CN104102003A

CN104102003A - 自对准成像器阵列

Info

Publication number: CN104102003A
Application number: CN201410142366.2A
Authority: CN
Inventors: 罗杰·哈吉扎尔
Original assignee: Prysm Inc
Current assignee: Psmi Systems Limited
Priority date: 2013-04-10
Filing date: 2014-04-10
Publication date: 2014-10-15
Anticipated expiration: 2034-04-10
Also published as: US20140307230A1; GB201406510D0; US20170078632A1; GB2515868A; US10187621B2; GB2515868B; US20180007330A1; GB2541584B; US9532016B2; GB201619483D0; US9819923B2; GB2541584A; CN104102003B

Abstract

本发明涉及自对准成像器阵列。本文所描述的实施方案一般涉及扫描光束显示系统，并且更具体地涉及用于这样的扫描光束显示系统的改善的图像对准的系统和方法。所述方法包括：提供显示系统，所述显示系统包括具有多个显示屏区域的显示屏，所述多个显示屏区域中的每一个均具有对应的光引擎模块，所述光引擎模块具有伺服激光束和激发激光束；扫描光引擎模块的对应显示屏区域以外的外部扫描区域中的光引擎模块的伺服激光束；检测伺服激光束反馈光，以测量所述光引擎模块相对于所述光引擎模块的对应显示屏区域的对准误差；和基于所测量的对准误差调节所述激发激光束的对准。

Description

自对准成像器阵列

技术领域

本文所描述的实施方案通常涉及扫描光束显示系统，更具体地，涉及用于这类扫描光束显示系统改善的成像对准的系统和方法。

背景技术

电子显示系统通常用于显示来自计算机和其它来源的信息。一般显示系统的尺寸范围为从移动设备中使用的小显示器到非常大的显示器，例如拼接显示器，其用于同时向数千观看者显示图像。一种显示系统为扫描光束显示系统。扫描光束显示系统可以由多个较小的单独显示装置或“拼接块”组成，在组装时仔细地将其对准以提供无缝(或近似无缝)和均匀的外观。在一些实施方案中，每一拼接块都可以是基于光的电子显示装置，例如激光-磷光体显示器(LPD)，包括自足式基于激光的图像生成系统。

扫描光束显示系统的对准可以使用机械装置和电子装置来实现。然而，目前已知的对准过程通常需要复杂的基础结构，是劳动密集的，并且需要大量的时间和费用来维护。其它已知的对准过程涉及使用一个或更多个摄像机以观察拼接显示器最初不严格的对准。由摄像机获得的信息用于做出必要的调整以适当地对准拼接显示器的拼接块。然而，这些摄像机对准技术需要摄像机和支持硬件以使视频信号数字化，由此增加了额外的成本。

因此，本领域需要的是一种用于扫描光束显示系统的有成本效益的技术，其补偿扫描光束显示系统的未对准，同时维持所显示图像的品质。

发明内容

本文所描述的实施方案通常涉及扫描光束显示系统，更具体地，涉及用于这类扫描光束显示系统改善的成像对准的系统和方法。在一个实施方案中，提供一种扫描光束显示系统。所述扫描光束显示系统包括：连续表面显示屏，所述连续表面显示屏包括多个层和设置在所述层中至少一个上的多个参考标记；第一光引擎模块，所述第一光引擎模块用于通过定向并发射所述连续表面显示屏的第一给定区域中的激发光的空间控制实例来传输第一图像信息；第一伺服系统，所述第一伺服系统用于确定所述连续表面显示屏的所述第一给定区域中所发射的激发光的空间控制实例的布局，其中所述多个参考标记中的至少一个参考标记用于确定所述第一给定区域中所发射的激发光的布局；第二光引擎模块，所述第二光引擎模块用于通过定向并发射所述连续表面显示屏的第二给定区域中的激发光的空间控制实例来传输第二图像信息；和第二伺服系统，所述第二伺服系统用于确定所述连续表面显示屏的所述第二给定区域中所发射的激发光的空间控制实例的布局，其中所述多个参考标记中的至少一个参考标记用于确定所述第二给定区域中所发射的激发光的布局；控制单元，可操作以：确定所述显示屏的所述第一给定区域中所发射的激发光的空间控制实例所确定的布局和所述显示屏的所述第二给定区域中所发射的激发光的空间控制实例所确定的布局之间的对应；指示所述第一光引擎模块来传输所述显示屏的第一给定子区域中的图像第一子图像；和指示所述第二光引擎模块来传输所述显示屏的第二给定子区域中的图像第二子图像。

在另一个实施方案中，提供一种扫描光束显示系统。扫描光束显示系统可以包含显示屏组合件。显示屏组合件进一步包含包含磷光体材料的显示屏和用于支撑显示屏的自支撑框架。扫描光束显示系统还包含光引擎模块阵列，每一光引擎模块都具有一个或更多个用于激发显示屏上的磷光体材料的扫描激光束，其中所述光引擎模块阵列独立于显示屏。显示屏可以包含多个显示屏区域，每一个都具有光引擎模块阵列的一个或更多个对应的光引擎模块。显示屏可以包含拼接块。光引擎模块阵列的光引擎模块可以位于支撑架中。每一个显示屏区域可以与另一显示屏区域相邻地放置。

在另一个实施方案中，提供一种显示系统。显示系统包含屏幕。屏幕包含：包含多个显示屏区域的成像部分和从成像部分向外延伸到屏幕外周的非成像部分，其中非成像部分的材料具有分散张力的能力。显示系统还包含用于支撑屏幕的自支撑框架和用于使屏幕的非成像部分与自支撑框架耦连的张力装置。每一个显示屏区域都可以包含磷光体材料。显示系统还可以包含光引擎模块阵列，每一光引擎模块都具有一个或更多个用于激发显示屏区域上的磷光体材料的扫描激光束，其中所述光引擎模块阵列独立于屏幕。张力装置可以选择为使得在屏幕和自支撑框架之间维持所需的张力。每一个显示屏区域都可以包含拼接块。

在又一个实施方案中，提供一种用于对准扫描光束显示系统的方法。方法包括：提供显示系统，所述显示系统包含具有多个显示屏区域的显示屏，每一个都具有对应的光引擎模块，所述光引擎模块具有伺服激光束和激发激光束；扫描在光引擎模块对应的显示屏区域之外的外部扫描区域中的光引擎模块的伺服激光束；检测伺服激光束反馈光以测量光引擎模块相对于光引擎模块对应的显示屏区域的对准误差；并基于所测量的对准误差调整激发激光束的对准。

在又一个实施方案中，提供一种用于对准扫描光束显示系统的方法。方法包括：提供显示系统，所述显示系统包含具有多个显示屏区域的显示屏，每一个都具有对应的光引擎模块，所述光引擎模块具有伺服激光束和激发激光束；扫描在光引擎模块对应的显示屏区域之外的外部扫描区域中的光引擎模块的伺服激光束；检测伺服激光束反馈光以确定光引擎模块相对于相邻显示屏区域的位置；并使用激发激光束在相邻显示屏区域的一部分上成像。

附图说明

为了可以更详细地理解本发明的上述特征，可以通过参考实施方案给出对以上简要概述的本发明的更具体的说明，所述实施方案的一些在附图中进行说明。然而，应注意，附图仅说明本发明的典型实施方案，因此不被认为限制其范围，这是因为本发明可以允许其它等效的实施方案。

