(57)【要約】走査画像ディスプレイシステムに関する例が開示される。一例において、走査ディスプレイシステムは、２つ以上のオフセットレーザを含むレーザ光源と、レーザ光源からの光を第１方向においてより高い周波数で、第２方向においてより低い周波数で走査し、画像を形成するように構成される走査ミラーシステムと、インターレースパターンでレーザ光を走査して画像を形成するよう走査ミラーシステムを制御し、第２方向における走査速度と、インターレース画像の第１フレームと第２フレームとの間の位相オフセットとうちの１つ以上を調整するように構成されるコントローラとを含む。
2020510870.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
２つ以上のオフセットレーザを含むレーザ光源と；
前記レーザ光源からの光を第１方向においてより高い周波数で走査し、第２方向においてより低い周波数で走査し、画像を形成するように構成される走査ミラーシステムと；
インターレースパターンでレーザ光を走査して画像を形成するよう前記走査ミラーシステムを制御し、前記第２方向の走査速度と、インターレース画像の第１フレームと第２フレームとの間の位相オフセットとのうちの１つ以上を調整するように構成されるコントローラと；
を備える、走査ディスプレイシステム。
【請求項２】
前記走査ミラーシステムは、前記第１方向で前記レーザ光を走査するように構成される第１ミラーと、前記第２方向で前記レーザ光を走査するように構成された第２ミラーとを備える、
請求項１に記載の走査ディスプレイシステム。
【請求項３】
前記コントローラは、前記走査ミラーシステムが、前記第１方向の前記レーザ光の走査に対して前記第２方向の前記レーザ光の走査を開始する時間を調整することによって、前記第１フレームと前記第２フレームとの間の前記位相オフセットを調整するように構成される、
請求項１に記載の走査ディスプレイシステム。
【請求項４】
前記コントローラは、前記画像内の領域における所望のライン間隔に基づいて、前記第１フレームと前記第２フレームとの間の前記位相オフセットを調整するように構成される、
請求項１に記載の走査ディスプレイシステム。
【請求項５】
前記領域は、前記画像内の複数の領域のうちの１つであり、前記コントローラは、それぞれの位相オフセットを前記複数の領域の各々に関連付けるように構成される、
請求項４に記載の走査ディスプレイシステム。
【請求項６】
ユーザの注視方向を検出するように構成されるアイトラッキングセンサを更に備え、前記コントローラは、前記注視方向を前記画像内の領域にマッピングし、前記画像内の前記領域に基づいて、前記第２方向における前記走査速度及び前記位相オフセットのうちの１つ以上を調整するように更に構成される、
請求項１に記載の走査ディスプレイシステム。
【請求項７】
前記コントローラは、前記注視方向を前記画像内の第１領域にマッピングすることに基づいて第１方法で前記位相オフセットを調整し、前記注視方向を前記画像内の第２領域にマッピングすることに基づいて第２方法で前記位相オフセットを調整するように更に構成される、
請求項６に記載の走査ディスプレイシステム。
【請求項８】
前記領域は、前記画像の中心窩領域であり、前記画像は、非中心窩領域を含み、前記コントローラは、前記非中心窩領域内で前記第２方向の走査速度を増加させ、前記中心窩領域内で前記第２方向の走査速度を減少させるように更に構成される、
請求項６に記載の走査ディスプレイシステム。
【請求項９】
前記２つ以上のオフセットレーザは、第２走査方向に対して中心整列された向きで垂直にオフセットされる、
請求項１に記載の走査ディスプレイシステム。
【請求項１０】
前記コントローラは、前記第２方向の前記走査速度を調整することによって、回転された向きにおけるライン間隔誤差を補償するように更に構成される、
請求項９に記載の走査ディスプレイシステム。
【請求項１１】
前記走査ミラーシステムは、該走査ミラーシステムを駆動する微小電気機械アクチュエータの半周期で前記画像の水平線を走査するように構成される、
請求項１に記載の走査ディスプレイシステム。
【請求項１２】
当該走査ディスプレイシステムは、前記第１方向において２７ｋＨｚから３５ｋＨｚの周波数で走査するように構成される、
請求項１に記載の走査ディスプレイシステム。
【請求項１３】
前記コントローラは、１４４０ｐと２１６０ｐとの間の解像度で前記画像を形成するように前記のミラーシステムを制御するよう構成される、
請求項１に記載の走査ディスプレイシステム。
【請求項１４】
前記レーザ光源は、複数の色の光を出力するように構成される、
請求項１に記載の走査ディスプレイシステム。
【請求項１５】
画像を表示する方法であって：
２つ以上のオフセットレーザからの光を走査ミラーシステムに向けるステップと；
前記２つ以上のオフセットレーザからの光を、第１方向においてより高い周波数で、第２方向においてより低い周波数で走査し、それによりレーザ光をインターレースパターンで走査して画像を形成するステップと；
を含む、方法。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
いくつかのディスプレイデバイスは、レーザ走査を用いて可視画像を生成する。一例では、レーザ光は、異なる角度で走査ミラーシステムによって反射され、投影画像のピクセルにまたがってレーザを走査する。各ピクセルにおける光の色及び／又は強度の制御により、画像を投影することが可能になる。
【発明の概要】
【０００２】
