显示设备和方法技术

描述了显示全息图的液晶显示设备及相应方法。接收全息图的每个像素的灰度级值，并确定基于全息图的每个像素的灰度级的像素电压。在至少一个第一驱动事件期间，根据像素电压的第一表示来驱动显示设备的像素。在至少一个第一驱动事件之后的至少一个第二驱动事件期间，根据像素电压的第二表示来驱动显示设备的像素。第一表示可以是n位表示，第二表示可以是m位表示，并且n＜m。至少一个第一驱动事件的持续时间可以比至少一个第二驱动事件的持续时间短。间短。间短。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】显示设备和方法


[0001]本公开涉及显示设备。更具体地，本公开涉及显示全息图的显示设备、驱动显示设备显示全息图的方法以及全息投影系统。一些实施例涉及平视显示器。

技术介绍

[0002]从物体散射的光包含振幅和相位信息。可以通过众所周知的干涉技术在例如感光板上捕获该振幅和相位信息，以形成包括干涉条纹的全息记录或“全息图”。可以通过用合适的光照射来重建全息图，以形成代表原始物体的二维或三维全息重建或重放图像。
[0003]计算机生成的全息术可以在数值上模拟干涉过程。可以通过基于数学变换比如菲涅耳或傅立叶变换的技术来计算计算机生成的全息图。这些类型的全息图可被称为菲涅耳/傅立叶变换全息图或简称为菲涅耳/傅立叶全息图。傅立叶全息图可被认为是物体的傅立叶域/平面表示或物体的频域/平面表示。例如，还可以通过相干射线跟踪或点云技术来计算计算机生成的全息图。
[0004]可以在布置为调制入射光的振幅和/或相位的空间光调制器上对计算机生成的全息图进行编码。例如，可以使用电可寻址液晶、光学可寻址液晶或微镜来实现光调制。
[0005]空间光调制器通常包括多个单独可寻址像素，其也可被称为单元或元素。光调制方案可以是二进制、多级或连续的。可替代地，该设备可以是连续的(即不包括像素)，因此光调制可以在设备上是连续的。空间光调制器可以是反射性的，这意味着调制光以反射输出。空间光调制器可以同样是透射性的，这意味着调制光以透射输出。
[0006]使用本文描述的系统可以提供全息投影仪。这种投影仪已经在平视显示器“HUD”和头戴式显示器“HMD”中得到应用，例如包括近眼设备。
[0007]在使用相干光的设备(诸如全息投影仪)中，可以使用移动漫射器来提高图像质量。

