CN105739225B - 扫描波束显示系统 - Google Patents

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Abstract

扫描波束显示系统包括：光学模块、图像处理模块以及显示屏，其中光束在显示屏幕上进行扫描。光学模块包括：竖直调节器，放置在波束的光学路径中以沿大致竖直方向控制和调节光束在显示屏上的位置；以及控制单元，配置为接收用于竖直调节器的控制指令并控制竖直调节器处于预定数量方位中的一个方位处以将扫描光束定位在显示屏上的相应不同位置。控制单元还配置为对竖直调节器的每个方位施加调整偏移以使得由多个位置引起的投射到显示屏上的波束覆盖区的竖直紧邻对的每个具有比第一阈值大的竖直重叠。

Description

扫描波束显示系统
技术领域
本申请总体涉及将一个或多个光束扫描到屏幕上以显示图像的显示系统。
背景技术
显示系统可配置成扫描波束显示系统，该扫描波束显示系统随时间扫描调制的一个或多个光束，以当波束以光栅模式遍于屏幕之上移动时承载光脉冲，从而在屏幕上形成图像。每个扫描波束具有小于或等于屏幕上的子像素的小波束覆盖区并且波束覆盖区扫描子像素并在时域中以光能或强度进行调制来承载图像。屏幕上的这种调制波束的光栅扫描将通过连续光脉冲承载的图像转换成空间图案作为屏幕上的图像。
发明内容
根据一个方面，扫描波束显示系统包括：
光学模块；
图像控制模块，配置为接收图像信息并将相应的像素信息传达至所述光学模块，所述光学模块配置为产生基于所述像素信息被调节的多个光束，从而传送待显示的图像，其中，所述光束中的每个均传达像素信息；以及
显示屏幕，配置为接收所述多个光束以显示通过所述光束传送的图像，所述多个光束以大致水平方向扫描经过所述显示屏幕，
其中，所述光学模块包括：
竖直调节器，放置在所述光束的光学路径中以控制和调节所述光束沿所述显示屏幕的大致竖直方向的位置，以及
控制单元，配置为接收用于所述竖直调节器的控制指令，并且配置为将所述竖直调节器控制在预定个数方位的一个中，以将所述扫描光束放置在沿所述显示屏幕上的竖直方向的相应的不同位置处，所述控制单元使得所述竖直调节器周期性地再定位到所述方位中的另一个，
其中，所述控制单元还配置为施加与所述竖直调节器的每个方位相关联的校准偏移，以使得由所述多个位置引起的、投射到所述显示屏幕上的束覆盖区的每个竖直紧邻对具有比第一阈值大的竖直重叠。
该方面的实施方式可包括一个或多个以下特征。例如，控制单元还配置为降低与每个束覆盖区相关联的光能以使得束覆盖区的每个竖直紧邻对的产生的竖直重叠小于第二阈值。第二阈值可以是与任意两个竖直紧邻束覆盖区之间的竖直重叠相关联的最大可允许尺寸。第二阈值可以是任意两个竖直紧邻束覆盖区之间的竖直重叠的最大可允许强度。降低光能可减小相应束覆盖区的高度。光学模块还可包括位于光束的光学路径中的多边形扫描器并且包括旋转轴，其中多边形扫描器围绕旋转轴旋转以跨越显示屏幕水平扫描光束。多边形扫描器可包括多个多边形面，其中多个多边形方面每个定尺寸为同时接收光束并且每个相对于旋转轴分别以不同的面倾斜角倾斜，以分别在显示屏幕上不同的竖直位置处水平扫描光束。竖直调节器可在多边形扫描器的每个完全旋转后定位到不同方位。竖直调节器通过在预定个数的方位之间切换，使得束覆盖区可随时间投射到显示屏幕上，以使得在束覆盖区的竖直紧邻对之间的竖直方向中不存在间隔。预定个数的方位可以为三个或者更多的方位。竖直调节器的方位可通过等距离角分离。竖直调节器的方位可通过非等距离角分离。与用于束覆盖区的竖直连续组的竖直调节器的每个方位相关联的像素信息可以是不同的。与用于束覆盖区的竖直连续组的竖直调节器的方位中的两个相关联的像素信息可以是相同的。与用于束覆盖区的竖直连续组的竖直调节器的方位中的一个相关联的像素信息可以从与用于束覆盖区的竖直连续组的竖直调节器的两个其它方位相关联的像素信息中插入。控制单元可配置为增大或减小与每个束覆盖区相关联的光能以限制屏幕亮度中的不均匀性。
根据该方面的扫描波束显示系统还可包括存储器，该存储器配置为存储由显示屏幕上的光束中的每个形成的束覆盖区的束覆盖区信息，其中束覆盖区信息包括束覆盖区的束高度数据和位置数据，以及其中，控制单元配置为接收基于存储的束覆盖区信息确定的控制指令。存储器可配置为从束覆盖区确定单元接收束覆盖区信息。光学模块可包括束覆盖区确定单元。
扫描波束显示阵列可包括两个或更多根据该方面的扫描波束显示系统，其中两个或更多扫描波束显示系统可布置为彼此邻近，以及其中，相应竖直调节器中的每个的方位和相关联的校准偏移可以是同步的。
根据另一个方面，扫描波束显示阵列可包括两个或更多根据上述方面的扫描波束显示系统，其中两个或更多扫描波束显示系统可布置为彼此邻近，以及相应竖直调节器中的每个的方位和相关联的校准偏移可以是同步的。根据另一个方面，扫描波束显示系统可包括：光学模块；
图像控制模块，配置为接收图像信息并将相应的像素信息传送至所述光学模块，所述光学模块配置为产生基于所述像素信息进行调节的多个光束，从而传送待显示的图像，其中，所述光束中的每个传送像素信息；以及
显示屏，配置为接收所述多个光束以显示通过所述光束传送的图像，所述多个光束以第一方向跨越所述显示屏进行扫描，
其中，所述光学模块包括：
调节器，放置在所述光束的光学路径中以控制和调剂所述光束沿所述显示屏上的第二方向的位置，所述第二方向垂直于所述第一方向，以及
控制单元，配置为接收用于所述调节器的控制指令，并且配置为将所述调节器控制在预定个数的方位中的一个处以将所述扫描光束放置在沿所述显示屏幕上的第二方向的相应的不同位置，所述控制单元使得所述调节器周期性地再定位到所述方位中的另一个。
控制单元还配置为施加与调节器的每个方位相关联的校准偏移以使得由多个位置引起的投射到显示屏幕上并且沿第二方向彼此紧邻的束覆盖区的每对具有沿第二方向的、比第一阈值大的重叠。
该方面的实施方式可包括一个或多个以下特征。例如，调节器可配置为沿与第一方向正交的第二方向的光束的校准位置。
附图说明
图1示出了示例性扫描波束显示系统。
图2示出了通过使用多边形扫描器扫描多个激光束以及使用竖直调节器交错三个域而产生的用于填充屏幕的示例性扫描图案。
图3示出了具有带荧光带的屏幕的示例性扫描波束显示系统。
图4A示出了图3中的荧光屏幕的侧截面图。
图4B示出了图4A中的荧光屏幕沿B-B方向的特写图。
