CN113227876A - 经修改慢扫描驱动信号 - Google Patents

Abstract

一种显示设备包括显示表面、激光束发射器和处理器。显示设备还可以包括被配置为驱动慢扫描镜的慢扫描MEMS驱动器和被配置为驱动快扫描镜的快扫描MEMS驱动器。慢扫描镜和快扫描镜可以将激光束反射到显示表面的活动区域上。慢扫描周期可以包括扫描间隔和回扫间隔，在扫描间隔中慢扫描镜被配置为以一个或多个扫描斜坡率向最终扫描位置移动，在回扫间隔中慢扫描镜被配置为向初始扫描位置返回。处理器可以通过修改初始扫描位置、最终扫描位置和在显示表面的空白区域中的扫描斜坡率中的一项或多项来生成经修改慢扫描驱动信号。

Description

经修改慢扫描驱动信号

背景技术

微机电系统(MEMS)显示器可以包括慢扫描镜和快扫描镜。慢扫描镜和快扫描镜可以通过将激光束反射到表面上来形成显示图像。在一些MEMS显示器中，快扫描镜在慢扫描镜的单个扫描周期内可以经历多个扫描周期，慢扫描镜可以沿垂直于快扫描镜的移动方向的方向移动。因此，MEMS显示器可以形成二维图像。然而，视频帧时间通常不是快扫描周期的长度的整数倍，并且需要调节慢扫描周期以解决这个问题。这可能会导致显示图像失真。

发明内容

根据本公开的一个方面，提供了一种显示设备，该显示设备包括显示表面。显示设备还可以包括被配置为发射激光束的激光束发射器。显示设备还可以包括被配置为经由具有慢扫描周期的慢扫描驱动信号来驱动慢扫描镜的慢扫描微机电系统(MEMS)驱动器。显示设备还可以包括被配置为经由具有快扫描周期的快扫描驱动信号来驱动快扫描镜的快扫描MEMS驱动器。显示设备还可以包括被操作地耦合到快扫描MEMS驱动器和慢扫描MEMS驱动器的处理器。慢扫描镜和快扫描镜可以被配置为在显示间隔期间将激光束反射到显示表面的活动区域上。慢扫描周期可以包括扫描间隔，在扫描间隔中慢扫描镜被配置为以一个或多个扫描斜坡率从初始扫描位置向最终扫描位置移动。慢扫描驱动信号还可以包括回扫间隔，在回扫间隔中慢扫描镜被配置为从最终扫描位置向初始扫描位置返回。快扫描镜可以被配置为扫描活动区域。处理器可以被配置为至少部分通过修改初始扫描位置、最终扫描位置和在显示表面的空白区域中的扫描斜坡率中的一项或多项来生成经修改慢扫描驱动信号。经修改慢扫描驱动信号可以不包括基本瞬时阶跃变化。

提供本“发明内容”以便以简化的形式介绍在以下“具体实施方式”中进一步描述的概念的选择。本“发明内容”并非旨在确定所要求保护的主题的关键特征或基本特征，也不旨在用于限制所要求保护的主题的范围。此外，所要求保护的主题不限于解决在本公开的任何部分中指出的任何或所有缺点的实现。

附图说明

图1示意性地示出了根据本公开的一个实施例的示例显示设备。

图2示出了根据图1的实施例的将激光束反射到显示表面上的慢扫描镜和快扫描镜。

图3示出了头戴式显示设备的形式的图1的显示设备。

图4示出了根据图1的实施例的作为时间的函数的慢扫描驱动信号的电压的示例图。

图5示出了根据图4的实施例的包括基本瞬时阶跃变化的经修改慢扫描驱动信号的示例图。

图6A至图6B示出了根据图4的实施例的包括经修改空白区域扫描间隔的经修改慢扫描驱动信号的示例图。

图6C示出了根据图4的实施例的包括经修改初始扫描位置的经修改慢扫描驱动信号的示例图。

图6D示出了根据图4的实施例的包括经修改最终扫描位置的经修改慢扫描驱动信号的示例图。

图7A示出了根据图1的实施例的用于与显示设备一起使用的示例方法的流程图。

图7B示出了在执行图7A的方法时可以可选地执行的附加步骤。

图8示出了图1的显示设备可以在其中实现的示例计算环境的示意图。

具体实施方式

发明人已经确定了调节慢扫描镜驱动信号以解决长度为快扫描周期的非整数倍的视频帧时间的现有方法的缺点。根据现有方法，引入了慢扫描驱动信号的电压的基本瞬时阶跃增加或减少，如下面参考图5进一步详细讨论的。然而，这种基本瞬时阶跃变化可能导致慢扫描镜经历持续进入显示区域的振动，从而使显示图像失真。为了显示更清晰的图像，需要调节慢扫描驱动信号而不会由于持续进入显示区域的慢扫描镜中的振动而引起共振。

为了解决上面讨论的问题，发明人已经构思了下面描述的系统和方法。图1示出了根据一个示例实施例的示例显示设备10的示意图。图1的显示设备10可以包括显示表面12。显示设备10还可以包括被配置为发射激光束22的激光束发射器20。例如，激光束发射器20可以是激光二极管。显示设备10还可以包括慢扫描镜30和快扫描镜32。慢扫描镜30和快扫描镜32可以被配置为将激光束22反射到显示表面12上，如图2所示。

