专利名称：控制在扫描光束显示系统中显示的图像的方法和显示系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及在屏幕上扫描一个或多个光学光束以显示图像的显示系统。
背景技术：
显示系统可被配置成扫描一个或多光学个光束的扫描光学光束显示系统，被扫描的一个或多个光学光束被调制为在时域以光栅扫描图案形式携带屏幕上的光学脉冲，以在屏幕上形成图案。每个扫描光束的光束覆盖区小于或者等于屏幕上子像素，并且光束覆盖区扫描子像素并且其光学功率或强度在时域被调制以携带图像。这种调制的光束在屏幕上的光栅扫描将连续光学脉冲所携带的图像转换成空间图案作为屏幕上的图像。
发明内容
提供了用于扫描光束显示的系统和技术，以对屏幕上至少一个光学光束的光学能量使用局部调光来使屏幕上的不均勻图像亮度最小化。光束扫描期间的这种局部调光是基于(1)扫描光学光束的位置和(2)该位置处的预定失真信息，在扫描期间通过调整至少一个光学光束的光学能量来实现的。在一个方面，控制在扫描光束显示系统中显示的图像的方法可以包括将光学脉冲的一个或多个光学光束扫描到屏幕上，以在所述屏幕上显示由所述光学脉冲携带的图像；在所述扫描的过程中，相对于所述屏幕上所述一个或多个扫描光学光束的位置对所述一个或多个光学光束的光学脉冲的光学能量进行调整，以在所述屏幕上呈现所述图像；以及在所述扫描的过程中，除了对所述光学脉冲的光学能量进行调整以呈现所述图像之外， 还基于由在将所述光学光束扫描到所述屏幕上期间的一个或多个失真引起的、与所述屏幕上所述光学光束的位置相关的所述光学光束的预定空间变化，对所述至少一个光学光束的光学脉冲的光学能量进行调整，以减少显示在所述屏幕上的所述图像中的所述一个或多个失真。在另一方面，提供了显示系统，其包括一个或多个光源，产生一个或多个光学光束；信号调制控制器，与所述一个或多个光源通信，以使所述一个或多个光学光束被调制为携带待显示的图像的光学脉冲；屏幕，接收所述一个或多个光学光束以显示由所述光学光束携带的图像；以及光学扫描模块，将所述一个或多个光学光束扫描到所述屏幕上，其中， 所述信号调制控制器包括存储所述待显示的图像的数据的图像数据存储装置，并且相对于所述屏幕上所述一个或多个光学光束的位置对所述一个或多个光学光束的光学脉冲的光学能量进行调整，以在所述屏幕上呈现所述图像，并且所述信号调制控制器包括数据存储装置，用于对由在将所述光学光束扫描到所述屏幕上期间的一个或多个失真引起的、与所述屏幕上所述光学光束的位置相关的每个光学光束的预定空间变化的数据进行存储，并且，出了调整所述光学脉冲的光学能量以呈现所述图像之外，所述信号调制控制器还基于由在将所述光学光束扫描到所述屏幕上期间的一个或多个失真引起的、与所述屏幕上所述光学光束的位置相关的所述光学光束的预定空间变化，对所述至少一个光学光束的光学脉冲的光学能量进行调整，以减少显示在所述屏幕上的所述图像中的所述一个或多个失真。在另一方面，提供了控制在扫描光束显示系统中显示的图像的方法，该方法包括 将光学脉冲的一个或多个光学光束扫描到屏幕上，以在所述屏幕上显示由所述光学脉冲携带的图像；在所述扫描的过程中，相对于所述屏幕上所述一个或多个扫描光学光束的位置调整所述一个或多个光学光束的光学脉冲的光学能量，以在所述屏幕上呈现所述图像，其中，通过扫描不同的光学光束产生的光束斑点被用于形成用于形成所述图像的至少一个扫描线，并且通过扫描至少一个光学光束产生的不同光束斑点被用于形成用于形成所述图像的不同的扫描线；以及在所述扫描过程中，除了调整所述光学脉冲的光学能量以呈现所述图像之外，还调整一个或多个光学光束的光学脉冲的光学能量，以减少显示在所述屏幕上的所述图像中的亮度变化。在又一方面，提供了用计算机指令编码的计算机存储介质，所述计算机指令在由一个或多个数据处理装置执行时使所述一个或多个数据处理装置执行以下操作将光学脉冲的一个或多个光学光束扫描到屏幕上，以在所述屏幕上显示由所述光学脉冲携带的图像；在所述扫描的过程中，相对于所述屏幕上所述一个或多个扫描光学光束的位置对所述一个或多个光学光束的光学脉冲的光学能量进行调整，以在所述屏幕上呈现所述图像；以及在所述扫描过程中，除了对所述光学脉冲的光学能量进行调整以呈现所述图像之外，还基于由在将所述光学光束扫描到所述屏幕上期间的一个或多个失真引起的、与所述屏幕上所述光学光束的位置相关的所述光学光束的预定空间变化，对所述至少一个光学光束的光学脉冲的光学能量进行调整，以减少显示在所述屏幕上的所述图像中的所述一个或多个失真。在这个方法的一个实施中，所述计算机指令使所述一个或多个数据处理装置执行的操作还包括基于存在于所述一个或多个光学光束中的失真，将所述图像的图像数据映射到所述屏幕上的光束斑点，以减少所述失真的影响。在附图具体实施方式
和权利要求中详细地描述了这些和其它方面、相关联的实施例以及实施。
图1示出了扫描激光显示系统的示例，其包括由可激光激发的磷制成的荧光屏， 该荧光屏在携带待显示图像信息的扫描激光束的激发下发出彩色光。图2A和2B示出了一个示例性屏幕结构以及图1中屏幕上的彩色像素的结构。图3A、图;3B和图3C示出了图1所示的激光器模块的实施例，该激光器模块具有将激光束引向屏幕的多个激光器。图4示出了用多个扫描激光束同时扫描多个屏幕部分的一个实施例。图5、6、7、8、9A和9B示出了用于产生每个扫描光学光束中携带图像的光学脉冲的时域信号调制的实施例。图10示出了信号调制控制器的实施例，该信号调制控制器用于控制扫描光束显示系统中激光的光学调制以提供对光束亮度均勻性的控制。图11示出了具有外围参考标记区域的荧光屏的示例，外围参考标记区域包括为各种伺服控制功能产生反馈光的伺服参考标记。图12示出了外围参考标记区域中的线开始参考标记，以为屏幕上的有源荧光区
8域的起始处提供参考。图13示出了用于图11所示屏幕的竖直光束位置参考标记的一个示例。图14A和14B示出了伺服反馈控制电路及其在使用图13所示竖直光束位置参考标记的操作，以控制屏幕上的竖直光束位置。图15和16示出了用于图11所示屏幕的竖直光束位置参考标记的另一个示例以及相应的伺服反馈控制电路。图17示出了屏幕上一些光束效应的实施例，其可以影响屏幕上屏幕亮度的均勻性。图18示出了扫描显示系统中的扫描透镜所导致的弯曲失真。图19示出了扫描显示系统中的扫描透镜所导致的屏幕上所测量的失真的实施例。图20A和20B示出了当如图4所示的多个扫描光束同时扫描时，多面体扫描器的
塔差的效应。图21示出了屏幕上所测量的图像像素位置的映射的另一实施例。图22示出了激光致动器的一个实施例，该激光致动器与准直透镜接合以控制屏幕上激光光束的尺寸或位置。图23示出了两个相邻扫描线之间的间隔的空间变化及其对屏幕亮度的影响。图24A和24B示出了具有图23中所示的线间隔变化的屏幕上光束斑点的照片。
具体实施例方式将一个或多个光束扫描到在屏幕上以显示图像的显示系统可以以各种配置实现。在扫描光束显示系统的一些实现中，屏幕可以是无源屏幕，该无源屏幕不发射新的光，而是直接使用一个或多个扫描光学光束的光，通过例如对一个或多个扫描光学光束的光进行反射、透射、漫射、或散射而形成图像。在具有分别携带红、绿和蓝色图像的红、蓝和绿光束的背投模式下，无源屏幕从一侧接收红、绿和蓝光束，并且漫射、透射、或散射所接收的光以在屏幕的另一侧上产生用于观看的有颜色的图像。在其他实施中，这种显示系统的屏幕是发光屏幕。发光材料包含在这种屏幕中以吸收一个或多个扫描光学光束的光，并且发射形成图像的新的光。一个或多个扫描光学光束的光不直接用于形成观众所见的图像。例如，屏幕是发光屏幕，发光屏幕通过将应用到屏幕的激发能量转换成发射的可见光来发射彩色可见光，例如通过对激发光的吸收。发射的可见光为观众形成图像。屏幕可以实现为包括多个屏幕层，多个屏幕层的一层或多层具有发光部件，发光部件将激发能量转换成形成图像的发射的可见光。在上述和其他实施中，在一个或多个光束达到屏幕前的光学路径中，提供对一个或多个光学光束执行光栅扫描的光学扫描模块和光学透镜以及其他光学部件。在理想的操作条件下，通过将一个或多个光学光束扫描到屏幕上所形成的光栅扫描图案应该是空间均勻的且没有失真，以产生高质量的图像。例如，针对扁平矩形的宽屏幕(例如，很多HDTV 系统中16 9的纵横比)的光栅扫描图案应该是在所有位置处沿着垂直方向具有均勻间隔的平行水平扫描线，在屏幕上的不同光束位置处，屏幕上光束斑点尺寸应该是恒定的。然而，各种光学失真可能发生在光学路径中，以引起屏幕上光栅扫描图案失真。例如，一个或多个光束的光学路径中光学扫描模块、光学透镜和其他部件的存在常常引起光学失真。这种失真的结果是，显示的图像的质量将会下降。图像质量的一种测量方法是屏幕上的图像亮度的均勻性。人眼对亮度变化敏感。 因此，导致屏幕上的不均勻图像亮度的光学失真是高质量显示系统中重要的技术问题。屏幕上的光束斑点尺寸和相邻扫描线之间的行间距的不期望的空间变化是导致屏幕上的不均勻图像亮度的例子。本文中描述的扫描光束显示系统和技术对至少一个光学光束的光学能量使用局部调光技术以使屏幕上的不均勻图像亮度最小化。光束扫描期间的这种局部调光技术基于 (1)扫描光学光束的位置和(2)该位置处的预定失真信息，在扫描期间通过调整至少一个光学光束的光学能量来实现。在用于局部调光的扫描期间，基于光束位置对至少一个光学光束的光学能量进行调整是对将图像呈现在屏幕上的、对每个光学光束的光学能量的调制的辅助调整。控制显示系统中一个或多个光学光束中的每一个的光学调制的信号调制控制器执行以下调整 (1)使用图像数据相对于屏幕上一个或多个扫描光学光束的位置对一个或多个光学光束的光学脉冲的光学能量进行第一调整，以在屏幕上呈现图像，以及( 基于由于将光学光束扫描到屏幕上期间的一个或多个失真引起的、与屏幕上光学光束的位置相关的光学光束的预定空间变化，对至少一个光学光束的光学脉冲的光学能量进行第二调整。这两种调整都是基于位置的，但是提供不同的图像显示操作第一调整被称为“图像调整”，以在屏幕上呈现图像，而第二调整是为了减少显示在屏幕上的图像中的一个或多个光学失真，从而提高屏幕上的图像亮度的空间均勻性。下面将描述基于发光屏幕的扫描光束显示系统的具体实施方式