专利或申请文件含有至少一个彩色显示的附图。具有彩色附图的该专利或专利申请公开的副本会在请求和支付必须的费用后由专利局提供。

图1示出了根据本文所述实施方案的连续表面显示系统的一个实施方案的示意图；

图2示出了根据本文所述实施方案的图1的连续表面显示系统的一部分的一个实施方案的局部示意图；

图3更详细地示出了图2的控制系统的一个实施方案的示意图；

根据一个实施方案，图4A更详细地示出了图2的连续表面显示系统100的一个实施方案的示意图；

图4B示出了具有不影响激发光束透射量的红外伺服反馈标记同时对于至少伺服光束具有漫反射或镜面反射性质的屏幕设计的一个实施方案的横截面示意图；

图4C示出了具有镜面反射红外反馈标记和屏幕上红外反馈标记之外的漫反射区域的屏幕设计的一个实施方案的一个实例；

图5示出了根据本文所述实施方案的图1的连续表面显示系统的一个实施方案的局部示意图；

图6示出了根据本文所述实施方案的图5的连续表面显示系统的一个实施方案的局部示意图；

图7为根据本文所述的一个实施方案的用于将显示屏模块与其对应的光引擎模块对准的方法的流程图；

图8为根据本文所述的一个实施方案的另一种用于将显示屏模块与其对应的光引擎模块对准的方法的流程图；

图9示出了根据本文所述实施方案的连续表面显示系统的另一个实施方案的示意图；

图10示出了根据本文所述实施方案的显示屏组合件的一个实施方案的示意图；

图11示出了根据本文所述实施方案的物理行重叠以适应面板z偏差的示意图；

图12示出了根据本文所述实施方案的物理行重叠以适应面板z偏差的另一示意图；

图13A至13E示出了具有在每一图像左侧描绘的图像行重叠的图13F的自然图像的部分；

图13F示出了自然图像；

图14示出了文本图像重叠；

图15A至15B示出了使用LPD技术的文本图像重叠中的细节；

图16A示出了未对图像重叠进行校正的图像；

图16B示出了根据本文所述实施方案的已经对图像重叠进行校正的图16A的图像的一个版本；

图17A示出了未对图像重叠进行校正的图像；

图17B示出了根据本文所述实施方案的已经对图像重叠进行校正的图17A的图像的一个版本；

图18A示出了未对图像重叠进行校正的图像；

图18B示出了根据本文所述实施方案的已经对图像重叠进行校正的图18A的图像的一个版本；

图19A示出了未对图像重叠进行校正的图像；

图19B示出了根据本文所述实施方案的已经对图像重叠进行校正的图19A的图像的一个版本；

图20A示出了未对图像重叠进行校正的图像；和

图20B示出了根据本文所述实施方案的已经对图像重叠进行校正的图20A的图像的一个版本。

为了清楚，在适用的情况下已经使用相同的附图标记来表示附图之间共同的相同要素。预期一个实施方案的特征可以并入其它实施方案，而无需另外叙述。

具体实施方式

本文所描述的实施方案通常涉及扫描光束显示系统，更具体地，涉及用于这类扫描光束显示系统改善的成像对准的系统和方法。在本申请中的扫描光速显示系统的实例使用具有发光材料或荧光材料的屏幕以在光激发下发射光线来产生图像，包括激光视频显示系统。可以使用具有发光材料或荧光材料的屏幕设计的多种实例。在一个实施方案中，例如，可由激光束光学激发以分别产生适合于形成彩色图像的红色(R)、绿色(G)和蓝色(B)光线的三种不同颜色的磷光体可以以像素点或重复的平行红色、绿色和蓝色磷光体带形成在屏幕上。

磷光体材料为一种荧光材料。使用磷光体作为荧光材料的实例中多种所述的系统、装置和特征适合于用由其它可光学激发、发光、非磷光体荧光材料制成的屏幕显示。例如，量子点材料在适当的光学激发下发射光线，从而可以用作用于本申请中的系统和装置的荧光材料。更具体地，半导体化合物，例如尤其CdSe和PbS，可以以具有化合物的激子波尔半径数量级直径的颗粒的形式制备为量子点材料以发射光线。为了产生不同颜色的光线，具有不同能带间隙结构的不同量子点材料可以用于在相同的激发光下发射不同的颜色。一些量子点的尺寸在2纳米和10纳米之间，并且包括大约几十个原子，例如在10至50个原子之间。量子点可以在多种材料中分散和混合以形成液体溶液、粉末、半固体基体材料和固体(例如固体溶液)。量子点膜或膜带可以在衬底上形成为用于本申请中的系统或装置的屏幕。在一个实施方案中，例如，三种不同的量子点材料可以设计和加工为由作为光学泵的扫描激光束光学激发以产生适合于形成彩色图像的红色、绿色和蓝色光线。这类量子点可以在屏幕上形成为以平行行布置的像素点(例如，重复连续的红色像素点行、绿色像素点行和蓝色像素点行)。

本文所述扫描光束显示系统的实例使用至少一个扫描激光束以激发沉积在屏幕上的彩色发光材料来产生彩色图像。扫描激光束调制为携带红色、绿色和蓝色或其它可见颜色的图像，并且控制为使得激光束分别以红色、绿色和蓝色图像激发红色、绿色和蓝色彩色发光材料。因此，扫描激光束携带图像，但是不直接产生观看者看到的可见光。而是，屏幕上的彩色发光荧光材料吸收扫描激光束的能量，并发射红色、绿色和蓝色或其它颜色的可见光以产生观看者看到的实际彩色图像。

使用一种或更多种具有足以使荧光材料发射光线或发光的能量的激光束的荧光材料的激光激发为多种形式的光学激发之一。在其它实施方案中，光学激发可以由具有充足的能量以激发屏幕中使用的荧光材料的非激光光源产生。非激光激发光源的实例包括多种发光二极管(LED)、光灯和产生一定波长或光谱带的光线以激发荧光材料的其它光源，所述荧光材料将具有较高能量的光线转变为在可见范围中的具有较低能量的光线。激发屏幕上荧光材料的激发光束可以在频率比由荧光材料发射的可见光的频率高的频率或光谱范围中。因此，激发光束可以在紫色光谱范围和紫外(UV)光谱范围中，例如420nm的波长。在下文所述的实例中，紫外线或紫外激光束用作用于磷光体材料或其它荧光材料的激发光的实例，并可以是其它波长的光线。

如本文所使用的，术语“显示屏区域”、“拼接块”、“面板”、“面板堆”、“面板拼接块”和图像发射模块可以指单独的伺服/磷光体/对比层面板，其可以并排放置到一起以制作大面板显示屏或拼接块阵列。拼接块可以由激光磷光体显示面板的标准层构成。拼接块可以包括：使与面板成角度的入射激发光束标准化的菲涅耳透镜层；伺服层，其连同伺服光束使得检测的反射光束能够将定位和定时信息引导到激发驱动器和光束定位器；共挤出的双色向滤光器层，其透过激发光并反射可见光；磷光体层，其具有发射不同色光的磷光体的重复结构；隔离层，其使磷光体层与下一层物理隔离；滤色器层，其仅允许预期的光线从磷光体层穿过到达观看者；和过滤任何其余激发光以防止穿过到达观看者的紫外阻挡层。拼接块阵列可以以下文所述的方式保持到一起，并且作为整体可以附接到框架结构，所述框架结构还可以固定光学组合件或“光引擎模块”。

在一些实施方案中，显示屏为像素的阵列，其可以被分为像素的区域。一个像素区域可以是为不同的图像发射材料层的拼接块，其中所述像素为单独的图像发射材料子区域。

在一些实施方案中，对准反馈系统用于每一光引擎模块以确定每一扫描光束在显示屏上的位置。对准反馈系统分配用于扫描光束的特定像素以成像，并将那些像素放置在屏幕上确定的已知位置中以在所有光引擎模块上构建连续图像。

在一些实施方案中，图像像素信息为控制系统确定的图像信息，其表示显示器的像素区域传输确定的图像像素信息。在一些实例中，相同的图像像素信息可以通过两个或更多个光引擎在共同像素区域中的显示屏上成像。

在一些实施方案中，由于每一光引擎模块相对于其对应的拼接块的放置可以是不精确的，所以可能必须过扫描光引擎模块的扫描光束以在接近特定光引擎模块和光引擎模块的对应拼接块的相邻拼接块上定位参考标记，例如行起点(“SOL”)或行终点(EOL)参考标记。检测相邻拼接块上的参考标记需要过扫描光引擎模块的扫描光束，由此实际成像会在对应的拼接块上诱导到相邻拼接块。

在一些实施方案中，每一光引擎模块与连续无缝屏中对应的拼接块对准，但是拼接块在无缝屏内相对于每一对应光引擎模块的物理放置可以是不完美的。光引擎模块可以放置在或可以不放置在独立的机架中，所述机架可以固定到连续无缝屏或可以是将屏幕固定到光引擎模块的机架的固定装置。每种方式中，每一光引擎模块需要定位光引擎模块的对应拼接块的位置，在所述拼接块上光引擎模块传输成像信息用于成像。

在一些实施方案中，通过使用光引擎模块的伺服光束结合屏幕上的反射标记，光引擎模块确定光引擎模块的对应拼接块相对于光引擎模块的位置或位置偏移。由于每一拼接块彼此相邻，每一光引擎模块的伺服系统可以扫描超过关注的拼接块到达相邻的拼接块。这样的原因是不必在相邻的拼接块上扫描，但是能够在拼接块沿一个方向或另一个方向移动到离光引擎模块的正常附近太远时定位关注的光引擎模块的对应拼接块。该对准技术允许每一拼接块相对于其对应光引擎模块的最初明显粗略的对准。由于使用伺服系统的关注拼接块的确定然后影响光引擎模块，该最初粗略的对准然后可以得到补偿以在屏幕上显示适当的图像。

在一些实施方案中，影响光引擎模块可以涉及通过调节检流计反射镜垂直地移动扫描光束以确保发射区域间适当地水平重叠。除了调节扫描光束的强度之外，这还有助于确保适当的接缝拼接。通过强度控制的接缝拼接还可以应用于垂直的接缝方向。水平移动可以通过调节脉冲开/关的定时结合以多边形物体扫描的已知光束位置来执行。

在一些实施方案中，每一光引擎模块使用至少一个伺服扫描光束，例如红外扫描光束，以一定时间顺序撞击屏幕上预期行起点(“SOL”)的区域中的物质。

在一些用于对准并排拼接块的实施方案中，伺服系统依赖行起点或行终点反馈技术。

在一些实施方案中，每一光引擎模块的过扫描能力(可以在其对应拼接块区域之外扫描伺服光束和激发光束两者)可以用于不仅成像到光引擎模块的接近拼接块上，而且至少部分地成像到其相邻或毗邻的拼接块上。

在一些实施方案中，在本说明书中提供多种对准机构以维持扫描光束在期望的子像素上的适当对准来获得预期的图像品质。这些对准机构包括在屏幕上荧光区域和荧光区域之外的一个或更多个外周区域中的参考标记以提供反馈光，其由激发光束或单独的专用伺服光束导致并表示屏幕上扫描光束的位置和其它性质。反馈光可以通过使用一个或更多个光学伺服传感器来测量以产生反馈伺服信号。光引擎模块中的伺服控制处理该反馈伺服信号以提取关于屏幕上光束定位和光束的其它性质的信息，并且作为回应，调整扫描光束的方向和其它性质以确保显示系统的正确操作。

