CN115831021A - 显示驱动方法、可读存储介质及扫描显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种显示驱动方法、可读存储介质及扫描显示装置，所述方法应用于扫描显示装置中，所述扫描显示装置包括光源和扫描显示器件，所述扫描显示器件用于将所述光源出射的光进行扫描出射，所述方法包括：获取所述扫描显示器件的有效扫描时间和无效扫描时间；在所述有效扫描时间内，选择性能模式驱动所述光源；在所述无效扫描时间内，选择省电模式驱动所述光源；其中，所述性能模式下的光源初始电流大于所述省电模式下的光源初始电流。由于本方案不同时间段内，光源初始电流不同，能够缓解现有技术中存在的LD的驱动电流始终位于阈值电流以上，会导致LD待机功耗始终保持，能量利用率较低的技术问题。

Description

显示驱动方法、可读存储介质及扫描显示装置

技术领域

本发明涉及投影显示领域，尤其涉及一种显示驱动方法、可读存储介质及扫描显示装置。

背景技术

光纤扫描显示技术(fiber scanning display，FSD)的成像原理是，通过光纤扫描显示器件带动光纤进行预定二维扫描轨迹的运动，并调制光源输出待显示图像的每个像素点对应的光，然后，通过光纤将待显示图像的每个像素点对应的光逐一投射到投影面上，形成投射画面。

结合上述光纤扫描显示技术和LD(Laser Diode，半导体激光器)内调制的激光显示技术，被认为是AR(Augmented Reality，增强现实)设备上理想的光学显示方案。在显示过程中，会比较频繁的遇到LD需要像素级别的完全关断(不出光)，然后瞬间又开启到某个目标亮度的情况，对LD的响应速度要求较高。

考虑到实际显示帧率、规格需求，再加上光纤扫描显示技术的原理，光纤扫描显示技术对于LD的响应要求极高，需要在ns甚至亚ns级别的时间范围，使LD的光能量输出从0瞬间达到需要显示的目标值。并且，LD的发光原理，决定了其响应时间会受到材料和器件本身特性的限制。

为了降低在快速调制时LD的响应时间，常规做法是，使LD的驱动电流始终位于阈值以上，但这种方式，会导致LD待机功耗始终保持，能量利用率较低。

发明内容

本发明的目的是提供一种显示驱动方法、可读存储介质及扫描显示装置，用于缓解现有技术中存在的LD的驱动电流始终位于阈值电流以上，会导致LD待机功耗始终保持，能量利用率较低的技术问题。

为了实现上述发明目的，本发明实施例第一方面提供一种显示驱动方法，应用于扫描显示装置中，所述扫描显示装置包括光源和扫描显示器件，所述扫描显示器件用于将所述光源出射的光进行扫描出射，所述方法包括：

获取所述扫描显示器件的有效扫描时间和无效扫描时间；

在所述有效扫描时间内，选择性能模式驱动所述光源；在所述无效扫描时间内，选择省电模式驱动所述光源；其中，所述性能模式下的光源初始电流大于所述省电模式下的光源初始电流。

可选的，所述光源为激光器，所述性能模式下的光源初始电流为所述激光器产生激光的阈值电流；所述省电模式下的光源初始电流为0。

可选的，所述有效扫描时间是指所述扫描显示器件的扫描轨迹用于显示图像的时间区域；所述无效扫描时间是指所述扫描显示器件的扫描轨迹未用于显示图像的时间区域。

可选的，在所述扫描显示器件的扫描模式为栅格式扫描时，所述无效扫描时间包括多个快轴扫描周期。

可选的，所述方法还包括：

当所述扫描显示器件从所述无效扫描时间进入所述有效扫描时间时，提前至少一个像素时刻，开启所述光源初始电流。

本发明实施例第二方面提供一种非临时性计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如第一方面所述方法的步骤。

