CN103581635A - 所呈现内容的闭环验证 - Google Patents

Abstract

一种电子显示装置提供所述显示装置已显示指定内容的闭环验证。当希望的数字图像内容被所述电子显示装置呈现为图像或视频时，通过所述显示装置的一个或更多个部件产生确认信号，以验证已经成功地显示所述图像内容。所述确认信号可包括显示装置的一个或更多个部件的性能测定和/或与嵌入到图像内容中的签名代码关联的签名输出。所述签名输出唯一识别所述数字图像内容。

Description

所呈现内容的闭环验证

技术领域

本发明的实施方案通常涉及显示装置，更加具体地涉及显示装置中呈现内容的闭环验证。

背景技术

数字标牌通常使用一个或更多个电子显示屏以显示视频节目、菜单、广告、或其他信息，并且一般在各种公共和私有场地使用。例如，数字标牌经常在零售商店、机场、酒店、餐厅、和企业的建筑物中使用。数字标牌固有的灵活性和方便性使它们成为显示广告的理想选择；数字标牌可以在指定的时间将目标信息传递到指定的位置，并且在需要时可以容易地和远程地重新编程。

与被动媒体，例如传统广告牌、出版物等不同，数字标牌是主动显示装置，数字标牌的任何故障都可以导致不能以可见的形式显示希望的内容。这种故障包括功率损耗、显示屏的物理性损坏和由于显示装置的长期磨损导致的显示错误等等。然而，即使对于少量数字标牌，为了验证已显示希望的内容积极检视每个数字标牌和/或抽查每个数字标牌的性能是不切实际的方法。因此，广告商验证希望的内容在预定的时间段并且在指定的时间由特定的显示屏显示而不真正检视或抽查显示屏性能的能力是非常理想的。

因此，本领域中需要可靠地验证电子显示装置已显示希望的内容的系统和方法。

发明内容

本发明的实施方案提出用于电子显示装置已显示指定内容的闭环验证的系统和方法。当希望的数字图像内容被电子显示装置呈现为图像或视频时，通过显示装置的一个或更多个部件产生确认信号以确认已经成功地显示所述内容。确认信号可包括显示装置的一个或更多个部件的性能测定，由此指示当数字图像内容呈现为图像或视频时所述部件是否在希望的规范内运行。在一些实施方案中，所述确认信号可进一步包括与嵌入在数字图像内容中的签名代码关联的签名输出。签名输出的目的是唯一识别指定的数字图像内容。当指定的数字图像内容呈现为图像时产生签名输出，由此提供所述电子显示装置在目标时间和指定时间段显示了特定内容的验证。所公开的实施方案的一个优点是成像系统可提供所述成像系统显示已显示指定内容的闭环验证。

附图说明

因此，其中本发明的上述特征可被详细理解的方式、以上简要总结的本发明更加具体的描述可参照实施方案获得，所述实施方案中的一些在附图中示出。然而应当注意，附图仅仅示出本发明的典型实施方案，因此不被认为是限制其范围，这是由于本发明可容许其他等效的实施方案。

图1为根据本发明一个实施方案的便携式显示装置的示意性侧视图；

图2为根据本发明实施方案配置的光投影成像系统的示意图。

图3说明根据本发明实施方案用于以可见的方式呈现数字图像内容的方法步骤的流程图。

图4示出了可得益于本发明实施方案的2×2拼接显示装置的一个实例。

图5为根据本发明一个实施方案配置有光模块和显示屏的成像系统的示意图。

图6为如图5中所示显示屏的部分的局部示意图。

图7为根据本发明实施方案配置的光模块和显示屏的示意图。

图8为根据本发明实施方案配置有伺服光束的光模块的示意图。

图9示意性示出了配置为提供伺服反馈光的显示屏，其中所述伺服反馈光可包括来自伺服光束的反射光和/或来自激光束的反射光。

图10示意性示出了根据本发明一个实施方案的有助于检测基于条纹分隔器的镜面反射表面和磷光性条纹的光学漫反射表面的伺服反馈光的显示屏的配置。

图11示意性示出了根据本发明一个实施方案的配置有离屏校准模块以确定伺服光束和/或激光束竖直位置的显示屏。

为了清楚，在适用的情况下，使用相同的附图标记来表示图之间共有的相同元件。预期一个实施方案的特征可并入到其他实施方案中而无需详述。

具体实施方式

图1为根据本发明实施方案配置为提供已经呈现了提供给成像系统100的显示内容的闭环验证的成像系统100的示意图。如本文所使用的，术语“呈现”定义为由图像数据信号例如视频信号产生所显示的数字图像的过程。通常地，呈现包括由视频信号产生基于像素的数据以及以所述基于像素的数据为基础在显示表面上显示数字图像。如所示的，成像系统100包括图像处理单元115、图像显示装置120、成像表面130和验证单元140。

图像处理单元115例如从计算机或信息网络或从一些其他数据路由装置接收数字图像内容102，并且将所述输入转换成图像数据信号112。数字图像内容102包括用于传输到成像系统100的数字化格式的图像和/或视频。在一些实施方案中，数字图像内容102进一步包括可伴随其中包含的图像和/或视频的数字化音频内容。此外，在一些实施方案中，签名代码103被嵌入到数字图像内容102中。

当数字图像内容102在成像表面130上呈现为图像或视频时，签名代码103可用于产生签名输出131。签名代码103被配置为使得签名输出131唯一识别数字图像内容102并且由此可以用于验证数字图像内容102已经成功地在成像表面130上呈现为图像或视频。以下将结合图2更加详细地描述签名代码103的各种实施方案。

图像数据信号112为包括在数字图像内容102中的每个图像或视频帧向图像显示装置120提供图像数据。图像数据信号112是可被图像显示装置120解译的格式，以控制成像系统100的元件将数字图像内容102呈现为显示在成像表面130上的图像或视频。