，以说明局部调光技术。该技术还可以应用至基于无源屏幕的扫描光束显示系统。基于发光屏幕的扫描光束显示系统使用具有发光材料(例如，荧光材料)的屏幕以在光学激励下发光，从而产生图像。发光屏幕可以包括发光区域和非发光区域的图案，发光区域发射光以形成图像，非发光区域被填充在发光区域之间的空间中。发光区域和非发光区域的设计可以是各种结构，例如，平行发光条纹的一个或多个阵列、孤立的发光岛状区域或像素区域的一个或多个阵列、或其他设计模式。发光区域的几何结构可以是各种形状和尺寸，例如正方形、矩形或条纹。下面描述的实施例使用具有平行发光条纹的发光屏幕， 并且平行发光条纹由位于发光条纹之间的非发光线隔开。每个发光条纹可以包括发光材料，如含荧光材料，发光材料要么形成连续的条纹线，要么沿着条纹分布在分隔的区域中。在一种实施中，例如，在激光束的光学激发下可分别产生适于形成彩色图像的红、 绿、蓝色光的三种不同颜色的磷光体可在显示屏上形成为像素点或平行的重复的红色、绿色和蓝色磷光体条纹。本申请中描述的各种实施例采用具有平行的彩色磷光体条纹(用于发出红色、绿色和蓝色光)的显示屏，以说明基于激光的显示器的各种特征。磷光材料是一种荧光材料。在采用磷光体作为荧光材料的实施例中描述的各种系统、设备和特征适用于具有由其他光学可激发、发光、无磷荧光材料制成的屏幕的显示器，例如在适当的光学激发下发光的量子点材料(半导体化合物，例如Cdk和PbS等)。本文描述的扫描光束显示系统的实施例采用至少一条扫描激光束来激发沉积在显示屏上的彩色发光材料以产生彩色图像。所述扫描激光束被调制成携带红色、绿色和蓝
10色或其他可见光颜色的图像，并且以如下方式对其进行控制，即激光束激发分别具有红色、 绿色和蓝色图像的红色、绿色和蓝色的彩色发光材料。因而，所述扫描激光束携带图像但不直接产生观众所看到的可见光。相反，显示屏上的彩色发光荧光材料吸收扫描激光束的能量并发出红色、绿色和蓝色或其他颜色的可见光，从而产生观众所看到的实际的彩色图像。采用其能量足以使荧光材料发光或发冷光的一条或多条激光束对荧光材料进行激光激发，是多种光学激发形式中的一种。在其他实施中，光学激发可通过具有足够的能量以激发显示屏中所采用的荧光材料的非激光光源来产生。非激光激发光源的示例包括各种发光二极管(LED)、灯和其他光源，这些非激光激发光源所产生的波长或光谱带内的光能够激发荧光材料将高能量的光转换成可见光范围的低能量的光。激发显示屏上的荧光材料的激发光束的频率或光谱范围可高于所述荧光材料所发出的可见光的频率。因此，所述激发光束可以在紫光光谱范围内和紫外(UV)光谱范围内，例如波长在420nm以下。在下面描述的实施例中，采用UV光或UV激光束用作磷光材料或其他荧光材料的激发光的示例，但是也可以采用其他波长的光。图1图解说明了基于激光的显示系统的一例，其采用具有彩色磷光体条纹的显示屏。可选地，彩色磷光体点也可用来限定显示屏上的图像像素。该系统包括激光器模块110， 用于产生至少一条扫描激光束120并将其投影到显示屏101上。显示屏101在竖直方向具有平行的彩色磷光体条纹，其中红色磷光体吸收激光而发出红色光，绿色磷光体吸收激光而发出绿色光，蓝色磷光体吸收激光而发出蓝色光。相邻的三个彩色磷光体条纹具有三种不同颜色。图1示出了条纹的一个具体的空间颜色序列为红色、绿色和蓝色。也可以采用其他的颜色序列。激光束120的波长在彩色磷光体的光学吸收带宽内，并通常小于用于彩色图像的可见的蓝色、绿色和红色光的波长。作为示例，彩色磷光体可以是吸收光谱范围在约 380nm到约420nm内的UV光以发出期望的红色、绿色和蓝色光的磷光体。激光器模块110 可以包括用以产生光束120的一个或多个例如UV 二极管激光器的激光器、用以水平和竖直地扫描光束120从而在显示屏101上每次提供一个图像帧的光束扫描机构、以及用以调制光束120以携带红色、绿色和蓝色图像信道的信息的信号调制机构。这种显示系统可以被配置成背投影系统，其中观察者和激光器模块110分别位于显示屏101的相对两侧。可选地，这种显示系统也可以被配置成前投影系统，其中观察者和激光器模块110位于显示屏 101的同一侧。图2A示出了图1中的屏幕101的一种示例性设计。显示屏101可以包括背部衬底201，背部衬底201对于扫描激光束120是透明的，并且面向激光器模块110，以接收扫描激光束120。第二前衬底202相对于背部衬底201固定，并在背投影配置中面向观察者。彩色磷光体条纹层203置于衬底201和202之间并包含磷光体条纹。用于发出红色、绿色和蓝色的彩色磷光体条纹分别由“R”、“G”和“B”表示。前衬底202对于磷光体条纹所发出的红色、绿色和蓝色光是透明的。衬底201和202可由多种材料制成，包括玻璃或塑料板。每个颜色像素在水平方向上均包括三个相邻的彩色磷光体条纹的部分，并且其竖直尺寸由激光束120在竖直方向的光束扩散来限定。如此，每个颜色像素均包括三种不同颜色(例如， 红色、绿色和蓝色)的三个子像素。激光器模块110用激光束120每次扫描一条水平线，例如从左向右和从上到下扫描，以充满显示屏101。激光器模块110相对于显示屏101固定于适当位置，从而可以预定方式控制光束120的扫描，以确保激光束120与显示屏101上的各像素位置间的正确对准。在图2A中，扫描激光束120被引导至像素内的绿色磷光体条纹处，从而为该像素产生绿色光。图2B以沿着垂直于显示屏101表面的方向B-B的视图进一步示出了显示屏 101的工作。由于每个颜色条纹的形状是纵向的，因此光束120的横截面可以成形为沿着条纹的方向伸长，以使像素的每个颜色条纹内的光束的填充因数最大。可以通过在激光器模块110中采用光束成形光学元件来实现这一点。用来产生激发显示屏上磷光材料的扫描激光束的激光光源，可以是单模激光器或多模激光器。该激光器还可以是沿着垂直于磷光体条纹的伸长方向的单模激光器，从而具有由每个磷光体条纹的宽度所限制的、较小的光束分散。沿着磷光体条纹的伸长方向，该激光束可具有多个模式，从而比在穿过磷光体条纹方向的光束分散能够覆盖更大的面积。使用在一个方向具有单一模式从而在屏幕上具有较小的覆盖区、以及在与之垂直的方向具有多个模式从而在屏幕上具有较大的覆盖区的激光束，允许光束成形为适合屏幕上的细长的颜色子像素，并通过多个模式在光束中提供足够的激光功率从而确保足够的屏幕亮度。图3A和;3B示出了图1中激光器模块110的两个示例。采用具有多个激光器的激光器阵列310以产生多个激光束312，从而同时扫描屏幕101以获得增强的显示亮度。能够以各种配置实现激光器阵列310，例如在阵列中排列的分离的芯片上的离散激光二极管和具有在阵列中排列的集成激光二极管的单片激光器阵列芯片。设置了信号调制控制器320 以控制和调制激光器阵列310中的激光器，使得激光束512被调制为携带待显示在屏幕101 上的图像。信号调制控制器320可包括生成用于三个不同的颜色信道的数字图像信号的数字图像处理器，和产生携带数字图像信号的激光控制信号的激光驱动器电路。接着，利用激光控制信号调制激光器阵列310中的激光器，例如，调制激光二极管的电流。通过使用包括例如用于竖直扫描的扫描镜340(如电流计镜)和用于水平扫描的多面体扫描器350的扫描模块来实现光束扫描。在图3A中，电流计镜扫描器340位于多面体扫描器350的上游。在图:3B中，电流计镜扫描器340位于多面体扫描器350的下游。在这两个设计中，采用扫描透镜360将来自多面体扫描器350的扫描光束投射到屏幕101上。 扫描透镜360被设计为将激光器阵列310中的每个激光成像在屏幕101上。多面体扫描器 350的每个不同反射面中同时扫描N条水平线，其中N是激光的数量。在所示的示例中，激光束首先被引至电流计镜340，接着从电流计镜540到多面体扫描器550。然后将输出扫描光束120投射到屏幕101上。中继光学模块330放置在激光束312的光路上，以改变激光束312的空间特性并产生由电流计镜340和多面体扫描器350的扫描紧密光束332，作为投射到屏幕101上的扫描光束320，以激发磷光体并通过由磷光体发出的彩色光生成图像。在另一实施中，在以上示例中描述的一个或多个扫描器可以用一个或多个共振扫描器或者微机电系统(MEMQ器件来替换以扫描光束。这些器件可以在至少一个方向上进行光束扫描，其中增加额外的共振扫描器或者MEMS器件可以支持在第二方向上驱动光束。 在另一实施中，可以应用DLP(数字光处理器)以支持将经扫描的光束引导至屏幕。在空间上跨越屏幕101对激光束120进行扫描，从而在不同时间撞击不同颜色的像素。因此，每条经调制的光束120携带在不同时间用于每个像素的红色、绿色和蓝色图像信号，以及在不同时间用于不同像素的红色、绿色和蓝色图像信号。因而，由信号调制控制器320将光束120进行编码为具有用于不同时间不同像素的图像信息。因此，光束扫描将