图5示出了来自图3中的系统的激光模块的示例性实施方式。
图6示出了通过交错两个域填充显示屏幕的示例性实施方式。
图7示出了随着时间在来自图6的两个临近扫描线中投射的波束覆盖区的序列。
图8示出了通过交错三个域填充显示屏幕的示例性实施方式。
图9示出了随着时间在来自图8的三个扫描线中投射的波束覆盖区的序列。
图10示出了图9中的波束覆盖区序列的示例性异常。
图11示出了图9中的波束覆盖区序列的另一示例性异常。
图12示出了显示屏幕上的示例性弓形失真。
图13示出了显示屏幕上测量的失真的示例。
图14示出了随着时间在三个临近扫描线中投射的波束覆盖区的序列，其中束覆盖区沿扫描方向聚焦以在重叠区域中生成亮斑。
图15示出了来自图14的、在受影响的波束中具有示例性光能减少以减小亮斑的波束覆盖区的序列。
图16A-16C示出了示例性光束轮廓。
图17A-17D示出了跨越多个图像域的像素值随着时间的示例性分配。
图18A和18B示出了跨越多个图像域的像素值基于每视频帧8次刷新随着时间的示例性分配。
在不同的附图中相同的参考标记表示相同的元素。
具体实施方式
在各种配置中可以实施将一个或多个光束扫描到屏幕上的显示系统以显示图像。例如，在一些实施例中，屏幕可以是无源屏幕，该无源屏幕不发射光并且直接使用一个或多个扫描光束的光以通过例如，反射，传送，漫射或散射一个或多个扫描光束的光来形成图像。在红色、蓝色和绿色波束分别携带红色、绿色和蓝色图像的背面投影模式中，无源屏幕从一侧接收红色、绿色和蓝色波束并且将接收的光漫射、传送或散射以生成彩色图像以用于在屏幕的另一侧观看。
在其他实施例中，这种显示系统的屏幕可以是发光屏。这种屏幕中可以包括发光材料以吸收一个或多个扫描光束的光并且以发射形成图像的新的光。一个或多个扫描光束的光不直接用于形成观看者所看到的图像。例如，屏幕可以是发光屏，该发光屏通过将施加到屏幕的激发能转换成发射的可见光(例如，经由激发光的吸收)从而发射彩色的可见光。发射的可见光为观看者形成图像。屏幕可以实施为包括多屏幕层，多屏幕层中的一个或多个具有将激发能转换为形成图像的发射的可见光的发光部件。
在上述实施例以及其他实施例中，在一个或多个光束到达屏幕之前，通常在一个或多个光束的光学路径中设置各种光学组件，诸如，执行一个或多个光束和光学透镜的光栅扫描的光学扫描模块。在理想的操作条件下，通过将一个或多个光束扫描到屏幕上形成的光栅扫描图案应该是空间均匀的并且不存在失真以生成期望的图像。例如，用于平面矩形宽屏幕(例如，在许多HDTV系统中具有16:9的宽高比)的光栅扫描图案应该是在以下所有位置处沿着竖直方向的具有均匀间隔的平行水平扫描线，在这些位置处屏幕上的波束斑尺寸应该持续独立于屏幕上的一个或多个波束位置。然而，在光学路径中可以出现各种光学失真以使得屏幕上的光栅扫描图案失真。例如，一个或多个光束的光学路径中的光学扫描模块、光学透镜和其他光学部件的存在通常导致光学失真。由于这种失真，可能使显示图像的质量退化。
图像质量的一个测量是横跨屏幕的图像亮度的均匀性。人眼对亮度的变化敏感。因此，导致横跨屏幕的不均匀图像亮度的光学失真在高质量显示系统中是显著的技术问题。屏幕上的波束斑尺寸和相邻扫描线间的线间隔的不期望的空间变化是造成横跨屏幕的不均匀图像亮度的示例。
在下面描述了基于发光屏的扫描波束显示系统的具体示例以示出局部调光技术。该技术还可应用于基于无源屏幕的扫描波束显示系统。
基于发光屏幕的扫描波束显示系统使用具有发光材料(诸如，荧光材料)的屏幕以在光学激发下发射光从而生成图像。发光屏可以包括发射光以形成图像的发光区图案以及作为发光区域之间没有发光材料的空间的不发光区域图案。发光区域和不发光区域的设计可以为各种配置，例如，平行发光带的一个或多个阵列，隔离发光岛状区或像素区的一个或多个阵列或其他设计图案。发光区域的几何形状可以是各种形状和尺寸，例如正方形、矩形或条带形。以下所述的示例使用具有由位于发光条带之间的不发光线分开的平行发光条带的发光屏幕。每个发光条带可以包括形成连续条带线或沿着条带分布在分开区中的发光材料(诸如含磷材料)。
在一个实施例中，例如，可以在屏幕上平行地形成3种不同颜色的磷光体或磷光体组合作为像素点或重复的红色、绿色和蓝色荧光条带，所述3种不同颜色的磷光体或磷光体组合可选择地通过激光束来激发以分别生成适合形成彩色图像的红色、绿色和蓝色的光。本申请中描述的各种示例使用具有平行彩色磷光体条带的屏幕以用于发射红、绿和蓝光从而示出基于激光的显示器的各种特征。
磷光体材料是荧光材料的一个类型。在使用磷光体作为荧光材料的示例中所描述的各种系统、设备和特征可适用于具有由其他光学激发、发光、非磷光体荧光材料(诸如，在合适的光学激发下发射光的量子点材料(半导体化合物，诸如除其他以外的CdSe和PbS))所制造的屏幕的显示器。
本文所述的扫描波束显示系统的示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以生成彩色图像。调制扫描激光束以传送用于红色、绿色和蓝色或其他可见色的图像信息并且按照以下方式控制扫描激光束，即激光束基于来自图像的红色、绿色和蓝色信道的图像数据来分别激发红色、绿色和蓝色的彩色发光材料。因此，扫描激光束携带图像数据但是不直接生成观看者所看到的可见光。替代地，屏幕上的彩色发光荧光材料吸收扫描激光束的能量并且发射红色、绿色和蓝色或其他彩色的可见光以生成观看者所看到的实际的彩色图像。
使用具有足以使荧光材料发射光或发冷光的能量的一个或多个激光束激光激发荧光材料是各种形式的光学激发中的一种。在其他实施例中，可以通过非激光光源来生成光学激发，非激光光源具有足够的能量以激发屏幕中所使用的荧光材料。非激光激发光源的示例包括各种发光二极管(LED)，发光灯和在某波长或光谱带处生成光以激发荧光材料的其他的光源，所述荧光材料在可见范围内将高能量光转换为低能量光。激发屏幕上的荧光材料的激发光束可以处于比通过荧光材料发射的可见光的频率高的频率处或光谱范围内。因此，激发光束可以在紫色光谱范围以及紫外(UV)光谱范围内，例如420nm之下的波长。在以下所述的示例中，UV光或UV激光束被用作用于磷光体材料或其他荧光材料的激发光的示例并且可以是其他波长处的光。