本发明实施例第三方面提供一种扫描显示装置，包括：

存储器，其上存储有计算机程序；

处理器，用于执行所述存储器中的所述计算机程序，以实现如第一方面所述方法的步骤。

本发明实施例中的一个或者多个技术方案，至少具有如下技术效果或者优点：

本发明实施例的方案中，在所述AR设备运行过程中，获取所述扫描显示器件的有效扫描时间和无效扫描时间；在所述有效扫描时间内，选择性能模式驱动所述光源；在所述无效扫描时间内，选择省电模式驱动所述光源；其中，所述性能模式下的光源初始电流大于所述省电模式下的光源初始电流。根据扫描显示器件的有效扫描时间和无效扫描时间，不同时间段内，光源初始电流不同，这样可以缓解现有技术中存在的LD的驱动电流始终位于阈值电流以上，会导致LD待机功耗始终保持，能量利用率较低的技术问题，能够实现降低LD待机功耗的技术效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图：

图1为本发明实施例提供的栅格式扫描模式的扫描轨迹示意图；

图2为本发明实施例提供的显示驱动方法的流程示意图；

图3A-图3C为本发明实施例提供的无效扫描时间和有效扫描时间的示意图；

图4为本发明实施例提供的扫描显示装置的框图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例中，首先对LD的两种驱动方式进行说明。

LD的阈值电流I_th指的是激光器产生激光的临界电流，高于I_th时，LD开始发出激光；低于I_th时，LD自发辐射，无法形成受控的、高能量密度、单色性较好的光。在阈值I_th以下，LD响应时间较长，可以达到数十ns。因此，内调制时，LD驱动电流提供的电流通常由两部分构成I1＝I_th+I_b，其中，I_th为直流成分(不变)，I_b为偏置电流(变化的调制电流)，通过I_b信号的变化，使LD可以快速的响应达到稳定的光能量输出，本发明中称以上驱动方式为I1驱动模式。另一种驱动方式是I2驱动模式，I2＝I_b，即无直流成分，随之带来的问题是LD响应时长增大。

基于上述I1驱动模式和I2驱动模式的信息，当LD采用I2驱动模式时，若显示画面或者像素信息对应的颜色为0时，该颜色对应的LD的驱动电流为0，对应的电功耗为P＝0。当LD采用I1驱动模式时，若显示画面或者像素信息对应的颜色为0时，该颜色对应的驱动电流为I_th，其电功耗为P＝U*I_th，U为电压，P2为LD待机功耗，即跟显示内容无关的，只要开机就始终存在的一个固定值。其中，颜色可以为R(红色)、G(绿色)、B(蓝色)三个色彩通道。

本发明实施例中，以光纤扫描显示器件，对应的扫描模式为栅格式扫描为例进行说明，如图1所示，图1为本发明实施例提供的栅格式扫描的光纤轨迹的示意图，背景中的网格为人为划分好的虚拟像素网格。对于栅格式扫描方式的扫描器，包括两个致动部，分别提供快轴方向(水平)驱动和慢轴方向(竖直方向)驱动，一般而言，慢轴方向驱动频率小于快轴方向驱动频率，光纤在两个致动部所产生的振动的协同作用下，按照栅格式的轨迹扫动。

由于光纤扫描轨迹的非线性控制、显示时长特异性、能量均匀性矫正需求、以及电路芯片处理要求、成本控制等各方面综合因素决定，实际扫描轨迹中只有一部分用于显示信息用，其余部分轨迹未被利用。光纤扫描显示技术的有效扫描利用率可定义为，白画面显示时，用于信息显示的轨迹时长与机械扫描的轨迹重复周期之比。假设该比值为r，则1-r的比例时间为无效扫描时间(对于信息显示而言)，换言之，有效扫描时间是指所述扫描显示器件的扫描轨迹用于显示图像的时间；无效扫描时间是指所述扫描显示器件的扫描轨迹未用于显示图像的时间。在无效扫描时间内，如果I_th存在，会始终贡献部分功耗P1，在有效扫描时间内，画面显示中的黑画面(对某个颜色通道而言，该颜色通道的灰度信息为0)也将贡献功耗P2，此时，待机功耗由两部分构成P0＝P1+P2。

基于上述分析，本发明实施例提出一种降低功耗的显示驱动方法，如图2所示，图2为本发明实施例提供的显示驱动方法的流程示意图，该方法包括以下步骤。

步骤201，获取所述扫描显示器件的有效扫描时间和无效扫描时间；

步骤202，在所述有效扫描时间内，选择性能模式驱动所述光源；在所述无效扫描时间内，选择省电模式驱动所述光源。其中，所述性能模式下的光源初始电流大于所述省电模式下的光源初始电流。

