一种裸眼3d激光显示装置，包括定向投影屏（306）、激光光源（510）、三个单色激光光源（301、302、303），即红色激光光源、绿色激光光源和蓝色激光光源。三个单色激光光源发出的光线以特定的角度和位置入射到具有纳米光栅像素305的定向投影屏幕306上，形成相同的出射光场；激光光源510提供多视角图像像素，其中，多视角图像像素与定向投影屏幕（306）上的纳米光栅像素阵列匹配。彩色三维显示是通过激光投影光的直接空间调制实现的，不同视点之间不存在串扰。本发明具有观看时不产生视觉疲劳、成本低廉的优点。

根据本发明的目的提出的一种裸眼3D激光显示装置，包括指向投影屏幕、激光器光源及红、绿、蓝三个单色激光光源，所述指向投影屏幕的出光面上设有多个纳米光栅结构，多个纳米光栅结构构成多组纳米光栅像素阵列，每个纳米光栅结构具有不同的周期与取向角，所述激光器光源提供多视角图像像素，多视角图像像素与指向投影屏幕上的纳米光栅像素阵列匹配，所述红、绿、蓝三个单色激光光源分别以不同的角度入射到对应的同一个纳米光栅上，红、绿、蓝光线通过指向投影屏幕合束并在同一出射方向和相同空间视点上，将整体视角图像成像形成会聚视点，不同组的纳米光栅像素阵列具有不同的水平会聚视点位置，所述指向投影屏幕、激 光器光源及红、绿、蓝三个单色激光光源直接空间调制结合，实现立体图像显示。

视差原理的发现已有一百多年，虽然国内外企业不断有裸眼3D显示的样机展示，但由于受图像分辨率较低和易产生视觉疲劳等问题的制约，基于视差原理的裸眼3D显示一直未能真正进入消费电子领域。视差原理包括视障法、微柱透镜法和指向性背光源。视障屏或微柱透镜板覆盖在液晶显示LCD表面，将不同视角图像在空间实现角度分离。光学原理上，由于光源扩散作用，在空间不同角度上的图像并不唯一，因此，在人眼观察3D图像时，易引起视觉疲劳。

中国专利CN20101058659.4，提出利用柔性狭缝光栅实现2D/3D切换，但其显示效果受观看位置影响较大；中国专利CN201320143064.8提出了一种指向性背光3D成像系统，采用两个投影镜头结合指向性3D光学结构，实现裸眼3D显示；专利US20050264717A1提出了一种带有液晶显示和指向型背光模组的3D显示装置，该技术迅速切换开、闭左右背光源，并将通过导光板的光线聚焦在特定角度的范围内，通过交替投影形成3D图像。上述指向性背光技术虽然得到的图像分辨率高，但却只限于单人观看。中国专利CN201410187534.X提出一种裸眼3D背光模，采用一组或多组LED时序光源结合凸透镜、多边棱镜、视差屏障，可实现多视角3D显示，然而背光源结构的设计和精密加工精度在技术上难以实现，且很容易产生光线的串扰，因此，基于所提出的指向性背光源方案，一直未见实际裸眼3D显示器件的样品或者产品。

苏州大学坐落于素有“人间天堂”之称的历史文化名城苏州，是国家“211工程”“2011计划”首批入列高校，是教育部与江苏省人民政府共建“双一流”建设高校、国家航天局共建高校，是江苏省属重点综合性大学。苏州大学前身是Soochow University（东吴大学，1900年创办），开现代高等教育之先河，融中西文化之菁华，是中国最早以现代大学学科体系举办的大学。在中国高等教育史上，东吴大学是最早开展研究生教育并授予硕士学位、最先开展法学（英美法）专业教育，也是第一家创办学报的大学。

(1)指向投影屏幕含有纳米光栅像素阵列，本质上起到波前变换成像的作用。将激光投影在屏幕的多视角图像，转换成具有会聚功能的波前，图像经过指向投影屏幕的波前转换，形成会聚多视点，由于空间波前携带的位相(视角)与振幅(图像)信息的独立传播，各波前(视点)间互不串扰。人眼观察时，不会产生视觉疲劳，且观察的立体效果与观察者的位置无关，有利于视力保护。指向投影屏幕提供了空间信息(位相)调制，激光器光源扫描(投影)提供视角图像信息(振幅)调制。两者结合，具备了全息显示的全部信息。同时，由于纳米结构的存在，3D图像的可观察视角可以达到150度甚至更大。

(2)将红、绿、蓝激光光点从空间以不同角度投射到同一组像素阵列上，利用纳米光栅像素阵列的空间复用功能，将红、绿、蓝的视角图像在出射面合成在一起，这样，只需对视角图像进行亚像素阵列分解，而不需再对颜色做像素分解，保持了3D显示分辨率，形成3D图像的彩色合成。

(3)指向投影屏幕上的纳米光栅像素阵列相互关系满足全息原理，对通过其上的光线以衍射方式实现光的波前转换与成像，而不是传统激光显示的扩散型屏幕，因此，本发明的纳米光栅屏幕降低了激光显示的散斑效应，同时，保持了激光显示的高亮度、大幅面及宽色域的优点。

(4)像素化指向投影屏幕，单个像素尺寸可根据屏幕分辨率做调整， 可实现2D/3D切换。多幅视角图形分别对应于指向性像素，形成3D图像显示，若不是多视角图像，而是单视角图形，则可形成2D显示，像素尺寸可做到很小，不会影响显示屏幕的2D图像分辨率。

(5)既可以采用纳米光刻方法在薄膜表面刻蚀制作出指向性纳米光栅，也可通过该纳米光刻方法先制作出压印模板，再通过纳米压印批量复制，以降低屏幕成本。

(6)指向投影屏幕可以是透射型，也可以是反射型，可在透射屏幕表面镀金属，即可实现反射型屏幕。

(7)指向投影屏幕对各视角图像具有会聚成像功能，形成的会聚视点形成水平排列的光场或者视窗。

(8)指向投影屏幕含有的纳米光栅，其光栅周期、取向和方位角可根据全息原理与光栅方程计算获得。红、绿、蓝光的入射角度可根据光栅方程计算，位置可以根据全息成像公式计算获得。计算方便、准确。

科技成果只有通过实施开发应用，使其转化为生产力，才能取得经济效益和社会效益。成果方目标是将科技成果转化为现实生产力，期待有意愿的企业或合作单位进行合作推广或者进行产品生产。考虑合作转化、许可+合作等转化方式与企业、科学技术研究开发机构和其他组织建立合作关系。