显示器及其透射率/反射率确定方法和装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种显示设备，特别是涉及一种显示器及其透射率/反射率确定方法和装置。
【背景技术】
[0002]在现有的显示器中，其背光一般是散射光。这样，可以使得显示器显示的图像具有足够的可视角度，以确保显示器上的每一个像素能够在大角度范围内被观察到。但是这种显示器一般只能用于显示平面图像，不能显示三维立体图像。
[0003]现有的三维显示装置大多是分别为左眼和右眼提供稍有差别的平面图像。这些稍有差别的平面图像经视网膜反馈至大脑，从而欺骗大脑，令观察者产生3D的感觉。由于人为制造视差的方式所构造的3D景象并不是真正的立体图像，在观看这些3D景象时的人眼所感觉的图像所在位置和图像的实际位置(屏幕)不同，此时人眼会按照感觉的图像位置进行调焦。由于图像的实际位置在屏幕上，因此调焦后会看不清图像。此时人眼需要再次调焦到屏幕。如此反复调节，造成视觉疲劳，降低用户的观看体验。
[0004]因此，亟需一种可以产生不易导致视觉疲劳的三维立体图像的三维立体图像的显示器，以解决使用现有三维显示设备观看三维图像容易造成视觉疲劳的问题。
【发明内容】
[0005]本发明要解决的一个技术问题是提供一种能够产生不易导致视觉疲劳的三维立体图像的三维图像显示方案，以解决通过现有显示设备观看三维图像容易造成视觉疲劳的问题。
[0006]根据本发明的一个方面，公开了一种显示器，包括:显示装置，该显示装置包括多个像素，每个像素的透射率或反射率能够被调节，从而在显示装置上形成透射率分布或反射率分布；
[0007]光源系统，用于向显示装置投射有序光，有序光在空间中各个位置的方向是确定的，使得显示装置的每一个像素的出射光的方向是确定的，光源系统具有多种工作模式，在不同的工作模式下，向显示装置投射不同的有序光；显示控制装置，用于控制显示装置，在光源系统处于每一种工作模式的期间，在显示装置上形成对应于该工作模式的透射率分布或反射率分布；光源控制装置，用于控制光源系统在多种工作模式之间切换，其中，显示装置在多种工作模式下透射或反射的所有光的叠加向用户呈现预期三维虚拟图像。
[0008]由此，光源控制装置可以控制光源系统在多种工作模式之间切换，为显示装置提供多种工作模式下的有序光。基于每一种工作模式下的有序光，显示控制装置可以控制显不装置，在其上形成与该工作模式的有序光对应的透射率分布或反射率分布。每一种工作模式下的有序光在该工作模式下的透射率分布或反射率分布的调节下，在显示装置上的每个像素上可以形成具有特定强度及方向的出射光(透射光或反射光)。多种工作模式下透射或反射的所有光的叠加效果就可以构成向用户呈现的预期三维虚拟图像。
[0009]本发明的显示器所呈现的三维虚拟图像是根据像点成像原理形成的，其带有人眼调节线索，因此可以解决使用现有立体显示设备观看立体图像容易造成视觉疲劳的问题。
[0010]优选地，光源控制装置可以在预定周期内控制光源系统经历多种工作模式。
[0011]可以将预定周期优选地控制在人眼视觉暂留时间内，这样，基于视觉暂留原理，光源系统在光源控制装置的控制下，在预定周期内产生的多种有序光经显示装置出射后，可以叠加起来形成三维虚拟图像，供用户观看。
[0012]优选地，光源系统经历多种工作模式的预定周期可以在1/1200S至1/120S之间。
[0013]这样，可以充分保证预定周期内的多种工作模式处于人眼视觉暂留时间内，使得周期内的多种工作模式下的有序光从显示装置出射后，可以叠加起来形成需要显示的目标图像。
[0014]优选地，有序光形成的有序光场，在显示装置处具有预先设定的光强分布I (i，X，y，r)，其中，i为工作模式序号，X、y为像素在显示装置上的坐标，r为代表方向的单位矢量，多种工作模式下投射的有序光场相互正交；或者，多种工作模式下投射的有序光场的序列可以是满足压缩感知的有限等距约束的随机序列。