返回图1，显示设备10还可以包括被配置为驱动慢扫描镜30的慢扫描微机电系统(MEMS)驱动器34和被配置为驱动快扫描镜32的快扫描MEMS驱动器36，从而引起慢扫描镜30和快扫描镜32移动。如下面进一步详细讨论的，慢扫描MEMS驱动器34可以经由具有慢扫描周期52的慢扫描驱动信号50来驱动慢扫描镜30。快扫描MEMS驱动器36可以经由具有快扫描周期72的快扫描驱动信号70来驱动快扫描镜32。快扫描周期72可以远短于慢扫描周期52。例如，慢扫描驱动信号50的频率可以在60Hz到120Hz之间，并且在一个具体示例中可以是120Hz。相反，快扫描驱动信号70的频率可以在20kHz到50kHz之间，并且在更具体的示例中可以在24kHz到29kHz之间。因此，很多快扫描周期72可以出现在一个慢扫描周期52内。应当理解，这些范围仅是示例性的并且本文中描述的技术可以与其他长度的快扫描周期和慢扫描周期一起使用。

显示设备10还可以包括处理器40。处理器40可以被操作地耦合到存储器42，该存储器42可以包括易失性和/或非易失性存储器。此外，处理器40可以被操作地耦合到显示设备10的一个或多个输入设备、输出设备和/或通信设备。处理器40还可以被配置为执行一个或多个应用程序。该一个或多个应用程序可以输出一个或多个图像以显示在显示表面12上。

显示设备10还可以包括信号发生器24。信号发生器24可以被配置为分别向慢扫描MEMS驱动器34输出慢扫描驱动信号50和向快扫描MEMS驱动器36输出快扫描驱动信号70。在一些实施例中，信号发生器24可以被配置为基于从处理器40接收的相应慢扫描驱动信号指令和快扫描驱动信号指令来输出慢扫描驱动信号50和快扫描驱动信号70。在一些实施例中，显示设备10可以包括分别被配置为生成慢扫描驱动信号和快扫描驱动信号的单独的信号发生器。

显示设备10还可以包括被配置为对慢扫描驱动信号50滤波的可配置滤波器26。例如，可配置滤波器26可以是低通滤波器。可配置滤波器26可以从信号发生器24接收慢扫描驱动信号并且向慢扫描MEMS驱动器34输出滤波后的慢扫描驱动信号。因此，可配置滤波器26可以通过滤除高频分量来平滑慢扫描驱动信号50。

在一些实施例中，慢扫描镜30可以被配置为沿显示表面12的竖直轴移动。另外，快扫描镜32可以被配置为沿显示表面12的水平轴移动。备选地，慢扫描镜30可以被配置为沿水平轴移动并且快扫描镜32可以被配置为沿竖直轴移动。因此，慢扫描镜30和快扫描镜32可以一起作用以在显示表面12上“绘制”显示图像。

在一些实施例中，显示表面12可以包括活动区域16和一个或多个空白区域14。活动区域16可以是慢扫描镜30和快扫描镜32可以将激光束22反射到其上以显示显示图像的显示表面12的区域。一个或多个空白区域14可以是其上没有显示显示图像的显示表面12的一个或多个区域。在一些实施例中，如图1所示，显示表面12可以包括在活动区域16的相对侧上的第一空白区域14A和第二空白区域14B。

图3示出了显示设备10的示例实施例，其中显示设备10是具有可佩戴眼镜或护目镜形式的头戴式显示设备110，但是应当理解，其他形式也是可能的。头戴式显示设备110可以包括输出设备套件，输出设备套件包括显示器112。在一些实施例中，头戴式显示设备110可以按照增强现实配置进行配置以呈现增强现实环境，并且因此显示器112可以是被配置为在视觉上增强用户通过显示器112观看的物理环境的外观的至少部分透视立体显示器。在一些示例中，显示器112可以包括一个或多个透明(例如，光学清晰)区域并且，可以包括一个或多个不透明或半透明区域。在其他示例中，显示器112在显示器112的整个可用显示表面上可以是透明的(例如，光学清晰的)。

头戴式显示设备110的输出设备套件可以例如包括被配置为利用显示器112向用户显示一个或多个虚拟对象的图像产生系统。处理器40可以被配置为输出混合现实体验以在显示器112上显示，该混合现实体验包括叠加在物理环境上的一个或多个虚拟对象。在具有至少部分透视显示器的增强现实配置中，虚拟对象在视觉上叠加到通过显示器112可见的物理环境上，以便在各种深度和位置被感知。在一个实施例中，头戴式显示设备110可以使用立体视觉以通过向用户的双眼显示虚拟对象的单独图像来在视觉上将虚拟对象放置在期望深度。使用这种立体视觉技术，头戴式显示设备110可以控制虚拟对象的显示图像，从而使得用户将感知到虚拟对象存在于所观看的物理环境中的期望深度和位置处。

备选地，头戴式显示设备110可以按照虚拟现实配置来配置以呈现完整的虚拟现实环境，并且因此显示器112可以是非透视立体显示器。头戴式显示设备110可以被配置为经由非透视立体显示器向用户显示虚拟三维环境。头戴式显示设备110可以被配置为在用户面前显示诸如物理环境的三维图形绘出等虚拟表示，该虚拟表示可以包括附加虚拟对象。显示物理环境的虚拟表示可以包括生成物理环境的三维模型到显示器112的表面上的二维投影。作为另一替代方案，计算系统可以包括非头戴式的便携式计算设备，诸如智能电话或平板计算设备。在这样的设备中，可以通过前置相机捕获物理环境的图像并且将捕获图像与叠加在捕获图像上的世界锁定图形图像一起显示在面向用户的显示器上来实现基于相机的增强现实。虽然本文中主要根据头戴式显示设备110来描述计算系统，但是应当理解，头戴式显示设备110的很多特征也适用于这种非头戴式的便携式计算设备。