在上述和其他显示器实施例中，多个显示屏幕可以在阵列中彼此相邻地放置以形成更大的显示屏幕。当可以在多个显示屏幕之间同步波束扫描以允许多屏幕之间的同步操作时，可以在每一个屏幕的基础上进行将在下面进一步描述的对于竖直调节器的实时调节。在一些情况下，阵列中的多个(并且有时所有的)竖直调节器的方位和调节可以彼此同步。
参考图1，示出了基于二维波束扫描的扫描波束显示系统。例如具有以不同倾斜面角倾斜的不同反射多边形面的多边形扫描仪可用于在屏幕上的不同竖直位置处生成水平线的竖直阵列。线的竖直阵列可以彼此平行。当在下面参考多边形扫描仪来描述扫描时，各种其他类型的扫描仪也可用于生成水平线。垂直调节器(例如，检流计驱动镜(galvo-driven mirror))可用于相对于在时间上继先前组之后在屏幕上生成的另一组水平线的竖直位置，调节一组水平线的竖直位置。可以控制竖直调节器以生成由水平线中的两组或更多组形成的交错的扫描图案或其他扫描图案。如本文所使用的，竖直和水平方向用于表示两个大体正交的方向并且不旨在表示任何具体的方向，诸如相对于地球重力的竖直方向。此外，或可替换地，在竖直或水平方向扫描的波束可以生成非线性的(例如，弯曲的)线。
图1所示的系统包括在上面显示图像的屏幕1以及生成一个或多个扫描光束12且将一个或多个扫描光束12扫描至屏幕1上的光学模块10。调制光束12以传送图像信息。例如，光束12可以脉冲成携带图像数据的一系列激光脉冲。光学模块10可以以光栅扫描图案扫描一个或多个光束12以在屏幕1上显示图像，例如使用如上所述的可以被包括作为光学模块10内的扫描模块的部分的多边形扫描仪和竖直调节器。光学模块还可包括扫描控制模块以控制波束的扫描。
当使用多边形扫描仪时，多边形扫描仪可以被定位在一个或多个光束12的光学路径中。多边形扫描仪能够沿着竖直方形关于旋转轴旋转。在操作中，多边形扫描仪绕该旋转轴旋转，并且光束12撞击(impinge) 多边形扫描仪从而使得多边形扫描仪沿着如所示的水平扫描方向将光束 12水平扫描在屏幕1上。将多边形设计为具有尺寸被定为同时接收从一个或多个激光引导的一个或多个光束12的多个多边形面。多边形面反射光束12的光并且相对于旋转轴线分别以不同倾斜角倾斜，从而使得不同面在屏幕上的不同竖直位置处分别水平扫描光束。将竖直调节器放置在光束12的光学路径中以调节屏幕上的光束的竖直位置。
在操作中，多边形扫描仪进行旋转以扫描波束。每个多边形面在屏幕1上水平地接收、反射、和扫描一个或多个波束12。下一个多边形面以与先前面不同的倾斜角倾斜并且因此在屏幕1的不同竖直位置处水平地接收、反射和扫描相同的一个或多个波束12。在具有多个光束12的系统中，来自一个多边形面的不同的光束被引导至屏幕1上的不同竖直位置。由于不同的多边形面顺序地轮换以随着多边形扫描仪旋转执行一个或多个波束12的水平扫描，因此屏幕1上的一个或多个波束12的竖直位置沿着竖直步进方向在不同的位置处竖直步进，而无需常规的竖直扫描仪。在面在屏幕1上扫描一个或多个波束12的时间期间，可以以固定方位操作竖直调节器，从而使得仅沿着水平方向扫描每个波束12，而无需同步竖直扫描。在多边形扫描仪的完整旋转之后以及在其下一个完整旋转之前，可将竖直调节器操作为处于不同的固定方位，从而使得多边形扫描仪的每个面在随后的旋转期间在如前的屏幕的不同竖直位置处水平扫描波束。在一些情况下，可以在多边形扫描仪的旋转期间调节竖直调节器，例如在每个面扫描波束之后改变竖直调节器的位置。在一些情况下，竖直调节器可以被调节同时面扫描波束。在多边形扫描仪的旋转期间进行的这种调节可以有助于，例如提高实时的竖直填充。
在于2008年7月25日提交的题为“BEAM SCANNING SYSTEMS BASED ON TWO-DIMENSIONAL POLYGON SCANNER(基于二维多边形扫描仪的波束扫描系统)”的第12/180,114号美国专利申请(现在为第 7,869,112号美国专利)描述了适于与本申请所述的显示系统一起使用的多边形扫描仪的示例并且通过引用并入为本发明说明书的一部分。
图2示出了可以例如，使用2D多边形扫描仪和竖直调节器而实现的交错光栅扫描的一个示例。假设，例如在多边形中存在M个面并且存在 N个光束12，多边形面的倾斜面角可以被设计为将屏幕竖直划分为M个竖直段以将N个水平扫描线投射在每个竖直段中。
更具体地，随着多边形旋转，不同面在不同的时间逐一引导并且扫描不同的竖直段。因此，在多边形扫描仪的一个完整旋转中通过不同多边形面进行的扫描生成由N个同时水平线的M个序列集构成的M×N水平扫描线的帧或域。这种操作提供了通过每个面的水平扫描以及通过顺序改变多边形面的竖直步进两者。因此，在一个完整的旋转中，多边形扫描仪在分别由多边形面生成的屏幕上生成同时水平扫描线的序列组的一个帧并且每个多边形面生成一组同时且水平的扫描线。
应注意，在每个完整的旋转期间，竖直调节器被控制在预定数量的方位中的一个方位处。在完成多边形的一个完整的旋转之后且在多边形的下一个完整的旋转之前，竖直调节器被操作为转变且稳定到预定数量的方位中的另一个方位，从而改变屏幕1上的光束12的竖直位置以使在多边形扫描仪的一个完整旋转中生成的一个帧中的水平扫描线与在多边形扫描仪的紧接的完整旋转中生成的随后帧的水平扫描线空间交错。竖直调节器和多边形扫描仪彼此同步以执行上述交错的光栅扫描。在以下进一步的描述中，确定用于竖直调节器的方位的数量以最大化相邻激光束扫描之间的竖直填充因子，换句话说，以最小化水平线之间的任何间隙。
在图2所示的示例中，通过3个帧或域(域1、域2和域3)形成每个完整的帧图像，随着由每个面生成的相邻线之间的线间隔被最小化或完全消除，域1、域2和域3空间交错。因此，本示例中的竖直调节器被操作为以3个方向操作，分别为用于域1的一个方向、用于字2的另一方向，以及用于域3的又一方向。在这个具体的示例中，用于波束位置的竖直调节的比率仅为每个完整帧三个方向调节。竖直调节器可以在消隐期间在域之间切换，这可以在多边形镜的每个完整旋转之后通过将波束关断一段短的时间而被提供，以最小化屏幕上的任何不期望的视觉效果。在这个具体的示例中，消隐通常出现在当在两个相邻面之间具有到多边形旋转轴的最大倾斜角改变的两个相邻面处于从一个面转变到另一个面时，当波束将从一个面撞击到下一个面时。