图像显示装置120在成像表面130上呈现数字图像内容102，以利用图像数据信号112生成可视化图像或视频。例如，图像显示装置120可将光束123导向到成像表面130上，以将数字图像内容102在成像表面130上呈现为图像或视频。在另一个实例中，图像显示装置120可将光图像导向到成像表面130上。此外，当在成像表面130上呈现图像或视频时，图像显示装置120向验证单元140提供确认信号125。确认信号125包括图像显示装置120的一个或更多个部件的性能测定，由此指示当数字图像内容呈现为图像或视频时所述部件是否在希望的规范内运行。这样，确认信号125以观看者可见的方式指示数字图像内容102是否已经成功地呈现为图像或视频。

成像表面130可以是产生图像的成像表面例如显示屏，显示从数字图像内容102所呈现的图像。在一些实施方案中，成像表面130配置为成像系统100的集成部件。或者，成像表面130可与一起用于在成像表面130上呈现图像的多个成像系统100关联。在这些实施方案中，多个成像系统100中的每个配置为在成像表面130的相应部分上呈现希望的图像的一部分。成像表面130可构成任何技术上可行的显示装置或系统类型的显示表面，包括但不限于发光二极管（LED）显示、数字光投影（DLP）显示、液晶显示（LCD）和激光磷光体显示（LPD）的显示表面。

验证单元140接收确认信号125和确认信号131，然后确定是否成功地在成像表面130上呈现数字图像内容102。当图像显示装置120在成像表面130上呈现数字图像内容102时，产生确认信号131。在一些实施方案中，确认信号131对应于在成像表面130上呈现的可视化图像。在其他实施方案中，确认信号131可源自数字图像内容102，例如数字图像内容102的独特部分，当在成像表面130上呈现时其对应于观看者不可见的成像表面130的部分或区域。因为当在成像表面130上呈现数字图像内容102时产生确认信号131，正确的确认信号131的接收提供已经成功地在成像表面130上呈现了数字图像内容102的闭环验证。此外，确认信号131可包括时间戳，使得在成像表面130上呈现的数字图像内容102的时间或时间窗口可以有助于确认信号130。因此，本发明的实施方案不需要在成像系统100上使用观测器、外部摄像机等执行外部检查或验证程序来确定已经成功地在成像表面130上呈现了数字图像内容102。在一些实施方案中，确认单元140定位远离图像显示装置120和成像表面130，并且可以通过网络连接接收确认信号125和131（或其适当的部分）。在其他实施方案中，确认单元140配置为图像显示装置120的部件，并在本地确定是否在成像表面130上成功地呈现了数字图像内容102。

图2为根据本发明实施方案配置的光投影成像系统200的示意图。光投影成像系统200提供已经呈现了向光投影成像系统200提供的显示内容的闭环验证。光投影成像系统200可以是任何技术上可行的基于光的电子显示装置，例如激光磷光体显示（LPD）、发光二极管（LED）数字光处理（DLP）显示、LED-液晶显示（LCD）装置等。

在一些实施方案中，光投影成像系统200可以是多区块显示系统中的一个区块，并且可以配置为与其他显示区块一起工作以为观看者产生单一连贯的图像。为了便于描述，在图2所示的实施方案中，光投影成像系统200配置为独立的电子显示装置，不是多区块显示系统中的一部分。因此，光投影成像系统200包括图像内容处理器210、控制器220、光源230、光学组合件240、显示表面250。在其中光投影成像系统200配置为多区块显示系统中的一个区块的实施方案中，以上列出的成像系统元件中的一个或更多个可以被多区块显示系统中的多个区块共享。

如上所述，图像内容处理器210配置为接收数字图像内容102，并且将所述输入转换成图像数据信号212。例如，图像内容处理器210可以从计算机或信息网络或从一些其他数据路由装置中接收数字图像内容102。在一些实施方案中，数字图像数据内容102可以存储在本地，图像内容处理器210从本地数字存储设备例如硬盘驱动器中接收数字图像数据内容102。如以上结合图1所描述的，签名代码103被嵌入到数字图像内容102中，并且可用来产生唯一识别数字图像内容102的签名输出243（下文中描述的），并且由此可以用于验证已经成功地在显示表面250上呈现了希望的数字图像内容102。以下将更加详细地描述签名代码103的各种实施方案。如所示的，图像内容处理器210向控制器220传输可能包括签名代码103的图像数据信号212。

图像数据信号212为包括在数字图像内容102中的每个图像或视频帧向控制器220提供图像数据。图像数据信号212是可被控制器220解译以控制成像系统200的元件将数字图像内容102呈现为显示在显示表面250上的图像或视频的格式。例如，对于图像或视频内容给定的帧，图像数据信号212可包括与显示表面250的像素关联的各个原色希望的强度级。利用图像数据信号212，控制器220然后可以控制光源230和光学组合件240，以在显示表面250的每个像素处产生希望的颜色和强度。

控制器220配置为通过使用图像数据信号212来控制光源230和光学组合件240以在显示表面250上呈现与数字图像内容102关联的图像。控制器220可包括处理器单元221、存储器单元222、和一个或更多个输入/输出（I/O）端口223。处理器单元221包括任何技术上可行的数字处理装置，例如微处理器。存储器单元222可包括任何类型的存储器或数据存储装置，例如易失性存储器（例如RAM）、非易失性存储器（例如ROM、闪存等）、数据存储器，例如硬盘驱动器和/或闪存或者其任意组合。I/O端口223提供控制器220与图像内容处理器210、光源230、光学组合件240和显示表面250以及光投影成像系统200之外的实体之间的接口。在一些实施方案中，控制器220可以被配置为光投影成像系统200的专用控制器，在其他实施方案中，控制器220可以被配置为通过控制多个光源230和光学组合件240而在一个或更多个显示表面250上呈现图像。

