显示系统的制作方法

该文件涉及扫描束显示系统。

背景技术：

1、在扫描束显示系统中，可以使光束在屏幕上进行扫描以在屏幕上形成图像。某些显示系统，例如某些激光显示系统，使用具有多个反射小面的多面体扫描仪来提供水平扫描，并使用竖向扫描镜(例如振镜驱动镜)来提供竖向扫描。在操作中，当多面体扫描仪进行旋转以改变小面的取向和位置时，多面体扫描仪的一个小面扫描一条水平线，而下一个小面扫描下一条水平线。水平扫描和竖向扫描彼此同步以在屏幕上投射图像。

技术实现思路

1、描述了提供包括组成显示区域的显示屏幕的技术和显示系统的示例和实现方式，其中每个显示区域由单独的扫描束引擎来寻址。

2、在一个方面，显示系统包括：显示屏幕；光源，所述光源用于产生根据图像数据调制的光束；以及束扫描模块，所述束扫描模块用于接收所述光束并将所述光束引导到所述显示屏幕的相关联的显示区域上，所述束扫描模块包括：谐振扫描镜，所述谐振扫描镜被配置为使所述光束在所述相关联的显示区域上沿着第一扫描方向进行扫描；以及多面体扫描镜，所述多面体扫描镜被配置为使所述光束在所述相关联的显示区域上沿着第二扫描方向进行扫描，所述多面体扫描镜具有多个小平面，其中，所述束扫描模块被配置为：针对所述多个小面中的第一小面，使所述光束遵循包括多个第一扫描线的路径，所述多个第一扫描线主要沿着所述第一方向延伸并且沿着所述第二方向间隔开；并且对于所述多个小面中的第二小面，使所述光束遵循包括多个第二扫描线的路径，所述多个第二扫描线主要沿着所述第一方向延伸并且沿着所述第二方向间隔开；所述多个第一扫描线与所述多个第二扫描线相互交错。

3、在另一个方面，显示系统包括：显示屏幕；光源，该光源用于生成待根据图像数据调制的光束；以及束扫描模块，该束扫描模块用于接收所述光束并将所述光束引导到显示屏幕的相关联的显示区域上。所述束扫描模块包括：谐振扫描镜，该谐振扫描镜被配置为使光束在相关联的显示区域上沿着第一扫描方向进行扫描；以及多面体扫描镜，该多面体扫描镜用于使光束在相关联的显示区域上沿着第二扫描方向进行扫描。所述多面体扫描镜具有多个小面。所述束扫描模块被配置为：对于所述多个小面中的第一小面，使光束遵循包括多个第一扫描线的路径，所述多个第一扫描线主要沿着第一方向延伸并且沿着第二方向间隔开；对于所述多个小面中的第二小面，使光束遵循包括多个第二扫描线的路径，所述多个第二扫描线主要沿着第一方向延伸并且沿着第二方向间隔开；所述多个第一扫描线与所述多个第二扫描线相互交错。

4、实现方式可以包括以下特征中的一个或更多个特征。

5、所述多面体扫描镜可以是n面多面体镜。所述谐振扫描镜可以使光束形成n个相互交错的扫描线，所述n个相互交错的扫描线在显示区域上主要沿着第一方向延伸并且沿着第二方向间隔开，其中1<n≤n。值n可以满足6≤n≤25，例如8≤n≤15。值n可以等于n。值n可以小于n，并且对于多面体镜的(n-n)个小面停用该光束。

6、多面体扫描镜可以绕旋转轴线旋转，并且多个小面可以相对于旋转轴线具有相同的倾斜角度。所述多个小面可以平行于旋转轴线。

7、控制器可以被配置为：接收包括代表像素的强度值的像素数据的图像数据；将该像素数据分为多个场，该多个场包括与多个第一扫描线相对应的第一场、以及第二场；以及在光束入射到第一小面的同时根据第一场的图像数据调制所述光束；以及在光束入射到第二小面的同时根据第二场的图像数据调制所述光束。

8、多个第一扫描线和多个第二扫描线中的各者可以包括相同数量的扫描线。扫描线的数量可以介于36与200之间。那些扫描线中的24至96个扫描线可以落在显示区域内。扫描线的数量的60％至80％之间的扫描线可能会落在显示区域内。

9、针对定位成超出显示区域的沿着第二方向分开的相反的边缘的扫描线，可以停用所述光束。

10、谐振扫描镜的振荡与多面体扫描镜的旋转的结合，可能会产生用于光束穿过的曲折的路径。所述曲折的路径可以是正弦路径。针对曲折的路径的延伸超出显示区域的沿着第一方向分开的相反的边缘的部分，可以停用所述光束。

