(57)【要約】  共振システムの駆動回路（１７０）は、振幅（５１３）及び位相を有する励起信号（１７３）を提供する。共振システムは、振動振幅を表すフィードバック信号（１７５）を提供する。励起信号の振幅は、励起信号の位相を変更することによって実質的に一定のフィードバック信号振幅に対して低減される。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
走査型レーザプロジェクタであって、
少なくとも１つのレーザ光源と、
前記レーザ光を反射し、位置フィードバック信号を提供するための位置センサを有する走査ミラーと、
前記走査ミラーの共振動作を励起するための励起信号を供給する駆動回路であって、前記励起信号は振幅及び位相を有し、前記駆動回路は、前記位置フィードバックに応じて前記励起信号の前記振幅を変更するための第１のフィードバック回路、及び、前記励起信号の前記振幅に応じて前記励起信号の前記位相を変更するための第２のフィードバック回路を含む駆動回路と、を備えることを特徴とする走査型レーザプロジェクタ。
【請求項２】
前記第２フィードバック回路は、前記励起信号の前記位相を変更することによって前記励起信号の前記振幅を低減させるために勾配降下アルゴリズムを利用することを特徴とする請求項１に記載の走査型レーザプロジェクタ。
【請求項３】
前記第２のフィードバック回路は、固定ステップサイズを用いて前記励起信号の前記位相を変更することを特徴とする請求項１に記載の走査型レーザプロジェクタ。
【請求項４】
前記第２のフィードバック回路は、非固定ステップサイズを用いて前記励起信号の前記位相を変更することを特徴とする請求項１に記載の走査型レーザプロジェクタ。
【請求項５】
前記第１のフィードバック回路の帯域幅は、前記第２のフィードバック回路の帯域幅よりも大きいことを特徴とする請求項１に記載の走査型レーザプロジェクタ。
【請求項６】
前記走査ミラーは、２軸微小電気機械（ＭＥＭＳ）ミラーを含むことを特徴とする請求項１に記載の走査型レーザプロジェクタ。
【請求項７】
前記走査ミラーは、１つの軸上を走査し、前記走査型レーザプロジェクタは、第２の軸上を走査するための第２のミラーをさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の走査型レーザプロジェクタ。
【請求項８】
振幅及び位相を有する励起信号を受け入れるための入力ポート、及び、振幅を有するフィードバック信号を提供する出力ポートを有する共振プラントと、
前記共振プラントを共振させるように励起するための励起信号を生成する駆動回路であって、前記フィードバック信号を受信し、前記励起信号の前記振幅を変更して前記フィードバック信号の前記振幅を実質的に一定に保つ利得制御回路、及び、前記励起信号の前記振幅に応じて前記励起信号の前記位相を調整するための駆動振幅低減回路を備える駆動回路と、を備えることを特徴とするシステム。
【請求項９】
前記共振プラントは、走査ミラーを備えることを特徴とする請求項８に記載のシステム。
【請求項１０】
変調レーザ光を前記走査ミラーに供給するためのレーザ光源をさらに備えることを特徴とする請求項９に記載のシステム。
【請求項１１】
振幅及び位相を有する励起信号によって励起された共振プラントからのフィードバック信号を受信するステップであって、前記フィードバック信号は、前記共振プラントの偏向を表す振幅を有する、ステップと、
前記フィードバック信号の前記振幅を所望の偏向値と比較して、前記比較に応じて前記励起信号の前記振幅を変更するステップと、
前記励起信号の前記振幅を低減させるために、前記励起信号の前記振幅に応じて前記励起信号の前記位相を変更するステップと、を含むことを特徴とする方法。
【請求項１２】
前記励起信号の前記位相を変更すステップは、前記励起信号の前記振幅を低減させるために勾配降下アルゴリズムを利用するステップを含むことを特徴とする請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記励起信号の前記位相を変更するステップは、固定ステップサイズを使用して前記位相を変更するステップを含むことを特徴とする請求項１１に記載の方法。
【請求項１４】
前記励起信号の前記位相を変更するステップは、位相ステップサイズを適応的に変更するステップを含むことを特徴とする請求項１１に記載の方法。
【請求項１５】
フィードバック信号を受信するステップは、走査型レーザプロジェクタ内の走査ミラー変位信号を受信するステップを含むことを特徴とする請求項１１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
共振システムは、よく知られている設計課題を呈する。共振モードのピークで共振システムを制御しようとするとき、システムを特定の周波数で共振したままにする試行において、励起信号を生成するために、フィードバック制御回路が一般的に利用される。フィードバック制御回路内の構成要素は、異なる特性を有し得、これが設計課題を増加させる。例えば、構成要素は、時間、使用期間、及び温度と共にドリフトする特性を有することがある。
【図面の簡単な説明】
【０００２】
【図１】本発明の様々な実施形態による走査型レーザプロジェクタを示す図である。
【図２】本発明の様々な実施形態による走査ミラーを備えた微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）デバイスの平面図である。
【図３】本発明の様々な実施形態によるフィードバック信号振幅対励起信号周波数のプロットを示す図である。
【図４】本発明の様々な実施形態による一定振幅のフィードバック信号に対する位相オフセットの関数としての励起信号振幅のプロットを示す図である。
【図５】本発明の様々な実施形態による駆動回路及び共振ＭＥＭＳデバイスを示す図である。
【図６】本発明の様々な実施形態による勾配降下軌道を示す図である。
【図７】本発明の様々な実施形態による駆動振幅低減回路のブロック図である。
【図８】本発明の様々な実施形態によるプロセッサ回路を示す図である。
【図９】本発明の様々な実施形態による方法のフロー図である。
【図１０】本発明の様々な実施形態による方法のフロー図である。
【図１１】本発明の様々な実施形態による図５の駆動回路の動作のプロットを示す図である。
【図１２】本発明の様々な実施形態による図５の駆動回路の動作のプロットを示す図である。
【図１３】本発明の様々な実施形態による駆動回路及び共振プラントを示す図である。
【図１４】本発明の様々な実施形態によるモバイルデバイスのブロック図である。
【図１５】本発明の様々な実施形態によるモバイルデバイスを示す図である。