12光束120中时间编码的图像信号映射到屏幕101上的空间像素上。例如，经调制的激光束 120上可以具有这样的颜色像素时间，其中每个颜色像素时间被平均分为用于三个不同颜色信道的三个颜色子像素的三个连续时隙。光束120的调制可以采用脉冲调制技术，以在每个颜色中产生期望的灰度、在每个像素中产生适当的颜色组合以及期望的图像亮度。在一个实施中，多个光束120被弓I导至屏幕101上位于不同的且相邻的竖直位置， 并且在屏幕101上，两个相邻光束被屏幕101的一条水平线沿着竖直方向彼此分开。对于电流计镜340的给定位置和多面体扫描器350的给定位置而言，在屏幕101上，光束120可不沿着屏幕101的竖直方向彼此对齐，并可沿着水平方向位于屏幕101上的不同位置。光束120能够覆盖屏幕101的一部分。在电流计镜340的固定的角位置处，多面体扫描器350 的旋转使来自激光器阵列310中N个激光器的光束120对屏幕101上N个相邻水平线的一个屏幕段进行扫描。在对一个屏幕段进行的每次水平扫描结束时，电流计镜340被调整至不同的固定的角位置，以使得所有N个光束120的竖直位置得到调整，从而扫描接下来的相邻的N个水平线的屏幕段。重复该过程直到整个屏幕101被扫描，以产生全屏显示。图3C示出了基于图1中的系统设计的后物镜扫描光束显示系统的示例性实施。在这个设计中，中继光学模块330减少了激光束312之间的间隔以形成用于水平扫描的、在多面体扫描器350的面尺寸内展开的一组紧密的激光束332。在多面体扫描器350的下游是一维水平扫描透镜380，接着是垂直扫描器340(例如，电流计镜)，该垂直扫描器340接收来自多面体扫描器350并经由一维扫描透镜380的每个水平扫描光束332，并且在每次水平扫描结束时、并在由多面体扫描器350的下一个面进行的下一次水平扫描之前，对每个水平扫描光束332提供垂直扫描。特别地，一维扫描透镜380被放置在多面体扫描器350的下游、垂直扫描器340的上游，以将每个水平扫描光束聚焦在屏幕101上，并使在屏幕101 上的显示图像的水平弯曲失真最小化。这种能够产生笔直水平扫描线的一维扫描透镜380 比具有类似性能的二维扫描透镜相对更简单并且更便宜。位于扫描透镜380下游的垂直扫描器340是平面反射器，可以将光束简单地反射至屏幕101并竖直扫描，以将每个水平扫描光束放置在屏幕101的不同垂直位置用于扫描不同的水平线。垂直扫描器340上的反射器沿着水平方向的尺寸足够地大以覆盖来自多面体扫描器350和扫描透镜380的每个扫描光束的空间广度。可以通过扫描模块以不同方式来进行光束扫描。图4图解说明了利用多个扫描激光束一次同时扫描的一个屏幕段和顺序扫描的连续屏幕段的一个示例。视觉上，光束120 像画笔一样起作用，从而每次跨越屏幕101 “画”较粗的、水平的一笔，以覆盖一个屏幕段， 随后，“画”较粗的、水平的另一笔，以覆盖相邻的竖直平移的屏幕段。假设激光阵列310具有36个激光器，屏幕101的1080线的逐行扫描将需要扫描30个竖直屏幕段来实现全屏扫描。因此，这种设置将屏幕101沿着竖直方向分为多个屏幕段，这样N个扫描光束一次扫描一个屏幕段，而且每个扫描光束仅扫描屏幕段中的一条线，并且不同的光束扫描该屏幕段中的不同的连续的线。在扫描一个屏幕段后，同时移动N个扫描光束以扫描下一个相邻屏幕段。在上述具有多个激光束的设计中，每个扫描激光束仅沿着竖直方向横越整个屏幕扫描多条线，所述多条线的数量等于屏幕段的数量，并且在每个屏幕段内，若干光束同时扫描多条线。因此，用于水平扫描的多面体扫描器能够以低于单光束设计所需的扫描速度运行，在单光束设计中，使用单个光束扫描过屏幕的每条线。对于屏幕上给定数量的全部水平线(例如，HDTV中的1080条线)，屏幕段的数量随着激光器数量的上升而下降。因此，在36 个激光器的情况下，电流计镜340和多面体扫描器350每帧扫描30条线，而当仅有10个激光器时，可以每帧扫描总共108条线。因而，采用多个激光器能够增加图像亮度，该亮度与使用的激光器数量大致成比例，并且同时还能够有利地降低扫描系统的响应速度。
竖直光束瞄准精度被控制在门限值内以产生高质量的图像。当采用多个扫描光束扫描多个屏幕段时，竖直光束瞄准的精度应该被控制以避免或最小化两个相邻屏幕段之间的交叠，因为在垂直方向的这种交叠会严重地降低图像质量。在实施中，竖直光束瞄准精度应该小于一条水平线的宽度。在以上的扫描光束系统中，以空间跨越发光屏幕101的方式对一个或多个激光束 120中的每个进行扫描，以在不同时间撞击不同颜色的像素。因此，经调制的光束120携带在不同时间用于每个像素的红色、绿色和蓝色图像信号，以及在不同时间用于不同像素的信号。因而，利用不同时间不同像素的图像信息对光束120的调制进行编码，以将光束120 的时间编码图像信号通过光束扫描映射到屏幕101上的空间像素上。光束扫描将处于光学脉冲形式的时间编码图像信号转换为如在屏幕101上的显示图像的空间形态。图5示出了用于在调制的激光束120上进行时间分割的一个示例，其中每个颜色像素时间被平均地分为用于三个颜色信道的三个连续时隙。光束120的调制可以采用脉冲调制技术，以在每个颜色中产生期望的灰度、在每个像素中产生适当的颜色组合以及期望的图像亮度。图6、7、8、9A和9B图解说明了一些脉冲调制技术的示例。图6示出了脉冲幅度调制(PAM)的一个示例，其中在每个时隙上的光学脉冲的振幅产生期望的灰度，并在与相同像素内其它两种颜色组合时产生期望的颜色。在图解说明的示例中，在红色子像素时间过程中的脉冲处于其全振幅、在绿色子像素时间过程中的脉冲为零、并且在蓝色子像素时间过程中的脉冲处于全振幅的一半。PAM对噪音敏感。作为PAM的一种改进，可以采用脉冲编码调制(PCM)，其中脉冲的幅值是数字化的。PCM被广泛地运用在各种应用中。图7示出了另一脉冲调制技术，其中每个脉冲处于固定振幅，但是脉冲宽度或持续时间是变化的或被调制的，从而改变在每个颜色子像素上的光的总能量。在关于脉冲宽度调制(PWM)的图8中图解说明的示例示出了红色的全宽度脉冲、绿色的零脉冲以及蓝色的全宽度一半的脉冲。图8图解说明了用于在每个颜色子像素中产生N个(例如N= 128)灰度级的PWM 的另一示例。每个像素时间被平分为N个时隙。在全密度下，产生了处于全振幅的整个子像素时间持续时间的单脉冲。为了生成一半密度，在子像素时间仅在交替的时隙1、3、5、 7、…、127中生成有具有全振幅的64个脉冲。这个使用持续时间为子像素时间的1/N的等间隔脉冲的方法能够用于生成全部1 不同的灰度级。对于实际应用而言，N可以被设定为256或者更大值以获得更高的灰度级。图9A和9B图解说明了 PCM与PWM结合以产生N个灰度的脉冲调制技术的另一示例。在该调制方案的PCM部分，脉冲的全振幅被分成M个数字级或者离散级，并且全子像素时间被分成多个相等的子脉冲持续时间，例如，M个子像素持续时间。在每个颜色子像素上，PCM和PWD的结合具有N = MXM个灰度。作为一个示例，图9A示出了具有16个数字级的PCM和具有16个数字级的PWM。在实施中，可以通过首先在最低的振幅级A1处填充脉冲位置来获得灰度。当所有的16个时隙用尽时，振幅级增加一级至A2，然后继续将时隙填满。图9B示出了根据该基于PCM和PWM的混合调制的颜色子像素信号的一个示例。以上混合调制具有许多优势。例如，灰度的总数不再受到单独用于PCM和PWM的电子设备的运行速率的限制。可以将以上信号编码技术，PAM、PCM和PWM以及它们的结合，或者其它适合的信号编码技术应用于将着色的红色、绿色和蓝色光束扫描至无源屏幕上以显示着色图像的扫描光束显示系统。在光束扫描过程中，本发明的局部调光可以调整以上信号编码技术中的信号参数，所述调整是通过在扫描过程中基于(1)扫描光束的位置和( 在该位置处的预定失真信息调整至少一个光束的光学能量来进行的。例如，可调整不同时间的光学脉冲振幅和脉冲宽度的任一个或者两个，以调整光学能量来实现在整个屏幕上获得改进的均勻图像亮度的局部调光。图10示出了信号调制控制器320的一个示例。在该示例中的控制器320包括用于储存具有待由系统显示的图像的数据的数据库的储存单元1010、用于储存用于在所有屏幕位置处的屏幕失真的数据库的储存单元1022、光束亮度均勻性控制模块1020和信号调制控制模块1000。储存单元1010接收来自例如DVD或蓝光播放器的视频放像机等图像源的图像数据、来自有线服务或者卫星服务的TV输入、或者来自例如因特网、无线网络或其它的通讯网络源的输入。储存单元1010可以随着新接入的图像数据不断更新。信号调制控制信号模块1010应用图像数据基于适当的信号编码技术生成控制信号，从而控制由阵列310中的激光器生成的激光束的光学调制。储存器1022储存在所有屏幕位置的屏幕失真数据。该数据可以在系统的制造阶段通过将图像投影于屏幕来得到，并且可以稍后，例如在服务项目过程中，得到更新。均勻控制模块1020联合屏幕失真的数据和实时光束位置信息1030，生成用于调整光学脉冲的光学能量以增强图像均勻性的均勻性控制信号。均勻性控制信号被供给至信号调制控制模块1000，信号调制控制模块1000基于适当的信号编码技术将均勻性控制信号与控制信号结合，以控制激光束的光学调制。因此，通过信号调制控制器320实现了两个基于位置的调节基于图像数据的图像调制以将图像提供至屏幕上以及基于屏幕失真数据的亮度均勻性控制。一个或多个光学光束120的实时位置信息1030能够通过各种技术得到。一个示例是通过每个扫描光学光束120来生成实时光学反馈光，所述每个扫描光学光束120可以通过屏幕上的一个或多个光学参考标记来产生光学反馈光。位于屏幕外的指定的光学检测器可以用于收集光学反馈光，并将已收集的光学反馈光转换为包含实时位置信息1030的检测器信号。为了图解说明该特性，在图10中示出了伺服反馈检测器和电路模块1040。然后，该信息被供给至信号调制控制器320。以下描述用于屏幕101的光学参考标记的示例。可以在屏幕101上实施对准参考标记以确定屏幕上光束的相对位置和屏幕上激发光束的其它参数。例如，在横跨荧光条纹的激发光束120的竖直扫描过程中，线开始 (SOL)标记可以用于为系统确定屏幕101的有源荧光显示区域的起始处，以使得系统的信号调制控制器能够开始将光学脉冲传递至目标像素。