BR112019016689A2

BR112019016689A2 - dispositivo de exibição de varredura de mems

Info

Publication number: BR112019016689A2
Application number: BR112019016689A
Authority: BR
Inventors: Allen TARDIF John; Owen Miller Joshua
Original assignee: Microsoft Technology Licensing Llc
Priority date: 2017-03-03
Filing date: 2018-02-27
Publication date: 2020-04-07
Also published as: AU2018227679B2; CL2019002523A1; SG11201907644RA; CN110352374B; US20180255278A1; MX2019010216A; IL268454A; RU2761853C2; JP7075939B2; CA3053523A1; RU2019130497A; NZ756034A; US10365709B2; JP2020510870A; KR20190125409A; KR102516979B1; PH12019550179A1; ZA201905228B; IL268454B; WO2018160507A1

Abstract

trata-se de exemplos que se referem a sistemas de exibição de imagem de varredura. em um exemplo, um sistema de exibição de varredura compreende uma fonte de luz laser que compreende dois ou mais lasers de deslocamento, um sistema de espelho de varredura configurado para varrer a luz da fonte de luz laser em uma primeira direção em uma frequência superior, e em uma segunda direção em uma frequência inferior para formar uma imagem, e um controlador configurado para controlar o sistema de espelho de varredura para varrer a luz laser em um padrão entrelaçado para formar a imagem, e ajustar um ou mais dentre uma taxa de varredura na segunda direção e um desvio de fase entre um primeiro quadro e um segundo quadro da imagem entrelaçada.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para

DISPOSITIVO DE EXIBIÇÃO DE VARREDURA DE MEMS. ANTECEDENTES

[0001] Alguns dispositivos de exibição empregam varredura de laser para produzir imagens visualizáveis. Em um exemplo, a luz laser é refletida por um sistema de espelho de varredura em ângulos diferentes para varrer a laser através de pixels de uma imagem projetada. O controle da cor clara e/ou intensidade em cada pixel permite que a imagem seja projetada.

SUMÁRIO

[0002] Trata-se de exemplos que se referem a sistemas de exibição de imagem de varredura. Em um exemplo, um sistema de exibição de varredura compreende uma fonte de luz laser que compreende dois ou mais lasers de deslocamento, um sistema de espelho de varredura configurado para varrer a luz da fonte de luz laser em uma primeira direção em uma frequência maior, e em uma segunda direção em uma frequência menor para formar uma imagem, e um controlador configurado para controlar o sistema de espelho de varredura para varrer a luz laser em um padrão entrelaçado para formar a imagem, e ajustar um ou mais dentre uma taxa de varredura na segunda direção e um desvio de fase entre um primeiro quadro e um segundo quadro da imagem entrelaçada.

[0003] Esse Sumário é fornecido para introduzir uma seleção de conceitos de uma forma simplificada que são adicionalmente descritos abaixo na Descrição Detalhada. Esse Sumário não se destina a identificar recursos-chave ou recursos essenciais da matéria reivindicada, nem se destina a ser usado para limitar o escopo da matéria reivindicada. Ademais, a matéria reivindicada não se limita a implantações que solucionam qualquer ou todas as desvantagens notadas em qualquer parte desta revelação.

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BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0004] A Figura 1 mostra um diagrama de blocos de um dispositivo de exibição de varredura de MEMS baseada em laser.

[0005] A Figura 2 mostra um mostra um diagrama de traço de laser exemplificativo.

[0006] A Figura 3 mostra um mostra um outro diagrama de traço de laser exemplificativo.

[0007] A Figura 4 mostra um molde de laser exemplificativo em uma primeira orientação rotacional.

[0008] A Figura 5 mostra um molde de laser exemplificativo da Figura 4 em uma segunda orientação rotacional.

[0009] A Figura 6 mostra um mostra um outro diagrama de traço de laser exemplificativo.

[0010] A Figura 7 mostra um mostra um outro diagrama de traço de laser exemplificativo.

[0011] A Figura 8 mostra um diagrama de blocos de um dispositivo de computação exemplificativo.

DESCRIÇÃO DETALHADA

[0012] Conforme descrito acima, alguns dispositivos de exibição empregam varredura de laser para produzir imagens visualizáveis. Em um exemplo, a luz laser é refletida por um sistema de espelho em ângulos diferentes para projetar a luz laser refletida por todo um campo de visão (FOV). Para obter uma faixa de ângulos de reflexão, um atuador adequado como um atuador de sistema microeletromecânico (MEMS) pode girar o sistema de espelho.

[0013] Um atuador de MEMS pode girar um sistema de espelho nas direções horizontal e vertical para produzir imagens visualizáveis em um FOV bidimensional. Para esse fim, o sistema de espelho pode incluir um único espelho acionado tanto na direção horizontal quanto na vertical, ou dois espelhos separadamente acionados nas direções horizontal e

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3/23 vertical. Diferentes taxas de varredura podem ser empregadas nas direções horizontal e vertical. Em um sistema de dois espelhos, por exemplo, um espelho horizontalmente varrido pode ser acionado em uma taxa relativamente rápida (por exemplo, -10 kHz), enquanto um espelho verticalmente varrido pode ser acionado em uma taxa relativamente mais lenta (por exemplo, -60 Hz). As taxas de varredura horizontal e vertical pode determinar, pelo menos parcialmente, a resolução de imagens geradas nessas taxas, juntamente com outros fatores com abertura de espelho (por exemplo, diâmetro) e ângulo de varredura.