【図１６】本発明の様々な実施形態によるヘッドアップディスプレイシステムを示す図である。
【図１７】本発明の様々な実施形態によるアイウェアを示す図である。
【図１８】本発明の様々な実施形態によるゲーム装置を示す図である。
【図１９】本発明の様々な実施形態によるゲーム装置を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００３】
以下の詳細な説明では、本発明を実施することができる特定の実施形態を例示として示す添付の図面を参照する。これらの実施形態は、当業者が本発明を実施できるように十分詳細に記載されている。本発明の様々な実施形態は、異なるが、必ずしも互いに排他的ではないことを理解されたい。例えば、本発明の範囲から逸脱することなく、一実施形態に関連して本明細書で説明した特定の特徴、構造、または特性を他の実施形態内で実施することができる。さらに、開示されている各実施形態内の個々の要素の位置または配置は、本発明の範囲から逸脱することなく変更され得ることが理解されるべきである。したがって、以下の詳細な説明は、限定的な意味で解釈されるべきではなく、本発明の範囲は、特許請求の範囲が権利を与えられる均等物の全範囲と共に適切に解釈される添付の特許請求の範囲によってのみ規定される。図面では、いくつかの図を通じて同様の参照番号は同じまたは同様の機能を参照する。
【０００４】
図１は、本発明の様々な実施形態による走査型レーザプロジェクタを示す。走査型レーザプロジェクタ１００は、画像処理構成要素１０２、赤色レーザモジュール１１０、緑色レーザモジュール１２０、及び青色レーザモジュール１３０を含む。レーザモジュールからの光はダイクロイック（ｄｉｃｈｒｏｉｃ）１０３，１０５，１０７と結合される。走査型レーザプロジェクタ１００はまた、折り返しミラー１５０、駆動回路１７０、及び走査ミラー１１６を備えたＭＥＭＳ装置１１４を含む。
【０００５】
動作中、画像処理構成要素１０２は、２次元補間アルゴリズムを使用して１０１のビデオ内容を処理して、出力ピクセルが表示されるべき各走査位置についての適切な空間画像内容を決定する。この内容は、その後、レーザからの出力強度が入力画像内容と一致するように、赤色、緑色、及び青色レーザ源の各々について指令電流にマッピングされる。いくつかの実施形態では、このプロセスは、１５０ＭＨｚを超える出力ピクセルレートで行われる。
【０００６】
次いで、レーザビームは、超高速ジンバル搭載２次元２軸レーザ走査ミラー１１６へと方向付けられる。いくつかの実施形態では、この２軸走査ミラーは、ＭＥＭＳプロセスを使用してシリコンから製造される。垂直回転軸は準静的に操作され、垂直の鋸歯状のラスタ軌道を生成する。垂直軸は、低速走査軸とも呼ばれる。水平軸は、走査ミラーの共振振動モードで操作される。いくつかの実施形態では、ＭＥＭＳデバイスは、ＭＥＭＳダイ及び永久磁石の小さなサブアセンブリ及び電気的インターフェースを含む小型アセンブリを使用して達成される電磁作動を使用するが、様々な実施形態はこの点において限定されない。例えば、いくつかの実施形態は、静電または圧電作動を利用する。本発明の範囲から逸脱することなく、任意のタイプのミラー作動を利用することができる。水平共振軸は、高速走査軸とも呼ばれる。
【０００７】
いくつかの実施形態では、ラスタ走査１８２が、水平軸上の正弦波成分と垂直軸上の鋸歯状成分とを組み合わせることによって形成される。これらの実施形態では、出力ビーム１１７は、正弦波パターンで左から右に前後に掃引し、鋸歯状パターンで垂直方向（上から下）に掃引し、フライバック（下から上）中はディスプレイに表示を行わない。図１は、ビームが垂直方向に上下に掃引するときの正弦波パターンを示すが、下から上へのフライバックは示していない。他の実施形態では、垂直掃引は、フライバックが存在しないように三角波によって制御される。またさらなる実施形態では、垂直掃引は正弦波である。本発明の様々な実施形態は、垂直及び水平掃引または結果として生じるラスタパターンを制御するために使用される波形によって制限されない。
【０００８】
ミラー駆動回路１７０は、ノード１７３上でＭＥＭＳデバイス１１４に駆動信号を供給する。駆動信号は、高速走査軸上の走査ミラー１１６の共振角運動を制御するための励起信号を含み、低速走査軸上の偏向を引き起こす低速走査駆動信号も含む。高速走査軸及び低速走査軸の両方で得られたミラー偏向は、出力ビーム１１７に視野１８０内のラスタ走査１８２を生成させる。動作時、レーザ光源は、各出力ピクセルに対して光パルスを生成し、走査ミラー１１６は、ビーム１１７がラスタパターンをトラバースするときに光パルスを反射する。
【０００９】
ミラー駆動回路１７０はまた、ノード１７５上でＭＥＭＳデバイス１１４からのフィードバック信号を受信する。ノード１７５上のフィードバック信号は、走査ミラー１１６が共振周波数で振動するときに高速走査軸上の走査ミラー１１６の位置に関する情報を提供する。いくつかの実施形態では、フィードバック信号は、ミラーの瞬間角位置を表し、他の実施形態では、フィードバック信号は、本明細書ではフィードバック信号の振幅としても参照されるミラーの最大偏向角を表す。
【００１０】
動作時、駆動回路１７０は、フィードバック信号の振幅が一定となるように走査ミラー１１６の共振運動を励起する。これは、ラスタ走査１８２に示されるように、高速走査軸上で一定の最大角度偏向を提供する。
【００１１】
以下でさらに説明するように、走査ミラー１１６の共振運動を励起するために使用される励起信号は、振幅及び位相を含む。駆動回路１７０は、フィードバック信号の振幅を実質的に一定に保つために、励起信号振幅を変更する第１のフィードバック回路を含む。駆動回路１７０はまた、実質的に一定のフィードバック振幅を依然として提供しながら励起信号振幅を低減させるために、励起信号振幅の関数として励起信号位相を変更する第２のフィードバックループを含む。
【００１２】
駆動回路１７０は、ハードウェア、プログラム可能プロセッサ、または任意の組み合わせで実施することができる。例えば、いくつかの実施形態では、駆動回路１７０は、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）に実装される。さらに、いくつかの実施形態では、より高速のデータ経路制御の一部はＡＳＩＣで実行され、全体的な制御はソフトウェアプログラム可能マイクロプロセッサによって提供される。駆動回路の実装の実施例を以下にさらに説明する。
【００１３】
赤色、緑色及び青色のレーザ光源が図１に示されているが、本発明の様々な実施形態は、レーザ光源によって放射される光の波長によって制限されない。例えば、いくつかの実施形態では、可視光の代わりに、または可視光に加えて、不可視光（例えば、赤外線光）が放射される。