在竖直扫描过程中，线结束(EOL)标记也可以用于为系统确定屏幕101的有源荧光显示区域的尾端。对于另一示例，可提供垂直对准参考标记，以为系统确定光束120是否指向屏幕上正确的竖直位置。参考标记的其它示例可以是屏幕上用于测量光束点尺寸的一个或多个参考标记，以及屏幕上用以测量激发光束120的光学功率的一个或多个参考标记。这些参考标记可以被放置在屏幕101的有源荧光区域外的区域中，例如，在有源荧光屏幕区域的一个或多个周围区域中。图11图解说明了具有外围参考标记区域的荧光屏101的一个示例。屏幕101包括中央有源荧光区域2600，其具有用于显示图像的平行荧光条纹、平行于荧光条纹的两个条纹外围参考标记区域2610和沈20。每个外围参考标记区域能够用来为屏幕101提供各种参考标记。在某些实施中，当横跨荧光条纹的水平扫描从区域沈00的左侧向右侧进行时， 仅提供左侧外围参考标记区域沈10而不提供第二区域沈20。还可以将本文描述的参考标记特征应用于不具有发光材料的无源屏幕，其中在图11中的中央有源荧光区域2600不具有发光材料时即是无源屏幕的中央无源区域。屏幕101上的这种外围参考标记区域允许扫描显示系统对系统的某些运行参数进行监控。特别地，由于外围参考标记区域中的参考标记在屏幕101的有源荧光显示区域 2600外，因此当激发光束扫描通过有源荧光显示区域沈00以显示图像时，能在显示操作过程之外执行相应的伺服反馈控制功能。因此，能够进行动态伺服操作而不影响对观察者的图像显示。这样，每次扫描可包括CW模式期和显示模式期，在CW模式期间，激发光束扫描通过外围的参考标记区域用于动态伺服传感和控制；在显示模式期间，当激发光束扫描通过有源荧光显示区域2600时，激发光束的调制被开启以产生携带图像的光学脉冲。再参看图10，信号调制控制模块1000使用来自伺服反馈控制器和电路模块1040的实时位置信息 1030，从而为信号调整控制模块1000和光束亮度均勻性控制模块1020提供时间信息。图12示出了屏幕101的左侧外围区域沈10中的线开始(SOL)参考标记2710的示例。SOL参考标记2710可以是平行于屏幕101的有源荧光区域沈00中的荧光条纹的光反射、光漫射或荧光条纹。SOL参考标记2710固定在离区域沈00中第一荧光条纹已知距离的位置。SOL图案可包括具有均勻或变化的间隔的多条竖直线。为了冗余、增加信噪比、增大位置(时间)测量精度和提供缺少的脉冲检测而选择多条线。在操作中，通过首先扫描通过外围参考标记区域沈10并接着扫描通过有源荧光区域沈00，从屏幕101的左侧向右侧来对扫描激发光束120进行扫描。当光束120位于外围参考标记区域沈10中时，系统中的激光器模块110的信号调制控制器将光束120设置成 CW模式，而不会有携带图像数据的调制光学脉冲。当扫描激发光束120扫描通过SOL参考标记2710时，因激发光束2710的照亮而由SOL参考标记2710反射、散射或发出的光能够在靠近SOL参考标记2710的SOL光学检测器处被测量。该信号的存在指示出光束120的位置。SOL光学检测器能固定于屏幕101上的区域沈10中的位置或屏幕101外的位置。因此，能够利用SOL参考标记2710在系统的工作寿命期间进行定期的对准调整。在扫描中，在光束到达SOL标记2710前，连续地将激光束开启为CW光束。当检测到来自SOL已检测到的脉冲时，可将激光器控制为在图像模式下工作，并携带具有成像数据的光学脉冲。接着，系统为从SOL脉冲到图像区域开端的滞后取回先前测量值。该过程可在每次水平扫描中执行，以确保每条线开始于正确对准彩色条纹的图像区域。在为该条线绘制图像之前进行校正，从而在校正中不存在延迟以使得高频(高达线扫描速率)误差
16和低频误差均得以校正SOL传感器的物理实施可以是反射(镜面或漫射)图案，其具有区域检测器和具有光导管从而将传输的光收集进入单个检测器或多个检测器的孔径掩膜。利用反射方法，在反射区域上并在其上通过的多个激光会同时地产生自干涉。防止该现象的方法是将激光束分隔开，以使得每次仅一个活动光束在反射区域上通过。某些光学反射可能来自屏幕的图像区域。为了避免该反射与SOL传感器信号干涉，可以使活动激光束分隔开，这样当预期的活动激光束在反射SOL传感器区域上通过时，在任何反射区域上没有其它激光束是激活的。传播方法不会受到来自图像区域的反射的影响。与SOL标记2710类似，可在屏幕101的相对一侧，例如图11所示的外围参考标记区域沈20处，实现线结束(EOL)参考标记。SOL标记用于确保激光束与图像区域开始处的正确对准。由于在整个屏幕上可能存在位置误差，所以其无法确保在整个水平扫描过程中的正确对准。在区域沈20中实现EOL参考标记和线结束光学检测器可用于提供图像区域上的激光束位置的线性、两点校正。当实现SOL和EOL标记二者时，在激光到达EOL传感器区域前，激光器以连续波 (Cff)模式连续地开启。一旦检测到EOL信号，激光器则可回到图像模式，并且基于SOL和 EOL脉冲之间的时差进行时间(或扫描速度)校正计算。将这些校正应用至下一条或下面的更多条线。可对SOL至EOL的多条线的时间测量结果进行平均以减小噪声。除了沿着垂直于荧光条纹的扫描方向的水平光束位置的控制外，还可监视和控制沿着平行于荧光条纹的竖直位置的光束位置，以确保图像质量。参看图2B，每个荧光条纹都可以不具有两个像素之间沿着竖直方向的任何物理边界。这不同于沿着垂直于荧光条纹的水平扫描方向的像素化。沿荧光条纹的像素位置由屏幕上的竖直光束位置控制，以确保恒定、均勻的竖直像素位置，而不会在两个不同水平扫描线之间出现交叠和缝隙。参看图7所示的多光束扫描配置，当多条激发光束用于在屏幕的一个屏幕段内同步扫描连续水平扫描时，激光器彼此之间的正确竖直对准对于确保屏幕上的两个相邻激光束之间的均勻竖直间隔和确保两个相邻屏幕段之间沿着竖直方向的正确竖直对准是重要的。另外，屏幕上的竖直定位信息可用于提供反馈，以控制竖直扫描器幅度值和测量竖直扫描器的线性度。每个激光器的竖直位置可通过采用致动器、例如图5所示的电流计镜540等竖直扫描器、每条激光束的光路上的可调整透镜、或者这些机构和其他机构的组合来调整。在屏幕上能够提供竖直参考标记，以允许从屏幕到激光器模块的竖直伺服反馈。能够在邻近屏幕101的图像区域处提供一个或更多的反射、荧光或可传播的竖直参考标记，以测量每个激发光束120的竖直位置。参看图11，可将这种竖直参考标记置于外围参考标记区域。当被激发光束120照亮时，一个或更多的竖直标记光学检测器可用于测量来自竖直参考标记的反射、荧光体或传播光。每个竖直标记光学检测器的输出均被处理，并且光束竖直位置上的信息用于控制致动器以调整屏幕101上的竖直光束位置。图13示出了竖直参考标记观10的示例。标记观10包括一对相同的三角形参考标记观11和观12，这一对参考标记在竖直和水平方向上均彼此分离并间隔开，以沿着水平方向保持重叠。每个三角形参考标记观11或观12均被定向为在沿着竖直方向的区域中产生变化，这样当沿着水平方向扫描过标记时，光束120与每个标记均部分地重叠。当光束120 的竖直位置改变时，标记上与光束120重叠的区域的尺寸会改变。两个标记观11和观12的CN 102279466 A
说明书
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相对位置限定了预定的竖直光束位置，并且横跨该预定竖直位置、沿着水平线的扫描光束扫描通过如两个标记观11和观12中的阴影区域标出的相同区域。当光束位置在该预定竖直光束位置上方时，光束能见的第一标记观11中的标记区域比第二标记观12中的标记区域大，并且光束能见的这种标记面积的差别会随着光束位置进一步沿着竖直方向向上移动而增加。相反地，当光束位置在该预定竖直光束位置下方时，光束能见的第二标记观12中的标记面积比第一标记观11中的标记面积大，并且光束能见的这种标记面积的差别会随着光束位置进一步沿着竖直方向向下移动而增加。来自每个三角标记的反馈光在标记上被综合，并且两个标记的综合信号被比较， 以产生差分信号。差分信号的符号表示偏移于预定竖直光束位置的方向，并且差分信号的幅值表示偏移量。当来自于每个三角的综合光束相等，即，差分信号是零时，激发光束位于正确的竖直位置。图14A示出了作为用于图13所示的竖直参考标记的激光器模块110的部分竖直光束位置伺服反馈控制的信号处理电路的一部分。PIN 二极管前置放大器四10接收来自两个标记观11和观12的两个反射信号的差分信号并将其放大，并将该放大的差分信号引导至积分器四20。模数转换器四30将该差分信号转换为数字信号。数字处理器四40处理该差分信号，以确定竖直光束位置的调整量和方向，并相应地产生竖直致动器控制信号。该控制信号由数模转换器四50转换为模拟控制信号，并被应用至用于调整致动器的竖直致动器控制器四60。图14B进一步示出了通过使用单个光学检测器产生差分信号。图15示出竖直参考标记3010的另一个示例和在图16所示的伺服控制电路中的部分信号处理。标记3010包括一对参考标记3011和3012，这一对参考标记在水平扫描方向上彼此分离并分隔开，并且两个标记3011和3012之间的水平距离DX(Y)是竖直光束位置Y的单调函数。第一标记3011可以是竖直条纹，而第二标记3012可以是相对竖直方向具有倾斜角的条纹。对于屏幕上的给定水平扫描速度，光束从第一标记3011到第二标记 3012扫描的时间是竖直光束位置的函数。对于预定的竖直光束位置，光束扫描通过两个标记3011和3012的对应的扫描时间是固定的扫描时间。可使用一个或两个光学检测器检测来自两个标记3011和3012的反射光，并且由两个标记反射的用于在CW模式中的激发光束 120的两个光学脉冲或尖峰能被测量，以确定两个光学脉冲之间的时间间隔。用于预定竖直光束位置的测量扫描时间和固定扫描时间之间的差别能被用来确定在竖直光束位置上的偏移和偏移方向。接着将反馈控制信号施加到竖直致动器上，以减少竖直偏移。图16示出了作为用于图15所示竖直参考标记的激光器模块110中的竖直光束位置伺服反馈控制的一部分的信号处理电路的一部分。PIN 二极管前置放大器3110接收并放大来自光学检测器的检测器输出信号，该光学检测器在水平扫描期间检测来自两个标记 3011和3012的反射光。放大信号由脉冲检测器3120处理，以产生对应反射光中不同时间的两个光学脉冲的相应脉冲。时间间隔测量电路3130用于测量两个脉冲之间的时间，并且该时间测量在模数转换器3140中被转换为数字信号，用于数字处理器3150的处理。数字处理器3150基于测得的时间确定竖直光束位置的调整的量和方向，并相应地产生竖直致动器控制信号。该控制信号由数模转换器3160转换为模拟控制信号，并被施加至调整致动器的竖直致动器控制器四60。也可以通过使用如图13所示的单个三角形参考标记实现竖直参考标记，其中单