[0014] No entanto, a tecnologia de MEMS atual estabelece um limite superior nas taxas de varredura de espelho, por sua vez, limitam a resolução de exibição. Como um exemplo, uma taxa de varredura horizontal de 27 kHz combinada com uma taxa de varredura vertical de 60 Hz pode produzir uma resolução vertical de 720p. Resoluções verticais significativamente maiores (por exemplo, 1440p, 2160p) podem ser desejadas, particularmente para implantações de exibição próxima dos olhos, em que 720p e resoluções verticais semelhantes podem parecer embaçadas e de baixa resolução. Embora um aumento na taxa de varredura horizontal e/ou vertical aumente a resolução de exibição, a anterior pode ser tecnologicamente inviável enquanto a última aumenta o consumo de energia. Ademais, altas taxas de varredura podem restringir, pelo menos parcialmente, o ângulo e abertura de varredura de espelho, em que valores maiores também são desejados. Adicionalmente, o suporte de resolução maior também pode requerer um tamanho de espelho maior devido ao limite de difração associado a tamanhos de pixel menores. O uso de tal espelho maior pode aumentar adicionalmente as dificuldades na obtenção de resoluções maiores com visores de varredura, à medida que o espelho maior leva a uma frequência de varredura menor.

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[0015] Exemplos são, então, revelados para um dispositivo de exibição de varredura de MEMS baseada em laser configurada para a saída em alta resolução. Conforme descrito abaixo, um modo entrelaçado de operar múltiplos lasers pode ser combinado com taxas de varredura variáveis e/ou desvios de fase entre quadros entrelaçados para obter o espaçamento desejado entre a saída de laser, por sua vez, produzindo o espaçamento e a resolução de pixel de imagem desejados. O uso de múltiplos lasers permite que múltiplas linhas sejam varridas por período de espelho permitindo, desse modo, que a resolução maior seja obtida sem aumentar as frequências de varredura de espelho, e também permite que espelhos maiores sejam usados, o que pode ajudar a evitar questões com tamanho de pixel impostas pelos limites de difração. Ademais, os exemplos são revelados em que a saída de um sensor de rastreamento de olho é utilizado para alterar dinamicamente o espaçamento de saída de laser como uma função de direção de olhar de usuário.

[0016] A Figura 1 mostra um diagrama de blocos de um dispositivo de exibição 100 exemplificativo, mostrado como um dispositivo de exibição de varredura de MEMS baseada em laser. O dispositivo de exibição 100 compreende dois ou mais lasers 102, que, conforme descrito em mais detalhes abaixo com referência às Figuras 4 e 5, pode supor qualquer forma adequada (por exemplo, um laser de estado sólido), e pode emitir luz de um ou mais comprimentos de onda (por exemplo, faixas de comprimentos de onda da luz em vermelho, verde e/ou azul). Os lasers luz 102 emitem luz para o recebimento por um primeiro espelho 104, que reflete os lasers para um segundo espelho 106. O primeiro espelho 104 pode ser configurado para varrer em uma direção horizontal (por exemplo, eixo geométrico x), enquanto o segundo espelho 106 pode ser configurado para varrer em uma direção vertical (por exemplo, eixo geométrico y), para que a luz seja, por fim,

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5/23 projetada por todo um FOV bidimensional e forme imagens visíveis. Em outros exemplos, o primeiro espelho pode varrer verticalmente e o segundo espelho pode varrer horizontalmente.

[0017] A Figura 1 mostra a reflexão de luz do segundo espelho 106 para uma saída 108 em que as imagens visíveis são formadas. A saída 108 pode supor qualquer forma adequada, como uma superfície de exibição, ótica de projeção, ótica de guia de onda, etc. Como os exemplos, o dispositivo de exibição 100 pode ser configurado como um dispositivo de exibição montado na cabeça (HMD) de realidade virtual sem a saída 108 configurado como uma superfície opaca, ou como um dispositivo de HMD de realidade mista com a saída configurada como uma superfície parcialmente transparente através da qual imagens que correspondem ao ambiente físico circundante podem ser transmitidas e combinadas com luz laser. O dispositivo de exibição 100 pode supor outras formas adequadas, como aquela de um visor de cabeça para cima, tela de dispositivo móvel, monitor, televisão, etc.

[0018] Para possibilitar a geração de imagens desejadas, um atuador 110 aciona separadamente primeiro e segundo espelhos 104 e 106. Em um exemplo, o atuador 110 gira o primeiro espelho 104 na direção em uma primeira taxa relativamente mais rápida (por exemplo, 27 kHz, 35 kHz), e o segundo espelho 106 na direção vertical em uma segunda taxa relativamente mais lenta (por exemplo, 60 Hz, 120 Hz). A segunda taxa pode ser fixa de modo que o segundo espelho 106 seja verticalmente varrido de uma maneira contínua, enquanto em outros exemplos, a varredura vertical pode ser realizada gradualmente, de modo que o segundo espelho tenha uma velocidade vertical substancialmente igual a zero antes da conclusão de uma linha de varredura horizontal, e é não zero na conclusão de uma linha de varredura horizontal para, desse modo, transitar para uma linha de varredura horizontal subsequente. Os espelhos 104 e 106 podem supor

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6/23 qualquer forma adequada, como aquela de um espelho atuado por MEMS (por exemplo, atuado piezoelétrico ressonante).

[0019] Em algumas implantações, o dispositivo de exibição 100 pode compreender adicionalmente um sensor de rastreamento de olho 112 operável para detectar uma direção de olhar de um usuário do dispositivo de exibição. A direção de olhar pode ser mapeada para uma região no espaço de exibição para determinar um local na saída 108 em que um olhar do usuário é direcionado. Conforme descrito em mais detalhes abaixo, com referência à Figura 3, um ou mais parâmetros de operação (por exemplo, taxa de varredura vertical, desvio de fase) do dispositivo de exibição 100 podem ser alterados em resposta a um local determinado de olhar O sensor 112 pode supor qualquer forma adequada. Como um exemplo, o sensor 112 pode compreender uma ou mais fontes de luz (por exemplo, fontes de luz infravermelhas) configuradas para fazer com que um brilho de luz para refletir a partir da córnea de cada olho de um usuário, e um ou mais sensores de imagem que capturam imagens dos olhos do usuário incluindo o brilho (ou brilhos).