图2的示例中示出了交错的三个图像域，其中每个域与竖直调节器的预定方向相关联。在此，通过来自单个多边形面的波束反射而生成的屏幕上的两个连续线之间的扫描线(例如通过激光1和激光2在屏幕上生成的用于域1的连续线)的数量是(P□1)，其中P是将被交错的域的数量并且P是不小于3的整数。也就是说，为了确保在随着时间最终被传送到屏幕上的紧接的竖直相邻扫描线之间不存在成像照度间隙，由从单个多边形面反射的两个邻近的激光束形成的屏幕上的扫面线应该通过两个或少于两个水平线间隔开，以交错3个域同时避免它们之间的任何竖直间隙。此外，交错附加段(例如如上所述的从两个交错图像域到3 个)可以有助于增加竖直分辨率，这是由于具有更多扫描的线可以导致竖直方向上的更高的像素密度。
参考图3，示出了使用具有彩色磷光体带的屏幕的基于激光的显示系统的示例。可替换地，彩色磷光体点或量子点或量子点区域还可以用于限定屏幕上的图像像素。所示系统包括激光模块110以生成至少一个扫描激光束120并将至少一个扫描激光束120投射到屏幕101上。屏幕101 在竖直方向上具有平行的彩色磷光体带，其中红色磷光体吸收激光以发射红光，绿色磷光体吸收激光以发射绿光以及蓝色磷光体吸收激光以发射蓝光。三个相邻彩色磷光体带的每个组包含用于三种不同颜色的条带。条带的一个具体的空间彩色序列在图3中示出为红色、绿色和蓝色。还可以使用其他的彩色序列。
激光束120处于彩色磷光体的光学吸收带宽内的波长处并且通常处于比用于彩色图像的可见蓝色和绿色和红色的波长更短的波长处。作为示例，彩色磷光体可以是吸收在从大约380nm到大约420nm的光谱范围内的UV光的磷光体以生成期望的红、绿和蓝光。激光模块110可以包括一个或多个激光(诸如UV二极管激光)以生成波束120，波束扫描机制以水平和竖直扫描波束120从而在屏幕101上每次呈现一个图像帧，以及信号调制机制以调制波束120从而携带用于红色、绿色和蓝色的图像信道的信息。这种显示系统可以经配置为背光引擎系统，其中观看者和激光模块110在屏幕101的相对侧上。可替换地，这种显示系统可以配置为前光引擎系统，其中观看者和激光模块110在屏幕101的相同侧上。
在图4A中所示的示例性情况中，扫描激光束120被引导在像素内的绿色磷光带处以生成用于该像素的绿光。图4B进一步示出了在沿着垂直于屏幕101的表面的方向B-B的视角中的屏幕101的操作。由于每个彩色条带在形状上是纵向的，因此波束120的横截面可以沿着条带的方向被成形为细长的以最大化用于像素的每个彩色条带内的波束的填充因子。这可以通过使用激光模块110内的波束成形光学元素来实现。用于生成激发屏幕上的磷光材料的扫描激光束的激光源可以是单模式激光或多模式激光。激光还可以是沿着与细长方向磷光带垂直的方向的单模式以具有由每个磷光带的宽度限制的小波束传播。沿着磷光带的细长方向，该激光束可以具有多个模式以与在穿过磷光带的方向上传播的波束相比在更大的区域上传播。在一个方向具有单模式以在屏幕上具有小波束覆盖区(footprint)以及在垂直方向上具有多模式以在屏幕上具有较大覆盖区的激光束的这种使用允许将波束定形为适合屏幕上的细长彩色子像素并且允许经由多模式在波束中提供足够的激光功率以确保足够的屏幕亮度。
因此，调制成携带具有图像数据的光学脉冲的激光束120需要相对于屏幕101上的适当彩色像素进行对准。横跨屏幕101空间扫描激光束120，以在不同时间处击中不同的彩色像素。因此，调制波束120 携带用于不同时间处的每个像素和不同时间处的不同像素的红色、绿色和蓝色的图像信号。因此，利用用于不同时间处的不同像素的图像信息对波束120进行编码。波束扫描因而将波束120中的编码图像信号实时地映射到屏幕101上的空间像素上。
该申请中所描述的扫描显示系统可在制造过程中进行校准，以使得激光束开关定时和激光束在屏幕101中相对于荧光带的位置是已知的且控制在允许的公差范围内，以使系统以特定的图像质量适当地操作。但是，屏幕101和系统的激光模块101中的部件可能由于各种因素而随着时间变化，所述因素例如扫描装置抖动、温度或湿度变化、系统相对于重力的方位的变化、由于振动而引起的沉降、老化等。这些变化可能随着时间的推移影响激光源相对于屏幕101的定位，因而工厂设定的对准可能由于这些变化而改变。应注意，这些变化可对所显示的图像产生可见的且通常是不期望的影响。例如，由于扫描波束 120沿着水平扫描方向相对于屏幕未对准，扫描激发波束120中的激光脉冲可能击中与用于该激光脉冲的预期目标子像素临近的子像素。当这种情况发生时，所显示的像素的着色与图像的预期颜色有所变化。因此，由于波束在绿色磷光体区域之上而非在预期的相邻红色荧光体区域之上时波束是打开的，预期图像中的红斑可能在屏幕上显示为绿斑。对于另一示例，由于扫描波束120沿着水平扫描方向相对于屏幕未对准，扫描激发波束120中的激光脉冲可能击中预期目标子像素和靠近预期目标子像素的相邻子像素两者。当这种情况发生时，显示图像的着色与图像的期望着色有所变化且图像清晰度恶化。因为较小的像素意味着对于位置变化的较小的公差，所以这些变化的可见影响可随着屏幕显示分辨率的增加而增加。另外，随着屏幕尺寸的增加，可影响对准的变化的影响可能更加显著，因为与大屏幕有关的大力矩臂意味着角度误差可能引起屏幕上的大位置误差。例如，如果对于已知波束角度而言，屏幕上的激光束位置随着时间变化，则其结果是图像中的色移。该影响是显著的，因此对于观察者来说是不期望的。
可在图3的系统中提供反馈控制对准机制，以保持扫描波束120 在期望子像素上的适当对准，从而实现期望的图像质量。屏幕101用于提供屏幕反馈信号130，以使用定时信息指示波束120的对准状态。对准反馈控制系统确定从定时信息推导出的空间信息，控制模块110 响应屏幕反馈中的定时信息，以控制扫描波束120来补偿空间定位误差。这种反馈控制可包括屏幕101上(在荧光区域中和在荧光区域外的一个或多个周边区域中)的参考标记，以提供对激发束120具有定时和/或定位影响并表示扫描波束在屏幕101上的位置和其它性质的反馈光。反馈光可通过使用一个或多个光学伺服传感器来测量，以生成反馈伺服信号。激光模块110的中的伺服控制处理该反馈伺服信号，以提取屏幕上的与波束定位和波束的其它性质有关的信息，以及作为响应，调节扫描波束120调制的定时，从而确保显示系统的适当操作。反馈光可以为与激发光相同的光或者是与激发光频率不同的光。反馈光可以是用于检测屏幕101上的参考标记的IR范围光。使用开或关面板参考标记相对于扫描波束120校准IR激光位置。