走査画像ディスプレイシステムに関する例を開示する。一例において、走査ディスプレイシステムは、２つ以上のオフセットレーザを含むレーザ光源と、レーザ光源からの光を第１方向においてより高い周波数で、第２方向においてより低い周波数で走査して画像を形成するように構成された走査ミラーシステムと、インターレースパターンでレーザ光を走査して画像を形成するよう走査ミラーシステムを制御し、第２方向における走査速度と、インターレース画像の第１フレームと第２フレームとの間の位相オフセットとのうちの１つ以上を調整するように構成されるコントローラとを含む。
【０００３】
この要約は、以下の詳細な説明で更に説明される概念の選択を簡略化された形式で紹介するために提供される。この要約は、特許請求に係る主題の主要な特徴又は本質的な特徴を特定するように意図されておらず、また、特許請求に係る主題の範囲を限定するように使用されるようにも意図されていない。さらに、特許請求に係る主題は、本開示のいずれかの部分に記載されたいずれかの又はすべての欠点を解決する実装に限定されない。
【図面の簡単な説明】
【０００４】
【図１】例示のレーザベースのＭＥＭＳ走査ディスプレイデバイスのブロック図である。
【０００５】
【図２】例示のレーザトレースの図解である。
【０００６】
【図３】別の例示のレーザトレースの図解である。
【０００７】
【図４】第１回転方向における例示のレーザダイを示す図である。
【０００８】
【図５】第２回転方向における図４の例示のレーザダイを示す図である。
【０００９】
【図６】別の例示のレーザトレースの図解である。
【００１０】
【図７】別の例示のレーザトレースの図解である。
【００１１】
【図８】例示のコンピューティングデバイスのブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
上述のように、いくつかのディスプレイデバイスは、レーザ走査を用いて可視画像を生成する。一例では、レーザ光はミラーシステムによって異なる角度で反射され、反射されたレーザ光を視野（ＦＯＶ：ｆｉｅｌｄ−ｏｆ−ｖｉｅｗ）にわたって投影する。反射角の範囲を達成するために、マイクロエレクトロメカニカルシステム（ＭＥＭＳ：ｍｉｃｒｏｅｌｅｃｔｒｏｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  ｓｙｓｔｅｍ）アクチュエータのような適切なアクチュエータがミラーシステムを回転させることができる。
【００１３】
ＭＥＭＳアクチュエータは、水平方向及び垂直方向にミラーシステムを回転させて、二次元ＦＯＶ内に可視画像を生成することができる。この目的のために、ミラーシステムは、水平方向と垂直方向の双方で駆動される単一のミラーを含むか、あるいは水平方向と垂直方向で別個に駆動される２つのミラーを含むことができる。水平方向と垂直方向では異なる走査速度を用いることができる。２つのミラーシステムでは、例えば水平に走査されるミラーは、比較的速い速度（例えば〜１０ｋＨｚ）で駆動されてよく、一方、垂直に走査されるミラーは、比較的遅い速度（例えば〜６０Ｈｚ）で駆動されてもよい。水平及び垂直走査速度は、ミラー開口（例えば直径）及び走査角度のような他の要因とともに、これらの速度で生成される画像の解像度を少なくとも部分的に決定することができる。
【００１４】
しかしながら、現在のＭＥＭＳ技術は、ミラー走査速度に上限を設け、これは表示解像度を制限することになる。一例として、水平走査速度２７ｋＨｚと垂直走査速度６０Ｈｚを組み合わせると、７２０ｐの垂直解像度を得ることができる。特に、７２０ｐ及び同様の垂直解像度がぼやけて低解像度に見える可能性があるニアアイ・ディスプレイ実装では、かなり高い垂直解像度（例えば１４４０ｐ、２１６０ｐ）が望まれることがある。水平及び／又は垂直走査速度の増加は表示解像度を増加させるが、前者は技術的に実行不可能であり、後者は電力消費を増加させる。さらに、高い走査速度は、ミラー走査角度及び開口を少なくとも部分的に制約することがあり、より大きな値も望まれる。加えて、より高い解像度をサポートすることは、より小さい「ピクセル」サイズに関連する回折限界に起因して、より大きなミラーサイズも必要とすることがある。より大きなミラーはより低い走査周波数をもたらすので、このようなより大きなミラーの使用は、走査ディスプレイでより高い解像度を達成する難しさを更に増大させる可能性がある。
【００１５】
したがって、高解像度出力のために構成されるレーザベースのＭＥＭＳ走査ディスプレイデバイスの例を開示する。以下で説明されるように、複数のレーザを動作させるインターレースモードを、インターレースフレーム間の可変走査速度及び／又は位相オフセットと組み合わせて、レーザ出力間の所望の間隔（ｓｐａｃｉｎｇ）を達成し、これにより所望の画像ピクセル間隔及び解像度を得ることができる。複数のレーザの使用は、ミラー期間（ｍｉｒｒｏｒ  ｐｅｒｉｏｄ）毎に複数のラインを走査することを可能にし、それによって、ミラー走査周波数を増加させることなく、より高い解像度を達成することを可能にし、また、より大きなミラーが使用されることを許容し、これにより、回折限界によって課されるピクセルサイズの問題を回避するのを助けることができる。さらに、アイトラッキングセンサからの出力を用いて、ユーザの注視方向に応じてレーザ出力間隔を動的に変更する例を開示する。
【００１６】
図１は、レーザベースのＭＥＭＳ走査ディスプレイデバイスとして示される、例示的なディスプレイデバイス１００のブロック図を示す。ディスプレイデバイス１００は、２つ以上のレーザ１０２を備えており、図４及び図５を参照して以下に更に詳細に説明されるように、レーザ１０２は、任意の適切な形態（例えば固体レーザ）をとってよく、１つ以上の波長の光（例えば赤、緑及び／又は青の波長範囲の光）の光を出力してよい。レーザ１０２は、第１ミラー１０４による受信のために光を出力し、第１ミラー１０４は、レーザ１０２から受け取った光を第２ミラー１０６の方へ反射する。第１ミラー１０４は、水平方向（例えばｘ軸）に走査するように構成されてよく、第２ミラー１０６は、垂直方向（例えばｙ軸）に走査するように構成されてよく、その結果、光は、最終的に二次元ＦＯＶにわたって投影されて可視画像を形成する。他の例では、第１ミラーが垂直方向に走査してよく、第２ミラーが水平方向に走査してもよい。