控制器220还配置为接收使得能够验证数字图像内容102成功地在显示表面250上被呈现为希望的图像或视频的一个或更多个输入。具体地，控制器220可接收来自光源230的确认信号231、来自光学组合件140的确认信号241和/或签名输出243、和/或来自显示表面250的确认信号251。然后控制器220将确认信号225传输到数据库、计算装置或者执行验证程序和/或存储包含于确认信号225中的数据的其他外部实体，用于随后要执行的远程验证程序。确认信号225包括包含在确认信号231、确认信号241、签名输出243和确认信号251中的一些或全部。因此，确认信号225包括基于所呈现的数字图像内容102的确认数据，所述确认数据指示光投影成像系统200内促进产生所呈现的数字图像内容102的一个或更多个元件在呈现数字图像内容时正常地运行。以下将更加详细地描述确认信号231、确认信号241、签名输出243和确认信号251。

光源230可包括适于在显示表面250上以可见的方式呈现数字图像内容102的任何技术上可行的光源，并且配置为产生一个或多个光束233。例如光源230可包括激光器、发光二极管（LED）、卤素灯等。光束233可包括携带图像信息的光学脉冲或具有由光学组合件140调制的基本上恒定强度的光。在一些实施方案中，光束233包括离散地照亮显示表面250的单独像素单元以产生图像的不同颜色的可见激光束。在其他实施方案中，光束233包括作为激发光束在显示表面250上激发磷光体的激发激光束，例如近紫或紫外（UV）激光束。

光学组合件240配置为将光束233导向到显示表面250，以在显示表面250上为观看者产生高分辨率静止或视频的图像。光学组合件240可包括光学元件的任何技术上可行的结构，其用于按照需要导向光束233以在显示表面250上产生图像。例如，当成像系统200配置为激光磷光体显示（LPD）时，光学组合件240可包括用于聚焦和导向光束233的各种反射镜和透镜和用于将光束233扫描过显示表面250的旋转多面反射镜。在另一个实例中，当成像系统200配置为数字光处理（DLP）显示时，光学组合件240可包括用于将光束233分离成三个或更多个原色的棱镜或光轮和为所产生图像的每个像素将希望强度的颜色反射到显示表面250的微机电系统（MEMS）。相似地，光学组合件240的其他结构也落入本发明的范围之内。

显示表面250可以是任何技术上可行的成像表面例如显示屏，以对于观看者可见的方式显示由数字图像内容102呈现的图像。在一些实施方案中，显示表面250配置为成像系统200的集成部件。或者，显示表面250可与一起用于在成像表面250上将完整图像呈现为可视化图像的多个成像系统200有关。在这些实施方案中，多个成像系统200中的每个配置为在成像表面250的相应部分上将部分希望的图像呈现为可视化图像。

在运行中，成像系统200接收数字图像内容102，图像内容处理器210将所述输入转换成图像数据信号212。在一些实施方案中，数字图像内容102还可以包括签名代码103。控制器212利用图像数据信号212来控制光源230和光学组合件240并且在显示表面250上将与数字图像内容102关联的图像呈现为可视化图像。因此产生图像，控制器220通过从成像系统200的一个或更多个部件中接收一个或更多个闭环验证信号，也就是说确认信号231、确认信号241、签名输出243、和/或确认信号251，来接收在显示表面250上成功地呈现希望的图像的确定。

确认信号231包括来自光源230的输出，指示光源230在数字图像内容102在显示表面250上成像的时间段内按照指定方式运行。在一些实施方案中，确认信号231包括与光源230的运行有关的关于一个或更多个性能测定的“通/止”信号，其中通指示正确的运行，止指示光源230未在预定参数内运行。这样的参数可包括光源亮度、光源电流消耗和/或可以指示光源230被启用的任何其他可测量性质中的一个或更多个。在其他实施方案中，确认信号231包括与光源230关联的实际性能测定中的一个或更多个，使得光源230正常运行的确定可以通过控制器220或通过成像系统200之外的实体完成。因此，在这些实施方案中，确认信号231包括指示光源230在呈现数字图像内容102时正常运行的数据，并且不单纯是二进制状态指示器。因此知道光源230不仅是“开启的”，而且光源230以指定的方式促进被呈现的数字图像内容102的产生以在显示表面250上形成希望的图像。

确认信号241包括来自光学组合件240的输出，指示光学组合件240在数字图像内容102在显示表面250上成像的时间段内按照指定方式运行。在一些实施方案中，确认信号241包括与光学组合件240关联的一个或更多个性能测定，而在其他实施方案中，确认信号包括关于这些性能测定的“通/止”信号。这样的性能测定可基于在光学组合件140内执行的测量，例如利用光电探测器的直接的光源强度测量和校准。利用这样的光电探测器，可测量全部或部分光束233。或者，这样的性能测定可基于通过将一个或更多个光束233导向到显示表面250上并且以对观看者可见的方式呈现数字图像内容102而产生的光学反馈信号242。例如，当成像系统配置为LPD时，在一个或更多个光束233扫描过设置在显示表面250的非可见侧上的校准特征时可产生光学反馈信号242。在另一个实例中，在伺服光束扫描过设置在显示表面250的非可见侧上的校准特征时，可产生光学反馈信号242。因此，光学反馈信号242用于多种目的。第一，光学反馈信号242通过控制光源230和光学组合件240使得控制器220能够微调光束233的定时和定位。第二，光学反馈信号242可用于确认数字图像内容102位于显示表面250上并且光源230被正确地控制以通过对于观看者可见的方式成功地呈现数字图像内容102。第三，光学反馈信号242可用于检测显示表面250的区域是否损坏。因此，确认信号241包括指示光学组合件240在呈现数字图像内容102时正常运行的数据，并且不单纯是二进制状态指示器。因此知道，光学组合件240不仅在工作，而且光学组合件240以指定的方式起作用以促进在显示表面250上产生希望的图像。以下将结合图7-11描述光学反馈信号242的各种实施方案。

