为了抑制激光扫描显示的画面在经过二维出瞳扩展后出现的带状亮斑，改善显示效果，分析并讨论了画面中带斑产生的原因，研究了与带斑对比度相关的光学系统参数。接着提出一种使用双层平板光波导叠加进行出瞳扩展以抑制带斑对比度的方法。仿真结果表明：相对厚度为0.6 mm的单层波导系统，当两层平板波导厚度分别为0.64 mm和0.6 mm时，系统显示纯色时的带斑对比度将下降至23.2%。这种方式在不显著增加系统体积且具有较好工艺可实施性的前提下实现了对带斑现象的抑制，改善了系统成像质量，为激光扫描光机在增强显示系统中的应用提供了一种可行方案。

为了抑制在头戴式增强现实显示系统中激光扫描(LBS)与光栅光波导直接耦合时产生的带斑(Banding)现象并改善系统的最终成像效果,首先介绍了Banding现象,分析讨论了Banding现象产生的具体原因。随后,提出了一种加入扩散片的扩束抑制方法,并通过扩束光路结构验证了其可行性。针对抑制方案进行了小尺寸、大视场中继光路的设计优化,以满足其在头戴式增强现实显示系统中的应用。本设计的系统总长小于25 mm,在截止频率43 lp/mm处,前端与后端各视场的调制传递函数值均大于0.3,畸变均小于±2.2%,满足设计的各项指标需求。所提方法可以有效抑制LBS与光栅光波导配合使用过程中的Banding现象,因此为基于LBS的头戴式增强现实显示系统的研究提供了一定的参考价值,具有潜在的应用前景。

与传统DMD数字显示相比,MEMS激光扫描显示具有高对比度、无背景光晕等优势,然而单根细激光束发光角度极小,需要进行扩展,同时消除激光相干引起的散斑,以提高显示性能。提出了将2DR-SPP用于随机微透镜阵列激光扫描显示扩展屏的结构设计,同时开发了激光直写热熔技术,实现了激光扫描显示屏的精确制作,最终获得发散角70°以上,均匀性70%以上,光能利用率90%以上的消散斑激光扫描显示扩展屏,可应用于机载和车载激光扫描显示系统。

在李萨如模式的激光扫描显示系统(LSDS)中, 由于李萨如扫描模式与传统光栅扫描的差异性, 重建基于李萨如扫描模式的激光调制像素数据流成为系统实现的关键。提出了基于像素的方法和扫描线等间隔采样两种激光调制像素数据流的重建方法。等间隔采样的方法具有实现简单的特点, 而基于像素的方法可以通过改变查找表校正系统投影畸变。通过仿真和工程实现, 验证了理论分析的结果。

在激光扫描显示技术中，基于Lissajous图形的扫描显示具有扫描路径不规则的特点。为了使常见的逐行光栅扫描图像输入经过Lissajous扫描后正确输出显示，需要进行图像转换。按照一定的像素坐标和像素时序解算方法，计算出Lissajous扫描轨迹中当前显示像素与下一显示像素的坐标和时序关系，并参照解算出的扫描坐标和时序，提取原输入图像对应坐标处的像素进行输出，从而完成一幅图像的Lissajous扫描显示。利用Matlab对880*660@25 Hz分辨率图像进行仿真分析，得出了Lissajous扫描显示的图像像素坐标数据和时序数据，并统计出了两种数据的分布情况，仿真结果表明，该图像显示算法能准确有效地完成光栅扫描图像到Lissajous扫描的显示转换。

在激光扫描显示系统(LSDs)中,MOEMS对激光束的空间调制主要分为Lissajous与Linescan两种模式。为了深入分析各模式的扫描特点,比较各模式之间的优缺,针对每种模式提出了扫描显示分辨率和轨迹均匀性这两个指标进行对比研究。按照仿真分析得出的最小像元划分方法,相同分辨率下,Lissajous模式对MOEMS快轴频率的最低要求要比Linescan模式大约高57%。另外,利用Matlab对不同MOEMS模式进行同一图像的扫描仿真,仿真结果表明,Lissajous扫描轨迹呈现出上下边缘密、中心疏的不均匀特点,而Linescan扫描轨迹则呈现出喇叭状不均匀特点。

The theory of speckle formation in laser scanning display system is established based on the averaging effect of eye response as laser beam scanning through an eye resolution spot. It is analyzed that speckle reduction can be obtained by averaging states of speckle during scanning. The theoretical results show that a smaller correlation length of screen surface and the narrowing of laser beam in scanning direction can reduce speckle contrast for this system.