【００１７】
図１は、第２ミラー１０６から、可視画像が形成される出力部１０８に向かう、光の反射を示している。出力部１０８は、ディスプレイ面、投影光学系、導波路光学系等の任意の適切な形態をとることができる。例として、ディスプレイデバイス１００は、不透明な面として構成される出力部１０８を有する仮想現実ヘッドマウントディスプレイ（ＨＭＤ）デバイスとして、あるいは部分的に透明な面として構成される出力部を有し、かつ、その面を通して周囲の物理環境に対応する画像が伝送されて、レーザ光と結合され得る、混合現実ＨＭＤデバイスとして構成されてもよい。ディスプレイデバイス１００は、ヘッドアップディスプレイ、モバイルディスプレイ画面、モニタ、テレビ等のような他の適切な形態をとってもよい。
【００１８】
所望の画像の生成を可能にするために、アクチュエータ１１０は、第１ミラー１０４と第２ミラー１０６を別個に駆動する。一例では、アクチュエータ１１０は、第１ミラー１０４を水平方向に比較的早い第１速度（例えば２７ｋＨｚ、３５ｋＨｚ）で回転させ、第２ミラー１０６を垂直方向に比較的遅い第２速度（例えば６０Ｈｚ、１２０Ｈｚ）で回転させる。第２ミラー１０６が連続的に垂直に走査されるように第２速度を固定してもよいが、他の例では、第２ミラーが、水平走査線の完了前に実質的にゼロに等しい垂直速度を有し、水平走査線の完了時にはゼロではなくなり、それによって次の水平走査線に移行するように、垂直走査が段階的に行われてもよい。ミラー１０４及び１０６は、（例えば共振圧電作動される）ＭＥＭＳ作動ミラーのような任意の適切な形態をとってもよい。
【００１９】
いくつかの実装では、ディスプレイデバイス１００は、該ディスプレイデバイスのユーザの注視方向を検出するように動作可能なアイトラッキングセンサ１１２を更に備えてもよい。注視方向は、ユーザの注視が向けられる、出力部１０８における位置を決定するために、ディスプレイ空間内の領域にマッピングされてもよい。以下で図３を参照して更に詳細に説明されるように、ディスプレイデバイス１００の１つ以上の動作パラメータ（例えば垂直走査速度、位相オフセット）は、決定された注視位置に応答して変更されてもよい。センサ１１２は、任意の適切な形態をとることができる。一例として、センサ１１２は、光のきらめき（ｇｌｉｎｔ）をユーザの各眼の角膜から反射させるように構成される１つ以上の光源（例えば赤外光源）と、きらめきを含むユーザの眼の画像をキャプチャする１つ以上の画像センサを備えてもよい。
【００２０】
ディスプレイデバイス１００は、本明細書で説明されるアプローチを実施するためのコントローラ１１４を更に備える。コントローラ１１４は、レーザ１０２の動作（例えば周波数、強度、デューティサイクル）及び／又は第１ミラー１０４及び／又は第２ミラー１０６の動作を制御することができ、アイトラッキングセンサ１１２からの出力を受け取り、アイトラッキングセンサの出力に基づいて、レーザ、第１ミラー及び／又は第２ミラーの動作を調整することができる。
【００２１】
ディスプレイデバイス１００は、図１に図示されていない代替又は追加の要素を備えてもよい。例えば１つ以上の光学素子（例えばコリメータ、ディフューザ、コンバイナ、収束レンズ、発散レンズ、ホログラフィック素子）を、レーザ光がそれに沿って進む光路内に配置して、所望のディスプレイ特性を達成することができる。ディスプレイデバイス１００は、ディスプレイデバイスの能動素子に電力を提供するよう、適切な電源（例えばバッテリ、電源）を更に含んでもよい。さらに、第１ミラー１０４及び第２ミラー１０６の代わりに単一のミラーを含むことのように、ディスプレイデバイス１００に対する様々な修正が考えられ、そのような場合、単一のミラーは水平方向と垂直方向の双方で走査される。
【００２２】
図２は、例示のレーザトレースの図解２００を示す。図解２００は、例えば図１のディスプレイデバイス１００によって生成され得る光学出力を示す。連続的にインターレースされ得る、２つの異なるフレームにおける２つのレーザの出力に対応する４つのレーザトレースが示されている。各トレースは、例えば図１の出力部１０８において、ＦＯＶ  ２０１のディスプレイ空間で生成される光に対応する。したがって、転換点（ｔｕｒｎｉｎｇ  ｐｏｉｎｔ）２０２Ａ及び２０２Ｂのような連続する転換点の間のレーザトレースの部分は、そのレーザトレースによって描かれる、知覚された画像ピクセルの水平行（ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ  ｒｏｗ）に対応し得る。いくつかの例では、転換点は画像フレームの外側であってもよい。
【００２３】
凡例２０４で示されるように、図解２００は、第１フレームにおける第１レーザのトレース、第１フレームにおける第２レーザのトレース、第２フレームにおける第１レーザのトレース及び第２フレームにおける第２レーザのトレースを示す。第１フレームにおいて、第１及び第２レーザのトレースは、ディスプレイ空間において１ライン（ｏｎｅ  ｌｉｎｅ）だけ垂直方向に分離されてもよい。したがって、第１及び第２レーザのトレースは、垂直に整列される、垂直に隣接する画像ピクセルで光を生成することができる。一例として、図２は、第１フレーム内の第１レーザ及び第２レーザによって生成され得る、垂直に隣接する、垂直に整列された画像ピクセル２０６Ａ及び２０６Ｂを示す。