确认信号251包括来自显示表面250的一个或更多个输出，指示其正常或非正常运行。在一个实施方案中，确认信号251包括“屏幕损坏”信号，指示部分显示表面250是否损坏和大概显示表面250可见表面的哪一部分不起作用。在另一个实施方案中，来自光学反馈信号242的反馈部分可包含指示屏幕损坏的信号。

当包含签名代码103的数字图像内容102成功地在显示表面250上呈现为可视化图像时，产生签名输出243。因为只有在包含签名代码103的数字图像内容102成功地被呈现时才产生签名输出243，所以签名输出243可以唯一识别数字图像内容102。因此，尽管确认信号231、确认信号241和确认信号251的接收指示在数字图像内容102在显示表面250上被呈现为图像或视频时成像系统200正确地运行，而签名输出243的接收指示正在产生的图像或视频是希望的特定数字图像内容102。

签名输出243可具有各种实施方案，并且可包括本文描述的各种实施方案中的两个或更多个的组合。在一些实施方案中，签名输出243可包括来源于所述数字图像内容中预定帧的一个或更多个属性的数值。例如，签名输出243可包括来源于数字图像内容102中一个或更多个预定帧数量的一个或更多个属性的数值。在另一个实例中，签名输出243可包括当由光源230产生一个或更多个的光束233或伺服光束被导向到检测器并且以包括在签名代码103中的序列施加脉冲时产生的数值。在这个实施方案中，签名输出243可以与数字图像内容102中帧的不可见部分关联，并且因此脉冲光源被导向到位于显示表面250的不可见部分中的检测器。当包括签名代码103的数字图像内容102通过成像系统200呈现为图像时才产生这样的数值。因此，签名输出243正确值的产生指示正在显示希望的图像内容102。

在一些实施方案中，签名代码103和签名输出243配置为使得数字图像内容102在显示表面250上以可见的方式成像的一段期间可以被确定。例如，时间戳在被控制器220接收时可以与签名输出243关联。此外，签名代码103和签名输出243可以与数字图像内容102的一个或更多个预定帧关联，例如第一帧和最后一帧，或者与数字图像内容102的每一帧关联。

在控制器220接收确认信号231、确认信号241、签名输出243和确认信号251之后，执行验证程序。在一些实施方案中，验证程序通过成像系统200，例如通过控制器220执行。在其他实施方案中，验证程序通过成像系统200之外的实体执行，例如已经为待成像系统200在指定时间显示的指定内容支付过的企业。在这些实施方案中，控制器220通常将确认信号225传输到数据库、计算装置、或其他外部实体以促进验证程序，和/或为随后执行的验证程序存储包含于确认信号225中的数据。

在验证程序中，监控成像系统200的正常性能，在一些实施方案中，还确认希望的数字图像内容102的显示。成像系统200的正常性能通过确认信号231、确认信号241和确认信号251进行监控。具体地，包括在确认信号231、确认信号241和确认信号251中的性能测定可以与成像系统200的各部件的预定值相比较以验证其正常运行。例如，在一个实施方案中，包括在确认信号251中的屏幕损坏值必须小于显示表面250的预定部分。否则，过大部分的显示表面250损坏，不认为希望内容的显示是得到验证的。可用作验证程序一部分的性能测定的其他实例包括光源亮度、所显示图像在显示表面250上的对准、光源脉冲宽度、光源脉冲幅度等。对于成像系统200的不同结构，确认信号231、241和251可包括不同的性能测定而不超出本发明的范围。

在一些实施方案中，作为验证程序的一部分，对成像系统200成功地显示希望内容的确认通过签名输出243来实现。例如，验证程序可包括将签名输出243与在预定时间和预定时间段内数字图像内容102的预定值进行比较。因此，除非签名输出243匹配与指定数字图像内容102关联的唯一值，否则所述图像内容的显示未被验证。

图3说明根据本发明实施方案用于以可见的方式呈现数字图像内容的方法步骤的流程图。虽然相对于图1的成像系统100和图2的成像系统200描述所述方法步骤，但是本领域技术人员会理解，利用任何成像系统实施所述方法步骤以验证希望图像内容的显示在本发明的范围之内。

如所示的，方法300开始于接收数字图像内容102的步骤301。在一些实施方案中，签名代码103被嵌入在数字图像内容102中。

在步骤302中，数字图像内容102被转换成图像数据信号，例如图1中的图像数据信号112和图2中的图像数据信号212。

在步骤303中，在成像表面，例如图1中的成像表面130和图2中的显示表面250上以可见的方式呈现数字图像内容102。

在步骤304中，当在成像表面上呈现数字图像内容102时产生确认信号。在一些实施方案中，确认信号包括图2的确认信号231、确认信号241、签名输出243和和确认信号251的一个或更多个。在一些实施方案中，在步骤304中产生的确认信号包括在光投影成像系统200的正常运行中使用的信号，例如伺服反馈信号、光源校准信号等。在其他实施方案中，确认信号可包括一个或更多个通/止信号，指示光投影成像系统200在正确运行，例如用于光源230、光学组合件240和显示表面250中每一个的通/止信号。

在步骤305中，响应步骤304中产生的确认信号的接收，执行验证程序，以确认数字图像内容102已经成功地在成像表面上以可见的方式成像。如上所述，这样的验证程序可以通过成像系统和/或通过成像系统之外的实体来远程地执行。验证程序可基于签名输出243、确认信号231、241、251或者其结合。