由于不同时间段内，光源初始电流不同，这样可以缓解现有技术中存在的LD的驱动电流始终位于阈值电流以上，会导致LD待机功耗始终保持，能量利用率较低的技术问题，能够实现降低LD待机功耗的技术效果。

本发明实施例中，所述性能模式下的光源初始电流为所述激光器产生激光的阈值电流；所述省电模式下的光源初始电流为0。

在一种可能的实施方式中，在无效扫描时间内，光源初始电流为0，即关断阈值电流I_th，保持I2驱动模式，以降低功耗，而根据栅格式扫描方式的扫描轨迹的特点，无效扫描时间通常是数个快轴扫描周期(较长时间)，因此，电路上也容易实现相应的驱动配置转换。当光纤扫描进入有效扫描时间区域时，开启I_th，保持I1驱动模式，如此可以消除P1部分功耗。

本发明实施例中，当所述扫描进入所述有效扫描时间时，还可以提前至少一个像素时刻，开启所述光源初始电流，从而保证光源的响应速度。

本发明实施例中，对于正常的显示内容，每个像素都属于不可预知的信息，为了进一步降低LD待机功耗，可以在有效扫描时间内，获取所述扫描显示器件的待显示信息(如预先缓存一行、数行、甚至一帧的显示内容)，然后，根据连续的像素信息内容，对于画面显示中的黑画面，关断阈值电流I_th，在需要输出显示信息时，选择性的提前开启I_th，既能达到减小P2的目的，又能保证LD的响应速度，即该模式下，实际驱动电流I1由两部分构成，变化的I_th1和I_b。

举例来讲：某连续的像素信息灰度为0-0-0-200-50-0-80-120-160-180，假设按照常规的I1驱动模式，对应的阈值为5-5-5-5-5-5-5-5-5-5，偏置电流ib分别为0-0-0-20-5-0-8-12-16-18，而按照优化的驱动方式可以是I_th分别为0-0-5-5-5-5-5-5-5-5，偏置电流i_b分别为0-0-0-20-5-0-8-12-16-18，又或者在提前开启光源初始电流时，光源初始电流小于阈值电流，然后再逐渐增大至阈值电流，在这个过程中，保证I_th+I_b能够实现像素信息显示。例如：I_th分别为0-0-5-5-5-3-3-3-4-5，I_b分别为0-0-0-20-5-0-10-14-17-18。

可见，本发明实施例的方案中，根据显示信息的不同，可以优化功耗，使P2减小，上述实例仅做示意举例。由于LD输出激光的开启电流I_th，当驱动电流位于I_th以下时，距离I_th越远，所需点亮时间越长，距离越近，则所需时间越短，因此，上述方案在优化功耗上是可行的。

接下来，对本发明实施例中的无效扫描时间和有效扫描时间进行说明。

基于机械扫描的成像方式，扫描轨迹路径是机械连续的，大体上呈现三角函数的轨迹形式。以栅格式扫描为例，为了确保图像显示正常，要求在慢轴(低频)方向，轨迹间隔均匀，即要通过轨迹控制手段使慢轴轨迹的速度近乎恒定，从控制难度而言，在慢轴轨迹边缘，难以实现完美的直线转折，即边缘位置的轨迹控制精度较差，不适合用来成像，该部分时间的扫描轨迹即定义为无效轨迹，对应的时间即为无效扫描时间。

同样的，将慢轴控制成锯齿波或准锯齿波的轨迹，在慢轴抵达边缘后，将在极短的时间内迅速回扫，而由于机械扫描轨迹的连续性问题，该部分回扫一定会占用一定时间，也不适合用来成像，也归属于无效扫描时间；此外，快轴高频扫描，轨迹可以用三角函数表示，为了使像素均匀，需要可变的调制信号激励LD发光，由于边界和中间速度相差无限大，硬件实现难度、成本剧增，因此，快轴边缘部分轨迹不用于成像，该部分也归属于无效扫描轨迹。