头戴式显示设备110的输出设备套件还可以包括被配置为发出声音的一个或多个扬声器136。在一些实施例中，头戴式显示设备110可以至少包括左扬声器136A和右扬声器136B，左扬声器136A和右扬声器136B的位置使得当佩戴头戴式显示设备110时，左扬声器136A可以位于用户的左耳附近并且右扬声器136B可以位于用户的右耳附近。因此，一个或多个扬声器136可以发出立体声输出。输出设备套件还可以包括被配置为提供触觉输出(例如，振动)的一个或多个触觉反馈设备138。

头戴式显示设备110可以包括输入设备套件，该输入设备套件包括一个或多个输入设备。头戴式显示设备110的输入设备套件可以包括一个或多个光学传感器。在一个示例中，输入设备套件包括面向外的光学传感器130，该光学传感器130可以被配置为从用户通过增强现实配置的显示器112观察到的类似有利位置(例如，视线)检测真实世界背景。输入设备套件可以另外包括面向内的光学传感器131，该光学传感器131可以被配置为检测用户眼睛的注视方向。应当理解，面向外的光学传感器130和/或面向内的光学传感器131可以包括一个或多个组成传感器，包括RGB相机和深度相机。RGB相机可以是高清相机或者具有其他分辨率。深度相机可以被配置为投射不可见光并且捕获投射光的反射，并且基于此生成由图像中的每个像素的测量深度数据组成的图像。如果需要，该深度数据可以与来自由RGB相机捕获的图像的颜色信息组合成包括颜色数据和深度数据两者的单个图像表示。

头戴式显示设备110的输入设备套件还可以包括位置传感器系统，该位置传感器系统可以包括一个或多个位置传感器132，诸如(多个)加速度计、(多个)陀螺仪、(多个)磁力计、(多个)全球定位系统、(多个)多点定位跟踪器、和/或输出位置数据作为相关传感器的位置、取向和/或移动的其他传感器。输入设备套件还可以包括被配置为收集声音数据的一个或多个麦克风133。

从一个或多个光学传感器接收的光学传感器信息和/或从位置传感器132接收的位置数据可以用于评估头戴式显示设备110的有利位置相对于其他环境对象的位置和取向。在一些实施例中，有利位置的位置和取向可以用六个自由度(例如，世界空间X、Y、Z、俯仰、滚动、偏航)来表征。有利位置可以全局地或独立于真实世界背景来表征。位置和/或取向可以由头戴式显示设备110的处理器40和/或板外计算系统确定。

此外，光学传感器信息和位置传感器信息可以由头戴式显示系统使用以对真实世界背景执行分析，诸如深度分析、表面重构、环境颜色和光照分析或其他合适的操作。特别地，光学和位置传感器信息可以用于创建真实世界背景的虚拟模型。在一些实施例中，有利位置的位置和取向可以相对于该虚拟空间来表征。此外，虚拟模型可以用于确定虚拟对象在虚拟空间中的位置，并且添加附加虚拟对象以在期望深度和位置显示给用户。虚拟模型是三维模型并且可以被称为“世界空间”，并且可以与在显示器112上可见的世界空间(其被称为“屏幕空间”)的投影形成对比。此外，从一个或多个光学传感器接收的光学传感器信息可以用于标识和跟踪一个或多个光学传感器的视场中的对象。光学传感器还可以用于标识物理环境中的机器可识别视觉特征，并且使用这些特征在连续帧中的相对运动来计算头戴式显示设备110在虚拟模型的世界空间内的帧到帧相对姿态变化。

头戴式显示设备110还可以包括通信系统，该通信系统包括一个或多个通信设备116，该通信设备116可以包括一个或多个接收器116A和/或一个或多个传输器116B。在其中头戴式显示设备110与板外计算系统通信的实施例中，一个或多个接收器116A可以被配置为从板外计算系统接收数据，并且一个或多个传输器116B可以被配置为向板外计算系统发送数据。在一些实施例中，头戴式显示设备110可以经由网络与板外计算系统通信，该网络可以是无线局域网或广域网。附加地或备选地，头戴式显示设备110可以经由有线连接与板外计算系统通信。头戴式显示设备110还可以被配置为经由通信系统与服务器计算系统通信。

图4示出了作为时间的函数的慢扫描驱动信号50的电压的示例图。如图4所示，每个慢扫描周期52可以包括显示间隔54和非显示间隔60。在显示间隔54期间，慢扫描镜30和快扫描镜32可以将激光束22反射到显示表面12的主动区域16上。在非显示间隔60期间，慢扫描镜30和/或快扫描镜32可以被定位为使得激光束22不会被反射到显示表面12上。附加地或备选地，激光束发射器20可以在非显示间隔期间不发射激光束22。

在显示间隔54期间，快扫描镜32可以被配置为扫描显示表面12的活动区域16。因此，如上所述，慢扫描镜30和快扫描镜32可以在活动区域16上“绘制”显示图像。

慢扫描周期52可以包括扫描间隔56，在扫描间隔56中慢扫描镜30被配置为从初始扫描位置66向最终扫描位置68移动。显示间隔54可以被包括在扫描间隔56中。在扫描间隔56期间，慢扫描镜30可以按照扫描斜坡率58从初始扫描位置66向最终扫描位置68移动。在一些实施例中，初始扫描位置66和/或最终扫描位置68可以分别位于第一空白区域14A和第二空白区域14B中。在一些实施例中，慢扫描镜30可以在扫描间隔56的过程中以多个不同扫描斜坡率58从初始扫描位置66向最终扫描位置68移动。