例如，可以提供反馈伺服控制系统以使用位于显示区域之外不能被观看者观看到的外周伺服参考标记来提供对多种光束性质的控制，例如沿着与荧光带垂直的水平扫描方向的水平定位、沿着荧光带的纵向的垂直定位、聚焦于屏幕上用于控制图像清晰度的光束和屏幕上用于控制图像亮度的光束功率。

在一些用于促进成像到相邻拼接块上的实施方案中，伺服-扫描系统、即伺服光束和伺服光束检测器识别来自相邻拼接块与磷光体带仔细对准的参考标记(例如行起点参考标记、行终点参考标记和拼接块内的其它行)，并且从那里，伺服系统会知道其在相邻拼接块上的成像像素的范围。例如，光引擎模块控制系统知道其在垂直和水平方向上的光栅扫描范围，所以知道相邻拼接块的行终点参考标记的位置；光引擎模块可以确定其在相邻拼接块上的成像像素的空间范围，并将该信息传递到对应的相邻光引擎模块。

在另一用于对准顶部和底部的实施方案中，在每一拼接块上或在表示每一拼接块的顶部和底部区域的EOL标记上可以有参考标记。在光引擎模块的底部部分上过扫描伺服系统会使与在过扫描的光引擎模块下方的光引擎模块相关联的拼接块重叠。下部光引擎模块拼接块的顶部上的伺服标记的光引擎模块的检测使得光引擎模块能够知道顶部图像行在哪里用于该特定拼接块，并将图像光激发施加到一个或更多个顶部像素区域行。采用这种方法，对于顶部和底部光引擎模块能够(通过从两个不同的光引擎模块)同时激发同一拼接块上的共同像素行。这可以具有使该像素行变亮或者使光激发能够过渡到共同的像素行的优点。这会表示两个光引擎模块重叠并将相同的图像像素信息提供给计划用于一个或另一个光引擎模块的拼接块。所述重叠还会表示两个相邻的光引擎模块可以呈现相同的像素行图像信息。

在一些实施方案中，过扫描区域可以确定性地固定。例如，伺服系统可以允许扫描在确定的位置处终止，或系统可以限定预期比预期拼接块的面积大一定量的区域。

在一些实施方案中，整个屏幕可以在成像操作中移动，因此确定操作哪个像素的过扫描可以在视频成像的正常操作期间动态地进行(即与特定拼接块或光引擎模块相关联的像素可以在一段时间过程中改变几次)。

在一些实施方案中，光引擎模块的壁和显示屏的壁可以不具有任何使特定拼接块与特定光引擎模块相关联的物理装置。实质上，在无缝屏内的拼接块和光引擎模块的壁物理上彼此相邻，但是并不固定到彼此，然而，采用以上所讨论的对准过程，该分离不妨碍在整个屏幕上产生均匀对准的图像。

在一些实施方案中，拼接块的屏幕为自由悬挂的屏幕。自由悬挂的屏幕可以具有嵌入在屏幕层或比屏幕的成像部分大的层内的拼接块，或者拼接块的阵列可以层合到屏幕层，其可以是包含拼接块阵列的单个片体。屏幕的非成像部分可以具有允许屏幕处于几乎均匀的张力下的材料。该材料可以仅是屏幕层材料的延伸，较厚的屏幕层材料的部分，或者可以具有有助于分布张力压力的一些额外材料(例如，杆、另一种可弯折的材料等)。一些装置附接到非成像部分以附接外部框架。在一个实施方案中，附接构件为一组处于张力下具有基于屏幕的重量和尺寸的张力的弹簧张力装置。附接构件的数量会根据处于张力下的屏幕的重量和尺寸以及所使用张力装置的数量而变化。附接构件的数量还可以随屏幕的重量、尺寸和横跨屏幕的所需均匀紧固度而变化。

图1示出了根据本文所述实施方案的用于显示图像或“超级图像”的连续表面显示系统100的一个实施方案的示意性前视图。可以认为图像或“超级图像”含有有时被称为子图像、关注区域、ROI或简称为区域的多个部分。特定的图像处理操作可以应用到选择的子图像。因此，可以处理图像(区域)的一部分以抑制运动模糊，同时可以处理另一部分以改善色彩还原。连续表面显示系统100为基于光的电子显示装置，其配置为使用发光磷光体为观看者产生视频和静态图像。例如，连续表面显示系统100可以是激光-磷光体显示器(LPD)、发光二极管(LED)、数字光处理(DLP)或其它基于磷光体的显示装置。

如图1中所示，连续表面显示系统100包括显示屏115和多个光引擎模块140a-p。每一光引擎模块140a至140p可以配置为传输图像信息的一部分或子图像信息。显示屏115可以包含磷光体区域(参见图6)，其可以是磷光体带、磷光体点或磷光体的其它布置。显示屏115包含多个显示屏区域122a至122p(例如子区域)，每一个配置为显示图像的一部分(例如子图像)。在一些实施方案中，显示屏区域122a至122p为一个或更多个连续片体的限定区域。在一些实施方案中，显示屏区域122a至122p包含多个单独的显示屏模块或“拼接块”，当彼此相邻地放置时其形成具有连续均匀表面的显示屏115。在一些实施方案中，显示屏115可以包含拼接块“阵列”。显示屏模块可以由可见光可透过的支撑结构130来支撑。应注意，尽管在图1中描绘了十六个显示屏区域122a-p(下文中称为122)，但是任意多个显示屏区域可以与本文所述实施方案一起使用。显示屏115可以以可运输的尺寸来制造，并且显示屏可以卷起以容易地简单运输到处于其未卷起状态的最终安装位置。

显示系统100还包括多个光引擎模块140a-p(下文中称为140)，每一个都用于产生一个或更多个扫描激光束(未示出)以激发显示屏115上的磷光体材料。每一光引擎模块140a-p可以包括选自一个或更多个激发激光器、一个或更多个伺服反馈激光器及其组合的多个激光束。激光器可以配置为具有合适的聚焦和扫描机构以及光学器件。光引擎模块140a-p通常布置为与对应的显示屏区域122a-p相关联。单个光引擎模块能够激发多于一个显示屏区域，例如对应的或接近的显示屏区域和一个或更多个相邻显示屏区域。

通常，每一显示屏区域122a-p有一个光引擎模块140a-p，但是光引擎模块140a-p具有过扫描能力，意味着每一光引擎模块的扫描光束不仅能激发其对应的显示屏区域，而且具有激发一个或更多个相邻显示屏区域的能力。例如，如图1中所示，光引擎模块140f的扫描光束具有在由轮廓150f表示的内部扫描区域和由轮廓160f表示的外部扫描区域内扫描的能力。如由外部扫描区域160f所示，光引擎模块140f的扫描光束可以到达相邻显示屏区域122a、122b、122c、122e、122g、122i、122j和122k。还已知内部扫描区域150k和外部扫描区域160k也示出用于显示屏区域122k的光引擎模块140k。如由外部扫描区域160k所示，光引擎模块140k的扫描光束可以到达相邻显示屏区域122f、122g、122h、122j、122l、122n、122o和122p。应理解，尽管内部扫描区域和外部扫描区域仅示出用于光引擎模块140f和140k，但是全部光引擎模块140a-p都可以具有该能力。

图2示出了根据本文所述实施方案的图1的连续表面显示系统100的一部分的一个实施方案的局部示意图。如所示的，显示系统100包括显示屏区域122、光引擎模块140、控制系统206、伺服检测器208和激发检测器210。显示屏区域122在其相反侧包括图像表面214和扫描表面216。图像表面214在任选的外壳(未示出)的外侧，所示外壳包围显示系统100的部件。图像表面214配置为显示观看者220可见的数字图像。扫描表面216在外壳的内侧，所示外壳包围显示系统100的部件。

光引擎模块140配置为将一个或更多个扫描光束(例如激光束222)发射到显示屏区域122的扫描表面216上。显示屏区域122包括磷光体层(此处未示出)，其在被由激光束222传导的光能激发时发出磷光，从而产生可见光。光引擎模块140配置为发射一个或更多个以一定脉冲宽度和脉冲幅度调制方式扫过显示屏区域122的磷光体层的激光束222，以产生呈现图像的可见光。与图像相关联的可见发光穿过显示屏区域122的图像表面214到达观看者220。然后，观看者220可以观看图像。用这种方式，显示系统100配置为使一个或更多个图像从图像表面214发射。

控制系统206配置为将命令数据传送到光引擎模块140，以使光引擎模块140将激光束222发射到扫描表面216上。控制系统206控制并调制由光引擎模块140发射的激光束222，使得激光束222调制为携带待在屏幕122上显示的图像。控制系统可以包括产生用于三种颜色通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电路。然后，应用激光控制信号以调制激光器，例如激光器二极管的电流。

控制系统206还配置为控制光引擎模块140的过扫描能力。这样，控制系统206可以执行关于外部扫描区域160和伺服检测器208以及关于外部扫描区域160和激发检测器210的过扫描操作。以下结合图3更详细地描述控制系统206。