[0020] O dispositivo de exibição 100 compreende adicionalmente um controlador 114 para efetuar as abordagens descritas no presente documento. O controlador 114 pode controlar a operação de lasers 102 (por exemplo, frequência, intensidade, ciclo de trabalho) e/ou primeiro e/ou segundo espelhos 104 e 106, e pode receber saída do sensor de rastreamento de olho 112 e ajustar a operação dos lasers, primeiro espelho, e/ou segundo espelho com base no sensor de rastreamento de olho output.

[0021] O dispositivo de exibição 100 pode compreender elementos alternativos ou adicionais não mostrados na Figura 1. Por exemplo, um ou mais elementos ópticos (por exemplo, colimador, difusor, combinador, lente convergente, lente divergente, elemento holográfico)

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7/23 podem ser colocados no percurso óptico ao longo do qual a luz laser percorre para obter características de exibição desejadas. O dispositivo de exibição 100 pode incluir adicionalmente uma fonte de alimentação adequada (por exemplo, batería, fornecimento de energia) para fornecer energia elétrica aos elementos ativos do dispositivo de exibição. Além do mais, várias modificações ao dispositivo de exibição 100 são contempladas, de modo que a inclusão de um único espelho em vez do primeiro e segundo espelhos 104 e 106, em que o único espelho é varrido tanto na direção horizontal quanto na vertical.

[0022] A Figura 2 mostra um mostra um diagrama de traço de laser 200 exemplificativo. O diagrama 200 ilustra a saída óptica que pode ser produzida pelo dispositivo de exibição 100 da Figura 1, por exemplo. Quatro traços de laser que correspondem à saída de dois lasers em dois quadros diferentes, que podem ser sucessivamente entrelaçados, são mostrados. Cada traço corresponde à luz produzida no espaço de exibição em um FOV 201 - por exemplo, na saída 108 da Figura 1. Então, a porção de um traço de laser entre pontos de giro sucessivos, como pontos de giro 202A e 202B, pode corresponder a uma fileira horizontal de pixels de imagem percebidos arrastados por aquele traço de laser. Em alguns exemplos, os pontos de giro podem estar fora do quadro de imagem.

[0023] Conforme indicado em uma legenda 204, o diagrama 200 mostra um traço de um primeiro laser em um primeiro quadro, um traço de um segundo laser no primeiro quadro, um traço do primeiro laser em um segundo quadro, e um traço do segundo laser no segundo quadro. No primeiro quadro, os traços do primeiro e do segundo lasers podem ser verticalmente separados no espaço de exibição por uma linha. Então, os traços do primeiro e do segundo lasers podem produzir luz nos pixels de imagem verticalmente adjacentes que são verticalmente alinhados. Como um exemplo, a Figura 2 mostra pixels

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8/23 de imagem verticalmente adjacentes, verticalmente alinhados 206 A e 206B que podem ser gerados pelo primeiro e segundo lasers no primeiro quadro.

[0024] O exemplo mostrado na Figura 2 pode corresponder a uma abordagem na qual a varredura de espelho horizontal é obtida com um atuador que oscila de modo harmônico com movimento substancialmente sinusoidal. Consequentemente, os traços de laser podem exibir movimento sinusoidal pelo menos parcial; conforme mostrado na Figura 2, cada traço de laser varre uma fileira horizontal de pixels de imagem em um meio período (por exemplo, pi rad) de uma onda senoidal, de modo que dois traços horizontais sejam varridos em um período total (por exemplo, 2*pi rad) da onda senoidal. O controle do espelho vertical permite que esses dois traços produzam dois traços de pixels de imagem horizontais.

[0025] Nessa formulação, a intercalação do primeiro e segundo quadros, e outros quadros alternados sucessivos, pode incluir aplicar um desvio de fase entre quadros alternados. Como um exemplo, a Figura 2 mostra um desvio de fase de pi radianos aplicado às ondas senoidais correspondentes entre o primeiro e o segundo quadros. Ao aplicar um desvio de fase entre quadros alternados dessa maneira, uma distribuição mais consistente de luz através de FOV 201 e, então, as imagens de resolução maior e consistência de brilho, pode ser obtida. Em vista da taxa de varredura de alta frequência empregada pelo espelho horizontal nesse exemplo, o controle do comportamento de varredura do espelho horizontal de alta frequência pode impor dificuldades, conforme o ajuste da taxa de varredura pode interromper a oscilação harmônica. Desse modo, o desvio de fase é obtido ao controlar o espelho vertical de varredura mais lenta para começar a varredura vertical mais cedo ou mais tarde no período de varredura horizontal, dependendo do ajuste desejado. Ademais, ao selecionar

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9/23 uma frequência alternante suficientemente alta entre os quadros entrelaçados, uma imagem estável sem cintilação inaceitável pode ser produzida em cuja luz de ambos os quadros aparece simultaneamente aos visualizadores. Como um exemplo, cada quadro pode ser exibido em uma frequência de varredura vertical de 120 Hz, com uma imagem progressiva formada pelo primeiro e pelo segundo quadros alternados que são exibidos a uma frequência de varredura vertical de 60 Hz.

[0026] Embora um único espaçamento entre linhas (por exemplo, pixel) possa ser obtido em determinadas regiões no FOV 201, menos espaçamento desejável pode resultar em outras regiões dentro do FOV. No exemplo retratado na Figura 2, um alto grau de sobreposição resulta na saída de cada laser no primeiro quadro e o mesmo laser correspondente no segundo quadro dentro de ângulos horizontais perto de 0 grau em FOV 201. Em contrapartida, o único espaçamento entre linhas mais desejável é obtido no sentido das margens de FOV 201 por exemplo, entre ângulos horizontais de +/- 15 e +/- 30 graus. A variação indesejável em resolução e brilho pode resultar de tal variação em espaçamento entre linhas por todo o FOV 201. Para tratar de tal variação, o desvio de fase entre quadros alternados pode ser ajustado ao ajustar o espelho de varredura vertical.