拼接显示墙提供大幅面的环境，用于通过将来自多个投影仪的输出耦合到一起来展示高分辨率的可视化内容。这种大的显示可通过将多个较小显示装置拼接在一起来生成。例如，经常在电子媒体上看到的视频墙通常使用多个电子显示装置，例如图2中的成像系统200，其被拼接以生成这种大的显示器。在本发明的一些实施方案中，数字图像内容以可验证的方式在拼接显示墙上呈现为可视化图像。图4示出了可得益于本发明实施方案的2×2拼接显示装置400的一个实例。

拼接显示装置400包括安装到显示帧（为清楚起见，未示出）的多个电子显示装置450。在图4所示实例中，四个电子显示装置450以2×2阵列安装在一起。多个电子显示装置的其他结构，例如1×4、2×3、5×6等，也落入本发明的范围之内。除了拼接显示装置400的电子显示装置450配置为彼此组合运行以显示单个大幅面图像或视频序列而不是四个独立的图像或视频序列之处，每一电子显示装置450在组织和运行上与图2中的成像系统200基本上相似。拼接显示装置400包括图像内容处理器410和中央控制器420。图像内容处理器410在组织和运行上与图2中的图像内容处理器210基本上相似，但被配置为接收数字图像内容并将其转换成配置为向拼接显示400的中央控制器420提供图像数据的图像数据信号412。中央控制器420与图2中的控制器220基本上相似，但进一步被配置为将图像数据信号412分离成适当的输出信号406，并且将每一输出信号406导向到适当的电子显示装置450，以使得连贯的图像或视频序列通过拼接显示装置400显示。

在一些实施方案中，成像系统100可以配置为LPD显示系统。图5为根据本发明一个实施方案配置有光模块110和显示屏121的成像系统100的示意图。显示屏121包括磷光性条纹502，光模块110配置为产生一个或更多个扫描激光束503的激光器模块以激发磷光性条纹502。磷光性条纹502由具有不同颜色例如红色、绿色和蓝色的交替的磷光性条纹502组成，其中选择所述颜色使得它们可以被组合以形成白光和其他颜色的光。扫描激光束503为沿着两个正交方向例如在水平方向508和竖直方向509上以光栅扫描模式扫描过显示屏121以为观看者90在显示屏121上产生图像的调制光束。注意到磷光体在被适当的入射辐射激发时自然地发冷光。因此，当磷光性条纹502在制造时被特征化（例如通过相对于校准标准验证颜色和亮度），尽管不能直接监控所述磷光体的发光，但是当光模块110的部件的对准和运行被监控并且验证为正确的时候，认为图像正确地在显示屏121上产生。

注意到在显示屏121上的发光或荧光材料的激光激发仅仅是可以给予充足能量以导致荧光材料发光或发冷光的光学激发技术的各种形式中的一种。在其他实施方案中，这种光学激发可以由足够高能量以激发设置在显示屏121上的荧光材料的非激光光源产生。非激光激发光源的实例包括各种发光二极管（LED）、光灯和产生一定波长或光谱带的光以激发将较高能量的光转换成较低能量并在可见范围内的光的荧光材料的其他光源。

图6为如图5中所示显示屏121的一部分的局部示意图。图6示出了其中每个包括部分红色、绿色和蓝色磷光性条纹502的像素单元605。或者，像素单元605包括一个或更多个磷光性区域而不是条纹，例如点的其他结构。在一些实施方案中，每个磷光性条纹502通过条纹分隔器610与相邻的磷光性条纹分隔开。如所示的，属于特定像素单元605的磷光性条纹502的一部分由激光扫描路径302限定。通过沿着激光扫描路径302导向扫描激光束503和调制扫描激光束503以给在每个像素单元605中发现的红色、绿色和/或蓝色磷光性条纹502中的每一个传递所需量的光能，光模块110在显示屏121上形成图像。每个图像像素单元605通过由给定像素单元605中的每个包含磷光体的条纹的选择性激光激发所生成的可见光的发射来输出用于形成希望图像的光。因此，每个像素单元605的红色、绿色和蓝色部分的调制控制每个图像像素单元位置处的复合色彩和图像强度。在图6中，像素区域的一个维度由三个磷光性条纹502的宽度限定，激光束光点大小的控制限定正交维度。在其他实例中，图像像素单元605的两个维度都可以由物理边界限定，例如将磷光性条纹502分隔成包含磷光体的矩形区域或发出磷光的点。

图7为根据本发明实施方案配置的光模块110和显示屏121的示意图。如所示配置的，光模块110包括信号调制控制器720、激光器阵列710、中继光学模块730、反射镜740、多边形扫描器750、成像透镜755以及显示处理器和控制器790。

激光器阵列710包括多个激光器，例如5个、10个、20个或者更多个，产生多个激光束712以同时扫描显示屏121。在一个实施方案中，激光器阵列710中的激光器是产生波长在大约400nm到450nm之间的光的紫外线（UV）激光器。激光束712为沿着两个正交方向例如水平地和竖直地以光栅扫描模式扫描过显示屏121以为观看者90在显示屏121上产生图像的调制光束。

信号调制控制器720控制和调制激光器阵列710中的激光器，使得激光束712被调制成适当的输出强度以在显示屏121上产生希望的图像。信号调制控制器720可包括产生激光调制信号721的数字图像处理器。激光调制信号721包括三个不同颜色的通道，并且用于调制激光器阵列710中的激光器。