慢扫描周期52还可以包括非显示间隔60。非显示间隔60可以包括回扫间隔62，在回扫间隔62中慢扫描镜30被配置为从最终扫描位置68向初始扫描位置66返回。在回扫间隔62期间，慢扫描镜30可以按照回扫斜坡率63移动。在一些实施例中，慢扫描镜30可以在回扫间隔62的过程中以多个回扫斜坡率63移动。例如，慢扫描镜30可以经历回扫斜坡率63的平滑变化。另外，非显示间隔可以包括一个或多个空白区域扫描间隔64。在一个或多个空白区域扫描间隔64中的每个中，慢扫描镜30可以在扫描显示表面12的空白区域14的同时从初始扫描位置66移向最终扫描位置68。换言之，一个或多个空白区域扫描间隔64可以是在非显示间隔60期间发生的除回扫间隔62之外的一个或多个间隔。

处理器40可以被配置为确定慢扫描周期52的长度是快扫描驱动信号70的快扫描周期72的非整数倍。例如，在一些实施例中，处理器40可以接收慢扫描镜30和快扫描镜32的位置的相应测量。由于例如空气温度、压力和/或湿度的变化和/或显示设备10上的磨损和撕裂，扫描间隔56与快扫描周期72的比率可以随时间变化。因此，可能需要执行扫描间隔56和快扫描周期72的偶尔测量。在一些实施例中，处理器40可以按照预定时间间隔接收测量。基于确定慢扫描周期52的长度是快扫描周期72的非整数倍，处理器40可以被配置为生成经修改慢扫描驱动信号80使得经修改慢扫描周期81的长度是快扫描周期72的整数倍。处理器40可以生成对经修改慢扫描驱动信号80进行编码的指令，该指令可以被传输给信号发生器24。

图5示出了由现有技术的显示设备生成的经修改慢扫描驱动信号280。如图5所示，经修改慢扫描驱动信号280可以包括基本瞬时阶跃变化282。基本瞬时阶跃变化282是“基本瞬时的”，因为它的持续时间比慢扫描周期52短得多。例如，在一些实施例中，基本瞬时阶跃变化可以比慢扫描周期52短一到四个数量级。基本瞬时阶跃变化282可以是经修改慢扫描驱动信号280的电压的基本瞬时增加或减少。在基本瞬时阶跃变化282之后，经修改慢扫描驱动信号282的斜坡率可以返回到它在基本瞬时阶跃变化282之前具有的先前值。

然而，当经修改慢扫描驱动信号280具有一个或多个瞬时阶跃变化282时，如图5所示，一个或多个基本瞬时阶跃变化282可能在慢扫描镜30中导致振铃284。振铃284是慢扫描镜30中的振动，该振动在基本瞬时阶跃变化282在慢扫描镜30的谐振频率处或附近发生时发生。如果振铃284持续到扫描间隔56中，则显示图像可能失真。

鉴于使用一个或多个基本瞬时阶跃变化282修改慢扫描驱动信号50的缺点，下面参考图6A至图6D讨论对慢扫描驱动信号50的替代修改。如图6A至图6B所示，处理器40可以被配置为至少部分通过修改慢扫描镜30扫描显示表面12的一个或多个空白区域14的空白区域扫描斜坡率65来生成经修改慢扫描驱动信号80。在图6A中，经修改空白区域扫描斜坡率85比未修改慢扫描驱动信号50的空白区域扫描斜坡率65快。备选地，如图6B所示，经修改空白区域扫描斜坡率85可以比未修改慢扫描驱动信号50的空白区域扫描斜坡率65慢。因此，经修改慢扫描驱动信号80可以具有比未修改空白区域扫描间隔64长或短的经修改空白区域扫描间隔84。

虽然在图6A至图6B的实施例中，对空白区域扫描斜坡率65的修改发生在第二空白区域14B中，但是在其他实施例中，对空白区域扫描斜坡率65的修改可以附加地或备选地发生在第一空白区域14A中。尽管空白区域扫描斜坡率65在图6A至图6B中被修改，但是经修改慢扫描驱动信号80不包括基本瞬时阶跃变化282。相反，经修改空白区域扫描斜坡率85可以保持直到回扫开始。在其他实施例中，经修改空白区域扫描斜坡率85可以仅在经修改空白区域扫描间隔84的一部分内保持，但是保持时间超过基本瞬时时间段。在一些实施例中，经修改慢扫描驱动信号可以具有多个经修改空白区域扫描斜坡率85。例如，经修改慢扫描驱动信号80可以经历空白区域扫描斜坡率65的平滑增加或减少。在这样的实施例中，对空白区域扫描斜坡率65的修改可以通过可配置滤波器26而被平滑。附加地或备选地，处理器40可以还被配置为至少部分通过修改一个或多个回扫斜坡率63来生成经修改慢扫描驱动信号80。在图6B的示例中，经修改回扫斜坡率83比未修改回扫斜坡率63快。

图6C至图6D分别示出了其中慢扫描镜30的初始扫描位置66和最终扫描位置68被修改的经修改慢扫描驱动信号80。初始扫描位置66和/或最终扫描位置68可以通过改变在至少一个慢扫描周期52期间慢扫描驱动信号50的最大或最小电压来修改。在图6C的示例中，经修改初始扫描位置86处的经修改慢扫描驱动信号80的电压低于未修改初始扫描位置66处的电压。在图6D的示例中，经修改最终扫描位置88处的经修改慢扫描驱动信号80的电压高于未修改最终扫描位置68处的电压。在其他实施例中，经修改初始扫描位置86处的电压可以增加和/或经修改最终扫描位置88处的电压可以减少。因此，慢扫描镜30可以分别花费减少或增加的时间量来指向空白区域14。