[0027] A Figura 3 mostra um diagrama de traço de laser 300 exemplificativo produzido com um desvio de fase de pi/2 radianos entre quadros alternados. Em contrapartida ao diagrama de traço de laser 200 da Figura 2, produzido com um desvio de fase de pi radianos, a Figura 3 ilustra como o uso de um deslocamento de pi/2 radiano offset produz o único espaçamento entre linhas em outras regiões no FOV 201, como dentro de ângulos horizontais perto de 0 grau. O espaçamento menos desejável, e a sobreposição de saída de laser, resultam em ângulos horizontais em relação às margens de FOV 201 - por exemplo, entre ângulos de +/- 15 e +/- 30 graus.

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[0028] Os diagramas de traço de laser mostrados nas Figuras 2 e 3 ilustram como o ajuste do desvio de fase entre quadros alternados na saída varrida a laser intercalada gera o espaçamento entre linhas e pixel de imagem desejados em diferentes regiões de um FOV no espaço de exibição. Essa abordagem pode ser estendida ao uso de qualquer conjunto de desvios de fase adequado para obter o espaçamento entre linhas desejado em qualquer região de um FOV. Ademais, o ajuste de desvio de fase pode ser dinamicamente empregado durante a operação de um dispositivo de exibição para obter o espaçamento entre linhas desejado em regiões em que um olhar do usuário é direcionado - por exemplo, entre o fim de um quadro e o começo de um subsequente durante um intervalo em branco vertical. Por exemplo, com referência à Figura 1, o controlador 114 pode utilizar a saída do sensor de rastreamento de olho 112 que indica uma direção de olhar do usuário para determinar uma região em um FOV de saída 108 em que o olhar do usuário é direcionado. O controlador 114 pode, então, selecionar um desvio de fase em resposta a essa determinação para obter um espaçamento entre linhas desejado na região em que o olhar do usuário é direcionado otimizando, desse modo, a saída de exibição percebida pelo usuário através da operação do dispositivo de exibição 100. Qualquer nível adequado de granularidade pode ser empregado no curso do ajuste dinâmico dos desvios de fase. Como um exemplo, um FOV pode ser dividido em quadrantes, sendo que um respectivo desvio de fase é associado a cada quadrante e usado para obter o espaçamento entre linhas desejado nesse quadrante. No entanto, o FOV pode ser dividido em qualquer número adequado de regiões com qualquer geometria adequada, que pode ser igual ou desigual, e regular ou irregular. Como um outro exemplo, uma função substancialmente contínua pode ser usada para mapear os pontos de olhar no FOV para os desvios de fase. O teste de Monte Cario, por exemplo, pode ser

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11/23 realizado para determinar um conjunto de mapeamentos entre pontos de olhar e desvios de fase.

[0029] Será compreendido que as Figuras 2 e 3 são fornecidas como exemplos e não e destinam a ser limitantes de qualquer modo. Os diagramas de traço de laser 200 e 300, por exemplo, podem representar a saída de laser antes do processamento por um ou mais elementos ópticos que podem estar incluídos no dispositivo de exibição 100 da Figura 1. Ademais, qualquer número inteiro n de lasers adequado pode ser usado, sendo que a resolução vertical de imagens é proporcional a n - por exemplo, um aumento em n número de lasers de 2 a 4 dobra a resolução vertical. Ainda adicionalmente, qualquer taxa de renovação vertical adequada pode ser usada, em que os aumentos na taxa de renovação vertical reduzem a resolução vertical - por exemplo, um dobramento da taxa de renovação vertical reduz a resolução vertical pela metade. Desse modo, o número n de lasers e a taxa de renovação vertical pode ser balanceada para obter a saída de exibição desejada. Ainda adicionalmente, um subconjunto de diagramas 200 e 300 pode ser selecionado como um FOV em que as imagens são fornecidas aos visualizadores. Como um exemplo com referência à Figura 3, um FOV 302 exemplificativo é mostrado, o qual omite uma porção dos traços de laser no diagrama 300. A porção omitida pode corresponder às regiões em que a saída de laser é assimétrica, verticalmente desalinhada (como nas extremidades horizontais do diagrama 300), ou de outro modo indesejadas. A porção omitida pode ser designada uma região de overscan, em que a saída de laser é desabilitada (por exemplo, ao cessar a fornecimento de energia aos lasers).

[0030] Várias configurações de laser podem ser usadas para gerar espaçamentos entre linhas únicos e outros desejados. Como um exemplo, a Figura 4 mostra um molde de laser 400 exemplificativo que compreende dois lasers de estado sólido 402A e 402B. Os lasers 402A

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12/23 e 402B podem ser dispostos no molde de laser 400 por meio de processos litográficos adequados, por exemplo. Na orientação mostrada na Figura 4, o molde de laser 400 é centralizado ao redor de um eixo geométrico x 404 e um eixo geométrico y 406, que pode corresponder, respectivamente, aos eixos geométricos horizontal e vertical ao longo dos quais um ou mais espelhos (por exemplo, primeiro e segundo espelhos 104 e 106 da Figura 1) são varridos. Ademais, os lasers 402A e 402B são alinhados e espaçados ao longo do eixo geométrico vertical 406 por uma distância de separação vertical 408 medida ao longo do eixo geométrico vertical a partir do centro do laser até o centro do laser. A distância de separação 408 pode ser selecionada para obter a operação de laser desejada e evitar questões indesejadas com espaçamento excessivamente estreito entre os lasers 402A e 402B, como a interferência térmica. A distância de separação 408 pode acomodar adicionalmente a disposição de elementos estruturais e elétricos necessários para formar o molde de laser 400 e operar os lasers 402A e 402B, juntamente com as tolerâncias mecânicas. Como um exemplo, a distância de separação 408 pode ser substancialmente igual a 15 microns.