【００２４】
図２に示される例は、実質的に正弦波運動（ｓｉｎｕｓｏｉｄａｌ  ｍｏｔｉｏｎ）で調和的に振動するアクチュエータを用いて水平ミラー走査が達成されるアプローチに対応してよい。したがって、レーザトレースは、少なくとも部分的な正弦波運動を示すことがあり、図２に示されるように、各レーザトレースは、２つの水平トレースが、正弦波の全周期（例えば２×πラジアン（ｐｉ  ｒａｄ））で走査されるように、正弦波の半周期（例えばπラジアン）で画像ピクセルの水平行を走査する。垂直ミラーを制御することは、これらの２つのトレースが、水平画像ピクセルの２つのトレースを生成することを可能にする。
【００２５】
この定式化において、第１フレームと第２フレーム及び他の連続する代替フレーム（ａｌｔｅｒｎａｔｅ  ｆｒａｍｅｓ）のインターレースは、代替フレーム間に位相オフセットを適用することを含むことがある。一例として、図２は、第１フレームと第２フレームとの間の対応する正弦波に適用されるπラジアンの位相オフセットを示す。代替フレーム間の位相オフセットをこのように適用することによって、ＦＯＶ  ２０１にわたる光のより一貫した分布、したがって、より高い解像度の画像及び輝度の一貫性が達成され得る。この例では、水平ミラーによって用いられる高周波走査速度を考慮して、高周波水平ミラーの走査挙動を制御することは、走査速度を調整することが調和振動を中断することがあるので、困難を提示する可能性がある。このように、位相オフセットは、所望の調整に応じて、水平走査期間の前後のいずれかに垂直走査を開始するように、より遅い走査垂直ミラーを制御することによって達成される。さらに、インターレースフレーム間で十分に高い代替周波数（ａｌｔｅｒｎａｔｉｎｇ  ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）を選択することによって、許容できないフリッカのない安定した画像を生成することができ、その安定した画像内では両方のフレームからの光が視聴者に同時に現れる。一例として、各フレームは、１２０Ｈｚの垂直走査周波数で表示されてよく、第１代替フレーム及び第２代替フレームによって形成されるプログレッシブ画像は、６０Ｈｚの垂直走査周波数で表示される。
【００２６】
単一ライン（例えばピクセル）間隔は、ＦＯＶ  ２０１内の特定の領域で達成され得るが、あまり望ましくない間隔が、ＦＯＶ内の他の領域で生じる可能性がある。図２に示された例では、高い程度の重複（ｏｖｅｒｌａｐ）は、ＦＯＶ  ２０１内で０度に近い水平角度における、第１フレーム内の各レーザ及び第２フレーム内の同じ対応するレーザからの出力をもたらす。対照的に、ＦＯＶ  ２０１のエッジに向かって、例えば＋／−１５度と＋／−３０度の水平角度の間で、より望ましい単一ライン間隔が達成される。解像度及び輝度における望ましくない変化は、ＦＯＶ  ２０１にわたるライン間隔におけるこのような変化に起因する可能性がある。そのような変化に対処するために、代替フレーム間の位相オフセットは、垂直走査ミラーを調整することによって調整されてもよい。
【００２７】
図３は、代替フレーム間のπ／２ラジアンの位相オフセットで生成されるレーザトレースの図解３００の例を示す。πラジアンの位相オフセットで生成される図２のレーザトレースの図解２００とは対照的に、図３は、π／２ラジアンオフセットの使用により、ＦＯＶ  ２０１内の他の領域、例えば０°近くの水平角度内での単一ライン間隔がどのように得られるかを示す。望ましくない間隔及びレーザ出力の重複は、ＦＯＶ  ２０１のエッジに向かう水平角度、例えば＋／−１５度と＋／−３０度との間の角度をもたらす。
【００２８】
図２及び図３に示すレーザトレースの図解は、インターレースされたレーザ走査出力における代替フレーム間の位相オフセットの調整が、どのようにして、ディスプレイ空間におけるＦＯＶの異なる領域において所望のライン及び画像ピクセルの間隔を生成するかを示す。このアプローチは、ＦＯＶの任意の領域において所望のライン間隔を達成するために、任意の適切なセットの位相オフセットの使用に拡張されてよい。さらに、位相オフセット調整を、ディスプレイデバイスの動作中に動的に用いて、例えば垂直ブランク間隔のフレームの端部とその後の開始との間のように、ユーザの注視が向けられる領域内で所望のライン間隔を達成することができる。例えば図１を参照すると、コントローラ１１４は、ユーザの注視方向を示すアイトラッキングセンサ１１２からの出力を利用して、ユーザの注視が向けられる出力部１０８のＦＯＶ内の領域を決定することができる。次いで、コントローラ１１４は、この決定に応答して位相オフセットを選択して、ユーザの注視が向けられる領域内の所望のライン間隔を達成することができ、それにより、ディスプレイデバイス１００の動作を通してユーザによって知覚されるディスプレイ出力を最適化することができる。位相オフセットを動的に調整する過程では、任意の適切なレベルの粒度を用いることができる。一例として、ＦＯＶは四分円に分割されてよく、それぞれの位相オフセットは、各四分円に関連付けられて、その四分円における所望のライン間隔を達成するために使用される。しかしながら、ＦＯＶは、任意の適切な幾何学的形状を有する任意の適切な数の領域に分割されてよく、それらの領域は、等しくても等しくなくてもよく、規則的でも不規則でもよい。別の例として、実質的連続関数（ｓｕｂｓｔａｎｔｉａｌｌｙ  ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ  ｆｕｎｃｔｉｏｎ）を使用して、ＦＯＶ内の注視点を位相オフセットにマッピングすることができる。例えばモンテカルロ・テストが、注視点と位相オフセットとの間のマッピングのセットを決定するために実施されてよい。
