[发明专利]用于基于激光的显示装置的光学部件校准系统

说明书

技术领域

本发明的实施例总体地涉及一种显示装置，更具体地，涉及一种用于基于激光的显示装置的光学部件校准系统。

背景技术

电子显示系统通常用于显示来自计算机和其它源的信息。一种已知类型的显示装置是阴极射线管(CRT)显示器。CRT显示器包括一个或多个电子枪，其朝向显示屏幕的内表面加速电子。设置在屏幕上的荧光体层在受到电子撞击时发出荧光，使得可见光从屏幕的外表面发出。CRT显示器还包括一组磁线圈，其使由电子枪发射的电子的轨道偏转，以便使得电子撞击在显示屏幕的内表面上的特定位置。所得到的可见光在显示屏幕的外表面上形成图像。CRT显示器通常需要校准以便正确运行。例如，磁线圈必须被配置为将电子偏转到屏幕内表面上的特定位置，而不是偏转到CRT显示器内的任何其它区域上。

在一些现代的装置中，代替电子枪，使用一条激光束或多条激光束来激发显示屏幕的包含荧光材料的区域(像素)。在这种装置中，激光模块朝向具有多个反射面的旋转多面体发送激光束。当多面体旋转时，不同的反射面朝向显示屏幕反射激光束。激光模块在特定的时间间隔期间朝向多面体发送激光束，使得激光束仅朝向显示屏幕反射，而不朝向任何屏幕外的区域反射。由于多面体以每分钟数千的转数旋转以及由于荧光像素很小，因此激光模块必须以具有非常小的误差容限的精确定时来脉冲激光束。由于小的误差容限，因此校准激光模块的激励定时可能是困难且不可靠的。

一种用于校准激光模块中激发激光束的激励定时的系统在标题为“ServoFeedback Control Based on Designated Scanning Servo Beam in Scanning BeamDisplay Systems with Light-Emitting Screens”的美国专利申请公开No.2010/0097678中公开。在该系统中，非成像伺服光束被引导至设置在显示屏幕上的校准特征处并朝向光学传感器反射。光学传感器产生反馈信号，其指示非成像伺服光束相对于显示屏幕的定位。然后，相对于非成像伺服光束的激励定时调节激发光束的激励定时，以控制激发光束相对于显示屏幕的对准。

甚至在显示装置以上述方式被校准后，显示装置的光学部件仍然可能在使用期间由于漂移(例如，由于温度改变)而偏离校准。为了校正该漂移，用户可以等待直到基于激光的显示装置没有正在被使用并在此时进行上述校准。然而，这是不实际的，因为一些显示装置会连续使用许多小时。此外，一些漂移效应的出现可能会非常快速地发生，并且在用户有机会以上述方式重新校准显示装置之前发生。因此，本领域中所需要的是用于基于激光的显示装置的校准技术，其在保持显示图像的质量的同时在显示装置的使用操作期间补偿漂移。

发明内容

本发明的一个或多个实施例提供这样一种方法和系统：该方法和系统用于调节基于激光的显示装置的光学部件，以单独地或整体地补偿漂移效应，例如，激光器激励的不精确定时，并且单独地或整体地补偿激光器的垂直扫描位置的空间未对准。

根据本发明的实施例，基于光学反馈信号进行用于漂移补偿的调节，该光学反馈信号是从横跨设置在屏幕外或屏幕上的校准特征扫描的激光束产生的。在屏幕外的实施例中，校准特征被设置在物理上与显示屏幕分离的屏幕外校准模块中。本实施例的优点在于：为了漂移补偿产生的光学反馈信号可以完整地包含在该屏幕外校准模块中，由此显著地减小光进入显示区域的风险。在屏幕上的实施例中，校准特征被设置在显示屏幕上。本实施例的优点在于：它更简单且成本更有效，因为用于工厂校准的相同部件可以用于漂移补偿。

根据本发明实施例的一个方法是当正在显示表面上产生图像时进行的，并且包括以下步骤：横跨设置在物理上与显示表面分离的屏幕外校准模块中的校准特征或屏幕上的校准特征扫描参考激光束；横跨校准特征扫描成像激光束；以及基于当横跨校准特征扫描参考激光束和成像激光束时的相对定时来调节成像激光束的激励定时。

根据本发明另一实施例的方法包括以下步骤：横跨设置在物理上与显示表面分离的屏幕外校准模块中的校准特征的第一和第二部分或屏幕上的校准特征的第一和第二部分扫描激光束；以及基于当横跨校准特征的第一和第二部分扫描激光束时检测的光的相对量来校准光学部件之一。

根据本发明又一实施例的方法包括以下步骤：横跨设置在物理上与显示表面分离的屏幕外校准模块中的校准特征或屏幕上的校准特征扫描激光束；基于当横跨校准特征扫描激光束时检测的反馈图案来确定显示的图像的垂直位置；以及调节显示的图像的垂直位置。