18个三角形参考标记观11或观12被定向为沿着竖直方向产生标记的水平维度的变化，这样当光束120沿着水平方向扫描通过标记时，光束120部分地与标记重叠。当光束120的竖直位置改变时，由光束120扫描的标记的水平宽度也改变。因此，当光束120在标记上扫描时，在由标记产生的反射光或荧光中产生光学脉冲，并且产生的光学脉冲的宽度与标记的水平宽度成比例，且是竖直光束位置的函数。在预定的竖直光束位置，光学脉冲的宽度是固定值。因此，该固定的光学脉冲宽度能够被用作参考，从而基于与光束120跨越标记的扫描相关联的光学脉冲宽度之间的差异，确定光束120相对于预定竖直光束位置的竖直位置。 光学检测器能够靠近标记放置，以检测来自标记的反射光或荧光，并且脉冲宽度与固定值的差异能被用作反馈控制，以调整用于光束120的竖直致动器，从而减小竖直光束位置的偏移。在执行用于在如图4所示的多个激光器同时扫描多个屏幕段中的一个中的连续线时，能够执行两个独立的竖直定位伺服控制机构。第一竖直定位伺服控制用于控制在每个屏幕段中由不同激光器同时扫描的不同水平线的线与线的间隔。从而，在每条线上，需要竖直参考标记和相关的光学检测器来提供伺服反馈，以控制每条激光束的竖直光束位置。 因此，该第一竖直伺服控制机构包括分别用于N个激光器的N个竖直伺服反馈控制。第二竖直定位伺服控制用于通过采用电流计镜(例如，图:3B所示的340)控制两个邻近的屏幕段之间的竖直对准，从而在完成扫描一个屏幕段后，将所有N个激光束竖直移动至邻近的屏幕段。这能够通过控制电流计镜为所有N个激光束进行竖直方向上的共同调整而实现。当N条激光束仍然正在扫描通过图11所示的外围参考标记区域沈10时，图 11所示的外围参考标记区域2610中的竖直参考标记和每个屏幕段中用于顶部线的相关光学检测器能被用来测量该N条激光束中的第一条的竖直位置。在该测量中获得的该竖直信息被用作反馈信号，以控制电流计镜的竖直角，以校正测量中指示的任何竖直误差。在实施中，该校正能够对用于该扫描线的竖直电流计施加小幅值(微动(micro-jog))校正信号。两个相邻屏幕段之间的竖直对准由很多因素确定，包括在电流计镜340的不同电流计角处的电流计线性度、多面体扫描器350的多面体塔差、以及由例如镜和透镜的各种反射和折射光学元件导致的光学系统扭曲。多面体塔差是竖直光束位置的误差，其是由于制造公差而在多面体350的不同多面体面、在竖直方向上由不同倾角产生的。多面体镜上的一种制造公差是多个面的塔差。实施第二竖直定位伺服控制能够补偿多面体塔差，因而能够在现有的扫描显示系统中采用相对不贵的多面体扫描器，而不会明显地影响显示质量。基于电流计微动校正信号的第二竖直伺服控制也能采用多面体350的塔差值查询表。该查询表中的塔差能够由之前的测量获得。当塔差不随温度、湿度及其它因素发生明显的变化时，在不采用基于(采用上述竖直参考标记的)测量竖直光束位置的伺服反馈的情况下，该查询表方法即可足够。在实施中，反馈控制需要对目前正在扫描线的多面体面进行识别，并因此能够从查询表中取得该多面体面的相应塔差值。对当前多面体面的识别能够从多面体350上的面号码传感器确定。基于上述用于测量屏幕上的实时光束位置的机构，扫描光束显示器系统可以被构造为在光束扫描期间提供局部调光以改善图像亮度的均勻性。在这种系统中，设置一个或多个光源(诸如激光器)以产生一条或多条光束，并且设置信号调制控制器以与一个或多
19个光源通信，从而使得该一个或多个光源被调制为携带有待显示在屏幕上的图像的光学脉冲。光学扫描模块(可包括竖直扫描器和多面体扫描器)将一条或多条光束扫描至屏幕， 以产生用于显示图像的光栅扫描图案。信号调制控制器包括存储待显示图像数据的图像数据存储装置，并工作为相对于屏幕上的一条或多条扫描光束的位置调整该一个或多个光束的光学脉冲的光学能量，从而在屏幕上呈现图像。信号调制控制器还包括数据存储装置，该数据存储装置用于存储由在将光束扫描至屏幕时的一个或多个失真所导致的、与屏幕上的光束的位置有关的、至少一个光束的预定空间变化的数据。在操作中，除了调整用于呈现图像的光学脉冲的光学能量之外，信号调制控制器还基于被存储的与光束的预定空间变化相关的数据调整该至少一条光束的光学脉冲的光学能量，以减少显示在屏幕上的图像中的一个或多个失真。在某些实施中，与屏幕上的光束的位置有关的光束的预定空间变化包括当光束扫描通过屏幕上的不同位置时屏幕上的光束的光束点大小的变化。该光束点大小变化还可能改变观察者所感知的光束点亮度，并因此导致从一个位置到另一个位置的屏幕亮度的不期望的变化。在某些系统实施中，光束点大小的变化是局部的，并且不显著延伸至屏幕上的相邻光束点。在这种情况下，一种通过屏幕上的扫描线的位置来抵消这种光束点大小变化的方法是当屏幕上的光束点大小增加时增加光学脉冲的光学能量和/或当屏幕上的光束点大小减少时减少光学脉冲的光学能量。然而，在某些实施中，光束点大小的变化可能导致在两条相邻扫描线上或者在同一条扫描线上的两个相邻光束点几乎重叠或实际重叠，从而导致所感知的亮度增加。为了缓解这种与屏幕上的扫描光束的位置有关的光束点大小的变化，当在两个相邻光束点几乎重叠或实际重叠的区域由于光束大小的改变而使屏幕上的光束点大小增加时，可减少光学脉冲的光学能量。因此，可以基于扫描光束的位置以及该位置处的预定失真信息在光束扫描期间调整至少一条光束的光学脉冲的光学能量，以减少不期望的亮度变化。例如，可使用信号调制控制器控制信号调制，从而在光束扫描期间向光学脉冲的光学能量提供依赖于位置的调整。再例如，可以调整光源(诸如产生扫描光束的激光器)的光学能量，从而在光束扫描期间向光学脉冲的光学能量提供这种依赖于位置的调整。无论是增加还是减少，具体位置处的光束的光学能量取决于与所感知的与局部亮度有关的特定局部状态。局部状态可以包括屏幕上的光束点的局部失真、以及或者屏幕上的两条相邻扫描线上或者同一条扫描线上的两个相邻光束点之间的紧密度。图17示出可以影响屏幕上的屏幕亮度的均勻性的屏幕上的多个光束效果的示例。以屏幕上的光学脉冲所产生的三行光束点(行A、行B和行C)的形式示出了三条水平扫描线。行A是扫描光束中的光学脉冲所产生的沿着水平扫描的相对对称的光束点的示例。 如Xl所指示，行B是沿着竖直方向具有伸长的形状的扫描光束所产生的光束点的示例。由于具有伸长的形状，因此沿着水平扫描线的行B光束点更加靠近沿着竖直方向的相邻的水平线，例如行A。这两条相邻水平扫描线之间的靠近导致局部图像比行B与行C之间的区域中的图像更亮，行B与行C彼此的间隔大于行A与行B的间距。屏幕亮度的这种基于位置的变化是不期望的并且可以使用本文件中所公开的屏幕亮度的局部调光来缓解。图17还示出可能的不均勻亮度状态的其它示例。如X2所标记，屏幕上的光束点的不对称形状可以产生光束亮度的特有阴影。X2所标记的光束点具有不均勻的亮度，其中，沿着竖直方向，光束点在蛋形光束点底部附近比在蛋形光束点顶部更亮。该光束效果不利地影响任何一侧的行上的亮度的均勻性。另一个示例由X3标记，其中，位于水平扫描线中的特定位置的光束点与位于相同水平线上的其它光束点不同。这可能由多种因素中的一种导致，例如，导致移动或不均勻的亮度点的反射表面或透镜其中之一的异常，同样基于其对所讨论的点的任何一侧的行上的点的接近程度，可能导致更亮或更暗的亮度情况。本文件中所述的局部调光可以缓解这些影响。在某些实施中，与屏幕上的光束的位置有关的光束的预定空间失真包括在屏幕上扫描一条或多条光束所产生的两条相邻扫描线之间的距离的变化。这可能由多种原因导致，诸如用于在屏幕上扫描一条或多条光束的多面体扫描器的塔差，或在光束到达屏幕之前由一个或多个光学透镜导致的光学失真。在操作中，信号调制控制器可以当通过在屏幕上扫描一条或多条光束而产生的两条相邻扫描线之间的间隔减少时减少光学脉冲的光学能量，并且在通过在屏幕上扫描一条或多条光束而产生的两条相邻扫描线之间的间隔增加时增加光学脉冲的光学能量。光束在屏幕上不同位置的不期望的空间失真可能由系统中的多种因素导致。例如，在图3A和:3B中，二维扫描透镜360 (可以是f-theta透镜)可以表现出沿着两个正交的扫描方向的光学失真，这导致屏幕上的光束位置描绘出曲线。更具体地，扫描透镜360(可以包括多于一个透镜)可以固有地具有光学失真，该光学失真改变扫描光束在进入扫描透镜360时的入射角和入射位置。扫描光例如由水平扫描器(诸如多面体扫描器)沿着水平方向扫描，并且例如由竖直扫描器(诸如电流计镜)沿着竖直方向扫描。扫描透镜360中的光学失真可以导致屏幕101上的光束位置的轨迹为曲线，而不是直水平扫描线。