11、在另一方面，显示系统包括：显示屏幕；光源，所述光源用于产生根据图像数据调制的光束；束扫描模块；以及控制器。所述束扫描模块接收光束并将该光束引导到显示屏幕的相关联的显示区域上。所述束扫描模块包括：谐振扫描镜，所述谐振扫描镜被配置为使光束在相关联的显示区域上沿第一扫描方向进行扫描；以及旋转的n小面多面体扫描镜，所述旋转的n小面多面体扫描镜用于使光束在相关联的显示区域上沿第二扫描方向进行扫描，使得在操作中，扫描镜的振荡与多面体镜的旋转的组合创建用于光束的扫描路径。所述控制器被配置为：将所述谐振扫描镜的振荡频率f谐振与所述多面体扫描镜的旋转频率f多面体之间的比率设定成使得所述扫描路径每n个小面完成循环，其中，n是大于2且不大于n的整数。

12、实现方式可以包括以下特征中的一个或更多个特征。

13、值n可以等于n。n可以小于n，并且对于多面体镜的(n-n)个小面可以停用该光束。谐振扫描镜的振荡频率f谐振与多面体扫描镜的旋转频率f多面体可以通过以下公式相关联：

14、

15、其中，z是正整数，且0≤δ≤1。值δ可以是作为1/n的整数倍的不可约分数。对于光束从多面体的单个小面反射的时间段，值z可以等于谐振扫描镜的振荡数量的一半。值z可以是24至40。值δ可以等于1/n或(n-1)/n。振荡频率f谐振可以是大约20-23khz。

16、谐振扫描镜的振荡与多面体扫描镜的旋转的组合可能会产生用于光束穿过的曲折的路径。曲折的路径就第n个小面的终点的沿着所述第一扫描方向的横向位置对应于曲折的路径就第1个小面的起点的沿着所述第一扫描方向的横向位置。所述曲折的路径可以是正弦路径。

17、在另一方面，显示系统包括：显示屏幕；光源，所述光源用于产生根据图像数据调制的光束；以及束扫描模块，所述束扫描模块用于接收光束并将该光束引导到显示屏幕的相关联的显示区域上。所述光扫描模块包括：谐振扫描镜，所述谐振扫描镜被配置为围绕第一轴线旋转以使光束在相关联的显示区域上沿着第一扫描方向进行扫描；中继光学器件，所述中继光学器件用于引导来自光源的光束以基本垂直于第一轴线的方向入射到所述谐振扫描镜；以及旋转多面体扫描镜，所述旋转多面体扫描镜使光束在相关联的显示区域上沿着第二扫描方向进行扫描，所述旋转多面体扫描镜具有多个小面。

18、实现方式可以包括以下特征中的一个或更多个特征。

19、所述中继光学器件可以被配置为引导来自光源的光束以相对于扫描镜的反射面成一倾斜角度入射到谐振扫描镜。

20、一个或更多个光源可以生成包括成像束和伺服束的多个光束，并且该系统可以包括：伺服反馈检测器，该伺服反馈检测器被定位成从相关联的显示区域接收伺服束的反馈光并产生指示所述多个光束在显示区域上的位置的监测信号；以及控制器，所述控制器被配置为：接收包括代表像素的强度值的像素数据的图像数据；根据图像数据对成像光束进行调制；以及基于所述监测信号控制对激发束的调制的定时，以使基于像素的强度值的调制与显示屏幕上的相对应的像素位置对准。中继光学器件可以被配置为引导所述成像束和伺服束射入到所述谐振扫描镜上的重合位置。

21、光束可以以与垂直于第一轴线成10°之内(例如以与垂直于第一轴线成5°之内，例如以与垂直于第一轴线成2.5°之内)的角度入射到谐振扫描镜。

22、在另一方面，显示系统可以包括：显示屏幕；一个或更多个光源，所述一个或更多个光源用于生成包括激发束和伺服束的多个光束，并且根据图像数据调制所述激发束；束扫描模块，所述束扫描模块用于接收多个扫描束并将所述多个扫描束引导到显示屏幕的相关联的显示区域上；以及控制器。所述束扫描模块包括：谐振扫描镜，所述谐振扫描镜用于使所述多个束在相关联的显示区域上沿着第一扫描方向进行扫描；中继光学器件，所述中继光学器件用于引导来自所述一个或更多个光源的激发束和伺服束入射到所述谐振扫描镜的重合位置；旋转多面体扫描镜，所述旋转多面体扫描镜用于使所述多个光束在相关联的显示区域上沿着第二扫描方向进行扫描，所述旋转多面体扫描镜具有多个小面；以及伺服反馈检测器，所述伺服反馈检测器被定位成从相关联的显示区域接收伺服束的反馈光并产生指示至少一个光束在显示区域上的位置的监测信号。所述控制器被配置为：接收包括代表像素的强度值的像素数据的图像数据；根据图像数据对激发束进行调制；以及基于所述监测信号控制对激发束的调制的定时，以使基于像素的强度值的调制与显示屏幕上的相对应的像素位置对准。

