳米压印材料在微透镜光栅中的应用开发；针对UV材料制作的透镜光栅的光接枝表面改性材料；高透度UV光学薄膜的工业化生产；特殊取向材料的研究；高折射率差交联液晶单体材料（LCP）的设计与合成，以及部分生产工艺的的开发与应用；为公司新产品与新技术提供材料方面的理论与技术支持，力争在材料领域不断改进和创新，使公司产品与实验室技术达到国内或国际领先水平。 主要研究方向有：

1 、有机光学材料的开发与应用

公司采用了目前非常前沿的紫外（UV）纳米压印技术进行微透镜光栅生产的研发，为实现高精度，高透度的要求，我们特别在材料上开发了低表面能UV树脂以及UV材料的表面接枝改性两项关键性技术，解决了传统由于模具弹性造成的误差以及实现了产品与模具之间的互相转化，三维重复精度可达到0.1微米，并且节约成本50%以上。

A 高硬度低表面能UV树脂

低表面能材料表面附着力低，可以很好的应用于紫外纳米压印、涂料防污等方面。传统紫外纳米压印工艺中采用金属模具—PDMS模具—产品的三步转化工艺，但是PDMS的低硬度、高弹性等性能制约了纳米压印的精度。使用高硬度低表面能UV树脂可以实现由金属模具—产品的直接复制，不仅提高精度而且降低成本，为微透镜光栅的加工精度提供有利保障。目前，我公司所研发的低表面能聚合物主要有氟碳树脂、有机硅树脂及氟硅树脂三类。具有Ｃ─Ｆ键的高氟聚合物表面能最低，相分离产生的自分层热力学行为必然使具有Ｃ─Ｆ结构的聚合物向空气层面，即向表层运动，在表层具有Ｃ─Ｆ结构的聚合物的密度就越来越大。这样表面层就具异乎寻常的极低表面能，这种极低的表面能树脂引入适量比例感光基团双键，可得到低表面能的自由基型或阳离子UV树脂。同时，以氟树脂为主的表面同时也赋予了固化层极高的耐候性。

B UV材料的表面接枝改性

由于金属模具的加工非常昂贵，公司研发了产品向模具之间的反复制，实现了模具的可持续再生性。由于再生模具与产品的材料都为UV固化材料，因此脱模问题是最大的困难。可通用于UV纳米压印工艺，我们采取了表面改性的方法来解决这一难题。表面改性是指在保持材料或制品原性能的前提下,赋予其表面新的性能。主要应用方法有表面涂覆法、火焰、电晕放电、酸处理等手段的表面氧化法、表面活性剂法、等离子体法、高能辐射、紫外辐射以及其它方法引发的表面接枝聚合等。公司现阶段主要应用了表面改性剂法和紫外辐射法对UV材料表面进行接枝改性，在原有机光栅表面分子与分子之间利用化学加反应实现单分子层接枝。首先通过红外光谱仪及元素分析仪对基材进行基团和元素分析，找出基材中含量大的活性基团和元素，通过分析他们的特点选择带有满足要求及可以与UV材料发生加成或缩合等化学反应的有机单体进行接枝反应制备表面改性的UV材料，满足UV压印的需求。

2 、 高透度UV光学薄膜的工业化生产

现有光学薄膜一般为挤出或拉伸等工艺生产，基于高分子的长链特性不可避免的出现各相异性，必然会对不同方向偏振光的光路产生影响。针对这一问题，我公司利用UV树脂中的双键在UV照射下吸收光能发生交联固化，形成具有较高的光学透度和稳定性的光学薄膜，同时完全满足薄膜的各向均一性等特点，开发出高透度各向同性UV光学薄膜，越来越多的被用在光学器件领域的制作。UV材料一般包括齐聚物、单体、引发剂以及助剂等成分，因此可以有选择的调整组分以满足薄膜厚度、克服氧阻聚、表面流平、光学折射等不同要求。采用喷涂、淋涂等涂覆方式UV固化生产高透度光学薄膜不仅完全实现薄膜的各向同性，满足光学需要，还具有较高的力学性能。