这常被称为水平弯曲失真。类似地，扫描透镜360中的光学失真可以导致屏幕101上的在理想状态下形成笔直的竖直线的光束位置反而形成弯曲的竖直线。成像透镜组件的该部分光学失真又被称为竖直弯曲失真。由于电流计镜340和多面体扫描器350在两条正交轴上进行扫描所产生的复合角，故由扫描透镜360导致的失真既沿水平方向又沿竖直方向呈现。这种失真使显示图像劣化，因此是不期望的。图18示出位于扫描光学模块(例如，多面体350和电流计镜340)与屏幕101之间的光学路径上的二维f-theta透镜所导致的竖直和水平弯曲失真的示例。如图所示，当光相对于扫描透镜的入射角增加时，各方向上的弯曲失真从屏幕中央朝着屏幕边缘增加。一种缓解弯曲失真问题的方法是设计扫描透镜从而将失真降低至可接受范围内。 这种光学方法可能需要具有多个透镜元件的复杂的透镜组件配置。复杂的多个透镜元件可能导致最终透镜组件远离期望的f-theta状态，因此可能损害光学扫描性能。当对失真的忍耐性下降时，常常增加组件中透镜元件的数量。因此，在两个方向上都具有可接受弯曲失真的透镜组件可以包括具有复杂集合形状的多个透镜元件。因为弯曲失真同时存在于两个方向上，所以透镜元件必须在两个方向上都具有合适的形状。图19示出屏幕上的被测图像的具有光学弯曲失真的像素位置图的示例。由扫描透镜组件导致的竖直和水平弯曲失真的影响能够被测量。基于被测失真，例如光束点间隔变化，可以调整光学脉冲的光学能量，从而克服由被测失真导致的屏幕亮度的不均勻性。数字或电子失真修正技术可以用于扫描光束显示系统。基于被测的扫描透镜的弯曲失真，将被调制至扫描光束上的图像信号数字地或电子地变形，以使得当图像被显示在屏幕上时消除该扫描透镜的弯曲失真。通过在各水平扫描期间控制扫描光束中的激光脉冲的时机，可以实现扫描透镜的竖直弯曲失真的数字修正。这是因为屏幕101上的激光脉冲的水平位置可以由各水平扫描期间的激光脉冲的时机控制。脉冲时机的延时可以导致屏幕上的激光脉冲的相应位置在空间上沿着水平扫描方向向下游转移。反之，脉冲时机的提前可以导致屏幕上的激光脉冲的相应位置在空间上沿着水平扫描方向向上游转移。可以通过控制扫描光束中的光学脉冲的时机来电子地或数字地控制屏幕上的激光脉冲在水平方向上的位置。尤其，可以当像素的位置在水平方向上移动时处理竖直弯曲失真。因此，可以控制扫描光束中的脉冲的时机，从而将各光学脉冲引导至减少或抵消由扫描透镜的竖直弯曲失真导致的光束的水平位移的位置。通过基于水平弯曲失真而使图像数据重新成像，可以利用不同的数字控制来修正这些失真。如图19中的示例所示，对于给定的扫描系统，屏幕上的图像失真图可以被测量。 测得的图像失真图的数据可以存储在激光器模块110中的信号调制控制器的扫描引擎或数字处理器的存储器中，例如图10中的存储器单元1022。可以对数字处理进行编程以使用被测图像失真图来计算图像扭曲。基于在与初始像素位置不同的像素位置处扭曲成预失真图像数据的计算出的图像，对为理想和无失真的扫描透镜产生的输入图像数据进行重新映射，从而当重新映射的图像数据被读出以供显示时，像素亮度出现在屏幕上的正确位置。图像数据的这种以像素到像素为基础的重新映射可以通过多种图像扭曲技术实现，例如，通过在线间使用线性亮度插值来在屏幕上产生最小视觉噪声。基于上述技术和其它技术的像素重新映射在修正水平弯曲失真中可以是有效的。上述数字修正方法基本上为屏幕上的失真图像产生新的图像数据，从而消除了扫描模块中的光学失真以及包括由扫描透镜360导致的失真在内的光学影响。随后激光束被调制为具有被修改的图像数据，从而在屏幕上显示图像。由于被修改图像数据中的固有失真，屏幕上的最终图像的光学失真被消除或最小化。在另一实施例中，由于多面体扫描器的不同的面产生的相邻扫描线之间的变化的间隔，故多面体扫描器中的塔差还可以导致被显示图像上的亮度异常。因为多面体镜上的不同的镜面不能相对于多面体扫描器的旋转轴精确地位于同一个方向(例如，竖直方向)， 所以不同的面可以将同一条光束引导至不同的竖直方向。一个面与另一个面之间的这种偏差是被认为是塔差，并且可以导致由多面体扫描器的不同面扫描的不同水平线的竖直位置上的误差。塔差可以使屏幕上的图像质量劣化。当多面体不具有塔差时，如果竖直扫描镜在竖直方向上工作于恒定扫描速度，则由不同面扫描的屏幕上的多条水平线等间距。然而， 如果多面体扫描器具有塔差，则当竖直扫描器在竖直方向上工作于恒定扫描速度时，来自不同面的屏幕上的水平线具有不等的间距。两条相邻水平扫描线的线间距的变化取决于多面体扫描器的相应的相邻面的方向的不同。这种不均勻的线间距可以使显示的图像失真， 并且使图像质量(诸如显示在屏幕上的图像的颜色、分辨率、图像亮度的均勻性和其它质量因素)劣化。图20A和20B示出多面体扫描器中的塔差在如图4所示的多个扫描光束被同时扫描时的影响。如果多面体不具有塔差，则不同的光束在它们被指定的竖直位置被同时扫描以产生具有均勻的竖直间距的平行水平扫描线。由于竖直扫描，各水平线不完全水平并且是歪斜的。图20A示出通过不具有塔差的多面体的不同的连续面对激光器的单个激光束的扫描。图20B示出，当多面体具有塔差时，多面体的连续面上的水平扫描将会具有不均勻的竖直间距。如上所述，可以对扫描至屏幕上的光束的光学能量进行调整，从而使改变该线间距而使图像亮度的不期望的变化最小化。例如，当一行光束接近相邻光束时，可以在该行接近另一个时减少该行光束或另一行光束的强度，从而不使局部区域变亮，随后当光束行运动至更远处时，可以将光束强度增加回其普通状态。图21还示出被测图像的像素位置屏幕上的映射的另一个示例。与图18不同，屏幕下部的水平弯曲失真比竖直弯曲失真更为明显。由于本示例中的光学系统中的特定失真， 屏幕上的像素在被标记的屏幕左下部比被标记的屏幕中下部间隔得更加稀疏，从而在不基于位置调整光学脉冲的光学能量的情况下，屏幕中下部的亮度大于被标记的左下部。本文件中所描述的局部调光可用于基于屏幕中的已知失真调整光学能量以减少屏幕亮度的不均勻性。在图21所示的示例中，直水平线2100在被显示图像的底部附近被示出，作为“理想的”水平扫描线的示例。然而，该特定系统中的失真导致屏幕底部附近的各扫描线如图所示弯曲。因此，在屏幕底部附近的区域中，难以通过扫描由给定激光器产生的光束来直接产生这种直水平扫描线。因此，本示例中的失真会使直线弯曲，弯曲的线又进而导致不同位置的光束点之间的间隔变化，从而导致屏幕亮度的变化。重新映射技术可用于处理曲线的失真。在直水平线2100上，位置2111、2121和 2131分别是最后三条线2110、2120和2130由于失真而弯曲的位置。在这种情况下，重新映射可通过在弯曲的扫描线上选择光束点的位置来在屏幕上产生直线2100以形成直线 2100。在水平线2100的示例中，弯曲扫描线2110上的光束点被用来形成不同的水平直线。例如，弯曲扫描线2110上的光束点2111被用来形成直线2100的点。弯曲扫描线2110 上的其它光束点可以或者用来显示图像或者被关闭。例如，弯曲扫描线2110上的光束点 2112在显示器工作期间保持黑暗，这是因为，在该示例中，其由于屏幕底部附近的失真而落到了最后的直线2100的下方。弯曲扫描线2110上的光束点2113可以用作用于在屏幕上的线2100上方呈现不同水平线的光束点。尤其，水平线2100由产生于不同的弯曲扫描线的光束点形成，例如，光束点2121由弯曲扫描线2120产生，而光束点2131由弯曲扫描线2130 产生。这种重新成像被数字地执行并且不需要对硬件作出改动。局部调光被应用至重新成像的光束点，在光束扫描期间基于扫描光束的位置以及该位置的预定失真信息调整光学脉冲的光学能量，以减少不期望的亮度变化。光束亮度的不均勻性控制可以用于结合上述失真修正技术进一步改善整个屏幕上的图像亮度的任何剩余的异常。在扫描期间，相对于屏幕上的一条或多条扫描光束的位置调整一条或多条光束的光学脉冲的光学能量，从而在屏幕上呈现图像。此外，基于由将光束扫描至屏幕上时的一个或多个失真导致的、与屏幕上的光束的位置有关的光束的预定空间变化调整各光束的光学脉冲的光学能量，从而减少显示在屏幕上的图像中的一个或多个失真。在用于每个激光器的上述竖直伺服反馈控制中，可以为产生多个扫描光束的多个激光器中的每个激光器提供激光致动器。各致动器用于响应伺服反馈以调整激光束的竖直方向，并用于将光束沿着屏幕上的荧光条纹置于所期望的竖直光束位置。图22示出了接合到瞄准仪透镜2230的激光致动器2240的一个示例，该瞄准仪透镜2230置于激光二极管 2210的前面，以瞄准由激光器2210产生的激光束。用于光束投射和光束扫描的模块2250 将从瞄准仪透镜2230输出的瞄准的光束扫描并投射到屏幕101上，其中模块2250包括电流计镜340、多面体扫描器350和扫描透镜360或380。激光二极管2210、瞄准仪透镜2230 和透镜致动器2240被安装在激光器安装件2220上。透镜致动器2240能够沿着基本上垂直于激光束的竖直方向调整瞄准仪透镜2230的竖直位置。瞄准仪透镜2230的这种调整改变激光束的竖直方向，从而改变屏幕101上的竖直光束位置。如上所述，光学失真还可以由屏幕上的光束点大小的变化导致。缓解该影响的一个示例是调整光学脉冲的光学能量，以克服由屏幕上的光束点大小的变化导致的亮度变化。可选地，可以测量屏幕上的光束点大小图，并且可以在光束扫描期间调整光束大小，以克服失真导致的光束大小的变化。在图22中，透镜致动器2240可以被控制为沿着激光束的传播方向移动至瞄准仪透镜2230的位置，从而可以调整瞄准仪透镜2230在屏幕101上的激光束上的聚焦。该调整可以改变屏幕101上的光束点大小。此外，光学脉冲的光学能量和光束大小均可以在光束扫描期间被调整，以减少屏幕不同位置处的屏幕亮度的变化。