【００１４】
図２は、走査ミラーを備えた微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）デバイスの平面図を示す。ＭＥＭＳデバイス１１４は、固定プラットフォーム２０２、走査プラットフォーム２４０、及び走査ミラー１１６を含む。走査プラットフォーム２４０は、フレクシャ２１０及び２１２によって固定プラットフォーム２０２に結合され、走査ミラー１１６は、フレクシャ２２０及び２２２によって走査プラットフォーム２４０に結合される。走査プラットフォーム２４０は、駆動回路１７０（図１）からノード１７３上に供給される駆動信号によって駆動される、駆動ライン２５０に接続された駆動コイルを有する。駆動信号は、高速走査軸上の走査ミラー１１６の共振運動を励起するための励起信号を含み、低速走査軸上の走査プラットフォーム２４０の非共振運動を引き起こす低速走査駆動信号も含む。駆動ライン２５０に駆動される電流は、駆動コイルに電流を生成する。
【００１５】
動作時、外部磁場源（図示せず）が駆動コイルに磁場を加える。外部磁場源によって駆動コイルに加えられる磁場は、コイルの平面内の成分を有し、２つの駆動軸に対して非直交に配向される。コイル巻線内の面内電流は、面内磁場と相互作用して、導体上に面外ローレンツ力を生成する。駆動電流は走査プラットフォーム２４０上にループを形成するため、電流は走査軸にわたって符号を反転させる。これは、ローレンツ力も走査軸にわたって符号を反転させ、結果として磁場の平面内で、磁場に垂直なトルクを生じることを意味する。この複合トルクは、トルクの周波数内容に応じて２つの走査方向に応答を生成する。
【００１６】
フレクシャ２１０及び２１２の長軸は旋回軸を形成する。フレクシャ２１０及び２１２は、ねじり撓みを受ける可撓性部材であり、それにより、走査プラットフォーム２４０が、旋回軸上で回転し、固定プラットフォーム２０２に対して角変位を有することを可能にする。フレクシャ２１０及び２１２は、図２に示されているようなねじりの実施形態に限定されない。例えば、いくつかの実施形態では、フレクシャ２１０及び２１２は、アーク、「Ｓ」形状、または他の蛇行形状などの他の形状を呈する。本明細書で使用される「フレクシャ」という用語は、走査プラットフォームを別のプラットフォーム（走査または固定）に結合する任意の可撓性部材を指し、走査プラットフォームが他のプラットフォームに対して角度変位を有することを可能にする運動が可能である。
【００１７】
走査ミラー１１６は、フレクシャ２２０及び２２２によって形成された第１の軸上で旋回し、フレクシャ２１０及び２１２によって形成された第２の軸上で旋回する。第１の軸は、本明細書では水平軸または高速走査軸として参照され、第２の軸は本明細書では垂直軸または低速走査軸として参照される。垂直と水平との区別は、投影装置の回転が２つの軸の回転を引き起こすため、幾分恣意的である。したがって、本発明の様々な実施形態は、「水平」及び「垂直」という用語によって限定されない。
【００１８】
いくつかの実施形態では、走査ミラー１１６は、水平軸上の機械的共振周波数で走査し、この結果として、正弦波水平掃引が行われる。さらに、いくつかの実施形態では、走査ミラー１１６は非共振周波数で垂直に走査するため、垂直走査周波数は独立して制御することができる。
【００１９】
ＭＥＭＳデバイス１１４はまた、１つ以上の集積ピエゾ抵抗位置センサを組み込む。ピエゾ抵抗センサ２８０は、走査プラットフォーム２４０に対するミラー１１６の変位を表す電圧を生成し、この電圧はノード１７５（図１）上のフィードバック信号として供給される。図２に示すように、いくつかの実施形態では、位置センサが１つの走査軸上に設けられているが、これは本発明の限定ではない。例えば、いくつかの実施形態では、ＭＥＭＳデバイス１１４は、両方の軸のための位置センサを含む。
【００２０】
図２に示される特定のＭＥＭＳデバイスの実施形態が一例として提供され、本発明の様々な実施形態はこの特定の実施態様に限定されない。例えば、本発明の範囲から逸脱することなく、光ビームをラスタパターンで反射するために２次元で掃引することができる任意の走査ミラーを組み込むことができる。また、例えば、走査ミラーの任意の組み合わせ（例えば、各軸に１つ、２つのミラー）を利用して、光ビームをラスタパターンで反射させることができる。さらに、本発明の範囲から逸脱することなく、任意のタイプのミラー駆動機構を利用することができる。例えば、ＭＥＭＳデバイス１１４は、静磁場を有する移動プラットフォーム上の駆動コイルを使用するが、他の実施形態は、固定プラットフォーム上の駆動コイルを有する移動プラットフォーム上の磁石を含むことができる。さらに、ミラー駆動機構は、静電駆動機構を含んでもよい。
【００２１】
図３は、本発明の様々な実施形態によるフィードバック信号振幅対励起信号周波数のプロットを示す。図３に示すプロットは、ＭＥＭＳデバイス１１４内のピエゾ抵抗センサ２８０によって励起信号周波数の関数として提供されるピーク検出電圧を表す。３２０における大きい振幅は、走査ミラー１１６が、所望の運動軸の周りを前後に角振動する、ＭＥＭＳデバイス１１４の支配的な共振モードを表す。いくつかの実施形態では、この共振モードは、高速走査軸の周りの水平運動に対応する。
【００２２】
以下により完全に説明するように、駆動回路１７０は、励起信号周波数をモード３２０のような特定の共振モードの周波数にロックするデジタル位相ロックループ（ＰＬＬ）を使用して、ＭＥＭＳデバイス１１４の共振運動を励起する。
【００２３】
いくつかの実施形態では、ＭＥＭＳデバイス１１４の共振応答は、励起信号の周波数に敏感であるだけでなく、励起信号の位相に対しても敏感である。例えば、ここで図４を参照すると、励起信号振幅は、実質的に一定の振幅フィードバックの最適でない位相値に対して増加し得る。図４に示すように、位相の関数としての共振ピークは非常に尖鋭であり得る。励起信号の位相のごくわずかな変化が、励起信号振幅の変化を引き起こす可能性があり、その結果、共振ＭＥＭＳの効率は５０％〜８０％またはそれ以上低下する。励磁信号のこの増加したパワーは、駆動コイルに局所的な加熱を引き起こし、これは、共振モードの周波数をシフトさせて効率をさらに低下させることによって問題を悪化させる可能性がある。
【００２４】
後述の図を参照して以下に説明するように、駆動回路１７０は、励起信号振幅を実質的に一定に維持しながら励起信号振幅を低減するよう励起信号位相を適応的に変更する駆動振幅低減回路を含む。例えば、駆動振幅低減回路は、励起信号位相を開始位相値ΘＳＴＡＲＴから近最適位相値ΘＯＰＴに調整することができる。近最適位相値は、実質的に一定のフィードバック信号振幅を依然として維持しながら、最小励起信号振幅を可能にする位相値として決定される。