3、 新型液晶双折射材料的设计与合成

交联液晶单体（LCP）不仅具有液晶的光学各向异性，对入射光具有调节作用，还可以由紫外光引发聚合反应，生成高分子液晶形成稳定的各向异性材料，将液晶材料和聚合物材料的性能结合在一起，可用来生产具有特别低熔点的可超冷却的向列或胆甾层光学器件，如聚合物分散液晶（PDLC）,聚合物网络液晶透镜（PNSLC）或交联液晶光栅（LCPG）。

我们通过LCP结构的设计，改变π共轭体系的强弱以及基元种类和空间位置控制LCP液晶硬段性能，调节柔性链的基团和链长来控制LCP的轴比L/d，影响液晶的各向异性；并且引入侧链基团破坏分子对称性来降低LCP的相转变温度。特别是超高双折射率差的LCP结构设计更是遵循了以上原则设计其分子结构，如上图二苯乙炔类LCP分子结构△n可达到0.5。

电子技术部由数10 位资深电子工程师组成。技术团队正在攻克立体电视（3DTV）技术、视频和音频的编码解码技术，同时也从事3D产品特殊方案例如集群控制，通信传输，智能控制等课题的开发与攻关。

SuperD的产品线长，产品种类繁多，因此电子技术部不但对现有立体电视（3DTV），立体显示器（3D Display）产品时刻进行技术支持、技术升级与革新，同时还助推了SuperD其他类产品的开发。例如SuperD第一款2D-3D可以切换手机电子组件的开发；SuperD第一款2D-3D可切换笔记本电子组件的开发；SuperD 2D-3D电控元件开发；SuperD 首款嵌入SSCT算法的FPGA开发与测试等等。

从用户对视频娱乐的需求来看，高清电视（HDTV）——数字电视（DTV）——立体电视（3DTV）是电视发展的必然方向之一。

超多维立体编码技术（SuperD THREE-DIMENSIONAL CODE TECHNOLOGY）简称STCT。 裸眼立体显示的实现原理就是使观看者左眼和右眼分别看到两幅具有视差的图像，因此我们在显示器的外部加了分光元件——透镜光栅（lenticular barrier），透镜光栅对我们发送给显示面板的图像进行了“区域隔离”的作用，也等于对显示面板的象素进行了重新分配。（例如原本的显示面板每个RGB单元是相临的，由于重新分配而变成了分离的，如图。） SUPERD立体显示器是依靠透镜光栅来对象素进行重新分配的，因此普通视频文件在SUPERD的显示器上播放的时候，必须按照STCT编码才可以正确的显示立体图像。

超多维2D-3D实时转换技术（SuperD 2D -3D REAL-TIME conversion technology）简称2D-3D SRTCT

2D-3D SRTCT技术是超多维科技为其立体显示器、立体电视产品开发的内嵌STCT算法的硬件系统。目前主要分为两大系统以应对不同应用需求：

1、基于景深采样的准动态实时转换技术 SuperD REAL-TIME DEPTH ANALYSIS 简称SRTDA。

基于SRTDA技术的实时转换技术依靠图像若干采样点的颜色对比与“近大远小”的原理配合计算出物体的真实位置然后根据差分运算重新合成立体图像的相关帧来实现的，对硬件计算要求不高，但准确率相对较低。

2、基于运动分析的动态实时转换技术 SuperD REAL-TIME MOTION ANALYSIS 简称SRTMA。

基于SRTMA技术的实时转换技术依靠对运动图像中若干采样点的位移进行跟踪得出运动路径来计算物体的真实位置然后根据差分运算重新合成立体图象的相关帧来实现的，对硬件计算要求很高，同时准确率也比较高。

早在2006年超多维科技就研发出第一款基于ARM平台的嵌入了SSCT算法的硬件播放器——3D PLAYER -CUTE ，用来满足传媒，展览等行业用户的需求，当初的播放器由于硬件速率及解码算法的瓶颈，仅可以播放SuperD专用格式的文件。

