JP2016528517A - 多レーザ駆動システム - Google Patents

Abstract

走査式プロジェクタは２次元でビームを掃引する走査ミラーを含む。ビームは複数のレーザ光源によって生成され、そのうち少なくとも２つは略同一の波長の光を生成する。２つの光源のうち一方は、それを超えると２つの光源が両方とも（均等または不均等に）駆動される移行点まで駆動される。

Description

表面で反射するレーザ光は、「スペックル（ｓｐｅｃｋｌｅ）」と称される煌く現象を発揮することがある。レーザ光は空間的に干渉性であり、散乱面で反射すると、反射した干渉光波が相互に規則的パターンで干渉し合って、ユーザにスペックルとして認知される。光源にレーザを利用する走査式プロジェクタは、表示画像全体にわたってスペックルを呈する場合がある。

本発明の各種実施形態に係る走査型投影装置を示す図である。 略同一の波長の光を生成する複数のレーザ光源を示す図である。 平衡レーザ光源駆動の場合の出力光パワーのプロットを示す図である。 出力最適化レーザ光源駆動の場合の出力光パワーのプロットを示す図である。 ハイブリッドレーザ光源駆動の場合の出力光パワーのプロットを示す図である。； 平衡レーザ光源駆動、出力最適化レーザ光源駆動、ハイブリッドレーザ光源駆動の場合の電力消費を比較するプロットを示す図である。 本発明の各種実施形態に係る画像処理コンポーネントを示す図である。 可変移行点を有するハイブリッドレーザ光源駆動を実証するプロットを示す図である。 略同一の波長の光を生成する複数のレーザ光源を示す図である。 ３つの光源を用いたハイブリッドレーザ光源駆動の場合の出力光パワーのプロットを示す図である。 ３つの光源を用いた平衡レーザ光源駆動、出力最適化レーザ光源駆動、ハイブリッドレーザ光源駆動の場合の電力消費を比較するプロットを示す図である。 より大きな出力パワーを達成するために同一の波長の２つのレーザ光源を駆動する方法のフローチャートである。 本発明の各種実施形態に係るモバイル装置のブロック図である。 本発明の各種実施形態に係るモバイル装置を示す図である。 本発明の各種実施形態に係るヘッドアップディスプレイシステムを示す図である。 本発明の各種実施形態に係るアイウェアを示す図である。 本発明の各種実施形態に係るゲーム機を示す図である。

以下の詳細な説明では、本発明を実行することのできる具体的な実施形態を例示のために示す添付図面を参照する。これらの実施形態は、当業者が本発明を実行できるように詳細に説明される。本発明の各種実施形態は異なるものの、必ずしも相互に排他的でないと理解すべきである。たとえば、ある実施形態に関連して本明細書に記載される特定の特徴、構造、または特性は、発明の範囲から逸脱せずに他の実施形態で実現することができる。また、開示する各実施形態内の個々の要素の位置または配置も、発明の範囲から逸脱せずに変更することができると理解すべきである。したがって、以下の詳細な説明は限定的に解釈すべきではなく、本発明の範囲は添付の請求項によってのみ定義され、請求項が権限を与える全範囲の等価物と共に適切に解釈される。図面中、類似の符号は図面全体を通じて同一または類似の機能を指す。

図１は、本発明の各種実施形態に係る走査型投影装置を示す。図１に示すように、走査ビーム投影システム１００は、ビーム１１２を放射することのできる複数のレーザ光源を含む光源１１０を含む。ビーム１１２は、微少電気機械システム（ＭＥＭＳ）ベースのスキャナなどを含む走査プラットフォーム１１４に衝突し、走査ミラー１１６に反射して制御された出力ビーム１２４を生成する。走査ミラー制御回路１３０は、走査ミラー１１６の斜め移動を制御する１またはそれ以上の駆動信号を供給して、出力ビーム１２４に投影面１２８上でのラスタ走査１２６を生成させる。

いくつかの実施形態では、ラスタ走査１２６は、高速走査軸（横軸）上の正弦波成分と低速走査軸（縦軸）上ののこぎり波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、制御された出力ビーム１２４は正弦波パターンで前後左右に掃引（スイープ、ｓｗｅｅｐ）し、のこぎり波パターンで垂直に（上から下）掃引し、フライバック（下から上）中の表示はブランクとなる。図１は、ビームが垂直に上から下に掃引する際の高速走査正弦波パターンを示しているが、下から上のフライバックは示していない。