来自伺服检测器208的信号可以通过电子“峰值”检测器来发送，所述电子“峰值”检测器每当伺服信号处于其最高相对幅度时产生电子脉冲。这些脉冲之间的时间可以通过数字电路中的采样时钟或通过处理器和控制系统206使用的微控制器来测量，以处理和产生用于控制水平扫描中每一激发光束中的光学脉冲的定时的误差信号。因为在屏幕区域122上扫描激光束222的扫描速度是已知的，所以来自电子峰值检测器的两个相邻的脉冲之间的时间可以用于确定产生两个相邻的电子脉冲的两个位置的间隔。该间隔可以用于确定子像素宽度和子像素位置。根据光束扫描速度和采样时钟的频率，对于每一子像素有一些时钟的额定数。由于光学变形、屏幕缺陷或变形和缺陷的组合，对于任意给定的子像素的两个相邻脉冲之间的时钟周期的数量可以不同于时钟周期的额定数。可以将该时钟周期的变化编码，并将其存储在每一子像素的存储器中。

磷光体材料可以由交替的具有不同颜色，例如红色、绿色和蓝色的磷光体带(参见图6)构成，其中颜色选择为使得它们可以组合以形成白色和其它颜色的光。扫描激光束222可以是调制光束，其包括携带图像信息的光学脉冲并以光栅扫描模式沿着两个正交的方向、例如水平地(平行于箭头264)和垂直地(平行于箭头266)扫描过显示屏122，从而在屏幕122上为观看者220产生图像。在一些实施方案中，扫描激光束222包括具有不同颜色的可见激光束，其独立地照亮屏幕122的单个像素单元以产生图像。在其它实施方案中，扫描激光束222包括不可见激光束，例如近紫色或紫外(UV)激光束，其作为激发光束来激发屏幕122上的磷光体。在这类实施方案中，扫描激光束222定向到独立的由磷光体带形成的像素单元，或到作为独立的像素单元并由发光材料构成的磷光体带的部分，所述发光材料从扫描激光束222吸收光能以发射可见光并产生图像。或者，扫描激光束222包含混合的可见和不可见的激光。例如，蓝色激光可以用于在屏幕122上产生蓝颜色，相同的蓝色激光可以用于激发在被激发时发射红色和绿色光的磷光体。或者，紫外激光可以用于激发在被激发时发射绿色光的磷光体，红色和蓝色激光可以用于直接在屏幕122上产生红颜色和蓝颜色。

在一些实施方案中，控制系统206配置为将图像或超级图像的图像数据分为许多子图像数据组，其中一个子图像数据组用于一个子图像。子图像和对应的子图像数据组的数量通常对应于传输特定光引擎模块用于连续表面显示屏的光引擎确定部分的子图像信息以共同在显示屏上产生完整图像所需的光引擎模块的数量。控制系统206分析子图像指定光引擎信息的独特特征(例如特定光引擎的激发光束未能激发特定区域或子像素中的磷光体带)以确定待呈现到子图像指定光引擎的子图像数据组。然后，控制系统206指示子图像指定光引擎和相邻光引擎的一个或更多个激发光束使用其各自的过扫描能力并激发磷光体带的部分(或与相邻光引擎相关联的带的部分)用于连续表面子图像指定的特定光引擎的激发光束未能适当地激发的显示屏子像素区域中的其各自段。

图3示出了控制系统206，根据本发明的一个实施方案。如所示的，控制系统206包括处理器302、一个或更多个输入/输出(I/O)装置304和存储器306。存储器306可以是任何技术可行类型的存储器，包括随机存取存储器(RAM)模块、只读存储器(ROM)模块、硬盘或闪存盘等，并且其中存储软件应用308，其含有用于在显示和执行过扫描操作期间控制光引擎模块140的操作的指令。处理器302可以是任何技术可行类型的处理器，包括中央处理器(CPU)、图形处理器(GPU)、现场可编程门阵列(FPGA)、集成电路(IC)、专用集成电路(ASIC)或片上系统(SOC)等，并配置为执行软件应用，例如软件应用308。或者，处理器302可以是配置为执行特定任务的专用硬件单元。在其中处理器302为专用硬件单元的实施方案中，处理器302(i)控制光引擎模块140的操作，和(ii)执行本文所述的过扫描操作。

当在显示期间控制光引擎模块140的操作时，处理器302使光引擎模块140在特定时间朝扫描表面216的特定位置发射激光束222，以使图像出现在显示屏区域122的图像表面214上。当执行对准操作时，处理器302使光引擎模块204将激光束222发射到外部扫描区域160并朝内部扫描区域150发射激光束222。然后，处理器302接收来自伺服检测器208和激发检测器210的反馈信号。然后，处理器302读取存储在存储器306中的一个或更多个对准表格(未示出)。对准表格包括表示与连续表面显示系统100相关联的物理参数的数据，例如额定屏幕尺寸或激光束222穿过扫描表面216的角速度。基于存储在对准表格中的数据和从伺服检测器208和激发检测器210接收的反馈信号，处理器302于是使光引擎模块140与其对应的显示屏区域122对准，以确保在显示屏区域122上产生具有特定分辨率和位置的相干图像。如所示的，处理器302耦连到I/O装置304和存储器306。

I/O装置304包括配置为接收输入的装置，例如键盘、鼠标或开关组等。I/O装置304还包括配置为提供输出的装置，例如扬声器或发光二极管(LED)组等。I/O装置304可以额外地包括配置为接收输入和提供输出的装置，例如无线网卡、以太网端口或串联端口等。I/O装置304可以接收数据，然后将数据写入存储器306，或将数据传送到处理器302。I/O装置304还可以从存储器306读取数据，并将数据传送到外部位置。

通常，控制系统206使连续表面显示系统100的操作，包括光引擎模块的操作和过扫描操作的执行协调。如以下更详细描述的，控制系统206利用参考标记和伺服检测器208来执行对准操作的一部分。

根据一个实施方案，图4A更详细地示出了图2的显示系统100的一个实施方案的示意图。如所示的，显示系统100内的控制系统206包括伺服激光器402、包含一个或更多个激发激光器406的激光器阵列404、每一个都光学耦连到激发激光器406之一的棱镜408、包括多个透镜元件412的场透镜410、以角度415设置的检流计反射镜414和/或配置为以预定角速度旋转的多边形物体416。例如，伺服激光器402可以是红外(IR)激光器，其配置为发射伺服激光束418，例如红外激光束，而激发激光器406中每一个都配置为发射激发激光束420。与激发激光束420不同，伺服激光束418不被调制为携带图像数据。伺服激光束418具有已知的与激发激光束420的空间关系。因此，伺服激光束418的定位可以用于确定激发激光束420的定位。该伺服光束和激发光束之间的关系可以通过使用参考伺服标记、例如在屏幕区域122的非观看区域中的行起点标记来确定。伺服检测器208接收并检测反馈光以获得伺服光束418在屏幕区域122上的定位信息，并使用该定位信息来控制激发激光束420在屏幕上的对准。伺服激光束418是不可见的，并且当在屏幕122上产生图像时在系统的正常操作期间不在屏幕区域122上产生任何明显的视觉现象。

在下文所述的实例中，紫色或紫外激光束用作用于磷光体材料或其它荧光材料的激发光的实例，并可以发射波长与激发光波长不同的光线。本领域技术人员会理解，伺服激光束418和激发激光束420(统称为“激光束”222)每一个都可以包含一系列激光脉冲。在关于光引擎模块140的对准和过扫描操作中使用伺服激光器402，如以下更详细描述的。在本文所述的实施方案中，伺服激光器402用于非成像敏感动态对准。在替代实施方案中，与红外、紫色和紫外不同的激光器类型可以用于成像和/或动态对准。

在一个实施方案中，在显示系统100的正常操作期间，激发激光器406中每一个都通过对应于激发激光器406的棱镜408发射激发激光束420。如以下更详细描述的，可以调整每一棱镜408的垂直高度，以改变对应于棱镜408的激发激光束420的轨迹。通过步进马达(未示出)控制棱镜408以移动激发激光束420并使激发激光束420移动到显示屏区域122上。棱镜408中每一个都用于控制对应的紫外激光束320的位置。可以调节检流计反射镜414的角度415，以同时改变所有激发激光束420的轨迹。

在穿过棱镜408之后，激发激光束420每一个都被场透镜410的不同棱镜元件412折射。透镜元件412将激发激光束420折射到检流计反射镜414上，接着其朝多边形物体416反射激发激光束420。

多边形物体416包含多个装有反射镜的面。在一个实施方案中，多边形物体416包括八个装有反射镜的面。在一个实施方案中，多边形物体416包含八个装有反射镜的面。然而，本领域技术人员应理解，多边形物体416可以包含任何数量的装有反射镜的面。当多边形物体416旋转时，不同的装有反射镜的面可以朝扫描表面216反射激发激光束420。扫描透镜(未示出)可以用于将激发激光束420从多边形物体416投射到显示屏区域122上。扫描透镜可以设计为将每一激光成像到屏幕区域122上。当指定的装有反射镜的面反射激发激光束420时，多边形物体416的旋转使装有反射镜的面反射激发激光束420的角度变化。因此，多边形物体416的旋转使激发激光束420水平地扫描或穿过扫描表面216。另外，多边形物体416的每一装有反射镜的面朝扫描表面216的不同水平带反射激发激光束420。因此，多边形物体416的每一装有反射镜的面使激发激光束420穿过扫描表面216的不同水平带。多边形物体416的其它信息在美国专利申请公开2010/0020377号中描述，其通过引用并入本文。