【００２５】
図５は、本発明の様々な実施形態による駆動回路及び共振ＭＥＭＳデバイスを示す。駆動回路１７０及び共振ＭＥＭＳデバイスは、走査型レーザプロジェクタ１００（図１）の一部として示されたのと同じデバイスに対応する。
【００２６】
共振ＭＥＭＳデバイス１１４は、入力ポート５４２及び出力ポート５４４を含む。入力ポート５４２は、ノード１７３上の駆動信号を受信するように結合され、出力ポート５４４は、ノード１７５上にフィードバック信号を供給するように結合される。入力ポート５４２及び出力ポート５４４は、ＭＥＭＳデバイス１１４（図２）上の信号パッドに対応する。
【００２７】
駆動回路１７０は、複数のフィードバックループを形成する回路と、ノード１７５上のフィードバック信号の振幅が実質的に一定のままであるように、共振ＭＥＭＳデバイス１１４を励起するコントローラとを含む。いくつかの実施形態では、これは、共振ＭＥＭＳデバイス１１４の一定の振動振幅に対応する。
【００２８】
駆動回路１７０は、自動利得制御（ＡＧＣ）回路５１２、位相検出器（ＰＤ）５１４、位相ロックループ（ＰＬＬ）５１６、加算器５１８及び５２２、正弦波発生器５２４、乗算器５２６、加算器５２７、駆動経路構成要素５２８、ならびに駆動振幅低減回路５２０を含む。
【００２９】
ノード１７３上の駆動信号の一部である励起信号は、振幅及び位相を有する合成トーンの形態であり、正弦波の標準的な形で表すことができる。
ｘ（ｔ）＝Ａｓｉｎ（２πｆｔ＋φ）（１）
【００３０】
式中、ｘ（ｔ）は励起信号であり、Ａは励起信号の振幅であり、ｆは周波数であり、φは励起信号の位相である。
【００３１】
励起信号の周波数（ｆ）は、デジタルＰＬＬによって、位相アキュムレータを調整して共振ＭＥＭＳデバイスフィードバックのゼロ交差（ｈｓｙｎｃ）タイミングに一致させることによって制御される。この第１のフィードバックループは、システム内の１つ以上の他のループよりも著しく速く実行され、したがって、任意の同時に実行されるより遅いループの観点からは、即座にロックされると考えることができる。
【００３２】
ノード５１３上の励起信号振幅は、最大ミラー偏向設定点を満足するためにフィードバックからのピーク検出情報を利用する自動利得制御（ＡＧＣ）ループによって制御される。この第２のフィードバックループは、通常、第１のフィードバックループよりも低速で動作し、いくつかの実施形態では、第１のフィードバックループよりも１桁または２桁遅い。例えば、いくつかの実施形態では、第１のフィードバックループは約３０ＫＨｚで動作し得、第２のフィードバックループは約４００Ｈｚで動作し得る。動作時、ＡＧＣ５１２は、励起信号振幅をノード５１３に設定し、乗算器５２６は、その振幅を正弦波発生器５２４からの正規化された正弦波出力に適用して、励起信号を生成する。
【００３３】
励起信号の瞬時位相φは、加算器５１８及び５２２を用いて制御（オフセット）される。加算器５１８は静的位相オフセットを加算し、加算器５２２は動的オフセットを加算する。動的オフセットは、駆動振幅低減回路５２０によって提供される。駆動振幅低減回路５２０は、図４に示すように励起信号の振幅を低減させるように励起信号位相を修正するように機能する。これについては、後で詳細に説明する。
【００３４】
動作時、駆動回路１７０は、共振ＭＥＭＳデバイス１１４からノード１７５上のフィードバック信号を受信する。いくつかの実施形態では、フィードバック信号は、走査ミラー１１６の瞬時角変位を表し、他の実施形態では、フィードバック信号は、走査ミラー１１６の振動の振幅（最大角度範囲）、及び、位相情報を与えるｓｙｎｃ（またはゼロ交差）信号を表す。フィードバック信号は、ＡＧＣ５１２及びＰＤ５１４に供給される。
【００３５】
ＡＧＣ５１２は、フィードバック信号の振幅をフィードバック振幅設定点５３６と比較する。フィードバック振幅設定点５３６は、共振ＭＥＭＳデバイス１１４の共振動作の所望の一定の振幅値を表す。いくつかの実施形態では、ＡＧＣ５１２は、フィードバック信号をフィードバック振幅設定点と比較する前に、フィードバック信号の最大振幅を決定するピーク検出器を含む。
【００３６】
フィードバック信号と設定点との比較に応じて、ＡＧＣ５１２は、ノード５１３上に励起信号振幅を生成する。一般に、フィードバック信号が設定値よりも小さい振幅を有するとき、ＡＧＣ５１２は励起信号振幅を増加させ、フィードバック信号が設定値より大きい振幅を有するとき、ＡＧＣ３１２は励起信号振幅を減少させる。フィードバック信号１７５の振幅が実質的に一定のままであるように、この振幅フィードバックループの帯域幅は十分に大きく、励起信号振幅のステップサイズは十分に小さい。
【００３７】
いくつかの実施形態では、ＰＤ５１４は、フィードバック信号において提供されるゼロ交差情報と、ＰＬＬ５１７によって生成されるノード５１７上の位相値との間の位相差を測定する。これにより、システムは、共振ＭＥＭＳデバイス１１４が動作している共振周波数を追跡することができる。
【００３８】
ＰＬＬ５１６は、クロックサイクル毎に変化する位相値ΘＰＬＬを合成する。いくつかの実施形態では、ＰＬＬ５１６は、各クロックサイクルの位相増分を合計してΘＰＬＬを生成する位相アキュムレータ（図示せず）を含む。この位相値の変化率が、励起信号の周波数を設定する。ΘＰＬＬの変化率は、共振ＭＥＭＳデバイス１１４の共振モードの周波数を追跡するために、ＰＤ５１４の出力に基づいて変更される。
【００３９】
加算器５１８は、静的位相オフセットΘ０をＰＬＬ５１６から出力される位相ΘＰＬＬに加算する。加算器５１８の出力はノード５１９に供給される。いくつかの実施形態では、静的位相オフセットは、システムの製造または較正の間に決定され、一度実行される。例えば、駆動経路構成要素５２８は、フィルタ、増幅器、及び励起信号に位相遅延を与える他の回路構成要素を含んでもよい。これらの位相遅延は、静的に特徴付けられ、静的位相オフセットは、システムにおけるこれら及び他の位相遅延の影響をオフセットするために使用され得る。
【００４０】
加算器５２２は、加算器５１８の出力に動的位相オフセットΘＤを加算する。動的位相オフセットは、駆動振幅低減回路５２０によってノード５２１上に提供される。駆動振幅低減回路５２０は、ノード５１３上の励起信号振幅値を受信し、励起信号振幅を低減するようにノード５２１上の動的位相オフセットを変更する。駆動振幅低減回路５２０は、以下でより詳細に説明される。
【００４１】