[0015]优选地，本发明显示器的光源系统可以包括:点光源；光学系统，用于将点光源发出的光转变为有序光。
[0016]由此，光源系统可以采用光学系统和点光源，以为显示装置提供有序光。
[0017]优选地，本发明显示器的光源系统还可以包括多个点光源，每个点光源的位置可以对应于多种工作模式。
[0018]这样，光源系统可以采用多个点光源，多个点光源在光学系统的作用下，可以为显示装置产生多种工作模式下的有序光。
[0019]优选地，向显示装置投射的有序光可以是平行光、会聚光或发散光。
[0020]也就是说，每个工作模式下，光源系统向显示装置投射的有序光可以有多种形式。
[0021]优选地，光源系统包括点光源和光学系统时，光学系统可以包括如下所不的任一种:
[0022]凸透镜；
[0023]菲涅尔透镜；
[0024]全息图。
[0025]这样，光学系统可以采用上述光学元件对点光源发出的光进行调节，以产生有序光。
[0026]优选地，光学系统采用上述光学元件时，还可以包括用于反射显示装置的出射光的半反半透镜。
[0027]这样，半反半透镜可以将显示装置显示的图像投射到人眼的同时，还可以将外界的实景也投射进人眼，因此，本发明的显示器可以作为AR(Augmented Reality，增强现实)显示器，提升用户的观看体验。
[0028]优选地，光源系统包括点光源和光学系统时，光学系统还可以包括如下所示的任一种:
[0029]凹面镜；或
[0030]凹面镜组，该凹面镜组包括多个凹面镜，多个凹面镜具有共同的焦点。
[0031]由此，光学系统还可以采用凹面镜或凹面镜组来对点光源进行调节。
[0032]优选地，光学系统采用凹面镜或凹面镜组时，凹面镜可以是半反半透镜。
[0033]这样，半反半透镜可以将显示装置显示的图像投射到人眼的同时，还可以将外界的实景也投射进人眼，因此，本发明的显示器可以作为AR(Augmented Reality，增强现实)显示器，提升用户的观看体验。
[0034]优选地，多个凹面镜还可以分别为完整的球面的位于两个平面之间的一部分，两个平面可以是垂直于多个凹面镜共同的轴线的平面。
[0035]由此，多个椭球凹面镜可以采用部分结构的椭球凹面镜，这样可以节省材料，降低成本。
[0036]优选地，光源系统还可以包括多个点光源，每个点光源的位置对应于多种工作模式。
[0037]这样，可以采用多个点光源以提供多种模式下的有序光。
[0038]根据本发明的另一个方面，还公开了一种根据预期三维虚拟图像确定用于本发明的显示器的显示装置的多个像素的透射率分布或反射率分布的方法，包括:确定每个像素的预期出射光的预期方向，预期出射光的预期方向是预期三维虚拟图像上的像点与像素的连线的延长线；对于每一种工作模式，确定出射光的方向与预期方向相同的像素，设置其透射率或反射率大于零，并设置其它像素的透射率或反射率为零。
[0039]由此，可以确定多种工作模式下参与形成预期三维虚拟图像的像素，并将参与形成预期三维虚拟图像的像素的透射率或反射率设为一个大于零的值，这样多种工作模式下的有序光入射到显示装置上后，在参与形成预期三维虚拟图像的像素的透射率或反射率的调节作用下，就可以初步显示出与预期三维虚拟图像相似的虚拟图像。
[0040]优选地，确定显示装置的多个像素的透射率分布或反射率分布的方法还可以包括:确定每个像素在每个预期方向上的预期出射光的光强，其中，对于每一种工作模式，根据每个像素在每个预期方向上的预期出射光的光强确定出射光与预期出射光方向相同的像素的透射率或反射率。
[0041]这样，可以基于预期三维虚拟图像，预先确定每个工作模式下参与形成预期三维虚拟图像的像素的每个预期出射方向上的出射光的强度，然后根据预先确定的光强确定透射率或反射率。
[0042]根据本发明的又一个方面，还提供了一种根据本发明的显