激发激光束420穿透扫描表面216到达显示屏区域122内的磷光体层。显示屏区域122的磷光体层包含多个红色、绿色和蓝色(RGB)磷光体的垂直带或区域。每一带可以独立地被激发激光束420激发以产生具有不同强度的红色、绿色和/或蓝色屏幕像素。每一屏幕像素的光强度是用于激发与该像素相关联的磷光体的激发激光束420的强度的函数。通过使激发激光器406发射以特定颜色和强度值激发特定像素的激发激光束420，控制系统206能够使图像显示在显示屏区域122的图像表面214上。在本文所述的实施方案中，激发激光束420为成像激光束，并且与为对准激光束的伺服激光束418不同。在本文所述的替代实施方案中，任何包含激发激光束420和伺服激光束418的激光束都可以是对准激光束。

激发激光束420穿过屏幕区域122进行空间扫描以在不同的时间撞击不同的彩色像素。因此，调制光束420中每一个都携带用于不同时间的每一像素和用于不同时间的不同像素的红色、绿色和蓝色的图像信号。因此，光束420由控制系统206编码为具有用于不同时间的不同像素的图像信息。光束扫描从而将光束420中的时间域编码的图像信号映射到屏幕区域122上的空间像素上。例如，调制激光束420可以具有平均分到三个用于关于三种不同颜色通道的三种颜色子像素的连续时隙中的每一颜色像素时间。光束420的调制可以使用脉冲调制技术以产生每一颜色中所需的灰度、每一像素中适当的颜色组合和所需的图像亮度。

图4B示出了具有不影响激发光束透射量的红外伺服反馈标记同时对于至少伺服光束具有漫反射或镜面反射性质的屏幕设计的一个实施方案的横截面示意图。图4B示出了一种用于在磷光体层的激发侧上包含红外反馈标记的发光显示屏区域122的实例设计。该屏幕122包括：具有平行的磷光体带的磷光体带层430，所述磷光体带在激发光束420的激发下发射红色、绿色和蓝色光；在磷光体层430的激发侧上面对激发光束420和红外伺服光束418的背面板432；和在磷光体层430的观看者侧上的前面板431。在该实例中，红外反馈标记440形成在背面板的背表面上以通过反射或散射红外伺服光束418来提供红外伺服反馈光132。在其它实施方案中，红外反馈标记440可以放置在其它位置，并且可以位于磷光体层430的激发侧或观看者侧上。

红外反馈标记440设计为提供伺服光束418在屏幕上的位置注册，并且可以以多种构造来实施。例如，红外反馈标记440可以是周期性平行带，其与磷光体层430中的平行磷光体带平行。红外反馈标记440可以沿着水平方向相对于磷光体层430中的带分隔器或磷光体带放置在任何位置，包括从带分隔器或磷光体带的中心水平移动的位置。当红外伺服反馈光的检测基于峰值检测器时，红外反馈标记440中每一个的宽度都可以等于红外伺服光束418在屏幕122上的光束点的宽度。在红外伺服反馈光的检测基于每一红外反馈标记440相对于位置标记、例如SOL标记的位置时，可以使用宽度比红外伺服光束418在屏幕122上的光束点的宽度宽的红外反馈标记440。红外反馈标记440的宽度可以小于每一磷光体带的宽度，例如是磷光体带宽度的一半。两个相邻红外反馈标记440之间的间隔可以大于两个相邻磷光体带之间的间隔。例如，红外标记间隔可以是25mm，而磷光体带间隔可以是1.5mm。

在一个实施方案中，伺服信号可以是红外信号。产生伺服红外信号以与伺服层上的标记一起作用，所述伺服层上的标记向伺服反馈检测器提供反馈。伺服信号发生器、伺服层反馈标记和伺服检测每一个都可以在磷光体层的激发侧上。红外反馈标记440可以制作为与周围区域光学不同。红外反馈标记440可以允许伺服信号的光学反射，所述伺服信号可以镜面反射或漫反射离开标记440以被伺服检测器注册。红外反馈标记440在屏幕上的位置可以基本上保持与在红外反馈标记440周围和之间的区域相同的激发光束420的光传输。因此，红外反馈标记440的存在不通过将标记440的形状光学印记到到达屏幕122的磷光体层的激发光束420上来光学干涉激发光束420的光传输。在这点上，红外反馈标记440可以以多种构造来实施。例如，每一红外反馈标记440可以制作为具有面对激发侧且对伺服光光学镜面反射的光滑表面，在红外反馈标记440周围和之间的区域配置为表现对伺服光的光学漫反射，其沿不同的方向传播。镜面反射的红外反馈标记440和在标记440周围和之间的漫反射区域具有相同的光传输特征。在该实施方案中，镜面反射的伺服光由伺服光检测器检测。与以上在漫反射背景中具有镜面反射标记440的设计不同，红外反馈标记440还可以制作为对光线漫反射，在标记440周围和之间的区域制作为镜面反射。在该实施方案中，漫反射的伺服光由伺服光检测器检测。如另一实例，红外反馈标记440在与伺服光束的波长和伺服波长明显不同的激发光束420的波长下可以具有透射率和反射率。例如，红外反馈标记440可以配置为对于激发光束420是光学透明的，而对于伺服光束418的光是光学反射的，使得红外反馈标记440对于激发光束420是光学“不可见的”，而发射伺服光束418以产生红外伺服反馈光132。

图4C示出在屏幕上具有镜面反射红外反馈标记和在所述红外反馈标记以外的漫反射区域的屏幕设计的一个实施方案的一个实例。图4C显示具有镜面反射红外反馈标记和在所述红外反馈标记周围和之间的光学漫发射区域的屏幕设计的一个特定实施方案。在该实施方案中，红外反馈标记由具有光滑表面的膜带形成以产生入射红外伺服光418的镜面反射480。两个红外反馈标记之间的屏幕区域由具有粗糙表面的膜层形成，所述膜层在反射入射红外伺服光418时使光漫射，以产生在不同方向上传播的漫反射490，从而形成漫反射锥。两个区域460和470对于激发光束420的光来说具有大致相同的光传输。

上述用于红外伺服反馈的屏幕设计可以利用来自屏幕的光远场中的来自屏幕的红外伺服光束418的镜面反射和漫反射的不同光学性能以促进伺服检测。红外伺服反馈的其它详情在美国专利申请公开第2014/0071403号中描述，其通过引用并入本文。

图5示出图1的根据本文所述实施方案的具有外周参考标记区域的显示系统100的一个实施方案的局部示意图。每个显示屏区域122a-p都可以具有外周参考标记区域。每个屏幕都可以包括由具有用于显示图像的平行荧光带(未示出)的内部扫描区域150所限定的中央有效发光显示区域和与所述荧光带平行的两个带外周参考标记区域510a-p(统称为510)和520a-p(统称为520)。每个外周参考标记区域都可以用于提供使每个光引擎模块140a-p与其对应的显示屏区域1220a-p对准的多个参考标记。值得注意的是，因为外周参考标记区域中的参考标记在屏幕区域122a-p的有效显示区域以外，所以可以在激发光束扫描通过有效荧光显示区域以显示图像时在显示操作过程中在持续时间以外执行对应的伺服反馈控制功能。因此，可以执行动态伺服操作而不干涉对观看者显示图像。

可以采用对准参考标记以确定光束和屏幕的相对位置以及屏幕上激发光束的其它参数。例如，在横跨发光带水平扫描激发光束和伺服光束的过程中，可以为系统提供行起点(SOL)标记以确定屏幕区域122的有效发光显示区域的起点，使得控制系统206的信号调制控制器可以适当地控制在将光学脉冲传递到目标像素中的定时。也可以为系统提供行终点(EOL)标记以在水平扫描过程中确定屏幕区域122的有效发光显示区域的终点。再如，可以为系统提供垂直对准参考标记以确定扫描光束是否指向显示屏区域上的适当垂直位置。参考标记的其它实例可以是一个或更多个用于测量屏幕上光束点尺寸的参考标记和一个或更多个屏幕上的测量激发光束420的光学功率的参考标记。

图5示出了可以位于显示屏区域122的左侧外周参考标记区域510和/或右侧外周参考标记区域520的多个反射标记。在一些实施方案中，左侧外周参考标记区域510可以包括行起点(SOL)参考标记530和/或垂直参考标记540。SOL参考标记510可以为平行于显示屏区域122的有效发光区域中的荧光带的光学反射带、漫发射带或荧光带。SOL参考标记510固定在距离有效发光区域或内部扫描区域150中第一荧光带已知距离的位置处。SOL图案在一些实施方案中可以是单条反射带，而在其它实施方案中可以包括多个具有均匀或可变间隔的垂直行。多个行选择用于冗余、提高信噪比、位置(时间)测量的精确度和提供遗漏脉冲的检测。

垂直参考标记540可以放置在不同的垂直位置处，例如一个用于伺服激光束418的垂直参考标记以在每个屏幕节段中提供伺服激光束418的垂直位置感测。一个显示屏的垂直参考标记可以位于距离相邻显示屏的垂直参考标记固定距离处。例如，显示屏区域122f的垂直参考标记540f位于距离显示屏区域122b的垂直参考标记540b的固定距离处。发光区域的带狭窄部分中SOL参考标记530、垂直参考标记540和周期性图案的组合提供不可见伺服激光束418的定位信息、激发激光束420的定位信息和扫描显示系统中用于伺服控制的屏幕区域122上的像素的水平参数。