23、实现方式可以包括以下特征中的一个或更多个特征。

24、中继光学器件可以以不同的入射角度将激发束和伺服束引导到谐振扫描镜上。激发束和伺服束可以在显示屏幕上跟踪平行路径，例如共线路径。所述多个光束可以由激发束和伺服束组成。谐振扫描镜的宽度可能不超过约2mm。

25、在另一方面，显示系统包括：具有观察侧和光接收侧的显示屏幕；多个子系统；以及一个或更多个控制器。所述显示屏幕提供多个显示区域。每个子系统被配置为在所述多个显示区域的相关联的显示区域上生成图像。每个子系统包括：一个或更多个光源；束扫描模块；以及伺服反馈检测器。所述一个或更多个光源产生包括激发束和伺服束的多个光束。所述束扫描模块接收所述多个光束并将所述多个光束引导到显示屏幕的相关联的显示区域上。束扫描模块包括第一扫描镜和第二扫描镜，所述第一扫描镜被配置为使所述多个光束在相关联的显示区域上沿着第一扫描方向进行扫描，并且所述第二扫描镜使所述多个光束在相关联的显示区域上沿着第二扫描方向进行扫描。伺服反馈检测器被定位成：从相关联的显示区域接收伺服束的反馈光；从所述反馈光中检测相关联的显示区域中的伺服反馈标记；以及产生指示伺服束在相关联的显示区域上的位置的监测信号。所述一个或更多个控制器被配置为：针对所述多个子系统中的每个子系统，接收包括代表像素的强度值的像素数据的图像数据；根据所述图像数据调制所述激发束；以及基于所述监测信号控制对激发束的调制的定时，以使基于像素的强度值的调制与显示屏幕上的相对应像素位置对准。一个或更多个控制器还被配置为：选择性地激活所述伺服束，使得针对与相邻的显示区域的块相关联的子系统的集合(多重性，multiplicity)，一次使来自子系统的集合的仅单个子系统的伺服束被激活。

26、实现方式方式可以包括以下特征中的一个或更多个特征。

27、所述多个子系统可以被划分为多个子系统的集合，所述多个集合中的每个集合与相邻的显示区域的块相关联，以提供相邻的显示区域的多个块。一个或更多个控制器可以被配置为：针对每个块，同时激活与在所述块中相同的相对位置中的显示区域相关联的伺服束。所述多个块可以是矩形阵列的显示区域。所述多个块中的每个块可以具有相同的尺寸。每个块可以是2×2的显示区域的块。

28、第二扫描镜可以是多面体扫描镜。一个或更多个控制器可以被配置为使块中的显示区域进行循环，使得多面体扫描镜每x次旋转，子系统的激活的伺服束改变一次。x可以是2到4。一个或更多个控制器可以配置为使块中的显示区域进行循环，使得多面体扫描镜的每y个小面，子系统的激活的伺服束改变一次。y可以是2至4。

29、另一方面，显示系统包括：具有观察侧和光接收侧的显示屏幕；多个子系统；以及多个挡板。显示屏幕提供多个显示区域。每个子系统被配置为在多个显示区域的相关联的显示区域上生成图像。每个子系统包括：光源，所述光源用于产生光束；束扫描模块，所述束扫描模块用于接收光束并将光束引导到显示屏幕的相关联的显示区域上；以及折光镜；所述折光镜用于将来自所述束扫描模块的光束反射到显示屏幕的相关联的显示区域的光接收侧。所述束扫描模块包括第一扫描镜和第二扫描镜，所述第一扫描镜被配置为使所述光束在相关联的显示区域上沿着第一扫描方向进行扫描，并且所述第二扫描镜使所述光束在相关联的显示区域上沿着第二扫描方向进行扫描。所述多个挡板沿着相邻的显示区域的公共边缘定位，并且与显示屏幕间隔开并且基本垂直于该显示屏幕延伸，以阻挡来自与一个显示区域相关联的一个子系统的光到达另一子系统的相邻的显示区域。

30、实现方式可以包括以下特征中的一个或更多个特征。

31、折光镜相对于屏幕的角度可以使得来自该折光镜的二次反射入射到挡板。

32、对于各个方面，沿着第一扫描方向的光束的扫描速度可以大于沿着第二扫描方向的光束的扫描速度。显示屏幕可以包含荧光材料，并且光束可以是使荧光材料中的部分荧光材料发出荧光的激发束。荧光材料可以由沿着第二扫描方向延伸的平行的条带提供。激发束可以包括紫外光，而伺服束可以包括红外光。

33、潜在的优势可以包括(但不限于)以下项中的一项或更多项。

34、可以减小扫描显示系统的深度(例如，显示系统所需的屏幕后方的最小距离)，而不会显著增加成本，或者甚至会降低成本。利用来自伺服束的反馈，可以实现由谐振扫描镜进行扫描的束与磷光体区域的精确协调。

35、在随附附图和以下描述中阐述了一个或更多个实施方式的细节。根据说明书、附图和权利要求书，其他方面、特征和优点将是显而易见的。