利萨如扫描形式也类似，大体上，不用于信息显示的轨迹部分，即定义为无效扫描轨迹，对应时间即为无效扫描时间。

沿用上述栅格式扫描的例子，如图3A所示，为光纤的二维扫描轨迹，横轴是以快轴单周期度量的时间，快轴半周期时间长度对应为轨迹最左端到相邻的最右端的时间，即t1、t4，由于速度按照三角函数变化，考虑实际硬件驱动的限制，边缘不用于成像，即t2-t1，t4-t3，为无效扫描时间，t3-t2为有效扫描时间。

如图3B所示，为光纤的慢轴轨迹，为等腰三角形模式，横轴为慢轴对应的时间，从t6-t1对应一个慢轴周期，由于轨迹控制难度以及扫描显示器件的实际响应特点，在拐角处速度产生明显变化，不能用于成像，也属于无效扫描轨迹，具体为t2-t1，t4-t3，t6-t5。

如图3C所示，为另一种形式的扫描轨迹，准锯齿波，横轴对应时间，图绘的是光纤慢轴的实际运动轨迹，t3-t1对应一个慢轴周期，同样的，由于控制难度和扫描显示器件的实际响应特点，速度变化剧烈而不用于成像的时间段属于无效扫描时间，具体为t2-t1。

本发明实施例中，激光器包括R、G、B三色激光器，以及，在AR显示中，整个显示区域并非一直保持三色全部同时具有不为0的灰度信息，因此，可以独立对每种颜色的激光器进行控制，灵活、动态的调整各个激光器的驱动模式，既保证图像显示的质量，又尽量将光源的待机功耗压缩至最低，从而提升能量利用率。

需要说明的是，本发明实施中的方案不仅适用于光纤扫描，还适用于MEMS(英文全称：Microelectro Mechanical Systems，中文名称：微机电系统)等激光扫描成像系统。

基于同一发明构思，本发明实施例还提供一种投影显示装置400，如图4所示，包括光源401，所述光源401用于输出图像光；与光源401连接的扫描显示器件402，所述光源401出射的光耦入所述扫描显示器件402，并通过扫描显示器件402出射，存储器403，其上存储有计算机程序；处理器404，用于执行所述存储器403中的所述计算机程序，以实现上述的显示驱动方法，控制光源401出光。

本发明实施例还提供一种包括程序指令的计算机可读存储介质，该程序指令被处理器执行时实现上述的显示驱动方法的步骤。例如，该计算机可读存储介质可以为存储器，上述程序指令可由投影显示装置的处理器执行以完成上述的显示驱动方法。

本发明实施例还提供一种计算机程序产品，该计算机程序产品包含能够由可编程的装置执行的计算机程序，该计算机程序具有当由该可编程的装置执行时用于执行上述的显示驱动方法的代码部分。

本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。

本说明书(包括任何附加权利要求、摘要和附图)中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。

本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。

Claims (7)

1.一种显示驱动方法，应用于扫描显示装置中，其特征在于，所述扫描显示装置包括光源和扫描显示器件，所述扫描显示器件用于将所述光源出射的光进行扫描出射，所述方法包括：

获取所述扫描显示器件的有效扫描时间和无效扫描时间；

在所述有效扫描时间内，选择性能模式驱动所述光源；在所述无效扫描时间内，选择省电模式驱动所述光源；其中，所述性能模式下的光源初始电流大于所述省电模式下的光源初始电流。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述光源为激光器，所述性能模式下的光源初始电流为所述激光器产生激光的阈值电流；所述省电模式下的光源初始电流为0。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述有效扫描时间是指所述扫描显示器件的扫描轨迹用于显示图像的时间区域；所述无效扫描时间是指所述扫描显示器件的扫描轨迹未用于显示图像的时间区域。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，在所述扫描显示器件的扫描模式为栅格式扫描时，所述无效扫描时间包括多个快轴扫描周期。

5.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

当所述扫描显示器件从所述无效扫描时间进入所述有效扫描时间时，提前至少一个像素时刻，开启所述光源初始电流。

6.一种非临时性计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现权利要求1-5中任一项所述方法的步骤。

7.一种扫描显示装置，其特征在于，所述扫描显示装置包括光源和扫描显示器件，所述扫描显示器件用于将所述光源出射的光进行扫描出射；

存储器，其上存储有计算机程序；

处理器，用于执行所述存储器中的所述计算机程序，以实现权利要求1-5中任一项所述方法的步骤。

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