例如，反馈伺服控制系统可设置成使用定位于观看者不可见的、显示区外的周边伺服参考标记来提供对于各波束特性的控制，诸如沿着垂直于荧光带的水平扫描方向的水平定位、沿着荧光带的纵向方向的竖直定位、聚焦在屏幕上以用于控制图像清晰度的波束以及屏幕上用于控制图像亮度的波束功率。
对于另一示例，可在显示系统启动时执行屏幕校准程序，以测量波束位置信息作为校准映射。然后激光模块110使用该校准映射，以控制扫描波束120的定时和定位，从而实现期望的颜色纯度。在一些情况中，如下面将详细描述，校准程序还可包括测量波束覆盖区信息作为波束位置的函数。对于又一示例，可提供动态伺服控制系统，以在显示系统的正常操作期间通过使用屏幕的荧光区域中的伺服参考标记定期地更新校准映射，从而在不影响观看者的观看体验的情况下提供反馈光。
下面参照图5，示出了图3中的激光模块110的示例性实施例。具有多个激光的激光阵列310用于生成多个激光束312，以同步地扫描屏幕101，从而提高显示亮度。提供信号模块控制器320，以控制和调制激光阵列310中的激光，从而使得激光束312被调制成携带将要显示于屏幕101上的图像。信号模块控制器320可包括数字图像处理器和激光驱动器电路，数字图像处理器生成用于三种不同颜色通道的数字图像信号，激光驱动器电路生成携带数字图像信号的激光控制信号。激光控制信号然后用于调制激光阵列310中的激光，例如调制用于激光二极管的电流。
如图5所示的系统中的波束扫描可通过使用竖直调节器340来实现，该竖直调节器340诸如用于竖直扫描的检流计镜、以及具有以不同角度倾斜的不同面的多面式多边形扫描仪。扫描透镜360可用于使扫描波束从多边形扫描仪350聚焦到屏幕101上。扫描透镜360设计成用于将激光阵列310中的每个激光成像至屏幕101上。多边形扫描仪350的不同反射面中的每个同时扫描N个水平线，其中N是激光的数量。在所示的示例中，激光束首先被引导至竖直调节器340，然后从竖直调节器340引导至多边形扫描仪350，该多边形扫描仪350扫描所接收的激光束作为到屏幕101上的输出扫描波束。中继光学器件模块330可置于激光束312的光学路径中，以改变激光束312的空间特性，并生成密堆积的一束波束332以通过多边形扫描仪350进行扫描。聚焦于屏幕101上的扫描波束120激发磷光体，且光学激发的磷光体发射着色光以显示可见图像。激光束312、120在图5中示为沿着水平轴线分隔开，以使得多个波束可见；但是实际上波束将水平地对准且沿着竖直轴线(进入/离开页面)分隔开。
激光束120横跨屏幕101进行空间扫描，以在不同时间处击中不同的颜色像素。因此，对于不同时间处的每个像素和对于不同时间处的不同像素，调制波束120中的每个波束携带用于红色、绿色和蓝色的图像信号。因此，通过信号模块控制器320，在不同时间处利用不同像素的图像信息对波束120进行编码。波束扫描由此将波束120中的时域编码图像信号映射至屏幕101上的基于空间的像素位置。例如，调制的激光束120可使每个颜色像素在时间上均等地分成用于三种不同颜色通道的三种颜色子像素的三个连续时隙。波束120的调制可使用脉冲调制技术来生成每种颜色中的期望灰度、用于每个像素的适当颜色组合以及期望的图像亮度。该调制为脉宽调制、脉幅调制或二者的组合。激光二极管还分别利用适当的阈值电流进行偏压，以实现迅速的上升和下降时间或切换速度。
在一些实施例中，成像模块370可置于竖直调节器340和多边形之间的光学路径中，以将竖直调节器340的反射面的表面成像于当前向屏幕101反射波束的多边形的面上。该成像有效地使竖直调节器340 与当前反射的多边形面重合，该多边形面转而与扫描透镜360的入射光瞳重合。因此，扫描透镜360的入射光瞳是用于引导至扫描透镜360 的扫描波束的枢轴点。成像模块370可处于多种光学配置中，并且例如在4F成像配置中可包括放大率为1的两个透镜。
在一些实施例中，扫描波束显示系统可包括不可见伺服波束，以提供附加的位置反馈。例如，控制器380可用于基于来自一个或多个伺服波束检测器390(该伺服波束检测器390检测来自屏幕101的伺服反馈光)的伺服检测器信号，提供控制功能和控制智能。题为“SERVO FEEDBACK CONTROL BASED ON INVISIBLE SCANNING SERVO BEAM IN SCANNINGBEAM DISPLAY SYSTEMS WITH LIGHT-EMITTING SCREENS(基于具有发光屏的扫描波束显示系统中的不可见扫描伺服波束的伺服反馈控制)”并且于2007年6月27 日提交的第11/769,580号美国专利申请(现在是第7,878,657号美国专利)描述了伺服反馈控制的示例，该伺服反馈控制适于与本申请中描述的显示系统一起使用，并通过引用并入本申请作为该申请的说明书的一部分。
在一些实施例中，显示系统中可设有波束覆盖区检测器400，以在屏幕101上输出聚焦波束的测量覆盖区。可替代地或另外地，波束覆盖区检测器400可以是单独的测量设备，该测量设备可用于在屏幕上的多个不同位置处测量波束覆盖区信息。可对于在其上聚焦波束的屏幕的每个子像素记录波束覆盖区测量结果，例如以生成用于整个屏幕的波束覆盖区映射。波束覆盖区信息可包括随着波束横跨屏幕101 进行调制和扫描而投射到屏幕101上的光束的高度和宽度。在一些实施例中，波束覆盖区信息可包括投射到屏幕101上且可随着波束横跨屏幕101进行调制和扫描而变化的任意形状的光束。在一些实施例中，波束覆盖区信息可包括与随着横跨屏幕101调制和扫描波束而投射到屏幕101上的光束的检测形状内的强度热点有关的信息。控制系统380 可配置成进入存储器402，该存储器402可存储与屏幕上的每个波束位置有关的波束覆盖区信息。在一些情况中，波束覆盖区信息可通过经由覆盖区检测器400或经由其它器件获得的信息，而预存储在存储器402上。可替代地或者另外，波束覆盖区信息可基于来自覆盖区检测器400的输入，在显示系统的操作期间实时地输入/更新。
如上所述，应当避免投射到屏幕上的相邻扫描线之间的任何间隙。否则，观察者也许能够发现横过屏幕延伸的黑线，尤其是观察者位于接近屏幕的位置的情况。因此，竖直调节器应配置成具有足够数量的位置，以使得随着时间的推移，竖直相邻的波束投影之间不存在间隙。
图6示出了通过交织两个域而显示于屏幕101上的示例性方案。在本文中，水平横过屏幕101地扫描N个竖直间隔开的激光束的阵列，以创建填充屏幕101的S个横带，其中，例如通过使用具有S个面的多边形扫描仪的各个面扫描束阵列来创建每个横带。通过使竖直调节器在遵循多边镜的每个转动的两个预定方位之间往复地步进，两个域 F1和F2交错，以增加填充因子。