[0031] Essa e outras distâncias de separação verticais, no entanto, podem se manifestar nos espaçamentos entre linhas maiores que uma linha no espaço de exibição. Conforme descrito em mais detalhes abaixo, as taxas de renovação verticais e/ou desvios de fase específicos podem ser selecionados para compensar e obter o único espaçamento entre linhas.

[0032] O único espaçamento entre linhas pode ser obtido com o molde de laser 400 ao girar o molde de laser em relação à orientação mostrada na Figura 4, e fornecendo luz laser a um sistema de espelho na orientação girada. Para esse fim, a Figura 5 mostra o molde de laser 400 em uma orientação girada em relação à orientação mostrada na

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Figura 4. A orientação girada é selecionada para obter uma distância de separação vertical reduzida 410 em relação à distância de separação vertical 408 da orientação não girada. A distância de separação vertical 410 pode ser substancialmente igual a um micron, por exemplo. Desse modo, o único espaçamento entre linhas pode ser obtido no espaço de exibição com molde de laser 400, que pode ter uma distância de separação vertical de 15 micron ou semelhante na orientação não girada. Devido às tolerâncias mecânicas, um erro de rotação pode ocorrer no molde de laser de rotação 400, que pode se manifestar como um erro de espaçamento entre linhas no espaço de exibição. Para compensar, a taxa de renovação vertical pode ser ajustada com espaçamento mecânico conhecido entre os lasers 402A e 402B, e a variação térmica caracterizada de molde de laser 400. Como um exemplo, um espaçamento entre linhas no espaço de exibição maior que uma linha pode ser compensado ao aumentar a taxa de renovação vertical às custas de alguma resolução vertical para obter o único espaçamento entre linhas. Os diagramas de traço de laser 200 e 300 das Figuras 2 e 3 podem ser produzidos pelo molde de laser 400 disposto na orientação girada, por exemplo.

[0033] A Figura 6 mostra um diagrama de traço de laser 600 exemplificativo, incluindo traços de laser de dois lasers em dois quadros alternados, conforme indicado por uma legenda 602. O diagrama 600 pode representar a saída de laser produzida por um molde de laser orientado com uma separação vertical entre lasers maior que um espaçamento que resulta em uma única linha no espaço de exibição, como o molde de laser 400 na orientação mostrada na Figura 4 com a distância de separação vertical 408 entre os lasers 402A e 402B. Nesse exemplo, um perfil senoidal de outro modo suposto pelos traços de laser é distorcido devido à distância de separação de laser vertical, resultando em um formato de arco para os traços de laser que surgem dos efeitos

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14/23 de espelho de varredura. Ademais, a natureza dos senoides distorcidos difere entre os lasers - o primeiro laser exibe maior curvatura para baixo durante uma varredura de linha horizontal, enquanto o segundo laser exibe uma curvatura para cima maior durante uma varredura de linha horizontal. No entanto, os únicos espaçamentos entre linhas desejados e outros no espaço de exibição podem ser obtidos ao ajustar a taxa de renovação vertical conforme descrito acima. Para a distância de separação vertical 408, por exemplo, a taxa de renovação vertical pode ser variada para ajustar o espaçamento entre linhas e/ou a resolução enquanto ainda retém um número inteiro de linhas horizontais na imagem. Por exemplo, isso pode permitir que a varredura ocorra mais rápido em regiões não foveais (por exemplo, em uma vista periférica do usuário) do que em regiões foveais (por exemplo, na linha de olhar do usuário) para obter a exibição fovetada com o uso de dados de rastreamento de olho.

[0034] O desvio de fase entre quadros entrelaçados gerado pelo molde de laser 400 com a distância de separação vertical 408 pode ser ajustado para produzir o espaçamento entre linhas desejados em determinadas partes de FOV 604, conforme descrito acima. A Figura 7 mostra um diagrama de traço de laser 700 exemplificativo que resulta de uma alteração em um desvio de fase de pi radianos usado para produzir o diagrama 600 para um desvio de fase de pi/2 radianos. Em oposição ao diagrama 600, em que o espaçamento entre linhas indesejado e a sobreposição de saída de laser ocorreram em ângulos horizontais próximos de 0 grau, o desvio de fase de pi/2 radiano representado pelo diagrama 700 resulta no espaçamento entre linhas desejado nos ângulos horizontais próximos de 0 grau. Conforme descrito acima, a saída do sensor de rastreamento de olho 112 da Figura 1 pode ser usada para ajustar dinamicamente o desvio de fase para obter o espaçamento entre linhas desejado em resposta ao olhar do usuário.

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[0035] Em algumas modalidades, os métodos e processos descritos no presente documento podem ser unidos a um sistema de computação de um ou mais dispositivos de computação. Em particular, tais métodos e processos podem ser implantados como um programa ou serviço de aplicativo de computador, uma interface de programação de aplicativo (API), uma biblioteca e/ou outro produto de programa de computador.

[0036] A Figura 8 mostra esquematicamente uma modalidade não limitante de um Sistema de computação 800 que pode adotar um ou mais dos métodos e processos descritos acima. O sistema de computação 800 é mostrado na forma simplificada. O sistema de computação 800 pode assumir a forma de um ou mais computadores pessoais, computadores de servidor, computadores do tipo tablet, computadores para entretenimento doméstico, dispositivos de computação de rede, dispositivos de jogos, dispositivos de computação móveis, dispositivos de comunicação móveis (por exemplo, telefone inteligente), e/ou outros dispositivos de computação.

[0037] O sistema de computação 800 inclui uma Máquina lógica 802 e uma máquina de armazenamento 804. O sistema de computação 800 pode incluir opcionalmente um subsistema de exibição 806, subsistema de entrada 808, subsistema de comunicação 810, e/ou outros componentes não mostrados na Figura 8.