加算器５２２は、ノード５２３上でＰＬＬ出力位相、静的位相オフセット、及び動的位相オフセットの合計を出力する。この位相値ΘＥは、瞬時位相ΘＥを有する正弦波を生成するために、正弦波発生器５２４に入力される。いくつかの実施形態では、正弦波発生器５２４は、ＣＯＲＤＩＣアルゴリズムを実装するが、これは本発明の限定ではない。例えば、位相値をｓｉｎ値にマッピングするためにルックアップテーブルが使用されてもよい。その結果は、振幅が正規化された式（１）の正弦波に対応する単位振幅励起信号ｓｉｎ（ΘＥ）である。
【００４２】
乗算器５２６は、振幅及び位相を有するデジタル励起信号を生成するために、励起信号振幅に単位振幅励起信号を乗算する。このデジタル励起信号は加算器５２７によって低速走査駆動信号と加算され、その結果はノード１７３上に最終的なアナログ駆動信号を生成する駆動経路構成要素５２８に供給される。最終的なアナログ駆動信号は、低速走査軸上のミラーの偏向を引き起こすために使用される低速走査駆動信号と、共振ＭＥＭＳデバイス１１４の共振動作を引き起こす励起信号とを含む。駆動経路構成要素５２８は、デジタル−アナログ変換器（ＤＡＣ）、フィルタ、増幅器などを含む任意の適切な構成要素を含むことができる。
【００４３】
いくつかの実施形態では、駆動振幅低減回路５２０は、勾配降下アルゴリズムを実装する。任意の微分可能な多変量凸関数ｆ（ｘ）及び何らかの初期点ｘ０を所与として、ｘ０において評価されるｆ（ｘ）の負の勾配の方向にステップが行われた場合、ｆ（ｘ）は、ｍｉｎ（ｆ（ｘ））に向かって最も速く減少することが示され得る。勾配降下軌道の一例を図６に示す。
【００４４】
離散アルゴリズムに適用されると、勾配軌道に追従し、勾配がゼロに等しい関数最小値に収束するように、複数のステップ（ステップサイズファクタμによって制約される）にわたって反復することができる。適応ステップの式は、次のように表すことができる。
ｘ［ｎ＋１］＝ｘ［ｎ］−μ▽Ｆ（ｘ［ｎ］）（２）
【００４５】
上述のように、勾配降下アルゴリズムは、最小化されるべき関数の導関数（勾配）計算に依拠する。これは、関数の式が分かっている場合は数学的に単純であり、ヤコビ行列（点について導出された偏導関数）から更新を計算することによって非線形関数で実行することさえできる。
【００４６】
しかし、未知の、部分的に観測可能な関数を所与すると、これはあまり単純でないことになる。システム識別試行に関連して使用される場合、勾配降下方法論が、特別なタイプの適応コントローラの形で依然として採用され得る。
【００４７】
適応型勾配降下コントローラの１次元の事例は、以下のように最小ステップサイズを使用して記述することができる。システムのノイズフロアを上回る検知値をもたらす最小更新ステップサイズ（△ｘＭＩＮ）が定義される。最小ステップサイズを使用することは、勾配降下は決して完全にゼロに収束せず、むしろわずかにゼロの周りで振動することを意味する。
【００４８】
初期状態を所与として、独立変数（アクチュエータ）を介してシステムに小さな摂動が加えられる。このステップは最小ステップサイズ以上である。
【００４９】
従属変数が読み取られ（センサ）、その値がその前の状態と比較される。差（任意選択的に時間ステップ及び摂動量に対して正規化される）は、勾配降下更新計算の偏導関数項（δＦｘ）として役立つ。
【００５０】
導関数の符号を保持するように注意して、修正された勾配降下方程式に従って、別の更新ステップが適用される。
ｘ［ｎ＋１］＝ｘ［ｎ］±ｍａｘ（｜μδＦｘ｜，△ｘＭＩＮ）（３）
【００５１】
追加の作動ステップは、アルゴリズムがゼロの微分の周りでの小さな振動の形の擬似定常状態の解に収束するまで継続する。ステップは常にとられるため（≧△ｘＭＩＮ）、偏導関数項は連続的に更新され、アルゴリズムが、解決されている大域的最小値への任意の時間変化を適応的に追跡することを可能にする。部分的なノイズ耐性を提供するために、最大ステップサイズ（△ｘＭＩＮ）も利用され得ることに留意されたい。
【００５２】
図７は、本発明の様々な実施形態による駆動振幅低減回路のブロック図を示す。駆動振幅低減回路７００は、駆動振幅低減回路５２０（図５）を実装するために使用されてもよい。駆動振幅低減回路７００は、積分器７０２、遅延段７０４及び７１４、加算器７０６及び７１２、乗算器７０８、ならびに比較器７１０を含む。全体として、駆動振幅低減回路７００の構成要素は、式（３）を参照して上述したように、未知の部分的に観測可能な関数を用いる１次元勾配降下アルゴリズムを実装する。
【００５３】
動作時、積分器７０２は、励起信号振幅サンプルの数を平均する。遅延段７０４は、積分器７０２の以前の出力を出力し、加算器７０６は、２つの間の差をとる。この差は、勾配降下更新計算における偏導関数項（δＦｘ）のプロキシとして機能する。乗算器７０８が、偏導関数項に利得値μを適用し、次いで、比較器７１０が、△ｘＭＩＮ及びμδＦｘの絶対値を比較して、大きい方を更新として適用されるものとして選択する。加算器７１２は、以前の動的位相値と更新とを合計し、これは、遅延段７１４によって記憶され、ノード５２１上に提示される新しい動的位相値である。
【００５４】
いくつかの実施形態は積分器７０２を省略し、平均は行われない。他の実施形態では、積分器７０２によって平均されるサンプルの数は動的である。例えば、大きな位相誤差が想定されるシステムの始動時には、平均がほとんどまたはまったく行われ得ず、ノイズの多いサンプルが更新計算に使用される。位相更新が安定した後、さらなる平均を行ってノイズを低減することができる。
【００５５】
同様に、いくつかの実施形態では、利得値μは１に設定され、他の実施形態では、それは動的であり得る。例えば、大きな位相誤差が想定されるシステムの始動時には、位相更新が安定するまで位相更新値が大きくなるように、大きなゲイン値を使用することができ、その時点で、最終的に△ｘＭＩＮに安定するより小さいステップサイズをもたらすために、利得を低減することができる。
【００５６】
いくつかの実施形態では、駆動振幅サンプル及び位相コントローラ更新は、フレームレート（通常は５０または６０Ｈｚ）でアクティブビデオラインの終端で行われる。他の実施形態では、位相コントローラ更新はあまり頻繁に行われない。例えば、駆動振幅サンプルの数（ＮＡＶＧ）が平均されてもよく、位相コントローラ更新がＮＡＶＧ個のサンプル毎にのみ実行されてもよい。
【００５７】
図８は、本発明の様々な実施形態によるプロセッサ回路のブロック図を示す。プロセッサ回路８００は、駆動振幅低減回路５２０を実装することができる。プロセッサ回路８００は、プロセッサ８１０、メモリ８２０、及びレジスタ８１２，８２２を含む。メモリ８２０は、命令を記憶する非一時的コンピュータ可読媒体を表す。命令がプロセッサ８１０によって実行されると、駆動振幅低減動作が実行される。例えば、いくつかの実施形態では、プロセッサ８１０がメモリ８２０に記憶された命令を実行するとき、勾配降下動作が実行される。動作時、レジスタ８１２は、ノード５１３上の励起信号振幅を受信するように結合され、レジスタの内容は、プロセッサ８１０に提供される。さらに、プロセッサ８１０は、本発明の様々な実施形態に従って動的位相オフセットを決定し、次に、レジスタ８２２に動的位相オフセットを提供し、そこで、動的位相オフセットは、図７を参照して上述したように、ノード５２１上に供給される。