【００２９】
図２及び図３は、例として提供されており、いかなる意味においても限定するものではないことが理解されよう。レーザトレースの図解２００及び図解３００は、例えば図１のディスプレイデバイス１００に含まれ得る１つ以上の光学素子による処理前のレーザ出力を表すことができる。さらに、任意の適切な整数個ｎのレーザが使用されてよく、この場合、画像の垂直解像度はｎに比例し、例えばｎ個のレーザの数が２から４へ増加すると、垂直解像度が２倍になる。またさらに、任意の適切な垂直リフレッシュレートが使用されてよく、この場合、垂直リフレッシュレートの増加は、垂直解像度を減少させ、例えば垂直リフレッシュレートの倍増は、垂直解像度を半分に減少させる。したがって、レーザの数ｎ及び垂直リフレッシュレートは、所望のディスプレイ出力を達成するためにバランスされてよい。またさらに、その中の画像が視聴者に提供されるＦＯＶとして、図解２００及び図解３００のサブセットが選択されてもよい。図３に関連する一例として、図解３００内のレーザトレースの一部が省略された例示的なＦＯＶ  ３０２が示される。省略された部分は、レーザ出力が非対称であるか、（図解３００の水平端におけるように）垂直方向に位置がずれているか、そうでなければ望ましくない領域に対応し得る。省略された部分は、オーバースキャン領域として指定されてもよく、オーバースキャン領域では、レーザ出力は（例えばレーザへの電力供給を停止することによって）無効にされる。
【００３０】
様々なレーザ構成を使用して、単一及び他の所望のライン間隔を生成することができる。一例として、図４は、２つの固体レーザ４０２Ａ及び４０２Ｂを含む例示のレーザダイ４００の例を示す。レーザ４０２Ａ及び４０２Ｂは、例えば適切なリソグラフィプロセスを介して、レーザダイ４００上に配置されてよい。図４に示される向きでは、レーザダイ４００は、ｘ軸４０４及びｙ軸４０６を中心に配置される。ｘ軸４０４及びｙ軸４０６は、それぞれ、１つ以上のミラー（例えば図１の第１ミラー１０４及び第２ミラー１０６）がそれに沿って走査される水平軸及び垂直軸に対応し得る。さらに、レーザ４０２Ａ及び４０２Ｂは、レーザ中心からレーザ中心までの垂直軸に沿って測定される垂直分離距離４０８によって垂直軸４０６に位置合わせされ、垂直軸４０６に沿って間隔をおいて配置される。分離距離４０８は、所望のレーザ動作を達成し、かつ熱クロストークのようにレーザ４０２Ａと４０２Ｂの間の過度に狭い間隔に関連付けられる望ましくない問題を回避するように選択されてよい。分離距離４０８は更に、機械公差とともに、レーザダイ４００を形成し、かつレーザ４０２Ａ及び４０２Ｂを作動させるために必要な構造及び電気的素子の配置を収容することができる。一例として、分離距離４０８は、実質的に１５ミクロンに等しくてもよい。
【００３１】
しかしながら、この距離及び他の垂直分離距離は、ディスプレイ空間における１ラインよりも大きいライン間隔で現れることがある。以下に更に詳細に説明するように、特定の垂直リフレッシュレート及び／又は位相オフセットが、単一ライン間隔を補償して達成するために選択されてよい。
【００３２】
単一ライン間隔は、図４に示される向きに対してレーザダイを回転させ、回転された向きにおいてミラーシステムにレーザ光を供給することによって、レーザダイ４００で達成され得る。この目的のために、図５は、図４に示される向きに対して回転された向きのレーザダイ４００を示す。回転された向きは、回転されていない向きの垂直分離距離４０８に対して減少された垂直分離距離４１０を達成するように選択される。垂直分離距離４１０は、例えば実質的に１ミクロンに等しくてもよい。このようにして、回転されていない向きでは１５ミクロン又は類似の垂直分離距離を有し得るレーザダイ４００を用いて、単一ライン間隔がディスプレイ空間で達成され得る。機械公差のために、回転レーザダイ４００において回転誤差が生じることがあり、これは、ディスプレイ空間におけるライン間隔誤差として現れることがある。補償するために、垂直リフレッシュレートが、レーザ４０２Ａと４０２Ｂとの間の既知の機械的間隔及びレーザダイ４００の特徴的な熱的分散（ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚｅｄ  ｔｈｅｒｍａｌ  ｖａｒｉａｎｃｅ）で調整されてよい。一例として、１ラインよりも大きいディスプレイ空間におけるライン間隔は、単一ライン間隔を達成するために、ある垂直解像度を犠牲にして垂直リフレッシュレートを増加させることによって補償され得る。図２及び図３のレーザトレースの図解２００及び図解３００は、例えば回転された向きで配置されるレーザダイ４００によって生成されてもよい。
【００３３】
図６は、凡例６０２によって示されるように、２つの代替フレームにおける２つのレーザからのレーザトレースを含む、例示のレーザトレースの図解６００を示す。図解６００は、レーザ４０２Ａと４０２Ｂとの間の垂直分離距離４０８を有する図４に示される向きのレーザダイ４００のように、ディスプレイ空間において単一ラインを生じる間隔よりも大きい垂直分離をレーザ間に有するように方向付けられたレーザダイによって生成される、レーザ出力を表すことができる。この例では、レーザトレースによって他の方法で想定される正弦波プロファイルは、垂直レーザ分離距離に起因して歪みを生じ、その結果、走査ミラー効果から生じるレーザトレースに対して「弓（ｂｏｗ）」形状となる。さらに、歪んだ正弦波の性質はレーザ間で異なり、第１レーザは、水平線走査の間、より大きな下向きの曲率を示すのに対し、第２レーザは、水平線走査の間、より大きな上向きの曲率を示す。しかしながら、ディスプレイ空間における所望の単一及び他のライン間隔は、上述のように垂直リフレッシュレートを調整することによって達成されてもよい。垂直分離距離４０８の場合、画像内に依然として整数の水平ラインを保持しながら、例えば垂直リフレッシュレートを変化させて、ライン間隔及び／又は解像度を調整することができる。例えばこれは、走査が、中心窩領域（例えばユーザの注視ライン）よりも中心窩以外の領域（例えばユーザの周辺視野）でより速く起こることを可能にし、アイトラッキングデータを使用して中心窩表示を達成することを可能にする。
