[发明专利]一种显示系统

说明书

一种显示系统，包括：阵列光源，至少包括第一子阵列光源，包含多个光源单元，用于发出照明光；扫描系统，包括旋转中心轴和多个反射面，该多个反射面绕旋转中心轴转动，用于将阵列光源发出的照明光通过光斑阵列的形式在空间光调制器的入射面扫描，使得显示系统满足：第一限制条件——空间光调制器的入射面的照明光分布在一帧显示时间内保持恒定，和第二限制条件——第一子阵列光源包含的各光源单元通过扫描系统在空间光调制器上形成的扫描域相同；空间光调制器，对扫描系统投射至其上的照明光进行调制，输出图像光。本发明通过限制条件配置光源单元的特征参数，使得扫描与空间光调制器结合的显示系统具有更广的应用范围，实现高对比度。

技术领域

本发明涉及显示技术领域，特别是涉及一种显示系统。

背景技术

现有光束扫描形式的投影显示系统，利用激光具有较佳方向性的特点，通过扫描器件动态改变激光光束的方向，并在屏幕上形成画面。这种技术能大大简化光路结构，但对于光束准直性要求高，且为实现高分辨率，要求光斑尺寸要做到非常小。单模激光器能使光束及光斑实现上述特征，但是单模激光器限制了光束扫描形式的投影显示系统的输出亮度。多模激光器能够提高扫描式投影设备的输出亮度，但是即使在光源和扫描器的光路中增加光学整形器件，光束准直性和光斑尺寸也难以达到目前空间光调制器的主流分辨率。

因此，为解决光束扫描形式的投影系统亮度和分辨率无法同时兼得的问题，可在空间光调制器表面进行光束扫描。

目前应用于投影领域的空间光调制器包括数字微镜阵列(DMD，DigitalMicromirror Device)、透射式液晶光阀(LCD,Liquid Crystal Display)、反射式液晶光阀(LCOS,Liquid Crystal on Silicon)。

数字微镜阵列包括多个双稳态的微反射镜，其中双稳态指“开”状态和“关”状态。在“开”状态下，微反射镜反射的光从镜头出射，在屏幕上形成亮的像素；在“关”状态下，微反射镜反射的光入射到吸收材料上而不从镜头出射。微反射镜可以以很快的速度在“开”和“关”状态下切换(一般可以达到微妙量级的切换速度)。通过脉冲宽度调制(PWM,PulseWidth Modulation)控制微反射镜在一帧显示时间内处于“开”状态的占比可实现不同灰阶显示。而为正确显示灰阶，需保证DMD每个像素表面的照明光亮度在一帧显示时间内任意时刻为恒定值

而采用LCD或LCoS的空间光调制器通过控制液晶两级的电压来控制液晶的折射率进而实现不同的灰阶显示。因而，对于液晶空间光调制器而言，并不要求每个像素的照明光在一帧显示时间内保持恒定。

DMD相对于LCD和LCoS有更好的热学性能和稳定性，因此在投影领域的应用更广。但由于现有的光束扫描无法在一帧显示时间内保证在空间光调制器表面形成恒定的照明，因此在空间光调制器表面进行光束扫描的方式不适用于DMD。这也大大地限制了光束扫描在激光投影显示领域的应用。

发明内容

本发明提供一种显示系统，包括：阵列光源，至少包括第一子阵列光源，包含多个光源单元，用于发出照明光；扫描系统，包括旋转中心轴和多个反射面，该多个反射面绕所述旋转中心轴转动，用于将所述阵列光源发出的照明光通过光斑阵列的形式在空间光调制器的入射面扫描，使得所述显示系统满足：第一限制条件——所述空间光调制器的入射面的照明光分布在一帧显示时间内保持恒定，和第二限制条件——所述第一子阵列光源包含的各所述光源单元通过所述扫描系统在所述空间光调制器上形成的扫描域相同；所述空间光调制器，对所述扫描系统投射至其上的所述照明光进行调制，输出图像光。