【００５８】
図９は、本発明の様々な実施形態による方法のフロー図を示す。いくつかの実施形態では、方法９００またはその一部は、共振ＭＥＭＳデバイスのような共振プラントを制御する駆動回路によって実行される。他の実施形態では、方法９００は、一連の回路または電子システムによって実行される。方法９００は、この方法を実施する特定のタイプの装置によって限定されない。方法９００における様々な動作は、提示された順序で実行されてもよく、または異なる順序で実行されてもよい。さらに、いくつかの実施形態では、図９にリストされたいくつかの動作は、方法９００から省略される。
【００５９】
方法９００は、ブロック９１０で開始するように示されている。９１０に示すように、振幅及び位相を有する励起信号によって励起された共振プラントから、フィードバック信号が受信され、フィードバック信号は、共振プラントの撓みを示す振幅を有する。これは、駆動回路１７０によって受信されるフィードバック信号１７５に対応する。
【００６０】
９２０において、フィードバック信号の振幅が所望の偏向値と比較され、励起の振幅がそれに応じて変更される。これはノード５１３上の励起信号振幅がフィードバック振幅設定点及びノード１７５上のフィードバック信号の関数として変更されるＡＧＣ５１２の動作に対応する。
【００６１】
９３０において、励起信号の位相が励起信号の振幅に応じて、励起信号の振幅を低減するように変更される。これは、駆動振幅低減回路５２０の動作に対応する。いくつかの実施形態では、これはさらに、勾配降下アルゴリズムの実施態様に対応する。
【００６２】
図１０は、本発明の様々な実施形態による方法のフロー図を示す。いくつかの実施形態では、方法１０００またはその一部は、駆動振幅低減回路５２０などの駆動振幅低減回路によって実行され、その実施形態は前の図に示されている。他の実施形態では、方法１０００は、一連の回路または電子システムによって実行される。方法１０００は、この方法を実施する特定のタイプの装置によって限定されない。方法１０００における様々な動作は、提示された順序で実行されてもよく、または異なる順序で実行されてもよい。さらに、いくつかの実施形態では、図１０にリストされたいくつかの動作は、方法１０００から省略される。
【００６３】
方法１０００は、ブロック１０１０で開始するように示されている。１０１０に示すように、励起信号振幅がサンプリングされる。これは、ノード５１３上の励起信号振幅をサンプリングする駆動振幅低減回路５２０に対応する。１０２０において、励起信号振幅値が平均される。いくつかの実施形態では、平均は利用されない。他の実施形態では、２つ、５つ、１０、もしくはそれ以上のサンプルが平均されるか、またはノイズ低減のためにＳＮＲを増加させる何らかの他の方法が使用される。
【００６４】
１０３０において、上述のような適応勾配降下アルゴリズムを使用して動的位相オフセットが決定され、１０４０において、動的位相オフセットが適用される。これは、動的位相オフセットΘＤを決定し適用する駆動振幅低減回路５２０に対応する。
【００６５】
図１１及び図１２は、本発明の様々な実施形態による図５の駆動回路の動作のプロットを示す。図１２は、静的位相オフセットΘ０（図５）を約１２度だけ急激に変更することによって、励起信号に意図的に注入される位相誤差を示す。利得フィードバックループは、フィードバック信号振幅を実質的に一定に保つために、図１１に示すように励起信号振幅を増加させることによって直ちに応答する。約１０回の反復にわたって、駆動低減回路は、励起信号振幅が極小に達するまで位相オフセットを変更する。
【００６６】
図１３は、本発明の様々な実施形態による駆動回路及び共振プラントを示す。図１３のシステムは、ＭＥＭＳデバイス１１４が共振プラント１４０に置き換えられ、駆動信号が低速走査構成要素を含まないことを除いて、図５のシステムと同様である。
【００６７】
駆動回路１３１０は、加算器５２７を除く駆動回路１７０のすべての構成要素を含む。駆動回路１３１０は、ノード１３３３上に励起信号を提供し、ノード１３３５上のフィードバック信号を受信する。
【００６８】
共振プラント１３４０は、励起信号を受信するように結合された入力ポート１３４２を含み、フィードバック信号を供給するように結合された出力ポート１３４４を含む。共振プラント１３４０は、制御システム内の制御理論プラントとして使用されるときに励起され得る共振モードを有する任意のデバイスまたはシステムを表す。例えば、１つまたは複数の共振モードを有する任意のデバイスを共振プラント１３４０として使用することができる。
【００６９】
図１４は、本発明の様々な実施形態によるモバイルデバイスのブロック図を示す。図１４に示すように、モバイルデバイス１４００は、無線インターフェース１４１０、プロセッサ１４２０、メモリ１４３０、及び走査型レーザプロジェクタ１００を含む。走査型レーザプロジェクタ１００は、上述した励起信号パワー低減回路を含む。
【００７０】
走査型レーザプロジェクタ１００は、任意の画像源から画像データを受け取ることができる。例えば、いくつかの実施形態では、走査型レーザプロジェクタ１００は、静止画像を保持するメモリを含む。他の実施形態では、走査型レーザプロジェクタ１００は、ビデオ画像を含むメモリを含む。またさらなる実施形態では、走査型レーザプロジェクタ１００は、コネクタ、無線インターフェース１４１０、有線インターフェースなどのような外部ソースから受信した画像を表示する。
【００７１】
無線インターフェース１４１０は、任意の無線送信及び／または受信機能を含むことができる。例えば、いくつかの実施形態では、無線インターフェース１４１０は、無線ネットワークを介して通信することができるネットワークインターフェースカード（ＮＩＣ）を含む。また、例えば、いくつかの実施形態では、無線インターフェース１４１０は携帯電話機能を含むことができる。またさらなる実施形態では、無線インターフェース１４１０は、全地球測位システム（ＧＰＳ）受信機を含むことができる。無線インターフェース１４１０は、本発明の範囲から逸脱することなく、任意のタイプの無線通信機能を含むことができることを当業者は理解するであろう。
【００７２】