当处理器40修改初始扫描位置66和/或最终扫描位置68时，处理器40还可以被配置为至少部分通过修改回扫间隔62的长度来生成经修改慢扫描驱动信号80。图6C至图6D均示出了比回扫间隔62短的经修改回扫间隔82。在其他实施例中，经修改回扫间隔82可以比回扫间隔62长。当经修改空白区域扫描斜坡率85高于空白区域扫描斜坡率65时，如图6A所示，可以延长经修改回扫间隔82并且可以减小经修改回扫斜坡率83。类似地，当经修改空白区域扫描斜坡率85低于空白区域扫描斜坡率65时，如图6B所示，可以缩短经修改回扫间隔82并且可以增加经修改回扫斜坡率83。因此，经修改慢扫描周期81可以保持为快扫描周期的整数倍。

因此，使用图6A至图6D所示和上面讨论的修改，处理器40可以被配置为生成具有经修改慢扫描周期81的经修改慢扫描驱动信号80，该经修改慢扫描周期81是快扫描周期72的整数倍。这个整数倍可以针对实现期间一系列连续帧中的每一帧稍有不同，但是很多帧上的平均帧速率被控制为与传入视频帧速率相同(例如，120Hz)。经修改慢扫描驱动信号80可以具有经修改慢扫描周期81。修改慢扫描周期52以生成为快扫描周期72的整数倍的经修改慢扫描周期81确保了优异的显示图像质量，因为快扫描镜和慢扫描镜针对活动显示区域是同步的。

图7A示出了用于与显示设备一起使用的方法300的流程图。与方法300一起使用的显示设备可以是图1的显示设备10，或者备选地可以是某种其他显示设备。在步骤302，方法300可以包括从激光束发射器发射激光束。例如，激光束发射器可以是激光二极管。激光束发射器可以具有发射激光束的显示间隔和不发射激光束的非显示间隔。在步骤304，方法300还可以包括向被配置为驱动慢扫描镜的慢扫描MEMS驱动器传输具有慢扫描周期的慢扫描驱动信号。在步骤306，慢扫描周期可以包括扫描间隔，在扫描间隔中慢扫描镜以一个或多个扫描斜坡率从初始扫描位置向最终扫描位置移动。激光束发射器的显示间隔可以被包括在扫描间隔中。在步骤308，慢扫描周期还可以包括回扫间隔，在回扫间隔中慢扫描镜从最终扫描位置向初始扫描位置返回。慢扫描镜可以按照一个或多个回扫斜坡率向初始扫描位置返回，并且可以在激光束发射器的非显示间隔期间返回。在一些实施例中，显示表面可以包括其上显示有图像的活动区域和其上没有显示图像的一个或多个空白区域。在这样的实施例中，初始扫描位置和/或最终扫描位置可以位于一个或多个空白区域中。

在步骤310，方法300还可以包括向被配置为驱动快扫描镜的快扫描MEMS驱动器传输具有快扫描周期的快扫描驱动信号。慢扫描驱动信号和快扫描驱动信号可以由一个或多个信号发生器生成。在一些实施例中，慢扫描驱动信号和快扫描驱动信号可以由同一信号发生器生成，而在其他实施例中，它们可以由单独的信号发生器生成。在步骤312，方法300还可以包括在显示间隔期间使用慢扫描镜和快扫描镜将激光束反射到显示表面的活动区域上。

在步骤314，方法300还可以包括确定慢扫描周期的长度是快扫描驱动信号的快扫描周期的非整数倍。该确定可以在显示设备的处理器处进行。响应于该确定，在步骤316，方法300还可以包括生成经修改慢扫描驱动信号。经修改慢扫描驱动信号可以至少部分通过修改初始扫描位置来生成，如步骤318所示。附加地或备选地，如步骤320所示，经修改慢扫描驱动信号可以至少部分通过修改最终扫描位置来生成。如步骤322所示，经修改慢扫描驱动信号可以附加地或备选地至少部分通过修改在显示表面的空白区域中的扫描斜坡率来生成。经修改慢扫描驱动信号可以不包括基本瞬时阶跃变化。在一些实施例中，经修改慢扫描驱动信号可以具有长度等于快扫描周期的整数倍的经修改慢扫描周期81。

图7B示出了可以在一些实施例中作为方法300的一部分而被执行的附加步骤。在步骤324，方法300可以包括使用低通滤波器对慢扫描驱动信号滤波。低通滤波器可以从信号发生器接收慢扫描驱动信号，并且向慢扫描MEMS驱动器输出滤波后的慢扫描驱动信号。经修改慢扫描驱动信号可以与慢扫描驱动信号类似地被滤波。

在步骤326，生成经修改慢扫描驱动信号还可以包括修改一个或多个回扫斜坡率。附加地或备选地，生成经修改慢扫描驱动信号还可以包括修改回扫间隔的长度。回扫斜坡率和/或回扫间隔长度的变化可以与初始扫描位置、最终扫描位置和/或在显示表面的空白区域中的扫描斜坡率的变化相结合。

使用上述系统和方法，可以修改慢扫描驱动信号以解决长度为快扫描周期的非整数倍的慢扫描周期的问题。上述系统和方法允许修改慢扫描驱动信号，而不会由于慢扫描镜之间的共振和对驱动信号的修改而导致显示图像失真。因此，上述系统和方法表示对修改慢扫描镜驱动信号的现有方法的改进。

在一些实施例中，本文中描述的方法和过程可以绑定到一个或多个计算设备的计算系统。特别地，这样的方法和过程可以被实现为计算机应用程序或服务、应用程序编程接口(API)、库和/或其他计算机程序产品。

图8示意性地示出了可以实现上述方法和过程中的一个或多个的计算系统400的非限制性实施例。计算系统400以简化形式示出。计算系统400可以体现上述和图1所示的显示设备10。计算系统400可以采用以下形式：一个或多个个人计算机、服务器计算机、平板计算机、家庭娱乐计算机、网络计算设备、游戏设备、移动计算设备、移动通信设备(例如，智能电话)和/或其他计算设备、以及可穿戴计算设备(诸如智能手表和头戴式增强现实设备)。