图23示出两条相邻线之间的间隔的空间变化及其对屏幕亮度的影响。图23顶部的两条扫描线在屏幕中央附近彼此接近而在屏幕边缘附近彼此远离。该间距变化导致屏幕中央附近的亮度大于屏幕边缘附近的亮度。图23底部的两条线在屏幕边缘附近彼此靠近而在屏幕中央附近彼此远离。该间距变化导致屏幕边缘附近的亮度大于屏幕中央附近的亮度。在不进行修正的情况下，屏幕亮度可以显示出使图像质量劣化的可见空间变化。图24A和24B示出具有图23中所示的线间距变化的屏幕上的光束点的照片。图 24A示出了没有对扫描光束的光学能量施加修正时的不均勻的屏幕亮度。图24B示出了施加局部调光以调整扫描光束的光学能量时的改善的屏幕亮度均勻性。在图4所示的扫描模式中，沿着光源与屏幕之间的光学路径的光学失真可以导致两个相邻竖直屏幕段之间的间隔变化，并导致两个相邻屏幕段之间的间隔不同于屏幕段内的相邻线之间的线距。这种情况显著地影响屏幕的空间均勻性。图4示出最后的水平扫描线(N)与下一个屏幕段的第一水平扫描线(N+1)之间的段间间隔(d)。由于各种因素，段间间隔(d)可以或者大于或者小于由单个屏幕段内的不同扫描光束产生的相邻水平线之间的间隔。同样，两个相邻屏幕段之间的边界处的屏幕亮度可以暗于或亮于该屏幕段的亮度。本发明的局部调光可用于对屏幕段的最后扫描线和下一个相邻屏幕段的第一扫描线处的光束的光学能量进行调整，从而减少两个相邻屏幕段的边界处的亮度变化的可见性。文中所述的局部调光的主题和功能性操作的实施方式可以被实施在数字电路中、 明确具现的计算机软件或固件中、硬件中，包括本说明书中所公开的结构及其结构化等同， 或它们中的一种或多种的结合。本说明书中所描述的主题的实施方式可以被实施为一种或多种计算机程序，即，用于由数据处理设备执行或用于控制数据处理设备的运行的编码在计算机存储媒介上的计算机程序指令的一个或多个模块。可选地或附加地，程序指令可以编码在被传播信号上，被传播信号是人工生成的信号，例如，机器生成的电信号、光信号、或电磁信号，该信号被生成以编码信息以传输至合适的接收器设备以供数据处理设备执行。 计算机存储媒介可以是机器可读存储装置、机器可读存储基体、随机或串行存取存储装置、或以上各项中的一种或多种的组合。术语“数据处理设备”包含用于处理设备的所有类型的设备、装置和机器，包括例如可编程处理器、计算机、或多个处理器或计算机。该设备可以包括专用逻辑电路，例如 FPGA(现场可编程逻辑门阵列)或ASIC(特定用途集成电路)。除了硬件，该设备还可以包括为所讨论的计算机程序生成执行环境的代码(例如，构成处理器固件的代码)、协议栈、 数据库管理系统、操作系统、或其中一种或多种的组合。计算机程序(也可以称为程序、软件、软件应用程序、脚本、或代码)能够以任何形式的编程语言编写，包括编译性或解释性语言、或声明性或程序性语言，并且其可以被部署为任何形式，包括作为单独的程序或作为模块、组件、子程序、或适用于计算环境的其它单元。计算机程序可以但不必对应于文件系统中的文件。程序可以存储在保存其它程序或数据(例如，存储在标记语言文档中一个或多个脚本)的文件的一部分中、服务于所讨论程序的单个文件中、或多个同等级的文件(例如存储一个或多个模块、子程序、或部分代码)中。 计算机程序可以被部署为在一个计算上或位于一个地点或分布在多个地点并由通信网络相互连接的多个计算机上执行。本说明书中所述的过程和逻辑流程可以由一个或多个可编程处理器完成，可编程处理器执行一个或多个计算机程序，从而通过对输入数据进行操作并产生输出。该过程和逻辑流程还可以通过专用逻辑电路(例如FPGA(现场可编程逻辑门阵列)或ASIC(特定用途集成电路))来完成，并且该设备还可以被实施为专用逻辑电路，例如FPGA(现场可编程逻辑门阵列)或ASIC (特定用途集成电路)。适于执行计算机程序的处理器包括，例如，通用和专用微处理器、以及任何类型的数字计算机的一个或多个处理器。通常，处理器将接收来自只读存储器或随机存取存储器或来自二者的指令和数据。计算机的基本元件是用于完成或执行指令的处理器、以及用于存储指令和数据的一个或多个储存装置。通常，计算机还将包括一个或多个用于存储数据的大容量存储装置(例如磁盘、磁光盘、或光盘)，或可操作地联接以接收来自一个或多个用于存储数据的大容量存储装置(例如磁盘、磁光盘、或光盘)的数据或将数据传送至一个或多个用于存储数据的大容量存储装置(例如磁盘、磁光盘、或光盘)。然而，计算机不必具有这种装置。此外，计算机可以嵌入另一个装置，例如，移动手机、个人数字助手(PDA)、移动音频或视频播放器、游戏主机、全球定位系统(GPQ接收器、或便携式存储装置(例如通用串行总线(USB)快闪驱动器)，以上只是其中的一小部分。适于存储计算机程序指令和数据的计算机可读媒介包括所有形式的非易失性存储器、媒介和存储器装置，包括例如半导体存储器装置，例如，EPR0M、EEPR0M、和快闪存储器装置；磁盘，例如，内部硬盘或可移动磁盘；磁光盘；以及⑶ROM和DVD-ROM磁盘。处理器和存储器可以通过专用逻辑电路进行补充，或并入专用逻辑电路中。为了提供与用户的交互，本说明书中所描述的主题的实施方式可以在计算机上实施，计算机具有向用户显示信息的显示装置，例如，CRT(阴极射线管)或LCD(液晶显示)监视器；以及键盘和指点装置，例如鼠标或轨迹球，用户可以键盘和指点装置向计算机提供输入。其它类型的装置也可以用来提供与用户的交互；例如，提供给用户的反馈可以是任何形式的感觉反馈，例如，视觉反馈、听觉反馈、或触觉反馈；并且来自用户的输入能够以任何形式被接收，包括声音的、语言、或触觉输入。此外，计算机可以通过向用户所使用的装置发送文档以及从该装置接收文档来与用户进行交互；例如，通过响应从网页浏览器接收的请求向用户的客户端装置上的网页浏览器发送网页。本说明书中所描述的主题的实施方式可以在计算系统中实施，计算系统包括后端组件(例如，作为数据服务器)，或中间组件(例如，应用服务器)，或前端组件(例如，具有图形用户界面或网页浏览器的客户端计算机，用户可以通过图形用户界面或网页浏览器与本说明书中所描述的主题的实施进行交互)，或该后端组件、中间组件或前端组件中的一种或多种的任意组合。该系统的组件可以通过任何数字数据通信的形式或媒介(例如通信网络)互联。通信网络的示例包括局域网(“LAN”)和广域网(“WAN”)，例如，互联网。计算系统可以包括客户端和服务器。客户端和服务器通常远离彼此并且通常依靠通信网络进行交互。客户端和服务器的联系依靠运行在相应计算机上并使彼此具有客户端-服务器联系的计算机程序产生。虽然本文件包含许多具体细节，这些细节不应被解释为对任何发明或所要求内容的范围的限制，而是作为针对具体实施方式
的特征的描述。本文件中根据单独的实施方式而描述的某些特征也可以结合单个实施方式实施。相反，根据单个实施方式而描述的多种特征也可以在多个实施方式中单独地或通过任何变形实施。此外，虽然特征可能被描述为作用于某些组合或者是如最初所要求保护的，但是在某些情况下，所要求保护的组合中的一个或多个特征可以从该组合剥离，并且所要求保护的组合可以意在保护其子组合或子组合的变体。仅公开了少量实施。基于本文件所描述和所示出的内容，可以制造所公开实施的变体和增强体和其它实施。
2权利要求
1.用于控制在扫描光束显示系统中显示的图像的方法，包括将光学脉冲的一个或多个光学光束扫描到屏幕上，以在所述屏幕上显示由所述光学脉冲携带的图像；在所述扫描的过程中，相对于所述屏幕上所述一个或多个扫描光学光束的位置对所述一个或多个光学光束的光学脉冲的光学能量进行调整，以在所述屏幕上呈现所述图像；以及在所述扫描的过程中，除了对所述光学脉冲的光学能量进行调整以呈现所述图像之外，还基于由在将所述光学光束扫描到所述屏幕上期间的一个或多个失真引起的、与所述屏幕上所述光学光束的位置相关的所述光学光束的预定空间变化，对所述至少一个光学光束的光学脉冲的光学能量进行调整，以减少显示在所述屏幕上的所述图像中的所述一个或多个失真。
2.如权利要求1所述的方法，其中与所述屏幕上所述光学光束的位置相关的所述光学光束的预定空间变化包括与所述光学光束扫描通过所述屏幕上的不同位置时所述屏幕上所述光学光束的光束斑点尺寸的变化的相关性。
3.如权利要求2所述的方法，其中基于所述屏幕上所述光学光束的光束斑点尺寸的变化对所述至少一个光学光束的光学脉冲的光学能量的调整包括随着所述屏幕上所述光束斑点尺寸的增加而减少光学脉冲的光学能量。
4.如权利要求1所述的方法，其中与所述屏幕上所述光学光束的位置相关的所述光学光束的预定空间变化包括通过在所述屏幕上扫描所述一个或多个光学光束而产生的两个相邻扫描线之间间隔的变化。
5.如权利要求4所述的方法，其中与所述屏幕上所述光学光束的位置相关的所述光学光束的预定空间变化包括通过在所述屏幕上扫描所述一个或多个光学光束而产生的两个相邻扫描线之间间隔的变化，所述间隔的变化是由多面体扫描器中的塔差引起的，所述多面体扫描器用于在所述屏幕上扫描所述一个或多个光学光束。
6.如权利要求4所述的方法，其中与所述屏幕上所述光学光束的位置相关的所述光学光束的预定空间变化包括通过在所述屏幕上扫描所述一个或多个光学光束而产生的两个相邻扫描线之间间隔的变化，所述间隔的变化是由所述一个或多个光学光束中每一个的光学路径中的一个或多个光学透镜引起的。
7.如权利要求4所述的方法，其中基于通过在所述屏幕上扫描所述一个或多个光学光束而产生的两个相邻扫描线之间间隔的变化对所述至少一个光学光束的光学脉冲的光学能量的调整包括当通过在所述屏幕上扫描所述一个或多个光学光束而产生的两个相邻扫描线之间所述间隔减少时，减少光学脉冲的光学能量；以及当通过在所述屏幕上扫描所述一个或多个光学光束而产生的两个相邻扫描线之间所述间隔增加时，增加光学脉冲的光学能量。