中继光学模块730、反射镜740、多边形扫描器750和成像透镜755一起将激光束712导向到显示屏121上，并且以光栅扫描模式水平地和竖直地经过显示屏121扫描激光束712以产生图像。为了说明，对于图7中显示屏121的“水平的”定义为平行于箭头703，对于荧光屏701的“竖直的”定义为垂直于页面平面。中继光学模块730设置在激光束712的光路中，并且配置为使得激光束712成形为希望的点形状和将激光束712导向成有些平行的光束的紧密相间的束。反射镜740是可以快速和精确地旋转到希望取向的反射光学元件，例如检流计反射镜、微机电系统（MEMS）反射镜等。反射镜740将来自中继光学模块730的激光束712导向到多边形扫描器750，其中反射镜740的取向部分地决定在显示屏121上激光束712的竖直定位。多边形扫描器750是旋转的、具有多个例如5到10个反射表面751的多面光学元件，并且通过成像透镜755将激光束712导向到显示屏121上。多边形扫描器750的旋转使得激光束712水平地扫过显示屏121的表面，并且进一步限定在显示屏121上激光束712的竖直定位。成像透镜755被设计为将每个激光束712导向到显示屏121上的紧密相间的像素单元205上。

在运行中，反射镜740的定位和多边形扫描器750的旋转水平地和竖直地使激光束712扫描过显示屏121，使得按照需要照亮所有像素单元605。即当多边形扫描器750旋转反射表面751中的一个穿过入射激光束712时，每个激光束712被导向为从一侧到另一侧水平地扫过显示屏121，每个激光束沿着不同的竖直移动的激光扫描路径302，由此照亮设置在这些激光扫描路径302中的像素单元605（激光扫描路径302和像素单元605在图6中示出）。给定激光器阵列710中的N个激光器和N个激光束712，当多边形扫描器750旋转反射表面751中的一个穿过入射激光束712时，照亮由N个激光扫描路径204组成的“刈幅”。因为反射表面751中的每个相对于水平面，也就是页面平面，以不同的角度倾斜，所以当多边形扫描器750旋转随后的反射表面751穿过入射激光束712时，所述光束水平地扫过不同竖直位置处的显示屏121。因此，给定N个激光束和多边形扫描器750的M个反射表面751，多边形扫描器750的一次旋转可以“绘制”M×N行的像素。如果显示屏121由超过M×N水平行的像素组成，那么反射镜740可以重新定位以使得另一块M×N水平行的像素在多边形扫描器750的下一次旋转期间被绘制。一旦已经照亮显示屏121的所有像素，反射镜740就返回到初始或最高位置并且与所述显示器的刷新率同步地重复所述循环。

因为磷光性条纹502以相对窄的间距，例如以300μm到600μm的数量级间隔开，所以在成像系统100的运行中，光模块110相对于显示屏121的精确对准是非常令人满意的。激光器阵列710中的激光器在扫描过显示屏101时小至600μm到1200μm或者更小的未对准可能会导致激光束712照亮与预定目标磷光性条纹不同的磷光性条纹502，由此导致明显的图像质量问题，包括颜色和亮度的变化。

为了确保这种高精确的对准，在一些实施方案中，成像系统100包括基于指定伺服光束的伺服控制机构，所述指定伺服光束由将激光束712扫描过显示屏121的相同光学扫描部件扫描过屏幕。该指定的伺服光束用于提供对扫描激发光束，即激光束712的伺服反馈控制，以在成像系统100的运行中确保正确的光学对准和精确的光学脉冲传递。在一些实施方案中，伺服光束光的波长与激光束712不同，例如所述伺服光束可以是红外（IR）光束，显示屏121配置为反射伺服光束以产生伺服反馈光。在其他实施方案中，激光束712可以用于产生除专用的IR伺服光束之外或替代专用的IR伺服光束的伺服反馈光。在这样的实施方案中，图像可以产生在对于使用者来说不需要调整或其他介入而竖直和水平居中的显示屏121上。此外，这种伺服反馈光可以用于提供图2中的光学反馈信号242。

因此，在以上结合图7所描述的实施方案中，当在显示屏121上呈现图像时接收的确认信号可以包括指示以下中一个或者更多个的信号：激光器阵列710的多个激光器都是起作用的并且具有正确校准的输出强度；反射镜740在各个希望的运行位置之间正确地循环；多边形扫描器750以希望的旋转速度旋转并且正确地同步于激光器阵列710的激光器脉冲；显示屏121中由于检测到的屏幕损坏被认为是不可运行的部分等。应了解，当确认信号中的上述部件中的一个或更多个指示错误的运行，确认信号可进一步包括指示没有在显示屏121上正以可见的方式呈现希望的数字图像内容的信号。

图8为根据本发明实施方案配置有伺服光束的光模块800的示意图。光模块800是在组织和运行上与激光模块110基本上相似的激光模块，但有以下例外。除了以上结合图7所描述的激光器阵列710之外，激光器阵列810还包括用于产生伺服光束802的激光二极管。激光束812包括用于激发磷光体的激光束112和用于提供对激光束112的伺服反馈控制的伺服光束802。显示屏121包括设置在显示屏121上的反射伺服参考标记，这些反射伺服参考标记使伺服光束802反射远离显示屏121成为伺服反馈光832。光模块800还包括一个或更多个辐射伺服检测器820，其检测伺服反馈光832并且将伺服检测信号821导向到用于处理的显示处理器及控制器790。伺服参考标记可位于在显示屏121的有效显示区域中，在离屏校准模块中，或两者中的磷光性条纹502之间。在一些实施方案中，一个伺服锁定系统用于成像系统100中以维持激光束812在竖直方向上的正确对准，一个不同的伺服锁定系统用于维持激光束812在水平方向上的正确对准。

在一些实施方案中，伺服反馈光832用于相对于显示屏121水平地对准激光束812，即每个激光束812都与正确的磷光性条纹502对准。图9示意性示出了配置为提供伺服反馈光832的显示屏121，其中伺服反馈光832可包括来自伺服光束802的反射光和/或来自激光束812的反射光。显示屏121包括设置在磷光性条纹502之间并且制成可光学反射伺服和激发光束的条纹分隔器610，以使反射可用作反馈光832。条纹分隔器610也可以制成反射且不透明于入射光，以光学地隔离相邻的磷光性条纹502来提高对比度和降低它们之间的交叉干扰。磷光性条纹502对伺服光束802和激光束812的反射小于条纹分隔器610，以使得每次在伺服光束802和/或激光束812扫描过条纹分隔器610时，伺服反馈光832表现出强度上的尖峰。吸收性黑色层820可涂覆在显示屏121的观看者一侧上的每个条纹分隔器610上，以降低环境光对观看者的眩光。