计算系统400包括逻辑处理器402、易失性存储器404和非易失性存储设备406。计算系统400可以可选地包括显示子系统408、输入子系统410、通信子系统412和/或图8中未示出的其他组件。

逻辑处理器402包括被配置为执行指令的一个或多个物理设备。例如，逻辑处理器可以被配置为执行作为一个或多个应用、程序、例程、库、对象、组件、数据结构或其他逻辑构造的一部分的指令。这样的指令可以被实现以执行任务，实现数据类型，转换一个或多个组件的状态，实现技术效果，或者以其他方式达到期望结果。

逻辑处理器可以包括被配置为执行软件指令的一个或多个物理处理器(硬件)。附加地或备选地，逻辑处理器可以包括被配置为执行硬件实现的逻辑或固件指令的一个或多个硬件逻辑电路或固件设备。逻辑处理器402的处理器可以是单核或多核的，并且在其上执行的指令可以被配置用于顺序、并行和/或分布式处理。逻辑处理器的个体组件可选地可以分布在两个或更多个单独设备中，这些设备可以远程定位和/或被配置用于协调处理。逻辑处理器的各方面可以由以云计算配置而配置的远程可访问的联网计算设备来虚拟化和执行。在这种情况中，应当理解，这些虚拟化方面在各种不同机器的不同物理逻辑处理器上运行。

非易失性存储设备406包括被配置为保存可以由逻辑处理器执行以实现本文中描述的方法和过程的指令的一个或多个物理设备。当实现这样的方法和过程时，非易失性存储设备406的状态可以被转换例如以保存不同数据。

非易失性存储设备406可以包括可移除和/或内置的物理设备。非易失性存储设备406可以包括光学存储器(例如，CD、DVD、HD-DVD、蓝光光盘等)、半导体存储器(例如，ROM、EPROM、EEPROM、闪存等)、和/或磁存储器(例如，硬盘驱动器、软盘驱动器、磁带驱动器、MRAM等)、或其他大容量存储设备技术。非易失性存储设备406可以包括非易失性、动态、静态、读/写、只读、顺序访问、位置可寻址、文件可寻址和/或内容可寻址设备。应当理解，非易失性存储设备406被配置为即使在非易失性存储设备406的电源被切断时也保存指令。

易失性存储器404可以包括物理设备，物理设备包括随机存取存储器。易失性存储器404通常由逻辑处理器402用来在软件指令的处理期间临时存储信息。应当理解，当易失性存储器404断电时，易失性存储器404通常不会继续存储指令。

逻辑处理器402、易失性存储器404和非易失性存储设备406的各方面可以一起集成到一个或多个硬件逻辑组件中。例如，这样的硬件逻辑组件可以包括现场可编程门阵列(FPGA)、程序和应用特定集成电路(PASIC/ASIC)、程序和应用特定标准产品(PSSP/ASSP)、片上系统(SOC)和复杂可编程逻辑器件(CPLD)。

术语“模块”、“程序”和“引擎”可以用于描述通常由处理器以软件实现以使用易失性存储器的各部分来执行特定功能的计算系统400的一个方面，该功能涉及转换专门配置处理器以执行该功能的处理。因此，模块、程序或引擎可以经由逻辑处理器402使用易失性存储器404的各部分执行由非易失性存储设备406保存的指令来实例化。应当理解，不同模块、程序和/或引擎可以从相同应用、服务、代码块、对象、库、例程、API、函数等实例化。同样，相同模块、程序和/或引擎可以由不同应用、服务、代码块、对象、例程、API、函数等实例化。术语“模块”“、程序”和“引擎”可以包含单个或成组的可执行文件、数据文件、库、驱动程序、脚本、数据库记录等。

当被包括时，显示子系统408可以用于呈现由非易失性存储设备406保存的数据的视觉表示。视觉表示可以采用图形用户界面(GUI)的形式。当本文中描述的方法和过程改变由非易失性存储设备保存的数据并且因此转换非易失性存储设备的状态时，显示子系统408的状态同样可以被转换为可视地表示基础数据的变化。显示子系统408可以包括实际上利用任何类型的技术的一个或多个显示设备。这样的显示设备可以在共享外壳中与逻辑处理器402、易失性存储器404和/或非易失性存储设备406组合，或者这样的显示设备可以是外围显示设备。

当被包括时，输入子系统410可以包括一个或多个用户输入设备或与之交互，诸如键盘、鼠标、触摸屏或游戏控制器。在一些实施例中，输入子系统可以包括所选择的自然用户输入(NUI)组件或与之交互。这样的组件可以是集成的或外围的，并且输入动作的转导和/或处理可以在板上或在板外进行。示例NUI组件可以包括用于声音和/或语音标识的麦克风；用于机器视觉和/或手势识别的红外、彩色、立体和/或深度相机；用于运动检测和/或意图识别的头部跟踪器、眼睛跟踪器、加速度计和/或陀螺仪；以及用于评估大脑活动的电场感测组件；和/或任何其他合适的传感器。

当被包括时，通信子系统412可以被配置为将本文中描述的各种计算设备彼此通信耦合并且与其他设备通信耦合。通信子系统412可以包括与一种或多种不同的通信协议兼容的有线和/或无线通信设备。作为非限制性示例，通信子系统可以被配置用于经由无线电话网络或者有线或无线局域网或广域网的通信(诸如通过Wi-Fi连接的HDMI)。在一些实施例中，通信子系统可以允许计算系统400经由诸如因特网等网络向其他设备发送消息和/或从其他设备接收消息。