プロセッサ１４２０は、モバイルデバイス１４００内の様々な構成要素と通信することができる任意のタイプのプロセッサとすることができる。例えば、プロセッサ１４２０は、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）供給元から入手可能な内蔵プロセッサであってもよく、または、市販のマイクロプロセッサであってもよい。いくつかの実施形態では、プロセッサ１４２０は、走査型レーザプロジェクタ１００に画像またはビデオデータを提供する。画像またはビデオデータは、無線インターフェース１４１０から取り出されてもよいし、または、無線インターフェース１４１０から取り出されたデータから導出されてもよい。例えば、プロセッサ１４２０を介して、走査型レーザプロジェクタ１００は、無線インターフェース１４１０から直接受信した画像またはビデオを表示することができる。また、例えば、プロセッサ１４２０は、無線インターフェース１４１０から受信した画像及び／またはビデオに付加するオーバーレイを提供してもよく、または、無線インターフェース１４１０から受信したデータに基づいて記憶されている画像を変更してもよい（例えば、無線インターフェース１４１０が位置座標を提供するＧＰＳ実施形態において、地図表示を変更する）。
【００７３】
図１５は、本発明の様々な実施形態によるモバイルデバイスを示す。モバイルデバイス１５００は、通信機能を有するか、または有しない手持ち式走査型レーザプロジェクタであってもよい。例えば、いくつかの実施形態では、モバイルデバイス１５００は、他の機能をほとんどまたはまったく有しない走査型レーザプロジェクタであってもよい。また、例えば、いくつかの実施形態では、モバイルデバイス１５００は、例えば、携帯電話、スマートフォン、タブレットコンピューティングデバイス、全地球測位システム（ＧＰＳ）受信機などを含む、通信に使用可能なデバイスであってもよい。さらに、モバイルデバイス１５００は、無線（例えば、セルラ）を介してより大規模なネットワークに接続されてもよく、または、このデバイスは、非規制スペクトル（例えば、ＷｉＦｉ）接続を介してデータメッセージまたはビデオ内容を受信及び／もしくは送信することができる。
【００７４】
モバイルデバイス１５００は、走査型レーザプロジェクタ１００、タッチセンサ式ディスプレイ１５１０、オーディオポート１５０２、制御ボタン１５０４、カードスロット１５０６、及びオーディオ／ビデオ（Ａ／Ｖ）ポート１５０８を含む。これらの要素はいずれも必須ではない。例えば、モバイルデバイス１５００は、タッチセンサ式ディスプレイ１５１０、オーディオポート１５０２、制御ボタン１５０４、カードスロット１５０６、またはオーディオ／ビデオ（Ａ／Ｖ）ポート１５０８のいずれも有せず、走査型レーザプロジェクタ１００のみを含んでもよい。いくつかの実施形態は、これらの要素のサブセットを含む。例えば、アクセサリプロジェクタが、走査型レーザプロジェクタ１００、制御ボタン１５０４及びＡ／Ｖポート１５０８を含んでもよい。スマートフォンの実施形態は、タッチセンサ式表示装置１５１０とプロジェクタ１００とを組み合わせることができる。
【００７５】
タッチセンサ式ディスプレイ１５１０は、任意のタイプのディスプレイであってもよい。例えば、いくつかの実施形態では、タッチセンサ式ディスプレイ１５１０は、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）スクリーンを含む。いくつかの実施形態では、ディスプレイ１５１０はタッチセンサ式ではない。ディスプレイ１５１０は、走査型レーザプロジェクタ１００によって投影される画像を常に表示してもよいし、または表示しなくてもよい。例えば、アクセサリ製品が、ディスプレイ１５１０上に常に投影画像を表示してもよく、一方で、携帯電話の実施形態は、ディスプレイ１５１０上に異なる内容を表示しながらビデオを投影してもよい。いくつかの実施形態は、タッチセンサ式ディスプレイ１５１０に加えてキーパッドを含むことができる。
【００７６】
Ａ／Ｖポート１５０８は、ビデオ及び／またはオーディオ信号を受信及び／または送信する。例えば、Ａ／Ｖポート１５０８は、デジタルオーディオ及びビデオデータを搬送するのに適したケーブルを受け入れる高精細マルチメディアインターフェース（ＨＤＭＩ（登録商標））インターフェースのようなデジタルポートであってもよい。さらに、Ａ／Ｖポート１５０８は、複合入力を受信するかまたは送信するＲＣＡジャックを含んでもよい。さらに、Ａ／Ｖポート１５０８は、アナログビデオ信号を受信または送信するＶＧＡコネクタを含むことができる。いくつかの実施形態では、モバイルデバイス１５００は、Ａ／Ｖポート１５０８を介して外部信号源につながれてもよく、モバイルデバイス１５００は、Ａ／Ｖポート１５０８を介して受け入れられる内容を投影してもよい。他の実施形態では、モバイルデバイス１５００は内容の発信者であってもよく、Ａ／Ｖポート１５０８は内容を異なるデバイスに送信するために使用される。
【００７７】
オーディオポート１５０２はオーディオ信号を提供する。例えば、いくつかの実施形態では、モバイルデバイス１５００は、オーディオ及びビデオを記録及び再生することができるメディアレコーダである。これらの実施形態では、ビデオは走査型レーザプロジェクタ１００によって投影することができ、オーディオはオーディオポート１５０２において出力することができる。
【００７８】
モバイルデバイス１５００はまた、カードスロット１５０６を含む。いくつかの実施形態では、カードスロット１５０６に挿入されたメモリカードが、オーディオポート１５０２において出力される音声のソース及び／または走査型レーザプロジェクタ１００によって投影されるビデオデータを提供することができる。カードスロット１５０６は、例えばセキュアデジタル（ＳＤ）メモリカードを含む任意のタイプのソリッドステートメモリデバイスを受け入れることができる。
【００７９】
図１６は、本発明の様々な実施形態によるヘッドアップディスプレイシステムを示す。プロジェクタ１００は、１６００においてヘッドアップディスプレイを投影するために車両のダッシュボードに取り付けられて示されている。自動車のヘッドアップディスプレイが図１６に示されているが、これは本発明の限定ではない。例えば、本発明の様々な実施形態は、航空電子機器用途、航空交通管制用途、及び他の用途におけるヘッドアップディスプレイを含む。
【００８０】
図１７は、本発明の様々な実施形態によるアイウェアを示す。アイウェア１７００は、アイウェアの視野内にディスプレイを投影するプロジェクタ１００を含む。いくつかの実施形態では、アイウェア１７００はシースルーであり、他の実施形態では、アイウェア１７００は不透明である。例えば、アイウェア１７００は、着用者がプロジェクタ１００からの表示を現実世界に重ね合わせて見ることができる拡張現実用途において使用されてもよい。また、例えば、アイウェア１７００は、着用者の視野全体がプロジェクタ１００によって生成される仮想現実用途で使用されてもよい。図１７にはプロジェクタ１００が１つしか示されていないが、これは本発明の限定ではない。例えば、いくつかの実施形態では、アイウェア１７００は、それぞれの目に１つの、２つのプロジェクタを含む。
