显示器及其透射率/反射率确定方法和装置的制造方法_3

文档序号:8942084阅读:来源:国知局
调制作用下,可以形成具有确定方向的有序光。当然,光源系统I还可以是上述多种构成方式的组合或者由其它光学系统组成。
[0073]另外,可以通过改变一个光源系统的相关参数以得到多种工作模式的有序光(或有序光场),也可以通过在多个不同光源系统之间进行切换以得到多种工作模式的有序光(或有序光场)。
[0074]举例来说,在光源系统由激光参考光和全息图组成的情况下,通过对激光参考光的调制,使得激光参考光依次以不同的方向照射全息图,可以产生多种序列的有序光场,即多种工作模式的有序光(或有序光场)。
[0075]有序光投射到显示装置后,可以使得显示装置上的每一个像素的出射光的方向也是确定的。其中,显示装置上的每个像素的出射光的方向与投射到其上的有序光的方向有关。例如有序光是平行光时,显示装置的每个像素的出射光具有一个出射方向,且多个像素的出射光的出射方向相互平行。
[0076]另外,应该知道,基于不同的有序光,显示装置的每个像素可以具有唯一一个方向的出射光,也可以具有两个、三个、甚至更多个不同方向的出射光。
[0077]显示控制装置3用于控制显示装置I上的多个像素的透射率或反射率,使得光源系统2处于每一个工作模式下,在显示装置I上形成对应于该工作模式的透射率分布或反射率分布。
[0078]根据上文中关于显示装置I的介绍可知,显示装置I采用不同的装置(透射式或反射式)时,显示控制装置3可以有不同的控制方式。
[0079]例如,显示装置I采用液晶显示屏时,显示控制装置3可以通过改变液晶显示屏两端的电压的方式来调节显示装置I上的多个像素的透射率。应该知道,调节显示装置上的多个像素的透射率或反射率是已经成熟的现有技术,此处不再赘述。
[0080]光源控制装置4用于控制光源系统2在多种工作模式之间切换,其中,显示装置I在多种工作模式下透射或反射的所有光的叠加可以形成需要向用户呈现的预期三维虚拟图像。
[0081 ] 具体地说,光源控制装置4在控制光源系统2在多种工作模式之间切换的时候,如果切换时间足够短(小于人眼视觉暂留时间),基于视觉暂留原理,对于用户来说,多种工作模式下入射到显示装置上并出射出去的光(透射光或反射光)可以看成是同时存在的。
[0082]因此,当多种工作模式下分别从显示装置I出射的光的反向延长线交于需要向用户呈现的空间中预期三维虚拟图像上的像点(位于预期的三维空间位置)时,人眼就会感觉看到了位于该预期的三维空间位置处的像点。如果像点足够多,就可以构成与预期三维虚拟图像相似的图像。
[0083]其中,从显示装置I出射的光的反向延长线交于多个像点以形成三维虚拟图像时,此时的多个像点时虚像点。当从显示装置I出射的光的延长线交于多个像点时,这多个像点是实像点,其是由显示装置I的出射光本身相交形成的。
[0084]综上,本发明的显示器是基于人眼视觉暂留原理来呈现三维虚拟图像的。因此,光源控制装置4可以在预定周期内控制光源系统2经历多种工作模式,其中,预定周期可以优选地设置在1/1200S至1/120S之间,这样,在显示器上可以在极短的时间内显示多种工作模式的有序光,使得对于用户来说,多种工作模式下从显示装置出射的光可以看成是同时发出的,在多种工作模式下的有序光入射到显示器上并出射出去的光线会聚成预期三维虚拟图像上的多个像点时,就可以构成与预期三维虚拟图像相似的图像。
[0085]图2示出了图1中的光源系统的一种可选结构的示意图。
[0086]如图2所示,光源系统2可以可选地包括点光源21和光学系统22。
[0087]点光源21用于发射散射光,光学系统22用于对点光源21发出的光进行调制,使其变成具有特定方向的有序光。例如,平行光、会聚光等等。
[0088]其中,光学系统22可以是凸透镜、菲涅尔透镜、全息图、凹面镜、凹面镜组等多种光学元件或光学组件。
[0089]光源控制装置(图2中未示出)可以通过改变点光源21的位置,或改变光学系统22的位置,或同时改变点光源21和光学系统22的位置,以产生多种工作模式的有序光。