根据本公开的一个方面，提供了一种显示设备，该显示设备包括显示表面、被配置为发射激光束的激光束发射器、被配置为经由具有慢扫描周期的慢扫描驱动信号驱动慢扫描镜的慢扫描微机电系统(MEMS)驱动器、被配置为经由具有快扫描周期的快扫描驱动信号驱动快扫描镜的快扫描MEMS驱动器、以及被操作地耦合到快扫描MEMS驱动器和慢扫描MEMS驱动器的处理器。慢扫描镜和快扫描镜被配置为在显示间隔期间将激光束反射到显示表面的活动区域上。慢扫描周期可以包括扫描间隔和回扫间隔，在扫描间隔中慢扫描镜被配置为以一个或多个扫描斜坡率从初始扫描位置向最终扫描位置移动，在回扫间隔中慢扫描镜被配置为从最终扫描位置向初始扫描位置返回。快扫描镜可以被配置为扫描活动区域。处理器可以被配置为至少部分通过修改初始扫描位置、最终扫描位置和在显示表面的空白区域中的一个或多个扫描斜坡率中的一项或多项来生成经修改慢扫描驱动信号。经修改慢扫描驱动信号可以不包括基本瞬时阶跃变化。

根据该方面，回扫间隔可以按照一个或多个回扫斜坡率被遍历。处理器还可以被配置为至少部分通过修改一个或多个回扫斜坡率来生成经修改慢扫描驱动信号。

根据该方面，处理器还可以被配置为至少部分通过修改回扫间隔的长度来生成经修改慢扫描驱动信号。

根据该方面，慢扫描镜可以被配置为沿竖直轴移动并且快扫描镜可以被配置为沿水平轴移动。

根据该方面，显示设备还可以包括信号发生器，该信号发生器被配置为分别向慢扫描MEMS驱动器输出慢扫描驱动信号和向快扫描MEMS驱动器输出快扫描驱动信号。根据该方面，信号发生器可以被配置为基于从处理器接收的相应慢扫描驱动信号指令和快扫描驱动信号指令来输出慢扫描驱动信号和快扫描驱动信号。根据该方面，显示设备还可以包括被配置为对慢扫描驱动信号滤波的可配置滤波器。

根据该方面，经修改慢扫描驱动信号可以具有慢扫描周期。

根据该方面，显示设备可以是头戴式显示设备。

根据该方面，处理器还可以被配置为确定慢扫描周期的长度是快扫描驱动信号的快扫描周期的非整数倍。处理器还可以被配置为响应于该确定而生成经修改慢扫描驱动信号。根据该方面，经修改慢扫描驱动信号可以具有长度等于快扫描周期的整数倍的经修改慢扫描周期。

根据该方面，显示表面可以包括在活动区域的相对侧上的第一空白区域和第二空白区域。

根据本公开的另一方面，一种用于与显示设备一起使用的方法，该方法包括从激光束发射器发射激光束。该方法还可以包括向被配置为驱动慢扫描镜的慢扫描微机电系统(MEMS)驱动器传输具有慢扫描周期的慢扫描驱动信号。该方法还可以包括向被配置为驱动快扫描镜的快扫描MEMS驱动器传输具有快扫描周期的快扫描驱动信号。该方法还可以包括在显示间隔期间使用慢扫描镜和快扫描镜将激光束反射到显示表面的活动区域上。慢扫描周期可以包括扫描间隔，在扫描间隔中慢扫描镜以一个或多个扫描斜坡率从初始扫描位置向最终扫描位置移动。慢扫描时段还可以包括回扫间隔，在回扫间隔中慢扫描镜从最终扫描位置向初始扫描位置返回。该方法还可以包括在处理器处至少部分通过修改初始扫描位置、最终扫描位置和在显示表面的空白区域中的一个或多个扫描斜坡率中的一项或多项来生成经修改慢扫描驱动信号。经修改慢扫描驱动信号可以不包括基本瞬时阶跃变化。

根据该方面，回扫间隔可以按照一个或多个回扫斜坡率被遍历。生成经修改慢扫描驱动信号可以包括修改一个或多个回扫斜坡率。

根据该方面，生成经修改慢扫描驱动信号可以包括修改回扫间隔的长度。

根据该方面，该方法还可以包括利用可配置滤波器对慢扫描驱动信号滤波。

根据该方面，经修改慢扫描驱动信号可以具有慢扫描周期。

根据该方面，该方法还可以包括确定慢扫描周期的长度是快扫描驱动信号的快扫描周期的非整数倍。该方法还可以包括响应于该确定而生成经修改慢扫描驱动信号。根据该方面，经修改慢扫描驱动信号可以具有长度等于快扫描周期的整数倍的经修改慢扫描周期。

根据本公开的另一方面，提供了一种显示设备，该显示设备包括显示表面、被配置为发射激光束的激光束发射器、被配置为经由具有慢扫描周期的慢扫描驱动信号驱动慢扫描镜的慢扫描微机电系统(MEMS)驱动器、被配置为经由具有快扫描周期的快扫描驱动信号驱动快扫描镜的快扫描MEMS驱动器、以及被操作地耦合到快扫描MEMS驱动器和慢扫描MEMS驱动器的处理器。慢扫描镜和快扫描镜被配置为在显示间隔期间将激光束反射到显示表面的活动区域上。慢扫描周期可以包括扫描间隔和回扫间隔，在扫描间隔中慢扫描镜被配置为以一个或多个扫描斜坡率从初始扫描位置向最终扫描位置移动，在回扫间隔中慢扫描镜被配置为从最终扫描位置向初始扫描位置返回。快扫描镜可以被配置为扫描活动区域。处理器可以被配置为至少部分通过修改初始扫描位置和最终扫描位置中的一项或多项来生成经修改慢扫描驱动信号。初始扫描位置可以位于活动区域的第一侧的第一空白区域中，并且最终扫描位置可以位于活动区域的与第一侧相对的第二侧的第二空白区域中。