[0038] A máquina lógica 802 inclui um ou mais dispositivos físicos configurados para executar instruções. Por exemplo, a máquina lógica pode ser configurada para executar instruções que são parte de um ou mais aplicativos, servidores, programas, rotinas, bibliotecas, objetos, componentes, estruturas de dados, ou outros construtos lógicos. Tais instruções podem ser implantadas para realizar uma tarefa, implantar um tipo de dados, transformar o estado de um ou mais componentes, obter um efeito técnico ou, de outro modo, chegar a um resultado desejado.

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[0039] A máquina lógica pode incluir um ou mais processadores configurados para executar instruções de software. Adicional ou alternativamente, a máquina lógica pode incluir uma ou mais máquinas lógicas de hardware ou firmware configuradas para executar instruções de hardware ou firmware. Os processadores da máquina lógica podem ser de único núcleo ou múltiplos núcleos, e as instruções executadas nos mesmos podem ser configurados para processamento sequencial, paralelo e/ou distribuído. Os componentes individuais da máquina lógica podem ser opcionalmente distribuídos dentre dois ou mais dispositivos separados, que podem estar remotamente localizados e/ou configurados para o processamento coordenado. Os aspectos da máquina lógica podem ser virtualizados e executados pelos dispositivos de computação em rede remotamente acessíveis configurados em uma configuração de computação em nuvem.

[0040] A máquina de armazenamento 804 inclui um ou mais dispositivos físicos configurados para reter instruções executáveis pela máquina lógica para implantar os métodos e processos descritos no presente documento. Quando tais métodos e processos forem implantados, o estado de máquina de armazenamento 804 pode ser transformado — por exemplo, para reter dados diferentes.

[0041] A máquina de armazenamento 804 pode incluir dispositivos removíveis e/ou embutidos. A máquina de armazenamento 804 pode incluir memória óptica (por exemplo, CD, DVD, HD-DVD, Blu-Ray Disc, etc.), memória de semicondutor (por exemplo, RAM, EPROM, EEPROM, etc.), e/ou memória magnética (por exemplo, unidade de disco rígido, unidade de disco flexível, unidade de fita, MRAM, etc.), dentre outros. A máquina de armazenamento 804 pode incluir dispositivos voláteis, não voláteis, dinâmicos, estáticos, de leitura/gravação, apenas de leitura, de acesso aleatório, de acesso sequencial, direcionável a local, direcionável a arquivo e/ou direcionável a conteúdo.

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[0042] Será observado que a máquina de armazenamento 804 inclui um ou mais dispositivos físicos. No entanto, os aspectos das instruções descritas no presente documento podem ser alternativamente propagados por um meio de comunicação (por exemplo, um sinal eletromagnético, um sinal óptico, etc.) que não é mantido por um dispositivo físico por uma duração finita.

[0043] Os aspectos da máquina lógica 802 e da máquina de armazenamento 804 podem ser integrados juntos no um ou mais componentes de lógica de hardware. Tais componentes de lógica de hardware podem incluir arranjos de porta programável em campo (FPGAs), circuitos integrados de aplicação específica e de programa específico (PASIC/ASICs), produtos padrão de aplicação específica e de programa específico (PSSP/ASSPs), sistema em um chip (SOC), e dispositivos lógicos programáveis complexos (CPLDs), por exemplo.

[0044] Os termos módulo, programa, e mecanismo motor podem ser usados para descrever um aspecto do Sistema de computação 800 implantado para realizar uma função específica. Em alguns casos, um módulo, programa ou mecanismo motor pode ser instanciado por meio da Máquina lógica 802 que executa instruções mantidas pela máquina de armazenamento 804. Será compreendido que diferentes módulos, programas e/ou mecanismos motores podem ser instanciados a partir da mesma aplicação, serviço, bloco de código, objeto, biblioteca, rotina, API, função, etc. Igualmente, o mesmo módulo, programa e/ou mecanismo motor pode ser instanciado por diferentes aplicações, serviços, blocos de código, objetos, rotinas, APIs, funções, etc. Os termos módulo, programa, e mecanismo motor podem abranger indivíduos ou grupos de arquivos executáveis, arquivos de dados, bibliotecas, unidades, registros de banco de dados, etc.

[0045] Será observado que um serviço, conforme usado no presente documento, é um programa aplicativo executável através de

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18/23 múltiplas sessões de usuário. Um serviço pode estar disponível para um ou mais componentes de sistema, programas e/ou outros serviços. Em algumas implantações, um serviço pode ser executado em um ou mais dispositivos de computação servidores.

[0046] Quando incluído, o subsistema de exibição 806 pode ser usado para apresentar uma representação visual de dados mantidos pela máquina de armazenamento 804. Essa representação visual pode assumir a forma de uma interface gráfica de usuário (GUI). Conforme no presente documento os métodos e processos descritos alteram os dados retidos pela máquina de armazenamento e, então, transformam o estado da máquina de armazenamento, o estado do subsistema de exibição 806 pode ser, igualmente, transformado para representar visualmente alterações nos dados subjacentes. O subsistema de exibição 806 pode incluir um ou mais dispositivos de exibição que utilizam praticamente qualquer tipo de tecnologia. Tais dispositivos de exibição podem ser combinados com a Máquina lógica 802 e/ou a máquina de armazenamento 804 em um confinamento compartilhado, ou tais dispositivos de exibição podem ser dispositivos de exibição periféricos.

[0047] Quando incluído, o subsistema de entrada 808 pode compreender ou interfacear com um ou mais dispositivos de entrada de usuário como um teclado, mouse, tela sensível ao toque ou controlador de jogo. Em algumas modalidades, o subsistema de entrada pode compreender ou interfacear com o conjunto de componentes de entrada de usuário natural (NUI) selecionado. Tal conjunto de componentes pode ser integrado ou periférico, e a transdução e/ou o processamento de ações de entrada podem ser manuseados em placa ou fora da mesma. O conjunto de componentes NUI exemplificativo pode incluir um microfone para reconhecimento de fala e/ou voz; uma câmera com infravermelho, cor, esteroscópica e/ou de profundidade para a visão de

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19/23 máquina e/ou reconhecimento de gesto; um rastreador de cabeça, rastreador de olho, acelerômetro, e/ou giroscópio para detecção de movimento e/ou reconhecimento de intenção; assim como o conjunto de componentes de detecção de campo elétrico para avaliar a atividade do cérebro.