参见各横带中的一个的特写图408并进一步参照图7，因为相邻束投影或束覆盖区412之间的竖直间距p'大于沿着竖直轴线的每个投影的高度h'，所以竖直相邻的束覆盖区之间可能存在间隙410。间隙 410会被观看者看作为横过屏幕101形成条纹的黑线或部分的黑线。
如图7所示的束覆盖区412的形状只是示例性的，且可包括与不同束轮廓相关的多种其它形状。覆盖区内的暗区413表示聚集束具有峰值强度的区域。在一些情况中，例如当多模激光器用于生成光束时，可呈现多个峰值。应注意的是，图7所示的束覆盖区与调制光束在交错域之一的时间周期期间形成于屏幕上的投影对应。换言之，所示的行A的一系列束覆盖区412表示单个束随着时间跨过屏幕的的水平步进。类似地，行B所示的束覆盖区与位于紧接之下的交错域的这种投影对应。虽然对于每个行每次仅一个瞬时束覆盖区可进行投射，但是这种覆盖区的潜像可短时期内保持于荧光带上，从而允许画面填充有期望图像。可替代地或者另外地，由于眼睛具有捕捉整个扫描覆盖区并作为一体地察觉该扫描覆盖区的整合时间，所以潜像可保持在观看者的视线范围内。
图8示出了通过交错的三个域填充屏幕101的示例性方案。如图 6所示的相同的N个竖直间隔开的激光束的阵列再次水平横过屏幕 101地进行扫描，以创建填充屏幕101的S个横带。然而，通过使竖直调节器在每个多边形转动之后通过三个(取代两个)方位进行步进，三个域F1、F2和F3交错，以便进一步增加填充因子或增加更多的竖直分辨率。
参见各横带中的一个的特写图414并进一步参照图9，因为相邻的波束覆盖区之间的竖直间距p"现在小于或等于沿着竖直轴线的每个扫描波束的高度h"，所以竖直相邻的波束覆盖区之间没有产生间隙。换言之，通过向图5和图6所示的系统提供额外的竖直调节器位置，可在不增加扫描波束的高度的情况下增加填充因子。由于，当波束随着其横过屏幕进行扫描而转动时，增加扫描波束的高度会引起串扰问题，导致了能量从一个荧光体颜色溢出至另一荧光体颜色。这示于图 11中。此外，增加扫描波束的密度相对于增加波束的高度更有利于增加图像清晰度(由于每个额外的扫描域承载图像信息)。
虽然图8和图9示出一横带内的波束彼此竖直等距离地布置，但是该波束可布置成相距彼此非等距的距离。为了形成均等间隔开的波束，竖直调节器可配置成位于通过等间距的角度分隔开的方位处。在一些情况中，例如由于显示系统内预先存在的或基于时间的变量，竖直调节器可配置成位于以非等间距的角度分隔开的方位处，以便将竖直等间距的波束投射至屏幕上。在一些情况中，竖直调节器方位可配置成在一横带内有目的性地生成波束，其中，该横带在竖直方向上以相距彼此非等间距的距离进行布置。针对竖直调节器方位的实际设定可根据实验来确定，以得出最理想的图像质量；并且可取决于诸多因素。例如，每个光束的高度、相对于屏幕的波束入射角、竖直调节器的运动范围、波束轮廓、多边形扫描仪的性质、竖直调节器方位的位置容差等全部将对如何确定竖直调节器方位具有影响。
参照图10，示出了示例性实施方式，其中，与行B(或域2)相关的波束覆盖区竖直向下移位，从而在行A和行B中的波束之间创建间隙420，而在行B和行C中的波束之间创建亮斑422，该亮斑422 可能是由于波束之间的过度重叠而引起。这种异常可以是全局的或者位于屏幕上的特定位置。此外，这种异常可通过覆盖区或存储于存储器402中的扫描失真信息而预先知晓，或者可使用覆盖区检测器400 或集成在显示系统内的扫描图像强度映射实时地进行检测。
基于波束覆盖区和扫描图像强度映射信息，控制系统380(图5) 可设定或应用将与竖直调节器的每个预定方位相关的调节角度或偏移量，以消除竖直相邻的覆盖区之间的任何不期望的间隙420或亮斑 422。应用的调节角度可取决于屏幕上波束覆盖区的位置。在一些情况中，可在水平扫描波束的同时进行调节。
如上所述，波束覆盖区或轨迹可根据波束投射至屏幕上的位置而改变。这种变化可以是特定光学系统的固有特性和/或可由于各种依赖于时间的因素(例如，重力、振动、温度/湿度变化等)而随着时间被引入。
进一步参照图11，例如由于光学系统固有特性，波束覆盖区可靠近屏幕水平末端地倾斜。例如，靠近屏幕左端投射的波束可在一方向上旋转到9度，而靠近屏幕的右端投射的波束可在相反的方向上旋转到9度。由于波束的这种转动或倾斜，会降低该区域中的波束覆盖区的有效高度，从而导致在竖直相邻的波束覆盖区之间成形间隙430。因此，当确定将使得间隙最小的竖直调节器位置的数量时，基于以屏幕为基础的波束覆盖区的最小竖直高度进行该确定可确保：即使在波束覆盖区的有效高度由于波束的转动或其它原因而降低的屏幕区域中也不会形成间隙。
图12和图13示出了可能导致不均匀填充屏幕的其它类型的变化的示例。例如，如图12所示，当使用位于扫描光学模块(例如，多边形350和检流计镜340)和屏幕101之间的光学路径中的二维平场扫描透镜时，可能发生竖直弯曲变形和水平弯曲变形。如所示，随着光的入射角相对扫描透镜增加，每个方向上的弯曲变形从屏幕的中心朝向屏幕的边缘增加。
图13示出了在屏幕上测得的、具有上述光学弯曲变形的波束位置的映射的示例。由扫描透镜装配引起的竖直和水平弯曲变形的效果可以例如与波束覆盖区测量一起进行测量。基于测得的变形(例如波束斑间距变化)，光学脉冲的光学能量可调节以补偿由于测得的变形而引起的屏幕亮度的不均匀性。于2010年6月8日提交的标题为“LOCAL DIMMINGON LIGHT-EMITTING SCREENS FOR IMPROVED IMAGE UNIFORMITY IN SCANNING BEAMDISPLAY SYSTEMS”的第12/796,591号美国专利申请描述了消除变形并改善图像均匀的示例，且通过引入合并为本申请的说明书的一部分。
再次参照图10，当相邻的波束覆盖区之间的竖直重叠部分过大时，会出现亮斑422。对于竖直调节器位置的数量设定成通过消除潜在间隙而使得填充因子最小的显示系统，可能出现这种现象。在该情况中，对于重叠的波束脉冲中的一个或另一个或者两者，可降低与对应的光学脉冲相关联的光学能量或强度，从而重映射强度分布，以使得观看者看不见热区。通过降低与过量的重叠有关的波束的强度，可降低重叠部分的亮度并向观看者呈现得更均匀。