应当理解，本文中描述的配置和/或方法本质上是示例性的，并且这些特定的实施例或示例不应当被认为是限制性的，因为很多变型是可能的。本文中描述的特定例程或方法可以代表任何数目的处理策略中的一个或多个。这样，所示出和/或描述的各种动作可以按照所示出和/或描述的顺序执行，以其他顺序执行，并行执行，或者省略。同样，可以改变上述处理的顺序。

本公开的主题包括本文中公开的各种过程、系统和配置以及其他特征、功能、动作和/或特性以及其任何和所有等同方案的所有新颖和非明显的组合和子组合。

Claims (15)

1.一种显示设备，包括：

显示表面；

激光束发射器，被配置为发射激光束；

慢扫描微机电系统(MEMS)驱动器，被配置为经由具有慢扫描周期的慢扫描驱动信号驱动慢扫描镜；

快扫描MEMS驱动器，被配置为经由具有快扫描周期的快扫描驱动信号驱动快扫描镜；以及

处理器，被操作地耦合到所述快扫描MEMS驱动器和所述慢扫描MEMS驱动器；

其中：

所述慢扫描镜和所述快扫描镜被配置为在显示间隔期间将所述激光束反射到所述显示表面的活动区域上；

所述慢扫描周期包括：

扫描间隔，在所述扫描间隔中所述慢扫描镜被配置为以一个或多个扫描斜坡率从初始扫描位置向最终扫描位置移动；以及

回扫间隔，在所述回扫间隔中所述慢扫描镜被配置为从所述最终扫描位置向所述初始扫描位置返回；

所述快扫描镜被配置为扫描所述活动区域；并且

所述处理器被配置为至少部分通过修改以下一项或多项来生成经修改慢扫描驱动信号：

所述初始扫描位置；

所述最终扫描位置；以及

在所述显示表面的空白区域中的所述一个或多个扫描斜坡率，其中所述经修改慢扫描驱动信号不包括基本瞬时阶跃变化。

2.根据权利要求1所述的显示设备，其中所述回扫间隔以一个或多个回扫斜坡率被遍历，并且所述处理器还被配置为至少部分通过修改所述一个或多个回扫斜坡率来生成所述经修改慢扫描驱动信号。

3.根据权利要求1所述的显示设备，其中所述处理器还被配置为至少部分通过修改所述回扫间隔的长度来生成所述经修改慢扫描驱动信号。

4.根据权利要求1所述的显示设备，其中所述慢扫描镜被配置为沿竖直轴移动，并且所述快扫描镜被配置为沿水平轴移动。

5.根据权利要求1所述的显示设备，还包括信号发生器，所述信号发生器被配置为分别向所述慢扫描MEMS驱动器输出所述慢扫描驱动信号和向所述快扫描MEMS驱动器输出所述快扫描驱动信号。

6.根据权利要求5所述的显示设备，其中所述信号发生器被配置为基于从所述处理器接收的相应慢扫描驱动信号指令和快扫描驱动信号指令来输出所述慢扫描驱动信号和所述快扫描驱动信号。

7.根据权利要求5所述的显示设备，还包括被配置为对所述慢扫描驱动信号滤波的可配置滤波器。

8.根据权利要求1所述的显示设备，其中所述经修改慢扫描驱动信号具有所述慢扫描周期。

9.根据权利要求1所述的显示设备，其中所述显示设备是头戴式显示设备。

10.根据权利要求1所述的显示设备，其中所述处理器还被配置为：

确定所述慢扫描周期的长度是所述快扫描驱动信号的所述快扫描周期的非整数倍；以及

响应于所述确定而生成所述经修改慢扫描驱动信号。

11.根据权利要求10所述的显示设备，其中所述经修改慢扫描驱动信号具有长度等于所述快扫描周期的整数倍的经修改慢扫描周期。

12.根据权利要求1所述的显示设备，其中所述显示表面包括在所述活动区域相对侧上的第一空白区域和第二空白区域。

13.一种用于与显示设备一起使用的方法，所述方法包括：

从激光束发射器发射激光束；

向被配置为驱动慢扫描镜的慢扫描微机电系统(MEMS)驱动器传输具有慢扫描周期的慢扫描驱动信号；

向被配置为驱动快扫描镜的快扫描MEMS驱动器传输具有快扫描周期的快扫描驱动信号；

在显示间隔期间使用所述慢扫描镜和所述快扫描镜将所述激光束反射到显示表面的活动区域上，其中所述慢扫描周期包括：

扫描间隔，在所述扫描间隔中所述慢扫描镜以一个或多个扫描斜坡率从初始扫描位置向最终扫描位置移动；以及

回扫间隔，在所述回扫间隔中所述慢扫描镜从所述最终扫描位置向所述初始扫描位置返回；以及

在处理器处，至少部分通过修改以下一项或多项来生成经修改慢扫描驱动信号：

所述初始扫描位置；

所述最终扫描位置；以及

在所述显示表面的空白区域中的所述一个或多个扫描斜坡率，其中所述经修改慢扫描驱动信号不包括基本瞬时阶跃变化。

14.根据权利要求13所述的方法，其中所述回扫间隔以一个或多个回扫斜坡率被遍历，并且生成所述经修改慢扫描驱动信号包括修改所述一个或多个回扫斜坡率。

15.根据权利要求13所述的方法，其中生成所述经修改慢扫描驱动信号包括修改所述回扫间隔的长度。

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