[0048] Quando incluído, o subsistema de comunicação 810 pode ser configurado para se acoplar comunicativamente com um ou mais outros dispositivos de computação. O subsistema de comunicação 810 pode incluir dispositivos de comunicação com fio e/ou sem fio compatíveis com um ou mais protocolos de comunicações diferentes. Como exemplos não limitantes, o subsistema de comunicação pode ser configurado para comunicação por meio de uma rede de telefone sem fio, ou uma rede de área ampla ou local sem fio. Em algumas modalidades, o subsistema de comunicação pode permitir que o Sistema de computação 800 envie e/ou receba mensagens para e/ou de outros dispositivos por meio de uma rede como a Internet.

[0049] Um outro exemplo fornece um sistema de exibição de varredura que compreende uma fonte de luz laser que compreende dois ou mais lasers de deslocamento, um sistema de espelho de varredura configurado para varrer a luz da fonte de luz laser em uma primeira direção em uma frequência maior, e em uma segunda direção em uma frequência menor para formar uma imagem, e um controlador configurado para controlar o sistema de espelho de varredura para varrer a luz laser em um padrão entrelaçado para formar a imagem, e ajustar um ou mais dentre uma taxa de varredura na segunda direção e um desvio de fase entre um primeiro quadro e um segundo quadro da imagem entrelaçada. Em tal exemplo, o sistema de espelho de varredura pode compreender alternativa ou adicionalmente um primeiro espelho configurado para varrer a luz laser na primeira direção, e um segundo espelho configurado para varrer a luz laser na segunda

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20/23 direção. Em tal exemplo, o controlador pode ser alternativa ou adicionalmente configurado para ajustar o desvio de fase entre o primeiro quadro e o segundo quadro ao ajustar um tempo em que o sistema de espelho de varredura inicia a varredura da luz laser na segunda direção em relação à varredura da luz laser na primeira direção. Em tal exemplo, o controlador pode ser alternativa ou adicionalmente configurado para ajustar o desvio de fase entre o primeiro quadro e o segundo quadro com base em um espaçamento entre linhas desejado em uma região na imagem. Em tal exemplo, a região pode ser alternativa ou adicionalmente uma dentre uma pluralidade de regiões na imagem, e o controlador pode ser alternativa ou adicionalmente configurado para associar um respectivo desvio de fase a cada uma dentre a pluralidade de regiões. Em tal exemplo, o sistema de exibição de varredura pode compreender alternativa ou adicionalmente um sensor de rastreamento de olho configurado para detectar uma direção de olhar de um usuário, e o controlador pode ser alternativa ou adicionalmente configurado para mapear a direção de olhar para uma região na imagem, e ajustar um ou mais dentre a taxa de varredura na segunda direção e o desvio de fase com base na região na imagem. Em tal exemplo, o controlador pode ser alternativa ou adicionalmente configurado para ajustar o desvio de fase de uma primeira maneira com base no mapeamento da direção de olhar para uma primeira região na imagem, e ajustar o desvio de fase de uma segunda maneira com base no mapeamento da direção de olhar para uma segunda região na imagem. Em tal exemplo, a região pode ser alternativa ou adicionalmente uma região foveal da imagem, a imagem pode compreender alternativa ou adicionalmente uma região não foveal, e o controlador pode ser alternativa ou adicionalmente configurado para aumentar a taxa de varredura na segunda direção na região não foveal e diminuir a taxa de varredura na segunda direção na região foveal. Em

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21/23 tal exemplo, os dois ou mais lasers de deslocamento podem ser, alternativa ou adicionalmente, verticalmente deslocados em uma orientação alinhada com o centro em relação à segunda direção de varredura. Em um tal exemplo, a fonte de luz laser pode ser alternativa ou adicionalmente configurada para emitir luz de múltiplas cores. Em um tal exemplo, o controlador pode ser alternativa ou adicionalmente configurado para compensar um erro de espaçamento de linha na orientação girada ao ajustar a taxa de varredura na segunda direção. Em tal exemplo, o sistema de espelho de varredura pode alternativa ou adicionalmente ser configurado para varrer uma linha horizontal da imagem em um meio período de um atuador microeletromecânico que aciona o sistema de espelho de varredura. Em um tal exemplo, o sistema de exibição de varredura pode ser alternativa ou adicionalmente configurado para varrer na primeira direção em uma frequência de 27 kHz a 35 kHz. Em um tal exemplo, o controlador pode ser alternativa ou adicionalmente configurado para controlar o sistema de espelho para formar a imagem em uma resolução entre 1440p e 2160p.

[0050] Um outro exemplo fornece um método de exibição de uma imagem que compreende direcionar a luz de dois ou mais lasers de deslocamento para um sistema de espelho de varredura, e varrer a luz dos dois ou mais lasers de deslocamento em uma primeira direção em uma frequência maior e em uma segunda direção em uma frequência menor para, desse modo, varrer a luz laser em um padrão entrelaçado e formar a imagem. Em tal exemplo, o método pode compreender alternativa ou adicionalmente mapear uma direção de olhar determinada por meio de um sensor de rastreamento de olho para uma região na imagem, e ajustar um ou mais dentre a taxa de varredura na segunda direção e o desvio de fase com base na região na imagem. Em um tal exemplo, a varredura da luz dos dois ou mais lasers de deslocamento na primeira direção pode compreender alternativa ou

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22/23 adicionalmente a varredura da luz na primeira direção em uma frequência de 27 kHz a 35 kHz. Em tal exemplo, a varredura da luz a partir dos dois ou mais lasers de deslocamento pode compreender alternativa ou adicionalmente a varredura da luz para formar a imagem em uma resolução entre 1440p e 2160p.