与SOL标记530类似，可以在右侧外周参考标记区域520中屏幕区域122的相反侧上实施行终点(EOL)参考标记550。EOL参考标记550也可以固定在距离相邻显示屏的行终点SOL参考标记已知距离的位置处。SOL标记用于确保激光束与图像区域开始的适当对准。这不能确保整个水平扫描过程中的适当对准，这是因为位置误差可以横跨屏幕存在。在右侧外周参考标记区域520中实施EOL参考标记和行终点光学检测器可以用于横跨图像区域提供激光束位置的线性两点校正。伺服反馈控制和标记的使用的其它详情在美国专利申请公开第US2010/0097678号、美国专利第7,878,657号和美国专利第7,884,816号中描述，其全部通过引用整体并入本文。

如图5中所示的，如目前所配置的与显示屏区域122f相关联的光引擎模块140f的外部扫描区域150f具有扫描和检测相邻显示屏区域122a、122b、122c、122e、122g、122i、122j和122k的参考标记的能力。例如，如目前所配置的与显示屏区域122f相关联的光引擎模块140f的外部扫描区域150f具有扫描显示屏区域122e的右侧外周参考标记520e、显示屏区域122g的左侧外周参考标记510g、显示屏区域122a的右侧外周参考标记520a的部分、显示屏区域122i的右侧外周参考标记520i的部分、显示屏区域122b的左侧外周参考标记510b和右侧外周参考标记520b的部分、显示屏区域122j的左侧外周参考标记510j和右侧外周参考标记520j的部分、显示屏区域122c的左侧外周参考标记510c的部分、和显示屏区域122j的左侧外周参考标记510k的部分的能力。每个单独的显示屏区域122a-p中的参考标记可以是与每个其它单独的显示屏区域中的参考标记可区分的，由此允许每个光引擎模块将一个显示屏区域的参考标记与另一显示屏区域的参考标记区别开。总之，每个显示屏区域可以具有参考标记的识别标志，以使得控制系统206能够识别显示屏区域的布置。

在一些实施方案中，参考标记位于屏幕外，例如位于屏幕外校准模块中。屏幕外校准和屏幕外校准模块的其它详情在美国专利申请公开第2011/0298695号中描述，其通过引用并入本文。

如图5中所示的，如目前所配置的与显示屏区域122f相关联的光引擎模块140f的外部扫描区域150f还具有使相邻显示屏区域122a、122b、122c、122e、122g、122i、122j和122k的部分成像的能力。例如，如目前所配置的与显示屏区域122f相关联的光引擎模块140f的外部扫描区域150f具有扫描显示屏区域122b的部分和显示屏区域122j的部分的能力。因此，该过扫描能力允许特定光引擎模块不仅使其对应的显示屏区域成像，而且该光引擎模块也可以使相邻显示屏区域的部分成像。

图6示出图5的根据本文所述实施方案的连续表面显示系统100的一个实施方案的局部示意图。图6示出了位于显示屏区域122b下面的显示屏区域122f。每个显示屏区域122b、122f分别具有多个磷光体带610b和610f。磷光体带610b、610f由具有不同颜色例如红色(R)、绿色(G和蓝色(B)的交替磷光体带构成，其中所述颜色选择为使得它们可以结合以形成白光和其它颜色的光。描绘了与对应于显示屏区域122b的光引擎模块140b相关联的激发激光器406的光束的传播路径620a、620b、620c、620d。还描绘了与对应于显示屏区域122f的光引擎模块140f相关联的激发激光器406的光束的传播路径620e、620f、620g、620h、620i。

如图6中所描绘的，最接近显示屏区域122f顶部的光束传播路径620f显示光引擎140f的激发光束未能激发在特定区域或子像素中的磷光体带610f。然而，利用光引擎140b的激发光束的过扫描能力，如传播路径620d所示的光引擎140b的激发光束能够激发光引擎140f的激发光束未能激发的磷光体带610f的部分。

类似地，朝向显示屏区域122b的底部定位的光束传播路径620c显示光引擎模块140b的激发光束未能激发在特定区域或子像素中的磷光体带610b。然而，利用光引擎140f的激发光束的过扫描能力，如传播路径620e所示的光引擎140f的激发光束能够激发光引擎140b的激发光束未能激发的磷光体带610b的部分。因此，该过扫描能力允许特定光引擎模块不仅使其对应的显示屏区域中的子像素成像，而且该光引擎模块也可以使相邻显示屏区域的子像素成像。

图7是根据本文所述实施方案的用于使图像发射模块与它们的对应光引擎模块对准的方法700的流程图。方法700从流程块710开始，其中提供显示系统，所述显示系统包括具有多个显示屏区域的显示屏，所述多个显示屏区域中的每一个均具有一个或更多个对应的光引擎模块，所述光引擎模块具有伺服激光束和激发激光束。所述显示系统可以类似于本文所描述的显示系统。在特定实施方案中，每个光引擎模块和对应的显示屏区域合并成单个模块。在特定实施方案中，光引擎模块与显示屏或显示屏区域隔开或分开。例如，光引擎模块可以位于与含有显示屏区域的片体隔开或分开的机架中。显示系统通常含有相对于它们的对应光引擎模块未对准的显示屏区域。

在流程块720处，在位于光引擎模块的对应显示屏区域以外的外部扫描区域中扫描光引擎模块的伺服激光束。如本文之前所描述的，伺服激光束的过扫描可用于检测相邻显示屏区域的反射标记(例如SOL、划线、EOL和垂直反射标记)。

在流程块730处，检测伺服激光束反馈光以测量光引擎模块相对于光引擎模块的对应显示屏区域的对准误差。伺服激光束反馈光通常含有从反射标记反射的光。

在流程块740处，基于所测量的对准误差调节激发激光束的对准。激发激光束的调节可以涉及通过调节检流计反射镜垂直地移动或者通过调节脉冲开/关的定时连同所述光束的已知位置以多边形物体扫描的方式水平地移动。可以独立地调节这些特征中的每一个以确保采用不同伺服机构的图像的一致性和品质。例如，可以通过定时伺服机构来调节激发激光器406的激活定时；可以通过步进电机来调节每个棱镜408的垂直位置；并可以通过检流计伺服机构来调节检流计反射镜414的角度415。本领域技术人员会认识到上述特征也可以采用任意其它技术上可行的机电或光电系统在控制系统206的控制下来调节。在一个实施方案中，在横跨扫描表面216的每个扫描之前或之后进行激发激光器406的激活定时的调节，而不那么频繁地调节每个棱镜408的垂直位置。然而，每个棱镜408的垂直位置调节的频率可以通过采用具有较快响应时间的步进电机来提高。

图8是根据本文所述的一个实施方案用于使显示屏区域与它们的对应光引擎模块对准的另一种方法800的流程图。方法800从流程块810开始，其中提供显示系统，所述显示系统包括具有多个显示屏区域的显示屏，所述多个显示屏区域中的每一个均具有对应的光引擎模块，所述光引擎模块具有伺服激光束和配置为提供共同图像的激发激光束。所述显示系统可以类似于本文所描述的显示系统。在特定实施方案中，每个光引擎模块和对应的显示屏区域合并成单个模块。在特定实施方案中，光引擎模块与显示屏或显示屏区域隔开或分开。例如，光引擎模块可以位于与含有显示屏区域的片体隔开或分开的机架中。显示系统通常含有相对于它们的对应光引擎模块未对准的显示屏区域。

在流程块820处，在位于光引擎模块的对应显示屏区域以外的外部扫描区域中扫描光引擎模块的伺服激光束和激发激光束。如本文之前所描述的，伺服激光束的过扫描可以用于检测相邻显示屏区域的反射标记(例如SOL、划线、EOL和垂直反射标记)。

在流程块830处，检测伺服激光束反馈光以确定光引擎模块相对于相邻显示屏区域的位置。伺服激光束反馈光通常含有从反射标记反射的光。

在流程块840处，利用激发激光束使相邻显示屏区域的至少一部分成像。

图9示出根据本文所述实施方案的连续表面显示系统900的另一个实施方案的示意图。显示系统900与图1中所描绘的显示系统100类似。显示系统900包括显示屏915和光引擎模块阵列920。显示屏915可以包括可以为磷光体带、磷光体点或其它磷光体布置的磷光体区域(参见图6)。显示屏915包括多个显示屏区域930a-930p。在一些实施方案中，显示屏区域930a-930p是一个或更多个连续片体的限定区域。在一些实施方案中，显示屏区域930a-930p包括多个单独的显示屏模块或“拼接块”，其彼此相邻放置以形成具有连续均匀表面的显示屏915。显示屏915可以以可运输的尺寸制造并卷起来以易于运送到最终安装位置。

显示屏915和光引擎模块阵列920实际上是彼此可分开的。显示屏915与用于支撑显示屏915的显示屏支撑框架950结合。支撑框架950可以透过可见光。

光引擎模块阵列920包括多个光引擎模块960a-y。每个光引擎模块960a-y位于独立的支撑机架970中。该独立的支撑机架970可以透过可见光。可以采用本领域技术人员已知的方法使独立的支撑机架970与支撑框架950结合。每个光引擎模块960a-y可以对应于特定显示屏区域940a-y。例如，光引擎模块960a可以对应于显示屏区域930a。应指出，虽然在图9中描绘了二十个显示屏区域930a-y和二十个光引擎模块960a-y，但是根据本文所描述的实施方案可以使用任意数量的显示屏区域。