在穿过磷光性条纹502的伺服光束802和激光束812的每个水平扫描中，由条纹分隔器610所产生的反射可以用于指示条纹分隔器610的水平位置、两个相邻条纹分隔器610的间距以及伺服光束802和激光束812相对于显示屏121的水平位置。因此，来自条纹分隔器610的反射可以用于对激光束812和磷光性条纹502之间水平对准的伺服控制。在一些实施方案中，条纹分隔器610具有镜面反射的表面，磷光性条纹502具有光学漫反射的表面，以增强伺服反馈光832的可检测性。在这些实施方案中，条纹分隔器610在显示屏121的激发侧上具有光滑的表面，以产生入射IR例如入射伺服光束802的镜面反射。与此相反，磷光性条纹502具有漫反射IR光的粗糙化表面，并且由此产生在不同方向上传播以形成漫反射锥的漫反射。在图10中说明这种漫反射锥。注意到对于激光束812波长的光来说，在显示屏121激发侧上的镜面反射和光学漫反射的两个表面具有大概相同的光学传输。

图10示意性示出了根据本发明一个实施方案的有助于检测基于条纹分隔器610的镜面反射表面和磷光性条带502的光学漫反射表面的伺服反馈光832的显示屏121的结构。激光模块110伸出并且将伺服光束802和激光束812两者扫描到具有作为镜面反射IR反馈标记的条纹分隔器610的显示屏121上。如所示的，激光模块110具有进行光束扫描所围绕的对称光轴1001，并且菲涅耳（Fresnel）透镜层1010和气隙1020相邻显示屏121设置。菲涅耳透镜层1010是可以配置为并入到显示屏121结构中的层的光学远心透镜。菲涅耳透镜层1010配置为以基本上垂直入射到显示屏121将伺服光束802和激光束812耦合到显示屏121上。菲涅耳透镜层1010配置为具有其平行于激光模块110的对称光轴1001取向并且如所示的在其间具有偏移量1003的对称光轴1002。

菲涅耳透镜层1010光学上位于激光模块110和显示屏121的磷光性条带之间以将伺服反馈光832导向到辐射伺服检测器820。具体地，菲涅耳透镜层1010的对称光轴1002平行并且偏置于激光模块110的对称光轴1001取向。这样，来自伺服光束802的光在入射到条纹分隔器610上并且由菲涅耳透镜层1010导向到辐射伺服检测器820时为镜面反射，然而来自伺服光束802的光在入射到磷光性条带502上并且由菲涅耳透镜层1010传播到相对大的区域时为漫反射，以使得只有非常小的部分的来自伺服光束802的漫反射光被辐射伺服检测器820接收。因此，来自辐射伺服检测器820的伺服检测信号821可用于确定伺服光束802在配置为伺服参考标记的条纹分隔器610上的命中。

在一些实施方案中，激光束812的光还可能被显示屏121上的镜面反射和漫反射区域反射回来。因此，镜面反射的激发波长的光也被反射回到辐射伺服检测器820。波长选择性光束分光镜可用于将搜集的伺服波长的光和搜集的激发波长的光分成用于独立的光学检测器的两个独立的信号，其中辐射伺服检测器820接收IR伺服光，另一个伺服检测器接收激发波长的反馈光。

在一些实施方案中，伺服反馈光832用于相对于显示屏121和相对于彼此竖直地对准激光束812。在一些实施方案中，周围的伺服参考标记位于显示屏121的有效显示区域之外，例如离屏校准模块中，并且用于产生图8中的反馈光832。在这种实施方案中，伺服参考标记可包括划线，其在被伺服光束802和/或激光束812穿过时产生使成像系统100的图像显示装置120能确定伺服光束802和/或激光束812竖直位置的反馈光832。这种周围的伺服参考标记还可以用于促进图2中光学反馈信号242的产生。

图11示意性示出了根据本发明一个实施方案的配置有离屏校准模块1100以确定伺服光束802和/或激光束812竖直位置的显示屏121。离屏校准模块1100设置在显示屏121的有效显示区域之外，并且包括工艺图1102和用于将伺服反馈光832导向到检测器1010上的光学部件。术语“工艺图”在本文中用于描述在其上画有线和标记使得能够进行校准的表面。工艺图1102可包括一对竖直划线和透射伺服光束802和/或激光束812的一组划痕。离屏校准模块1100的光学部件包括选择镜1106、工艺图窗口1108、反射器1110、圆柱形菲涅耳透镜1112以及漫射器1114。选择镜1106将入射光束反射通过工艺图窗口1108到工艺图1102。反射器1110将入射激光束的传输部分反射到将反射激光束导向到漫射器1114的圆柱形菲涅耳透镜1112。然后检测器1010检测漫射激光束。包括在工艺图1102中的划痕具有根据入射光穿过划痕的竖直位置来传输不同量入射光的几何尺寸。例如，包括在工艺图1102中的划痕可以是钻石形的、三角形的等。因此，检测器1010检测的伺服反馈光832的亮度根据被测入射光束的竖直位置改变，成像系统100的图像显示装置120可以确定希望光束的竖直位置。然后反射镜740可以相应地进行调整以按照需要相对于显示屏121精确地定位激光束812。此外，伺服光束802和/或激光束812可以导向到不含工艺图1102的离屏校准模块1100的反射区域，施加脉冲以产生信号。这样的信号可以转化成包含于图2签名输出243中的数值。