2008年超多维科技研发出了支持SRTMA技术的嵌入SSCT算法的硬件播放器，——3D PLAYER-INTELLIGENCE该播放器不仅可以播放SuperD专用格式，同时还支持其他格式视频文件的实时转换，特别还支持流媒体格式的实时视频数据的转换，为将来3DTV的普及奠定了道路。

超多维立体编码传输技术（SuperD STERO CODE TRANSMITION TECHNOLOGY）简称SSCTT。该技术协议为SuperD STERO CODE TRANSMITION PROTOCOL简称SSCTP 为了更好的使得3DTV贴近应用，SuperD 3DTV将逐步兼容目前现有的视频系统。例如有线电视系统中播放新闻栏目的时候我们希望3DTV识别为2D模式，播放广告识别为3D模式，这样就必须有消息通知3DTV适当、及时地转换两种模式，因此我们需要使用SSCTP协议以使得现有有线数字信号网络能够兼容3DTV，目前该协议正在测试与推广中。

其他可参考的图片：2D-3D控制模块（3代模块）

工艺自动化部依托于光学设计部、新材料开发部、电子器件部而设置，将其最新成果进行产业转化，致力于2D/3D可切换立体显示器的研发工作，未来随着人们对显示需求的日益提高，任意2D/3D切换立体显示器将是立体显示的下一目标。由于TFT有源矩阵液晶显示器采用的工作方式为TN模式，通过改变TFT的开关电压产生灰阶显示。利用TFT的矩阵特性实现点对点的开关控制进而实现任意2D/3D切换立体显示器。在研发过程中，精细剖析生产工艺，设计自动化生产所需要的设备样机，完成相关产品的小规模生产线，解决模拟规模化生产中所遇到的问题，并将有新的突破点的问题反馈给上述相关部门进行更深入的研究。本部门目前主要研究内容有：

1. 凹光栅精确复制

通过特殊工艺在凸光栅上镀上一层极薄的隔离膜或对凸光栅进行表面改性以期在不影响光栅表面形貌的情况下顺利脱模。依靠本部门自行设计的凹光栅精确复制设备，其厚度误差小于15μm，光栅形貌复制精度在0.1μm以内，完全满足规模化生产的要求，并且通过人机控制系统，实现了精确流量控制，将生产中的原材料浪费控制在0.5%以内。设备还具有完全的自动进给、自动滴液、自动复制、自动剥离、自动剪裁的五自一体功能，生产效率达30片/小时。投产后的自动化生产线产出的凹光栅厚度误差小于10μm，光栅形貌复制精度达到0.05μm以内，并消除生产中的原材料浪费，产量提高到50片/小时。

2. 液晶双折射光栅的制作

液晶双折射光栅是2D/3D可切换立体显示器的主要器件，其制作工艺是本部门的研究重点。通过前烘预热工艺提高了凹光栅的热稳定性，为后续工艺参数确定打下基础。本部门通过改进工艺在凹光栅内使液晶分子取向，掌握了液晶在非平面内取向的新技术，解决了双折射光栅制作过程中的关键难点，填补了国内空白。利用自行设计的自动化设备对经过取向处理的凹光栅和PI进行精确对位，自动点胶机填充液晶，通过表面光滑可加热辊筒与气动下顶式施压结构等先进设备的滚压以及红外加热流平工艺得到了外观平整度高、表面均匀、性能优良的双折射光栅。

液晶双折射器件制作设备是一套高自动化的生产系统，配有两套加热箱，一套传动装置，一套滚压装置和四个机械手。系统实现了电脑控制，编程运行的工作方式，根据不同产品的尺寸，进行相应的设置，如温升、温降、速度、距离等参数，或者采用编程的手段，系统就可以连续工作，产量30片/小时。同时，系统对环境的要求较低，在较洁净的工作环境下，成品合格率就达85%以上。系统使用的机械手可以实现三坐标移动，吸盘吸附，与公司自行设计的对位装置连用可以实现工件的精确对位，对位误差在20μm以下，连续工作不会有累积误差产生。自动预热、自动对位、自动滴液、自动加热的全自动工作方式是该系统的最大特点。