【００３４】
垂直分離距離４０８を有するレーザダイ４００によって生成されるインターレースフレーム間の位相オフセットは、上述のように、ＦＯＶ  ６０４の特定の部分に所望のライン間隔を生成するように調整することができる。図７は、図解６００を生成するために使用されるπラジアンの位相オフセットの変化からπ／２ラジアンの位相オフセットへの変化から得られる例示のレーザトレースの図解７００を示す。０°に近い水平角度で望ましくないライン間隔及びレーザ出力重複が生じる図解６００とは対照的に、図解７００によって表されるπ／２ラジアン位相オフセットは、０°に近い水平角度で望ましいライン間隔を生じる。上述したように、図１のアイトラッキングセンサ１１２からの出力を使用して、ユーザの注視に応答して所望のライン間隔を達成し、位相オフセットを動的に調整するために使用され得る。
【００３５】
いくつかの実施形態において、本明細書で説明される方法及びプロセスは、１つ以上のコンピューティングデバイスのコンピューティングシステムと結び付けられてよい。特に、このような方法及びプロセスは、コンピュータ・アプリケーション・プログラム又はサービス、アプリケーション・プログラミング・インターフェース（ＡＰＩ）、ライブラリ及び／又は他のコンピュータ・プログラム製品として実装されてよい。
【００３６】
図８は、上述の方法及びプロセスのうちの１つ以上を実施することができるコンピューティングシステム８００の非限定的な実施形態を概略的に示す。コンピューティングシステム８００は、簡略化された形態で示されている。コンピューティングシステム８００は、１つ以上のパーソナルコンピュータ、サーバコンピュータ、タブレットコンピュータ、ホームエンターテインメントコンピュータ、ネットワークコンピューティングデバイス、ゲームデバイス、モバイルコンピューティングデバイス、モバイル通信デバイス（例えばスマートフォン）及び／又は他のコンピューティングデバイスの形態をとることができる。
【００３７】
コンピューティングシステム８００は、論理マシン８０２及びストレージマシン８０４を含む。コンピューティングシステム８００は、任意に、ディスプレイサブシステム８０６、入力サブシステム８０８、通信サブシステム８１０及び／又は図８に示されていない他の構成要素を含んでもよい。
【００３８】
論理マシン８０２は、命令を実行するように構成される１つ以上の物理デバイスを含む。例えば論理マシンは、１つ以上のアプリケーション、サービス、プログラム、ルーチン、ライブラリ、オブジェクト、コンポーネント、データ構造又は他の論理構造の一部である命令を実行するように構成されてよい。このような命令は、タスクを実行し、データ型を実装し、１つ以上の構成要素の状態を変換し、技術的効果を達成するか又は他の方法で所望の結果に到達するように実装され得る。
【００３９】
論理マシンは、ソフトウェア命令を実行するように構成される１つ以上のプロセッサを含んでもよい。あるいはまた、論理マシンは、ハードウェア又はファームウェア命令を実行するように構成される１つ以上のハードウェア又はファームウェアの論理マシンを含んでもよい。論理マシンのプロセッサは、シングルコア又はマルチコアであってもよく、その上で実行される命令は、逐次、並列及び／又は分散処理のために構成されてよい。論理マシンの個々の構成要素は、任意に、２つ以上の別個のデバイス間に分散されてもよく、これらのデバイスは、リモートに配置され、かつ／又は協調処理のために構成され得る。論理マシンの側面は、クラウドコンピューティング構成内に構成される、リモートにアクセス可能でネットワーク化されたコンピューティングデバイスによって仮想化されて実行され得る。
【００４０】
ストレージマシン８０４は、本明細書で説明される方法及びプロセスを実施するために論理マシンによって実行可能な命令を保持するよう構成される、１つ以上の物理デバイスを含む。このような方法及びプロセスが実装されるとき、ストレージマシン８０４の状態は、例えば異なるデータを保持するように変換され得る。
【００４１】
ストレージマシン８０４は、取り外し可能及び／又は内蔵デバイスを含んでもよい。ストレージマシン８０４は、特に、光メモリ（例えばＣＤ、ＤＶＤ、ＨＤ−ＤＶＤ、Ｂｌｕ−Ｒａｙ（登録商標）ディスク等）、半導体メモリ（例えばＲＡＭ、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ等）及び／又は磁気メモリ（例えばハードディスクドライブ、フロッピーディスクドライブ、テープドライブ、ＭＲＡＭ等）を含むことができる。ストレージマシン８０４は、揮発性、不揮発性、動的、静的、読み取り／書き込み、読み取り専用、ランダムアクセス、逐次アクセス、位置アドレス指定可能、ファイルアドレス指定可能及び／又はコンテンツアドレス指定可能なデバイスを含むことができる。
【００４２】
ストレージマシン８０４は、１つ以上の物理デバイスを含むことが理解されよう。しかしながら、本明細書で説明される命令の側面は、有限期間の間に物理デバイスによって保持されない通信媒体（例えば電磁信号、光信号等）によって伝搬されてもよい。