技术实现思路

[0008]在所附的独立权利要求中定义了本公开的各个方面。
[0009]这里公开了一种驱动液晶显示设备显示全息图的方法。该方法包括接收全息图的每个像素的灰度级值的第一步骤。该方法包括基于全息图的每个像素的灰度级确定像素电压的第二步骤。可以使用预定的校准方案从相应的灰度级值确定每个像素电压值。该方法包括在至少一个第一显示事件期间根据像素电压的第一表示来驱动液晶显示设备的像素阵列中的像素的第三步骤。第三步骤还包括在至少一个第二驱动事件期间根据像素电压的第二表示来驱动液晶显示设备的像素阵列中的像素。至少一个第二驱动事件在至少一个第一驱动事件之后。也就是说，至少一个第二驱动事件在时间上晚于至少一个第一驱动事件。在本文公开的实施例中，第一表示是n位表示。也就是说，根据第一表示的每个像素电压是n位数。第二表示是m位表示，其中n<m。也就是说，根据第二表示的每个像素电压是m位数。
[0010]根据本公开，全息图显示在显示设备上，特别是液晶显示设备上。显示设备包括多
个像素，例如2D阵列像素。每个全息图由多个全息图像素值表示，例如2D阵列全息图像素值。每个全息图像素值可以是根据显示设备的校准转换成像素驱动电压的灰度级。通过向显示设备的2D阵列像素中的每个像素提供对应于相应全息图像素值的驱动电压，每个全息图被显示在显示设备上。向用于显示全息图的显示设备的所有像素提供驱动电压的过程在这里被称为驱动事件。每个驱动事件可被认为是完整的驱动事件，因为在该事件期间，相应的像素电压被写入显示设备的2D阵列像素中的所有像素。因此，驱动事件在这里也被称为显示事件。
[0011]本文公开的方法在像素照明之前使用至少一个粗略(第一)显示事件来形成全息重建。在至少一个粗略(第一)显示事件期间，通过向显示设备快速传输(快速写入)代表像素电压的低位深度数，至少使每个像素的液晶运动。低位深度数是包括相对少量位的数，例如6或8位。可以说，使用低位深度数的短显示事件根据全息图提供液晶的粗略(或粗糙)对准。这个阶段之后是使用代表像素电压的更高位深度数来微调液晶的取向。高位深度数是比低位深度数具有更多位的数，例如10或12位。该方法提供的技术进步是显示设备的2D阵列像素中的所有像素根据全息图接收驱动电压(尽管是低位深度驱动电压)比所有驱动事件使用更高位深度数更快。发现由于至少一个粗略(第一)驱动事件，每个像素的液晶更快地达到它们的最终状态。可替代地，可以说，本公开的方法允许使用更高位深度数来表示像素电压，而不会不利地影响全息重建可以开始之前所花费的时间。
[0012]因此，所提出的显示驱动方法包括多个显示事件，它们一起对应于显示帧(即全息图)的显示。因此，对于视频图像的显示，多个显示事件的持续时间可以对应于期望的帧速率。在一些实施例中，在照明开始之前，至少一个(第一)驱动事件在显示器斜升阶段期间完成(对于每一帧),否则显示设备的一些像素可能不处于正确状态，并且全息重建的质量可能受到影响。在一些实施例中，在多个驱动事件中的第一驱动事件(在时间上)的完成之间提供时间延迟，以便允许每个像素的液晶达到其最终状态。
[0013]至少一个第一驱动事件比至少一个第二驱动事件持续时间短，因为n<m。传输数据集所花费的时间与数据集的每个数据值/数的位数成比例。因此，至少一个第一显示事件(在时间上)比至少第二显示事件短。
[0014]在一些实施例中，每个第一驱动事件包括在第一最大数量时钟计数内寻址液晶显示设备的每个像素，并且在对应于相应像素电压的第一表示的多个时钟计数内斜升每个像素上的电压。根据第一表示，第一最大数量时钟计数对应于最大像素电压。每个第二驱动事件包括在第二最大数量时钟计数内寻址液晶显示设备的每个像素，并且在对应于相应像素电压的第二表示的多个时钟计数内斜升每个像素上的电压。根据第二表示，第二最大数量时钟计数对应于最大像素电压。第一最大数量时钟脉冲小于第二最大数量时钟脉冲。
[0015]在这些实施例中，在驱动事件期间，液晶显示设备的每个像素在具有对应于最大数量时钟脉冲的持续时间的寻址周期内被寻址。在寻址周期期间，像素由像素两端的斜坡电压驱动一斜坡周期，其持续时间由对应于期望像素电压的多个时钟脉冲定义，直到对应于最大像素电压的最大数量时钟脉冲。因此，第一显示事件期间每个像素的寻址周期(在时间上)比第二显示事件期间每个像素的寻址周期短。此外，当与用于第一显示事件的低位深度驱动电压一起使用时，对于第一显示事件，每个像素的斜坡周期(在时间上)比第二显示事件短。减少像素的寻址和/或斜坡周期导致更快的像素驱动。
[0016]在下面的描述中，术语“帧”指的是视频速率图像序列中的一个图像。帧速率通常为60Hz，这意味着一帧的持续时间为16ms。下一“帧”对应于视频序列的下一幅图像。因此，16ms的“帧间隔”对应于在必须处理下一帧之前写入像素电压并形成对应于输入图像的全息重建的时间段。
[0017]在本说明书中，术语“驱动事件”是指将像素电压传输或写入显示设备的所有像素。在本上下文中，“所有像素”是指显示设备的2D阵列像素中的所有像素，这些像素被编码以便显示包括全息图的光调制分布。本领域技术人员将理解，在每个驱动事件期间，2D阵列本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种驱动液晶显示设备显示全息图的方法，该方法包括：接收全息图的每个像素的灰度级值；基于全息图的每个像素的灰度级值确定像素电压；在至少一个第一驱动事件期间根据像素电压的第一表示来驱动液晶显示设备的像素阵列中的像素，并且在至少一个第一驱动事件之后的至少一个第二驱动事件期间根据像素电压的第二表示来驱动显示设备的像素阵列中的像素，其中至少一个第一驱动事件在持续时间上比至少一个第二驱动事件短。2.如权利要求1所述的方法，其中，所述第一表示是n位表示，所述第二表示是m位表示，并且n<m。3.如权利要求1或2所述的方法，还包括在至少一个第一驱动事件之后开始照明显示设备的像素，以便在重放平面上形成对应于全息图的全息重建。4.如权利要求3所述的方法，其中，在至少一个第一驱动事件中的第一驱动事件之后的预定时间开始显示设备的像素的照明。5.如任一前述权利要求所述的方法，其中，所述至少一个第一驱动事件包括至少一对互补的第一驱动事件，其中每对第一驱动事件是DC平衡的。6.如任一前述权利要求所述的方法，其中，所述至少一个第二驱动事件包括至少一对互补的第二驱动事件，其中每对第二驱动事件是DC平衡的。7.如任一前述权利要求所述的方法，还包括从所述第二表示导出所述第一表示。8.如权利要求7所述的方法，包括移除所述第二表示的一个或多个最低有效位以导出所述第一表示。9.一种布置成显示全息图的液晶显示设备，该显示设备包...

【专利技术属性】
技术研发人员：J，
申请(专利权)人：恩维世科斯有限公司，
类型：发明
国别省市：