图10示出根据本文所述实施方案的显示屏组合件1000的一个实施方案的示意图。显示屏组合件1000包括与支撑框架1015结合的自由悬挂的显示屏1010支撑框架。自由悬挂的显示屏1010可以包括可以为磷光体带、磷光体点或其它磷光体布置的磷光体区域(参见图6)。与显示屏915类似，显示屏1010包括多个显示屏区域。在一些实施方案中，显示屏区域是一个或更多个连续片体的限定区域。在一些实施方案中，显示屏区域包括多个单独的显示屏模块或“拼接块”，其彼此相邻放置以形成具有连续均匀表面的显示屏1010。

在采用拼接块的实施方案中，每个拼接块可以嵌入自由悬挂的屏幕1010中。自由悬挂的屏幕可以包括一个片体或多个片体1020。片体1020可透过可见光。在使用多个片体的实施方案中，第一可见光可透过片体和第二可见光可透过片体可以位于拼接块阵列的图像发射模块的相反侧上，从而使拼接块阵列在两个片体之间保持在一起片体。片体1020可以包括由相对硬但是可弯曲的材料构成的片体。片体1020可以用螺栓连接在一起、黏合在一起、夹持在一起和/或使用来自可导致片体弯曲侧的微小压力保持在一起。

片体1020可以包括具有合适光学清晰度、刚度、韧性和耐紫外黄色化的任意材料。所述材料还应具有合适的硬度、抗蠕变性(即在恒定载荷下缓慢变形)、CTE、低的各向异性和低的湿膨胀系数。在一些实施方案中，片体1020包括丙烯酸酯类片体，例如Plexiglas。在一些实施方案中，片体1020包含选自聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚烯烃、聚酰胺、聚(甲醛)(POM)、聚(甲基丙烯酸甲酯)(PMMA)、聚碳酸酯及其组合的材料。在使用多个片体的实施方案中，片体1020分别可以具有独立地选自约1.0毫米到约6.0毫米的厚度。在使用多个片体的实施方案中，片体1020的第一片体可以具有约1.5毫米到约3.0毫米的厚度，片体1020的第二片体可以具有约4.5毫米到约6.0毫米的厚度。在一些实施方案中，片体可以由有助于拼接块成像的材料或配置构成。

如图10中所描绘的，片体1020在长度和宽度上均可以大于拼接块阵列，尽管在另一个实施方案中拼接块可以包含片体的尺寸。因此，片体1020具有拼接块阵列可以位于其中的成像部分1030和从成像部分1030延伸的可以包括或可以不包括拼接块部分的非成像部分1040。在一些实施方案中，非成像部分1040可以更厚或者具有在非成像区域上延伸的压力分布材料。

非成像部分1040的材料选择为使得该材料允许自由悬挂的屏幕1010处于通常均匀的张力下。非成像部分1040的材料可以仅是成像部分1030的材料的延伸，成像部分1030的材料的较厚部分，或者可以具有有助于分布张力压力的一些额外的材料(例如棒、另一种易折曲的材料等)

自由悬挂的屏幕1010可以与支撑框架1015结合。自由悬挂的屏幕1010可以通过附接构件或多个附接构件1050a-l与支撑框架1015结合。附接构件1050a-l选择为使得在自由悬挂的屏幕1010和支撑框架1015之间保持所希望的张力。在一个实施方案中，附接构件是一组弹簧张力器，其基于在张力下的自由悬挂的屏幕的重量和尺寸具有张力。虽然在图10中描绘了十二个附接构件，但是应理解根据在张力下的自由悬挂的屏幕1010的重量和尺寸可以使用任意数量的附接构件。附接构件的数量也可以随屏幕的重量、尺寸和横跨屏幕的所需均匀紧固度而变化。附接构件1050a-l可以通过连接构件1060a-l例如索环与片体1020的非成像部分1040结合。拼接显示系统的其它详情在2013年10月3日提交的发明名称为Seamless Emission Tile Quilt的国际申请第PCT/US13/63139号中描述，其通过引用整体并入本文。

在显示屏和光引擎模块阵列实际上彼此分开的一些实施方案例如显示系统900中，可能难以保持显示屏和光引擎模块阵列之间的均匀间隔。例如，显示屏可能会相对于光引擎模块前后移动。另外，光引擎模块在与显示屏对准的方式上也具有一定的容许误差。因此，对于显示屏系统来说需要成本有效的对准技术，所述对准技术对显示屏系统相对于光引擎模块的未对准进行动态补偿。

在一些实施方案中，向显示系统添加z-位置传感器以检测显示屏相对于光引擎模块的移动。该z-位置传感器可以是本领域技术人员已知的任意z-位置传感器。示例性的z-位置传感器包括但不限于光束传感器和超声波传感器。在使用光束传感器的一些实施方案中，将激光束送到显示面板并通过线性CMOS、CCD阵列或线性PSD来检测光束的反射。阵列处的光束位置与z-位移成比例。在使用超声波传感器的一些实施方案中，超声波信号的声音反射的渡越时间针对显示面板。声音信号可以被数字编码以避免被外部设备干扰。

z-位置传感器可以位于显示系统的足以监测显示屏移动的任意区域。z-位置传感器的一个示意性位置是处于光引擎模块140中。z-位置传感器可以位于足以监测显示屏移动的与显示系统分开的位置。

在z-位置传感器感测到存在偏差时，来自z-位置传感器的偏差信息于是用于确定需要什么类型的校正。如果偏差为-2，则使用对应于-2偏差的调节参数。一般而言，在偏差信息和重叠的水平行的编号之间存在一一对应。因此，偏差信息用于确定存在的重叠行的编号。基于重叠行的编号，可以确定参数例如强度的校正。校正通常基于已知信息和偏差信息。因为在偏差和重叠之间存在一一对应，所以一旦已知偏差信息，就可以计算重叠行的编号，可以确定校正给定重叠所需的参数并将其应用于系统。参数可以包括调节强度或亮度。例如，如果两行实际上重叠，则两个重叠行中每一个的强度会被调节为50:50，而不是会更亮的100%。

图11示出根据本文所述实施方案的用于适应面板z偏差的物理行重叠的示意图。图11示出两个垂直堆叠的由它们各自的扫描透镜表示的光引擎模块140b、140f和用于两个光引擎模块中每一个的关于显示屏115的扫描光束区域的侧视图。如图11中所描绘的，扫描光束实际上重叠。在图11中所描绘的示例性实施方案中，每个光引擎模块140b、140f都会扫描320行。所述行在显示屏115上对于上部从0到319编号，对于下部从0到319编号。在标称位置中，顶部单元的行318与底部单元的行0重叠，顶部单元的行319与底部单元的行1重叠。实际重叠有助于适应容许误差，这是因为难以维持显示屏处于相对于光引擎模块保持均匀间隔的位置。显示屏可以前后移动，光引擎模块在与显示屏对准的方式上具有一定的容许误差，因此图像的实际重叠有助于适应这些缺陷。如果面板前后、左右移动，则仍然可以在一定程度上维持实际重叠。

图12示出根据本文所述实施方案的用于适应面板z-偏差的物理行重叠的另一示意图。标称位置由具有两个物理行重叠的行1210表示。圆圈表示行317、318和319的中心。顶部面板的行317在标称位置中没有重叠，但是行318和319实际上分别与下部面板的行0和1重叠。

表I

表I示出与特定偏差值有关的物理行重叠的编号。在-3.8偏差处，没有重叠，顶部的319和底部的0之间的间隔恰好为一个间距，因此没有间隙。随着z值向负数方向移动，间隙打开。随着z值向正数方向移动，会出现更多的物理行重叠。例如，对于0的偏差来说，两个行重叠并且重叠行的数量随着进入+z而增加。

表II

表II与表I类似；然而，表II包括显示图像行重叠编号的列。图像行重叠可以响应于物理行重叠来校正。期望显示图像而没有额外的行或减少的行数。作为一个实例，为了将图像准确地映射到在318和319以及0和1处具有两个物理行重叠的可用行上，将强度调节到约50:50。如果没有校正，重叠会显现为两条亮的光线。

在特定实施方案中，垂直像素映射到显示像素。如果面板前后移动，则可用行向下/向上。参照表II的最后一列，在z-位置中具有318图像行并需要映射显示的318物理行，但是随着z前后移动，有需要映射到320、319、318等的319行，这可以通过内插320到318来实现，但是该内插需要大量处理能力。

在特定实施方案中，仅在重叠区域中内插图像。例如，从行0到315，其基本上相同，但是在316到319和0到4的区域中需要内插。然而，通过仅在重叠区域而不在整个显示中内插，只必须处理少量行而不是整个显示。在一些实施方案中，可以实时使用z-检测以检测z位置或距离标称位置的z-距离。实时z-检测信息可以用于实时校正图像。

图13A至13E示出图13F的自然图像的一部分，在每个图像的左侧上绘出图像行重叠。图13F示出自然图像。在图13A-13E的每一幅的左侧上的45度线示出行中的缺陷。图13A示出图13F的自然图像的一部分，具有-2图像行重叠。图13B示出图13F的自然图像的相同部分，具有-1图像行重叠。图13C示出图13F的自然图像的相同部分，没有图像行重叠。图13D示出图13F的自然图像的相同部分，具有+1图像行重叠。图13D示出图13F的自然图像的相同部分，具有+2图像行重叠。