图14示出了平行的水平扫描线沿着扫描方向会聚的屏幕区域。因此，虽然对于列S中的波束覆盖区可能没有形成间隙或亮斑，但是在会聚的列(例如列T)中具有相同高度的波束覆盖区的使用可导致引起亮斑440的过度重叠。但是，通过相应地降低与收敛的波束相关联的光学能量以降低各波束的强度可减少亮斑440，如图15所示。
如以上所述，一对相邻的波束覆盖区之间的间距应当使得竖直填充因子最大。当相邻的覆盖区之间的间距等于或小于相关波束覆盖区的高度时，这通常可实现。但是，因为激光束和其它类似的光束可能具有不同类型的波束轮廓，通常可不必清楚地限定波束的“高度”。
例如，进一步参照图16A，假定光束能量的给定高斯(Gaussian) 轮廓，如果在波束之间存大于第一阈值的竖直重叠，则可认为两个竖直相邻的覆盖区之间没有间隙，其中，第一阈值可表示为非零的最小竖直重叠，要求为消除显现至于用户的间隙并帮助改善亮度的均匀性。由于竖直相邻的波束覆盖区之间的距离或间距P、以及波束覆盖区的有效高度H两者均可作为屏幕上的位置的函数而变化，所以可基于在 P和H之间具有大差异的屏幕位置而确定第一阈值应该为何值，从而确保针对屏幕上的、全部记录的波束位置避免了间隙。在如该确定中所用的波束覆盖区和位置信息可从如上所述的波束覆盖区测量过程获得。
在波束轮廓是高斯轮廓的一些情况中，第一阈值可表示这样的点: 在该点处，与其各自的波束的宽度的1/e2相关联的点彼此经过。在一些情况中，第一阈值可基于显示系统和/或观看者的特定特征(例如，观看距离)实验性地推导。在另一示例中，光束可具有梯形轮廓(如图16B所示)，或者具有多模形状(如图16C所示)。可替代地，在一些情况中，第一阈值可表示各波束的尾部刚开始彼此接触的点。
返回参照图14和图15，应注意的是，相邻的波束覆盖区之间的过度重叠可能导致亮斑440。为了避免这种这斑，与所讨论的波束覆盖区相关联的光能量可被降低，例如以使得与重叠区域相关联的大小不超过第二阈值。换言之，通过进一步依靠所采集的波束覆盖区数据来降低重叠波束中的一者或两者的强度，以使得重叠区域的相关强度小于该第二阈值，可横过整个屏幕地避免亮斑。因此，通过确保重叠区域大于第一阈值但小于第二阈值，既可避免间隙又可避免亮斑。在一些情况中，第二阈值可以不指重叠区域的大小而是指与该区域有关的强度。换言之，一旦相邻的波束覆盖区之间的重叠的尺寸满足第一阈值，从而确保没有间隙，则所引起的重叠区域的强度可控制成保持低于第二阈值，从而确保避免亮斑的出现。
当降低受影响的波束的光能时，用户所察觉的波束覆盖区的高度可相应地降低。但是，能量降低应当控制成使得所引起的波束高度不会造成下降至低于第一阈值的重叠区域(即创建间隙)。第二阈值可基于强度，因而指示重叠区域应当保持在其之下的最大强度。注意，光能可在每个像素基础上进行调节，从而允许调节各个像素的大小/强度。虽然对于每个像素的能量还通过对应的图像数据动态地进行控制，例如以便在屏幕上显示移动图像，但是第二阈值有效地用作限制在重叠区域中生成最大强度的增益控制机制。
在一些情况中，第二阈值可以基于大小，因而指示可允许的重叠区域的物理大小的最大值。例如，参照图16A，第二阈值可表示重叠量，在该重叠量处与其各自波束宽度的1/e2相关联的点经过彼此。在一些情况中，第二阈值可表示的重叠量处，与高斯波束的全带宽半最大值相关联的点经过彼此。参照图16B所示的梯形波束轮廓，第二阈值可表示的重叠量处，与波束的半宽度相关联的点经过彼此。
在一些实施例中，与每个视频帧缓冲相关联的图像信息可以不是与竖直调节器的方位的数量兼容的格式。例如，参照图17A，随着时间显示于屏幕上的一系列图像表示为图像1、图像2、图像3等。在本文中，每个图像示为具有与域1相关联的一组像素值A和与域2相关联的第二组像素值B。因此，通过在对应域1和域2的位置之间反复地切换竖直调节器，由像素值A和B构造的单一图像可显示于屏幕上。
但是，如果将图17A的图像系统改为包括与竖直调节器的三个不同位置对应的三个域(域1-3)，则可能需要额外的像素值。例如，如果像素值A分配至域1且像素值B分配至域3，则将需要用于域2的额外像素值。图17B示出了用于填充所增加的域的一个示例性方案。在本文中，用于域1(A)的像素值和来自域3(B)的像素值可随着时间交替地分配至域2，以提供竖直填充的图像。可替代地，图17C 示出了插值法，其中，用于域2的像素值被插值，在这种情况下，通过对来自域1和域3的像素值简单地求平均值来进行该插值。各种其它类型的填充和插值方法可用于向增加的域分配合适的像素值。作为另一示例，可使用基于4点的三次插值方法。
当然，如果存在足够的填充增加域的像素数据，则不需要插值和其它像素填充方法。例如，图17D示出了像素值A、B和C分别被分配至域1、2和3。例如，如果本地分辨率相应地增加，则与增加的域对应的增加像素值会是可用的。
在一些情况中，两域成像系统可进入下一视频帧之前多次依赖于横过屏幕渲染或绘制的视频帧。例如，如果视频帧以60Hz更新，则每个视频帧可在屏幕上以480Hz刷新8次。更具体地，如图18A中的图像1至4所示，单一视频帧可在屏幕上得到8次刷新，且每次刷新对应于不同的像素值。如图18B 中进一步示出，视频帧的前两次刷新可导致在屏幕上显示由像素值A和像素值B构成的第一图像Image 1。视频帧1的随后两次刷新可导致显示由像素值A和B构成的第二图像Image 2。一旦总共8次的刷新完成(在过程中随着时间在屏幕上形成Images 1-4)，视频帧便次更新至视频帧2，且Images 5-8将以类似的方式显示。对于基于多边形扫描仪的系统，每次渲染和刷新可与多边形扫描仪的单次全旋转对应。
参照图18B，示出了三域成像系统。但是，如果保持每个视频帧 8次刷新方案，则可能存在像素信息不足的情况。换言之，因为如图 18B所示的三域系统需要3次刷新，以便在屏幕上形成一个完整的图像(如与图18A所示的前述示例中的两个2刷新相反)，所以如之前那样渲染8次的视频帧可能只能提供足够用于2个和2/3的图像的像素信息。在该情况下，来自随后的视频帧的像素值可用于填充缺失的 1/3的图像。例如，参见图18B，只依靠视频帧1的8次刷新将不会提供足够数量的像素值以覆盖图像3的底部的1/3；但是，如所示，来自视频帧2的对应像素值可分配至Image 3的域3，从而完全地填充Image 3。这样，设计成用于两域成像系统的视频帧可在不改变相关刷新率的情况下用于三域系统。