[0051] Um outro exemplo fornece um sistema de exibição de varredura que compreende uma fonte de luz laser que compreende dois ou mais lasers de deslocamento, um sistema de espelho de varredura configurado para varrer a luz da fonte de luz laser em uma primeira direção em uma frequência maior, e em uma segunda direção em uma frequência menor para formar uma imagem, um sensor de rastreamento de olho, e um controlador configurado para determinar uma direção de olhar por meio de dados do sensor de rastreamento de olho, para controlar o sistema de espelho de varredura para varrer a luz laser em um padrão entrelaçado para formar a imagem, e ajustar um ou mais dentre uma taxa de varredura na segunda direção e um desvio de fase entre um primeiro quadro e um segundo quadro da imagem entrelaçada com base pelo menos na direção de olhar. Em um tal exemplo, o sistema de exibição pode compreender alternativa ou adicionalmente um sistema de exibição montado em cabeça.

[0052] Será compreendido que as configurações e/ou abordagens descritas no presente documento são exemplificativos em natureza, e que essas modalidades ou exemplos específicos não devem ser considerados em um sentido limitante, devido a inúmeras variações serem possíveis. As rotinas ou métodos específicos descritos no presente documento podem representar um ou mais dentre qualquer número de estratégias de processamento. Desse modo, várias ações ilustradas e/ou descritas podem ser realizadas na sequência ilustrada e/ou descrita, em outras sequências, em paralelo, ou omitida. Igualmente, a ordem dos processos descritos acima pode ser alterada.

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[0053] A matéria da presente revelação inclui todas as combinações e subcombinações inovadoras e não óbvias dos vários processos, sistemas e configurações, e outros recursos, funções, ações e/ou propriedades reveladas no presente documento, assim como qualquer um e todos os equivalentes dos mesmos.

Claims

1. Sistema de exibição de varredura caracterizado pelo fato de que compreende:

uma fonte de luz laser que compreende dois ou mais lasers de deslocamento;

um sistema de espelho de varredura configurado para varrer a luz da fonte de luz laser em uma primeira direção em uma frequência maior, e em uma segunda direção em uma frequência menor para formar uma imagem; e um controlador configurado para controlar o sistema de espelho de varredura para varrer a luz laser em um padrão entrelaçado para formar a imagem, e ajustar um ou mais dentre uma taxa de varredura na segunda direção e um desvio de fase entre um primeiro quadro e um segundo quadro da imagem entrelaçada.

2. Sistema de exibição de varredura, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o sistema de espelho de varredura compreende um primeiro espelho configurado para varrer a luz laser na primeira direção, e um segundo espelho configurado para varrer a luz laser na segunda direção.

3. Sistema de exibição de varredura, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o controlador é configurado para ajustar o desvio de fase entre o primeiro quadro e o segundo quadro ao ajustar um tempo em que o sistema de espelho de varredura inicia a varredura da luz laser na segunda direção em relação à varredura da luz laser na primeira direção.

4. Sistema de exibição de varredura, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o controlador é configurado para ajustar o desvio de fase entre o primeiro quadro e o segundo quadro com base em um espaçamento entre linhas desejado em uma região na imagem.

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5. Sistema de exibição de varredura, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que a região é uma dentre uma pluralidade de regiões na imagem, e em que o controlador é configurado para associar um respectivo desvio de fase a cada uma dentre a pluralidade de regiões.

6. Sistema de exibição de varredura, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente um sensor de rastreamento de olho configurado para detectar uma direção de olhar de um usuário, e em que o controlador é adicionalmente configurado para mapear a direção de olhar para uma região na imagem, e para ajustar uma ou mais dentre a taxa de varredura na segunda direção e o desvio de fase com base na região na imagem.

7. Sistema de exibição de varredura, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que o controlador é adicionalmente configurado para ajustar o desvio de fase de uma primeira maneira com base no mapeamento da direção de olhar para uma primeira região na imagem, e para ajustar o desvio de fase de uma segunda maneira com base no mapeamento da direção de olhar para uma segunda região na imagem.

8. Sistema de exibição de varredura, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que a região é uma região foveal da imagem, sendo que a imagem compreende uma região não foveal, e em que o controlador é adicionalmente configurado para aumentar a taxa de varredura na segunda direção na região não foveal e diminuir a taxa de varredura na segunda direção na região foveal.

9. Sistema de exibição de varredura, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que dois ou mais lasers de deslocamento são verticalmente deslocados em uma orientação alinhada com o centro em relação à segunda direção de varredura.

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10. Sistema de exibição de varredura, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que o controlador é adicionalmente configurado para compensar um erro de espaçamento entre linhas na orientação girada ao ajustar a taxa de varredura na segunda direção.

11. Sistema de exibição de varredura, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o sistema de espelho de varredura é configurado para varrer uma linha horizontal da imagem em um meio período de um atuador microeletromecânico que aciona o sistema de espelho de varredura.

12. Sistema de exibição de varredura, de acordo com a reivindicação 1, sendo que o sistema de exibição de varredura é caracterizado pelo fato de que é configurado para varrer na primeira direção em uma frequência de 27 kHz a 35 kHz.

13. Sistema de exibição de varredura, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o controlador é configurado para controlar o sistema de espelho para formar a imagem em uma resolução entre 1440p e 2160p.

14. Sistema de exibição de varredura, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a fonte de luz laser é configurada para emitir luz de múltiplas cores.

15. Método de exibição de uma imagem caracterizado pelo fato de que compreende:

direcionar a luz de dois ou mais lasers de deslocamento para um sistema de espelho de varredura; e varrer a luz dos dois ou mais lasers de deslocamento em uma primeira direção em uma frequência maior e em uma segunda direção em uma frequência menor para, desse modo, varrer a luz laser em um padrão entrelaçado e formar a imagem.