图14示出文本图像重叠。如-2、-1、+1和+2的图像行重叠所描绘的，小的文本接合是更有挑战性的。

图15A至15B示出采用LPD技术的文本图像重叠中的细节。

图16A示出未对图像重叠进行校正的图像。图16B示出根据本文所述实施方案对图像重叠进行校正的图16A的图像的一个版本。

图17A示出未对图像进行校正的图像。图17B示出根据本文所述实施方案已经对图像重叠进行校正的图17A的图像的一个版本。

图18A示出未对图像进行校正的图像。图18B示出根据本文所述实施方案已经对图像重叠进行校正的图18A的图像的一个版本。

图19A示出未对图像进行校正的图像。图19B示出根据本文所述实施方案已经对图像重叠进行校正的图19A的图像的一个版本。

图20A示出未对图像进行校正的图像。图20B示出根据本文所述实施方案已经对图像重叠进行校正的图20A的图像的一个版本。

虽然以上内容涉及本发明的实施方案，但是在不背离本发明的基本范围的情况下可以设计出本发明的其它和另外的实施方案，本发明的范围由所附权利要求限定。

附图标记索引

100连续表面显示系统(6) 266箭头

115显示屏(9) 302处理器(12)

122显示屏区域(15) 304装置

122a显示屏区域(3) 304i/o装置(6)

122b显示屏区域(7) 306存储器(6)

122c显示屏区域 308软件应用(2)

122e显示屏区域 320紫外激光束

122f显示屏区域(8) 402伺服激光器(4)

122g显示屏区域 404激光器阵列

122h相邻显示屏区域 406激发激光器(3)

122i显示屏区域 408棱镜(7)

122j显示屏区域(3) 410场透镜(2)

122k显示屏区域 412透镜元件

130可见光可透过的支撑结构 414检流计反射镜(4)

132红外伺服反馈光 415角度(3)

140光引擎模块(14) 416多边形物体(12)

140a光引擎模块(3) 418红外伺服光束(5)

140b光引擎模块(3) 420激发激光束(10)

140f光引擎模块(8) 430磷光体层(5)

140k光引擎模块 431前面板

150内部扫描区域(2) 432背面板

150f外部扫描区域(4) 440红外反馈标记(18)

150k内部扫描区域 460两个区域

160外部扫描区域(3) 470两个区域

160f外部扫描区域 480镜面反射

160k外部扫描区域(2) 490漫反射

204光引擎模块 510左侧外周参考标记区域(2)

206控制系统(20) 510sol参考标记(2)

208伺服检测器(6) 510a两个带外周参考标记区域

210激发检测器(4) 510b左侧外周参考标记

214图像表面(7) 510c左侧外周参考标记

216扫描表面(12) 510g左侧外周参考标记

220观看者(3) 510j左侧外周参考标记

222扫描激光束(6) 510k左侧外周参考标记

264箭头 520右侧外周参考标记区域(3)

520a右侧外周参考标记 930a显示屏区域

520b右侧外周参考标记 940a特定显示屏区域

520e右侧外周参考标记 950显示屏支撑框架

520i右侧外周参考标记 960a光引擎模块(3)

520j右侧外周参考标记 970独立的支撑机架(3)

530参考标记 1000显示屏组合件(2)

530sol标记 1010自由悬挂的显示屏(2)

530sol参考标记 1015支撑框架(4)

540垂直参考标记(3) 1020多个片体

540b垂直参考标记 1020片体(12)

540f垂直参考标记 1030成像部分(4)

550eol参考标记 1040非成像部分(5)

550参考标记 1050a附接构件(3)

610b磷光体带(4) 1060a连接构件

610f磷光体带(4) 1210行

620a传播路径 1220a显示屏区域

620b传播路径

620c传播路径

620d传播路径

620e传播路径

620f传播路径

620g传播路径

620h传播路径

700方法(2)

710流程块

720流程块

730流程块

740流程块

800方法(2)

810流程块

820流程块

830流程块

840流程块

900连续表面显示系统

915显示屏(9)

920光引擎模块(2)

Claims

1.一种扫描光束显示系统，所述扫描光束显示系统包括：

连续表面显示屏，所述连续表面显示屏包括：

多个层；和

设置在所述层中至少一个上的多个参考标记；

第一光引擎模块，所述第一光引擎模块用于通过定向并发射所述连续表面显示屏的第一给定区域中的激发光的空间控制实例来传输第一图像信息；

第一伺服系统，所述第一伺服系统用于确定所述连续表面显示屏的所述第一给定区域中所发射的激发光的空间控制实例的布局，其中所述多个参考标记中的至少一个参考标记用于确定所述第一给定区域中所发射的激发光的布局；

第二光引擎模块，所述第二光引擎模块用于通过定向并发射所述连续表面显示屏的第二给定区域中的激发光的空间控制实例来传输第二图像信息；和

第二伺服系统，所述第二伺服系统用于确定所述连续表面显示屏的所述第二给定区域中所发射的激发光的空间控制实例的布局，其中所述多个参考标记中的至少一个参考标记用于确定所述第二给定区域中所发射的激发光的布局；

控制单元，可操作以：

确定所述显示屏的所述第一给定区域中所发射的激发光的空间控制实例所确定的布局和所述显示屏的所述第二给定区域中所发射的激发光的空间控制实例所确定的布局之间的对应；

指示所述第一光引擎模块来传输所述显示屏的第一给定子区域中的图像第一子图像；和

指示所述第二光引擎模块来传输所述显示屏的第二给定子区域中的图像第二子图像。

2.根据权利要求1所述的系统，其中所述第一图像信息渲染为第一像素阵列，所述第二图像信息渲染为第二像素阵列。

3.根据权利要求2所述的系统，其中所述第一像素阵列和所述第二像素阵列在像素的一个或更多个行上分享共同的图像信息。

4.根据权利要求1所述的系统，其中每个伺服系统检测并分程传递所述连续表面显示屏的特定位置上的特定光的空间布局。

5.根据权利要求4所述的系统，其中所述第一伺服系统和所述第二伺服系统中的每一个均包括：

伺服光源，以在与激发光束波长不同的伺服光束波长处产生至少一个伺服光束；和

伺服检测器，定位以接收所述伺服光束的反射光并在所述连续表面显示屏上产生表示所述伺服光束的定位的监视器信号。

6.根据权利要求1所述的系统，其中所述第一给定子区域和所述第二给定子区域均包括所述显示屏的连续部分。

7.根据权利要求1所述的系统，其中所述第一给定区域包括第一拼接块，所述第二给定区域包括与所述第一拼接块相邻的第二拼接块。

8.根据权利要求7所述的系统，其中所述第一给定区域还包括所述第二拼接块的至少一部分。

9.根据权利要求1所述的系统，其中所述第一给定区域包括第一拼接块的一部分，所述第二给定区域包括所述第一拼接块的一部分。

10.根据权利要求1所述的系统，其中每一个拼接块都是包含一个或更多个磷光体柱、磷光体区域或磷光体点的不同的子片。

11.根据权利要求7所述的系统，其中所述参考标记包含在所述拼接块之内。

12.根据权利要求1所述的系统，其中所述连续表面显示屏包含多个毗邻的拼接块。

13.根据权利要求1所述的系统，其中所述连续表面显示屏包含多个拼接块，并且每个伺服系统确定拼接块相对于所述拼接块的对应光引擎模块的位置。

14.一种用于对准扫描光束显示系统的方法，所述方法包括：

提供显示系统，所述显示系统包括具有多个显示屏区域的显示屏，所述多个显示屏区域中的每一个均具有对应的光引擎模块，所述光引擎模块具有伺服激光束和激发激光束；

扫描光引擎模块的对应显示屏区域以外的外部扫描区域中的光引擎模块的伺服激光束；

检测伺服激光束反馈光，以测量所述光引擎模块相对于所述光引擎模块的对应显示屏区域的对准误差；和

基于所测量的对准误差调节所述激发激光束的对准。

15.根据权利要求14所述的方法，其中所述外部扫描区域包括相邻显示屏区域。

16.根据权利要求15所述的方法，其中检测伺服激光束反馈光包括检测由位于所述相邻显示屏区域上的参考标记所反射的伺服激光束反馈光以确定所述伺服激光束的位置。

17.根据权利要求16所述的方法，其中所述参考标记选自行参考标记的起点、行参考标记的终点和垂直参考标记。

18.根据权利要求14所述的方法，其中调节所述激发激光束的对准包括通过调节检流计反射镜垂直地移动所述激发激光束和通过调节脉冲开/关的定时连同所述激发激光束的已知位置水平地移动所述激发激光束中的至少一者。

19.一种用于对准扫描光束显示系统的方法，所述方法包括：

检测伺服激光束反馈光，以确定所述光引擎模块相对于相邻显示屏区域的位置；和

利用所述激发激光束使所述相邻显示屏区域的一部分成像。

20.根据权利要求19所述的方法，其还包括利用由对应的光引擎模块和对应于所述相邻显示屏区域的光引擎模块发射的激发激光束同时使所述相邻显示屏区域的一部分成像。