虽然该文件包括诸多细节，但是这些不应解释成对本发明的范围或将会所要求的限制，而是作为本发明特定实施方式的特征细节的描述。在本文件中，各个实施例的上下文中所描述的某些特征还可组合成单一实施例地来实施。相反，单个实施例的上下文中所描述的各特征还可单独地在多个实施例中实施或以任何合适的子组合来实施。此外，虽然上面可能将特征描述为在特定组合中使用，甚至最初要求成如此，但是自来所要求保护的组合中的一个或多个特征在一些情况中可以从该组合中分离，且要求保护的组合可指向子组合或子组合的变型。
虽然只公开了几个实施例，但是要理解的是，可以基于该申请中描述和示出的实施例，得出变型、增强和其它实施。

Claims (21)

1.扫描波束显示系统，包括：
光学模块；
图像控制模块，配置为接收图像信息并将相应的像素信息传达至所述光学模块，所述光学模块配置为产生基于所述像素信息被调节的多个光束，从而传送待显示的图像，其中，所述光束中的每个均传达像素信息；以及
显示屏幕，配置为接收所述多个光束以显示通过所述光束传送的图像，所述多个光束以水平方向扫描经过所述显示屏幕，
其中，所述光学模块包括：
竖直调节器，放置在所述光束的光学路径中以控制和调节所述光束沿所述显示屏幕的大致竖直方向的位置，以及
控制单元，配置为接收用于所述竖直调节器的控制指令，并且配置为将所述竖直调节器控制在预定个数方位的一个中，以将所述扫描光束放置在沿所述显示屏幕上的竖直方向的相应的不同位置处，所述控制单元使得所述竖直调节器周期性地再定位到所述方位中的另一个，
其中，所述控制单元还配置为施加与所述竖直调节器的每个方位相关联的校准偏移，以使得由多个位置引起的、投射到所述显示屏幕上的竖直紧邻的每对束覆盖区具有比第一阈值大的竖直重叠。
2.根据权利要求1所述的扫描波束显示系统，其中，所述控制单元还配置为降低与每个束覆盖区相关联的光能以使得竖直紧邻的每对束覆盖区的竖直重叠小于第二阈值。
3.根据权利要求2所述的扫描波束显示系统，其中，所述第二阈值是与任意两个竖直紧邻的所述束覆盖区之间的竖直重叠相关联的最大可允许尺寸。
4.根据权利要求2所述的扫描波束显示系统，其中，所述第二阈值是任意两个竖直紧邻的所述束覆盖区之间的竖直重叠的最大可允许强度。
5.根据权利要求2所述的扫描波束显示系统，其中，降低所述光能减小了相应的所述束覆盖区的高度。
6.根据权利要求1所述的扫描波束显示系统，其中，所述光学模块还包括位于所述光束的光学路径中的多边形扫描器并且包括旋转轴，所述多边形扫描器围绕所述旋转轴旋转以使得跨越所述显示屏幕水平扫描所述光束，所述多边形扫描器包括多个多边形面，所述多个多边形面中的每个的尺寸使得能够同时接收所述光束并且每个相对于所述旋转轴分别以不同的面倾斜角倾斜，以分别在所述显示屏幕上不同的竖直位置处水平扫描所述光束。
7.根据权利要求6所述的扫描波束显示系统，其中，所述竖直调节器在所述多边形扫描器的每个完全旋转后定位到不同的方位。
8.根据权利要求1所述的扫描波束显示系统，其中，所述竖直调节器通过在所述预定个数的方位之间切换，使得所述束覆盖区随时间投射到所述显示屏幕上，以使得在竖直紧邻的一对束覆盖区之间的竖直方向上不存在间隔。
9.根据权利要求8所述的扫描波束显示系统，其中，所述预定个数的方位为三个或者更多的方位。
10.根据权利要求1所述的扫描波束显示系统，其中，所述竖直调节器的方位通过等距离角分离。
11.根据权利要求1所述的扫描波束显示系统，其中，所述竖直调节器的方位通过非等距离角分离。
12.根据权利要求1所述的扫描波束显示系统，其中，与所述竖直调节器的用于与一组垂直连续的束覆盖区每个方位相关联的所述像素信息是不同的。
13.根据权利要求1所述的扫描波束显示系统，其中，与所述竖直调节器的用于与一组垂直连续的束覆盖区的方位中的两个相关联的所述像素信息是相同的。
14.根据权利要求1所述的扫描波束显示系统，其中，所述竖直调节器的用于与一组垂直连续的束覆盖区的方位中的一个相关联的所述像素信息根据所述竖直调节器的用于与一组垂直连续的束覆盖区的两个其它方位相关联的像素信息进行插值。
15.根据权利要求1所述的扫描波束显示系统，其中，所述控制单元配置为增大或减小与每个束覆盖区相关联的光能以限制屏幕亮度中的不均匀性。
16.根据权利要求1所述的扫描波束显示系统，还包括存储器，所述存储器配置为存储由所述显示屏上的光束中的每个形成的束覆盖区的束覆盖区信息，所述束覆盖区信息包括所述束覆盖区的束高度数据和位置数据，其中，所述控制单元配置为接收基于所述存储的束覆盖区信息确定的控制指令。
17.根据权利要求16所述的扫描波束显示系统，其中，所述存储器配置为从束覆盖区确定单元接收束覆盖区信息。
18.根据权利要求17所述的扫描波束显示系统，其中，所述光学模块包括所述束覆盖区确定单元。
19.扫描波束显示阵列，包括根据权利要求1所述的两个或更多扫描波束显示系统，所述两个或更多扫描波束显示系统布置为彼此邻近，其中，所述相应竖直调节器中的每个的方位和相关联的校准偏移是同步的。
20.扫描波束显示系统，包括：
光学模块；
图像控制模块，配置为接收图像信息并将相应的像素信息传送至所述光学模块，所述光学模块配置为产生基于所述像素信息进行调节的多个光束，从而传送待显示的图像，其中，所述光束中的每个传送像素信息；以及
显示屏，配置为接收所述多个光束以显示通过所述光束传送的图像，所述多个光束以第一方向跨越所述显示屏进行扫描，
其中，所述光学模块包括：
调节器，放置在所述光束的光学路径中以控制和调剂所述光束沿所述显示屏上的第二方向的位置，所述第二方向垂直于所述第一方向，以及
控制单元，配置为接收用于所述调节器的控制指令，并且配置为将所述调节器控制在预定个数的方位中的一个处以将所述扫描光束放置在沿所述显示屏幕上的第二方向的相应的不同位置，所述控制单元使得所述调节器周期性地再定位到所述方位中的另一个，
其中，所述控制单元还配置为施加与所述调节器的每个方位相关联的校准偏移，以使得由所述多个位置引起的、投射到所述显示屏幕上并且沿所述第二方向彼此紧邻的每对束覆盖区沿所述第二方向具有比第一阈值大的重叠。
21.根据权利要求20所述的系统，其中，所述调节器配置为沿与所述第一方向正交的所述第二方向校准所述光束的位置。
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