8.如权利要求1所述的方法，包括沿着被扫描在所述屏幕上的一个光学光束的扫描路径在所述屏幕上提供光学参考标记，以产生指示所述光学光束被扫描在所述屏幕上时的位置的光的光学信号；检测指示所述光学光束的位置的光的光学信号，以获得所述光学光束在所述光学参考标记处的的位置和时间；以及使用所述光学光束在所述光学参考标记处的位置和时间，控制对所述光学脉冲的光学能量进行调整以呈现所述图像的时间、以及控制基于由在将所述光学光束扫描到所述屏幕上期间的一个或多个失真引起的与所述屏幕上所述光学光束的位置相关的所述光学光束的预定空间变化对所述至少一个光学光束的光学脉冲的光学能量进行调整的时间。
9.如权利要求8所述的方法，其中所述光学参考标记是线开始参考标记，所述线参考标记位于所述屏幕上的外围区域中，所述外围区域在显示所述图像的图像显示区域之外；以及每个光学光束在到达所述屏幕的所述图像显示区域之前，均扫描经过所述线开始参考标记。
10.如权利要求8所述的方法，其中所述光学参考标记是线结束参考标记，所述线参考标记位于所述屏幕上的外围区域中，所述外围区域在显示所述图像的图像显示区域之外；以及每个光学光束在到达所述线结束参考标记之前，均扫描经过所述屏幕的所述图像显示区域。
11.如权利要求8所述的方法，其中使用数据存储装置存储由在将所述光学光束扫描到所述屏幕上期间的一个或多个失真引起的、与所述屏幕上所述光学光束的位置相关的所述光学光束的预定空间变化的数据；以及当获得所述光学光束在所述光学参考标记处的位置和时间时，将获得的所述光学光束在所述光学参考标记处的位置和时间用作引导，以获取已存储的所述光学光束的预定空间变化的数据、并执行呈现所述图像的对所述光学脉冲的光学能量的调整以及基于所述屏幕上所述光学光束的预定空间变化对所述至少一个光学光束的光学脉冲的光学能量的调整。
12.如权利要求1所述的方法，包括基于与所述屏幕上所述光学光束的位置相关的所述光学光束的预定空间变化，对至少一个光学光束的光学脉冲的光束尺寸和光学能量进行调整，以减少显示在所述屏幕上的所述图像中的所述一个或多个失真。
13.显示系统，包括一个或多个光源，产生一个或多个光学光束；信号调制控制器，与所述一个或多个光源通信，以使所述一个或多个光学光束被调制为携带待显示的图像的光学脉冲；屏幕，接收所述一个或多个光学光束以显示由所述光学光束携带的图像；以及光学扫描模块，将所述一个或多个光学光束扫描到所述屏幕上，其中， 所述信号调制控制器包括存储所述待显示的图像的数据的图像数据存储装置，并且相对于所述屏幕上所述一个或多个光学光束的位置对所述一个或多个光学光束的光学脉冲的光学能量进行调整，以在所述屏幕上呈现所述图像，并且所述信号调制控制器包括数据存储装置，用于对由在将所述光学光束扫描到所述屏幕上期间的一个或多个失真引起的、与所述屏幕上所述光学光束的位置相关的每个光学光束的预定空间变化的数据进行存储，并且，出了调整所述光学脉冲的光学能量以呈现所述图像之外，所述信号调制控制器还基于由在将所述光学光束扫描到所述屏幕上期间的一个或多个失真引起的、与所述屏幕上所述光学光束的位置相关的所述光学光束的预定空间变化，对所述至少一个光学光束的光学脉冲的光学能量进行调整，以减少显示在所述屏幕上的所述图像中的所述一个或多个失真。
14.如权利要求13所述的系统，其中与所述屏幕上所述光学光束的位置相关的所述光学光束的预定空间变化包括在所述光学光束被扫描通过所述屏幕上的不同位置时，所述屏幕上所述光学光束的光束斑点尺寸的变化。
15.如权利要求14所述的系统，其中当所述屏幕上所述光束斑点尺寸增加时，所述信号调制控制器减少光学脉冲的光学能量；当所述屏幕上所述光束斑点尺寸减少时，所述信号调制控制器增加光学脉冲的光学能量。
16.如权利要求13所述的系统，其中与所述屏幕上所述光学光束的位置相关的所述光学光束的预定空间变化包括通过在所述屏幕上扫描所述一个或多个光学光束而产生的两个相邻扫描线之间间隔的变化。
17.如权利要求16所述的系统，其中与所述屏幕上所述光学光束的位置相关的所述光学光束的预定空间变化包括通过在所述屏幕上扫描所述一个或多个光学光束而产生的两个相邻扫描线之间间隔的变化，所述间隔的变化是由多面体扫描器中的塔差引起的，所述多面体扫描器用于在所述屏幕上扫描所述一个或多个光学光束。
18.如权利要求16所述的系统，其中与所述屏幕上所述光学光束的位置相关的所述光学光束的预定空间变化包括通过在所述屏幕上扫描所述一个或多个光学光束而产生的两个相邻扫描线之间间隔的变化，所述间隔的变化是由一个或多个光学透镜引起的，所述一个或多个光学光束在到达所述屏幕前通过所述一个或多个光学透镜。
19.如权利要求16所述的系统，其中当通过在所述屏幕上扫描所述一个或多个光学光束而产生的两个相邻扫描线之间所述间隔减少时，所述信号调制控制器减少光学脉冲的光学能量；当通过在所述屏幕上扫描所述一个或多个光学光束而产生的两个相邻扫描线之间所述间隔增加时，所述信号调制控制器增加光学脉冲的光学能量。
20.如权利要求13所述的系统，其中所述屏幕包括沿着被扫描在所述屏幕上的一个光学光束的扫描路径的光学参考标记， 以产生指示所述光学光束被扫描在所述屏幕上时的位置的光的光学信号，所述系统包括在所述屏幕外设置的光学检测器，所述光学检测器收集指示所述光学光束的位置的光的光学信号的光，并且将所述收集的光转换成检测器信号，所述检测器信号包括所述光学光束在所述光学参考标记处的位置和时间，以及所述信号调制控制器使用所述光学光束在所述光学参考标记处的位置和时间，控制对所述光学脉冲的光学能量进行调整以呈现所述图像的时间、以及控制基于由在将所述光学光束扫描到所述屏幕上期间的一个或多个失真引起的与所述屏幕上所述光学光束的位置相关的所述光学光束的预定空间变化对所述至少一个光学光束的光学脉冲的光学能量进行调整的时间。
21.如权利要求20所述的系统，其中所述光学参考标记是线开始参考标记，所述线参考标记位于所述屏幕上的外围区域中，所述外围区域在显示所述图像的图像显示区域之外；以及每个光学光束在到达所述屏幕的所述图像显示区域之前，均扫描经过线开始参考标记。
22.如权利要求20所述的系统，其中所述光学参考标记是线结束参考标记，所述线参考标记位于所述屏幕上的外围区域中，所述外围区域在显示所述图像的图像显示区域之外；以及每个光学光束在到达所述线结束参考标记之前，均扫描经过所述屏幕的所述图像显示区域。
23.如权利要求13所述的系统，其中所述屏幕包括发光区域，所述发光区域吸收所述一个或多个光学光束的光，以发出形成所述图像的可见光。
24.如权利要求13所述的系统，其中所述一个或多个光束中的每一个都是可见颜色的光束，以及所述屏幕通过使用所述一个或多个光束中的每一个的所述可见颜色的光呈现所述图像，而不发出新的光。
25.如权利要求13所述的系统，其中所述信号调制控制器被配置以基于已存储的所述光学光束的所述预定空间变化的数据，对至少一个光学光束的光学脉冲的光束尺寸和光学能量进行调整，以减少显示在所述屏幕上的所述图像中的所述一个或多个失真。
26.用于控制在扫描光束显示系统中显示的图像的方法，包括将光学脉冲的一个或多个光学光束扫描到屏幕上，以在所述屏幕上显示由所述光学脉冲携带的图像；在所述扫描的过程中，相对于所述屏幕上所述一个或多个扫描光学光束的位置调整所述一个或多个光学光束的光学脉冲的光学能量，以在所述屏幕上呈现所述图像，其中，通过扫描不同的光学光束产生的光束斑点被用于形成用于形成所述图像的至少一个扫描线，并且通过扫描至少一个光学光束产生的不同光束斑点被用于形成用于形成所述图像的不同的扫描线；以及在所述扫描过程中，除了调整所述光学脉冲的光学能量以呈现所述图像之外，还调整一个或多个光学光束的光学脉冲的光学能量，以减少显示在所述屏幕上的所述图像中的亮度变化。
27.如权利要求沈所述的方法，其中与所述屏幕上所述光学光束的位置相关的所述光学光束的预定空间变化包括与所述光学光束扫描通过所述屏幕上的不同位置时所述屏幕上所述光学光束的光束斑点尺寸的变化的相关性、或者与所述屏幕上的光束斑点之间的间隔的相关性。
28.用计算机指令编码的计算机存储介质，所述计算机指令在由一个或多个数据处理装置执行时使所述一个或多个数据处理装置执行以下操作将光学脉冲的一个或多个光学光束扫描到屏幕上，以在所述屏幕上显示由所述光学脉冲携带的图像；在所述扫描的过程中，相对于所述屏幕上所述一个或多个扫描光学光束的位置对所述一个或多个光学光束的光学脉冲的光学能量进行调整，以在所述屏幕上呈现所述图像；以及在所述扫描过程中，除了对所述光学脉冲的光学能量进行调整以呈现所述图像之外， 还基于由在将所述光学光束扫描到所述屏幕上期间的一个或多个失真引起的、与所述屏幕上所述光学光束的位置相关的所述光学光束的预定空间变化，对所述至少一个光学光束的光学脉冲的光学能量进行调整，以减少显示在所述屏幕上的所述图像中的所述一个或多个失真。
29.如权利要求观所述的计算机存储介质，其中，所述计算机指令使所述一个或多个数据处理装置执行的操作还包括基于存在于所述一个或多个光学光束中的失真，将所述图像的图像数据映射到所述屏幕上的光束斑点，以减少所述失真的影响。
全文摘要
提供了用于控制在扫描光束显示系统中显示的图像的方法和相应的显示系统，以对至少一个光学光束的光学能量使用局部调光，从而使屏幕上的不均匀图像亮度最小化。光束扫描期间的这种局部调光是基于(1)扫描光学光束的位置和(2)该位置处的预定失真信息，通过在扫描期间调整至少一个光学光束的光学能量来实现的。
文档编号G02B26/12GK102279466SQ201110159768
公开日2011年12月14日 申请日期2011年6月8日 优先权日2010年6月8日
发明者罗杰·A·哈贾 申请人:Prysm公司