总之，本发明的实施方案说明用于闭环验证指定内容已经由电子显示装置显示的系统和方法。当希望的数字图像内容被电子显示装置呈现为图像或视频时，可通过显示装置中的一个或更多个部件产生确认信号以验证已经成功地显示所述内容。确认信号可包括显示装置的一个或更多个部件的性能测定，由此指示当数字图像内容呈现为图像或视频时所述部件是否在希望的规范内运行。在一些实施方案中，确认信号可进一步包括与嵌入在数字图像内容中的签名代码关联的签名输出。因为签名输出可唯一识别已经被电子显示装置显示的指定的数字图像内容，所以显示装置可有利地确定已经成功地显示指定内容。

虽然以上描述针对本发明的实施方案，但是可以设计其他和进一步的本发明的实施方案而不超出其基本范围，其范围由所附权利要求确定。

Claims (22)

1.一种成像系统，其包括：

图像处理单元，配置为将来源于数字图像的图像数据信号转换成能够被显示的基于像素的数据；

图像显示装置，配置为以所述基于像素的数据为基础在显示表面上产生所述数字图像；和

验证单元，配置为对于包含在与所述图像数据信号关联的多个参数中的每个参数来说，确定所述参数的值是否匹配所述参数的期望值范围。

2.根据权利要求1所述的成像系统，其中在所述图像显示装置在所述显示表面上产生所述数字图像的同时，所述验证单元执行所述确定。

3.根据权利要求1所述的成像系统，其中所述多个参数中的至少一个对应于对观看者不可视的所述显示表面部分。

4.根据权利要求1所述的成像系统，其中所述图像显示装置包括：

光源，配置为照亮所述显示表面上的图像的至少一部分；和

光学组合件，配置为将来自光源的光导向到所述显示表面。

5.根据权利要求4所述的成像系统，其中包含在所述多个参数中的一个参数包括光源亮度信号，所述验证单元将所述光源的脉冲宽度与期望值比较，并且将所述光源的脉冲幅度与期望值进行比较。

6.根据权利要求5所述的成像系统，其中在所述显示表面面对所述光源的一侧上测量所述包含在所述多个参数中的一个参数。

7.根据权利要求1所述的成像系统，其中包含在所述多个参数中的一个参数包括性能测定和签名输出中的至少一者，所述性能测定与所述成像系统的部件关联，所述签名输出与嵌入所述数字图像中的签名代码关联并且唯一识别所述数字图像。

8.根据权利要求7所述的成像系统，其中所述性能测定包括屏幕损坏检测器接收的屏幕损坏值、光源亮度信号、和由所述显示表面的对观看者不可视的不可视侧产生的光学反馈信号中的至少一者。

9.根据权利要求8所述的成像系统，其中所述图像显示装置包括光源，通过用来自所述光源的光照亮设置在所述显示表面的不可视侧上的校准特征、和用伺服光束照亮设置在所述显示表面的不可视侧上的校准特征中的一者来产生所述光学反馈信号。

10.根据权利要求8所述的成像系统，其中所述光学反馈信号包括量化所述显示表面被所述光源照亮的部分与所述显示表面所希望部分对准的对准值。

11.根据权利要求1所述的成像系统，其中签名代码嵌入所述图像数据信号中，当所述图像显示装置显示所述数字图像时，产生与所述签名代码关联的签名输出，所述签名输出唯一识别所述图像数据信号。

12.根据权利要求11所述的成像系统，其中所述签名输出对应于所述显示表面的观看者不可视的部分。

13.根据权利要求12所述的成像系统，其中所述签名输出包含在从所述显示表面的对观看者不可视的不可视侧产生的光学反馈信号中。

14.根据权利要求13所述的成像系统，其中所述光学反馈信号由将光源扫描过设置在所述显示表面的不可视侧上的校准特征、和将伺服光束扫描过设置在所述显示表面的不可视侧上的校准特征中的至少一者产生。

15.根据权利要求11所述的成像系统，其中所述签名输出包括来源于所述数字图像的一个或更多个属性的数值。

16.根据权利要求11所述的成像系统，其中所述签名输出配置有时间戳，使得可以确定在其间所述数字图像显示在所述显示表面上的时间段。

17.根据权利要求1所述的成像系统，其中所述验证单元定位为远离所述图像显示装置。

18.一种确认数字图像正在被正确地显示的方法，所述方法包括：

基于所述数字图像产生图像数据信号；

将所述图像数据信号转化成基于像素的数据，以在显示表面上显示所述数字图像；和

对于包含在与所述图像数据信号关联的多个参数中的每个参数来说，确定所述参数的值是否匹配所述参数的期望值。

19.根据权利要求18所述的方法，其中所述基于像素的数据包括配置为控制光源和光学组合件以显示所述数字图像的数据。

20.根据权利要求19所述的方法，其中所述确定所述参数的值是否匹配所述参数的期望值范围与所述数字图像的显示相关联地执行。

21.根据权利要求19所述的方法，其中与所述图像数据信号关联的所述多个参数中的一个或者更多个包括性能测定和签名输出中的至少一者，所述性能测定与成像系统的部件关联，所述签名输出与嵌入所述数字图像中的签名代码关联并且唯一识别所述数字图像。

22.一种成像系统，其包括：

光源，配置为产生用于照亮显示表面一部分的至少一种能量束；

光学组合件，配置为将至少一种光束导向到所述显示表面；

图像处理单元，配置为将来源于数字图像的图像数据信号转化成能够被显示的基于像素的数据；和

控制器，配置为以所述基于像素的数据为基础，通过控制所述光源和所述光学组合件，在所述显示表面上产生所述数字图像，和对于包含在与所述图像数据信号关联的多个参数中的每个参数来说，确定所述参数的值是否匹配所述参数的期望值范围。

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