【００４３】
論理マシン８０２及びストレージマシン８０４の側面は、一緒に１つ以上のハードウェア論理コンポーネントに統合されてもよい。そのようなハードウェア論理コンポーネントは、例えばフィールド・プログラマブル・ゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、特定プログラム及び特定用途向け集積回路（ＰＡＳＩＣ／ＡＳＩＣ）、特定プログラム及び特定用途向け標準製品（ＰＳＳＰ／ＡＳＳＰ）、システム・オン・ア・チップ（ＳＯＣ）、及び複合プログラマブル論理デバイス（ＣＰＬＤ）を含んでよい。
【００４４】
用語「モジュール」、「プログラム」及び「エンジン」は、特定の機能を実行するよう実装されるコンピューティングシステム８００の側面を説明するために使用され得る。ある場合には、モジュール、プログラム又はエンジンは、ストレージマシン８０４によって保持された命令を実行している論理マシン８０２を介してインスタンス化されてよい。異なるモジュール、プログラム及び／又はエンジンが、同じアプリケーション、サービス、コードブロック、オブジェクト、ライブラリ、ルーチン、ＡＰＩ、関数等からインスタンス化され得ることが理解されよう。同様に、同じモジュール、プログラム及び／又はエンジンが、異なるアプリケーション、サービス、コードブロック、オブジェクト、ルーチン、ＡＰＩ、関数等によってインスタンス化されてもよい。用語「モジュール」、「プログラム」及び「エンジン」は、個々の又は実行可能ファイル、データファイル、ライブラリ、ドライバ、スクリプト、データベースレコード等のグループを包含し得る。
【００４５】
ここで使用される「サービス」は、複数のユーザセッションにわたって実行可能なアプリケーションプログラムであることが理解されよう。サービスは、１つ以上のシステムコンポーネント、プログラム及び／又は他のサービスに利用可能であってよい。一部の実装では、サービスは１つ以上のサーバコンピューティングデバイス上で実行されてよい。
【００４６】
ディスプレイサブシステム８０６は、含まれるとき、ストレージマシン８０４によって保持されるデータの視覚的表現を提示するために使用されてよい。この視覚的表現は、グラフィカル・ユーザ・インターフェース（ＧＵＩ）の形態をとることができる。本明細書で説明される方法及びプロセスが、ストレージマシンによって保持されるデータを変更し、したがって、ストレージマシンの状態を変換すると、ディスプレイサブシステム８０６の状態も同様に、基礎となるデータにおける変化を視覚的に表すように変換され得る。ディスプレイサブシステム８０６は、実質的に任意のタイプの技術を利用する１つ以上のディスプレイデバイスを含んでもよい。そのようなディスプレイデバイスは、共有エンクロージャ内の論理マシン８０２及び／又はストレージマシン８０４と組み合わされてもよく、あるいはそのようなディスプレイデバイスは周辺ディスプレイデバイスであってもよい。
【００４７】
入力サブシステム８０８は、含まれるとき、キーボード、マウス、タッチスクリーン又はゲームコントローラのような１つ以上のユーザ入力デバイスを備えるか、これらとインターフェースすることができる。いくつかの実施形態において、入力サブシステムは、選択されたナチュラルユーザ入力（ＮＵＩ）構成要素を備えるか、これとインターフェースすることができる。そのような構成要素は統合され得るか、周辺的なものであってよく、入力アクションのトランスダクション及び／又は処理は、オンボード又はオフボードで処理されてよい。例示的なＮＵＩ構成要素には、スピーチ及び／又は音声認識のためのマイクロホン；マシンビジョン及び／又はジェスチャ認識のための赤外線、色、立体及び／又は深度カメラ；運動検出及び／又は意図認識のためのヘッドトラッカー、アイトラッカー、加速度計及び／又はジャイロスコープ；並びに脳活動を評価するための電界検出構成要素が含まれ得る。
【００４８】
通信サブシステム８１０は、含まれるとき、１つ以上の他のコンピューティングデバイスと通信結合するように構成されてもよい。通信サブシステム８１０は、１つ以上の異なる通信プロトコルと互換性のある有線及び／又は無線通信デバイスを含んでもよい。非限定的な例として、通信サブシステムは、無線電話ネットワーク、あるいは有線又は無線のローカル又はワイドエリアネットワークを介して通信するように構成されてよい。いくつかの実施形態において、通信サブシステムは、コンピューティングシステム８００が、インターネットのようなネットワークを介して、他のデバイスへ及び／又は他のデバイスから、メッセージを送信及び／又は受信することを可能にすることができる。
【００４９】
別の例は、２つ以上のオフセットレーザを含むレーザ光源と、レーザ光源からの光を第１方向においてより高い周波数で走査し、第２方向においてより低い周波数で走査して、画像を形成するように構成される走査ミラーシステムと；インターレースパターンでレーザ光を走査して画像を形成するよう走査ミラーシステムを制御し、第２方向の走査速度と、インターレース画像の第１フレームと第２フレームとの間の位相オフセットとのうちの１つ以上を調整するように構成されるコントローラとを備える、走査ディスプレイシステムを提供する。そのような例では、走査ミラーシステムは、代替又は追加として、第１方向でレーザ光を走査するように構成される第１ミラーと、第２方向でレーザ光を走査するように構成された第２ミラーとを備えてよい。そのような例では、コントローラは、代替又は追加として、走査ミラーシステムが、第１方向のレーザ光の走査に対して第２方向のレーザ光の走査を開始する時間を調整することによって、第１フレームと第２フレームとの間の位相オフセットを調整するように構成されてよい。