【００８１】
図１８は、本発明の様々な実施形態によるゲーム装置を示す。ゲーム装置１８００は、１人または複数のユーザがゲーム環境を観察し、対話することを可能にする。いくつかの実施形態では、ゲームは、走査型レーザプロジェクタ１００を含む装置である、ゲーム装置１８００の動き、位置、または向きに基づいてナビゲートされる。
【００８２】
手動操作式ボタン、フットペダル、または口頭コマンドなどの他の制御インターフェースもまた、ゲーム環境周りのナビゲーションまたはゲーム環境との相互作用に寄与し得る。例えば、いくつかの実施形態では、トリガ１８４２が、１人または複数のユーザが、一般に「一人称シューティングゲーム」として知られている、一人称視点ビデオゲーム環境内にあるという錯覚に寄与する。投射される表示のサイズ及び輝度は、ユーザの動きと組み合わせてゲームアプリケーションによって制御することができるため、ゲーム装置１８００は、これらのユーザのために非常に真実味のあるまたは「没入できる」環境を作り出す。
【００８３】
３Ｄ地震探査、宇宙計画、ジャングル林冠探検、自動車安全指導、医学教育などのような活動のために、多くの他の一人称視点シミュレーションをゲーム装置１８００によって作成することもできる。触覚インターフェース１８４４は、反動、振動、揺れ、鳴動などのような様々な出力信号を提供することができる。触覚インターフェース１８４４はまた、タッチセンサ式ディスプレイスクリーンまたはスタイラスを必要とするディスプレイスクリーンのようなタッチセンサ式入力機構を含んでもよい。追加の触覚インターフェース、例えば、運動センサ式プローブのための入力及び／または出力機構もまた、本発明の様々な実施形態に含まれる。
【００８４】
ゲーム装置１８００はまた、一体型オーディオスピーカ、リモートスピーカ、またはヘッドフォンなどのオーディオ出力デバイスも含むことができる。これらの種類のオーディオ出力装置は、有線または無線技術を介してゲーム装置１８００に接続されてもよい。例えば、ワイヤレスヘッドフォン１８４６は、ＢＬＵＥＴＯＯＴＨ（登録商標）接続を介してユーザに音響効果を提供するが、任意の種類の類似の無線技術を自由に代用することができる。いくつかの実施形態では、ワイヤレスヘッドフォン１８４６は、複数のユーザ、インストラクタ、または観察者が通信することを可能にするために、マイクロフォン１８４５またはバイノーラルマイクロフォン１８４７を含むことができる。バイノーラルマイクロフォン１８４７は、典型的には、ユーザの頭影によって改変された音声を捕捉するために、各イヤーピース上にマイクロフォンを含む。この機能は、他のシミュレーション参加者による両耳聴及び音声定位に使用することができる。
【００８５】
ゲーム装置１８００は、周囲の明るさ、動き、位置、向きなどを測定する任意の数のセンサ１８１０を含むことができる。例えば、ゲーム装置１８００は、デジタルコンパスを用いて絶対方位を検出し、ｘ−ｙ−ｚジャイロスコープまたは加速度計を用いて相対運動を検出することができる。いくつかの実施形態では、ゲーム装置１８００はまた、デバイスの相対的な向き、またはデバイスの急な加速もしくは減速を検出するための第２の加速度計またはジャイロスコープも含む。他の実施形態では、ゲーム装置１８００は、ユーザが地上空間を移動する際の絶対位置を検出するための全地球測位衛星（ＧＰＳ）センサを含むことができる。
【００８６】
ゲーム装置１８００は、バッテリ１８４１及び／または診断ライト１８４３を含むことができる。例えば、バッテリ１８４１は再充電可能バッテリであってもよく、診断ライト１８４３はバッテリの現在の充電量を示すことができる。別の例では、バッテリ１８４１は取り外し可能なバッテリクリップであってもよく、ゲーム装置１８００は、放電されたバッテリが充電されたバッテリと交換されている間、装置の継続的な動作を可能にする追加のバッテリ、電気キャパシタまたはスーパーキャパシタを有してもよい。他の実施形態では、診断ライト１８４３は、ユーザまたはサービス技術者に、このデバイスに含まれるか、またはこのデバイスに接続された電子構成要素のステータスについて通知することができる。例えば、診断ライト１８４３は、受信される無線信号の強度、またはメモリカードの有無を示すことができる。診断ライト１８４３は、有機発光ダイオードまたは液晶ディスプレイスクリーンのような任意の小型スクリーンで置き換えることもできる。そのようなライトまたはスクリーンは、ゲーム装置１８００の外面上にあってもよく、または、この装置の外殻が半透明もしくは透明である場合には、表面下にあってもよい。
【００８７】
ゲーム装置１８００の他の構成要素は、このデバイスから取り外し可能、着脱可能または分離可能であってもよい。例えば、走査型レーザプロジェクタ１００は、ゲームハウジング１８８９から着脱可能または分離可能であってもよい。いくつかの実施形態では、走査型レーザプロジェクタ１００の従属部品は、ゲームハウジング１８８９から着脱可能または分離可能であり、依然として機能することができる。
【００８８】
図１９は、本発明の様々な実施形態によるゲーム装置を示す。ゲーム装置１９００は、ボタン１９０２、ディスプレイ１９１０、及びプロジェクタ１００を含む。いくつかの実施形態では、ゲーム装置１９００は、ユーザがゲームをプレイするためのより大きなコンソールを必要としないスタンドアロン装置である。例えば、ユーザは、ディスプレイ１９１０及び／または１８０に投影された内容を見ながらゲームをプレイすることができる。他の実施形態では、ゲーム装置１９００は、より大きなゲームコンソール用のコントローラとして動作する。これらの実施形態では、ユーザは、ディスプレイ１９１０及び／または１８０に投影された内容を見ることと組み合わせて、コンソールに結びつけられたより大きなスクリーンを見ることができる。
【００８９】
本発明は特定の実施形態と関連して説明されたが、当業者が容易に理解するように、本発明の範囲から逸脱することなく、改変及び変形が可能であることを理解されたい。そのような改変及び変形は、本発明の範囲及び添付の特許請求の範囲内にあると考えられる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【国際調査報告】
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