[0090]图3示出了本发明的显示器的一种实施例的结构示意图。
[0091]如图3所示,本发明实施例的光学系统可以采用凸透镜221,凸透镜221可以对点光源21发出的光进行调制,使其变成具有一定方向的平行光入射到显示装置I上。
[0092]也就是说,本实施例中不同工作模式下的有序光是以不同角度入射到显示装置I上的平行光。
[0093]对本发明实施例的显示器来说,可以通过移动点光源21或凸透镜221的方式来产生不同工作模式下的有序光(平行光)。
[0094]图中所示是通过在不同时刻移动点光源21的方式来产生不同工作模式的有序光的情况。
[0095]另外,本发明实施例的显示器还可以包括一个半反半透镜,半反半透镜可以用来反射显示装置的出射光,并透射外界环境的光。这样,用户在观看显示装置显示的图像的同时,还可以观看外界实景,提升用户的观看体验。
[0096]其中,本发明实施例中的凸透镜221还可以换成菲涅尔透镜、全息图等光学元件或光学组件。
[0097]采用菲涅尔透镜的情况与本发明实施例的情况类似,此处不再赘述。当光学系统采用全息图时,可以利用不同方向或不同波前的激光参考光照射全息图,以产生不同的有序光。
[0098]图4示出了本发明的显示器的另一种实施例的结构示意图。
[0099]如图4所示,本发明实施例的光学系统还可以采用凹面镜组222,凹面镜组222包括多个具有共同焦点的凹面镜,点光源21可以优选地位于凹面镜组222的共同焦点处。
[0100]这样,凹面镜组222可以将点光源21发出的光转变为平行光,入射到显示装置上。同时移动凹面镜组222和焦点21,就可以产生不同方向的平行光。
[0101]其中,凹面镜组222可以优选地分别为完整的凹面镜的一部分,具体地说,多个凹面镜可以分别为完整的球面的位于两个平面之间的一部分,两个平面垂直于所述多个凹面镜共同的轴线。另外,多个凹面镜还可以优选地采用半反半透镜。
[0102]这样,多个凹面镜采用部分结构就可以将点光源21发出的光变成平行光,节约材料,且采用半反半透镜时,用户进行观看时,还可以看到外部环境,这样,可以起到增强现实的作用,可以进一步增加观看体验。
[0103]上面参考图1至图4详细叙述了本发明的显示器的结构和图像显示原理,由于本发明的显示器主要是通过调节显示装置上的透射率分布或反射率分布来向用户显示三维虚拟图像的,因此,为了使得本发明的显示器所显示的三维虚拟图像可以接近需要向用户显示的预期三维虚拟图像,还需要根据预期三维虚拟图像来确定每种工作模式下的显示装置的透射率分布或反射率分布,以使得显示的图像可以接近预期三维虚拟图像。
[0104]下面就基于需要向用户显示的三维虚拟图像确定本发明的显示器的显示装置的透射率分布或反射率分布的方法做进一步详细说明。
[0105]图5是根据预期三维虚拟图像确定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流程图。
[0106]在步骤S10,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。
[0107]其中,预期出射光是指可以构成预期三维虚拟图像上的像点的光。也就是说,基于需要显示的预期三维虚拟图像上的多个像点,可以确定多个像点中的每个像点与显示装置上多个像素的连线,连线的方向或连线的延长线的方向就是构成该连线的像素的预期出射光的预期方向,由于预期三维虚拟图像上有多个像点,因此,显示装置的每个像素可以有多种不同预期方向的预期出射光。
[0108]在确定了显示装置上的每个像素的预期出射光的预期方向后,还可以根据确定的显示装置的每个像素的预期方向,来确定多种工作模式下投射到显示装置上的有序光,使得多种工作模式下的有序光入射到显示装置并出射出去后的光的出射方向可以与显示装置的多个像素的预期出射光的预期方向一致。
[0109]也就是说,对于一种工作模
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