そのような例では、コントローラは、代替又は追加として、画像内の領域における所望のライン間隔に基づいて、第１フレームと第２フレームとの間の位相オフセットを調整するように構成されてよい。そのような例では、代替又は追加として、領域は画像内の複数の領域のうちの１つであり、コントローラは、それぞれの位相オフセットを複数の領域の各々に関連付けるように構成されてよい。そのような例では、走査ディスプレイシステムは、代替又は追加として、ユーザの注視方向を検出するように構成されるアイトラッキングセンサを更に備えてよく、コントローラは、代替又は追加として、画像内の領域に注視方向をマッピングし、画像内の領域に基づいて、第２方向における走査速度及び位相オフセットのうちの１つ以上を調整するように構成されてよい。そのような例において、コントローラは、代替又は追加として、注視方向を画像内の第１領域にマッピングすることに基づいて第１方法で位相オフセットを調整し、注視方向を画像内の第２領域にマッピングすることに基づいて第２方法で位相オフセットを調整するように構成されてよい。そのような例において、領域は、代替又は追加として、画像の中心窩領域であり、画像は、代替又は追加として、非中心窩領域を含み、コントローラは、代替又は追加として、非中心窩領域内で第２方向の走査速度を増加させ、中心窩領域内で第２方向の走査速度を減少させるように構成されてよい。そのような例において、２つ以上のオフセットレーザは、代替又は追加として、第２走査方向に対して中心整列された向き（ｃｅｎｔｅｒ−ａｌｉｇｎｅｄ  ｏｒｉｅｎｔａｔｉｏｎ）で垂直にオフセットされてよい。そのような例において、レーザ光源は、代替又は追加として、複数の色の光を出力するように構成されてよい。そのような例において、コントローラは、代替又は追加として、第２方向の走査速度を調整することによって、回転された向きにおけるライン間隔誤差を補償するように更に構成されてよい。そのような例において、走査ミラーシステムは、代替又は追加として、該走査ミラーシステムを駆動する微小電気機械アク���ュエータの半周期（ｈａｌｆ  ｐｅｒｉｏｄ）で画像の水平線を走査するように構成されてよい。そのような例において、走査ディスプレイシステムは、代替又は追加として、第１方向において２７ｋＨｚから３５ｋＨｚの周波数で走査するように構成されてよい。そのような例において、コントローラは、１４４０ｐと２１６０ｐとの間の解像度で画像を形成するようにミラーシステムを制御するよう構成されてもよい。
【００５０】
別の例は、画像を表示する方法であって、２つ以上のオフセットレーザからの光を走査ミラーシステムの方へ向けるステップと、２つ以上のオフセットレーザからの光を、第１方向においてより高い周波数で走査し、第２方向においてより低い周波数で走査して、それによりインターレースパターンでレーザ光を走査して画像を形成するステップとを含む方法を提供する。そのような例では、方法は、代替又は追加として、アイトラッキングセンサを介して決定された注視方向を画像内の領域にマッピングするステップと、画像内の領域に基づいて、第２方向における走査速度及び位相オフセットのうちの１つ以上を調整するステップとを含んでもよい。そのような例において、第１方向で２つ以上のオフセットレーザからの光を走査することは、代替又は追加として、第１方向において２７ｋＨｚから３５ｋＨｚの周波数で光を走査することを含んでよい。そのような例では、２つ以上のオフセットレーザからの光を走査することは、代替又は追加として、１４４０ｐと２１６０ｐとの間の解像度で画像を形成するように光を走査することを含んでもよい。
【００５１】
別の例は、２つ以上のオフセットレーザを含むレーザ光源と、レーザ光源からの光を第１方向においてより高い周波数で走査し、第２方向においてより低い周波数で走査して、画像を形成するように構成される走査ミラーシステムと；アイトラッキングセンサと；アイトラッキングセンサからのデータを介して注視方向を決定し、インターレースパターンでレーザ光を走査して画像を形成するよう走査ミラーシステムを制御し、少なくとも注視方向に基づいて、第２方向の走査速度と、インターレース画像の第１フレームと第２フレームとの間の位相オフセットとのうちの１つ以上を調整するように構成されるコントローラとを備える、走査ディスプレイシステムを提供する。そのような例では、ディスプレイシステムは、代替又は追加として、ヘッドマウントディスプレイシステムを備えてよい。
【００５２】
本明細書で説明される構成及び／又はアプローチは、本質的に例示的なものであり、これらの具体的な実施形態又は実施例は、多くのバリエーションが可能であるため、限定的な意味で考慮されるべきではないことが理解されよう。本明細書で説明される具体的なルーチン又は方法は、任意の数の処理ストラテジのうちの１つ以上を表してよい。このように、図示及び／又は説明された様々な動作は、図示及び／又は説明された順序で実行されてもよく、他の順序で実行されても並行に実行されてもよく、あるいは省略されてもよい。同様に、上述した処理の順序も変更することができる。
【００５３】
本開示の主題は、様々なプロセス、システム及び構成、並びに本明細書に開示される他の特徴、機能、動作及び／又は特性、並びにそれらのいずれか又はすべての等価物のすべての新規で非自明の組合せ及び副次的組合せを含む。
【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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【国際調査報告】
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