上から下への１回のラスタ走査は本明細書では１「フレーム」と称する。光源１１０が変調されると、画素はフレームでラスタ走査に沿って描かれる。高速走査軸が横軸、低速走査軸が縦軸として示されているが、本発明の各種実施形態はそれに限定されない。いくつかの実施形態では、低速走査軸が横軸であり、高速走査軸が縦軸である。

画像源１０２は表示対象の画像を画像処理コンポーネント１０４に提供する。画像源１０２は、画像を提供することのできるソフトウェアまたは任意の種類のハードウェアを実行するプロセッサを含むことができる。たとえば、画像源１０２は、記憶装置やハードディスクなどの記憶媒体とすることができる。また、たとえば、画像源１０２は、ソフトウェア指示を実行しながら画像を形成するプロセッサとすることができる。さらに別の例では、画像源１０２は、表示対象の画像を含む通信を受信することのできるコネクタまたは通信媒体とすることができる。画像処理コンポーネント１０４に提供される画像は、静的であっても時間の経過と共に変化してもよい。たとえば、画像源１０２は映像ストリームを画像処理コンポーネント１０４に提供することができる。

画像処理コンポーネント１０４は画像源１０２から画像を受信し、ビーム１２４がラスタパターン１２６を横断しながら画像を再生するように正確なタイミングと強度でレーザ光源１１０を駆動する。いくつかの実施形態では、画像処理コンポーネント１０４は略同一の波長の光を生成する複数のレーザ光源を駆動する。たとえば、レーザ光源１１０は２つの緑色レーザ光源を含むことができ、画像処理コンポーネント１０４はそれら両方を駆動して１つの画素を生成することができる。両緑色レーザ光源は均等または不均等に駆動する、および／または時分割多重化することができる。

略同一の波長の複数のレーザ光源を使用することで、利用可能な出力パワーを増大させ、スペックルを低減することもできる。同一の波長の複数のレーザ光源が同一の出力パワーレベルで駆動されると、スペックルは１／√ｎまでの因数で低減される。ただし、ｎはレーザ光源の数である。実際のスペックル低減量は因数の数に依存する。本発明の各種実施形態は、一度にまたは同時に駆動することのできる複数のレーザ光源を使用する。

走査ビーム投影システム１００の各種実施形態は、以下でより詳細に説明するようなハイブリッドレーザ源駆動を含む。たとえば、いくつかの実施形態では、１つのみのレーザ光源が低出力光パワーレベルで駆動されて電力消費を低減し、複数のレーザ光源がより高い出力光パワーレベルで駆動されてスペックルを低減する。複数のレーザ光源が駆動されるパワーレベルを超過する出力パワーレベルは、本明細書で「移行出力光レベル」と称される。移行出力光レベルは静的であっても動的であってもよく、以下でさらに詳述するような多数の異なる要因を用いて決定することができる。いくつかの実施形態では、移行出力光レベルは、１つのレーザ光源のみから得られるピークパワー未満である。

図２は、略同一の波長の光を生成する複数のレーザ光源を示す。図２に示すように、光源１１０は２つの赤色光源２１０、２１２、２つの緑色光源２２０、２２２、１つの青色光源２３０を含む。光源２１０、２１２、２２０、２２２、２３０はそれぞれ画像処理コンポーネント１０４によって指令輝度値で駆動され、それに応答して光を生成する。たとえば、赤色光源２１０と２１２は、画像処理コンポーネント１０４から受信した指令輝度値に応答して赤色レーザ光を生成する。

本明細書で使用される「略同一の波長の光」という文言は、人間の目によって同じ色と認知される光を指す。たとえば、緑色レーザ光源２２０と２２２は略同一の波長の光を生成する。いくつかの実施形態では、それらの光源はまさに同一の波長（たとえば、５２５ナノメートル）の光を生成し、他の実施形態では、２つのソースからの光の波長は変化しているがまだ「緑色」スペクトル（たとえば、５２０〜５５０ナノメートル）に属する。いずれの場合も、２つのソースは略同一の波長の光を生成する。

動作時、画像処理コンポーネント１０４は、画素が表示されるときにレーザ光源を駆動する指令（コマンド）輝度値を生成する。画像処理コンポーネント１０４は、映像データから指令駆動値を生成するのに役立つ任意の適切なハードウェアおよび／またはソフトウェアを含むことができる。たとえば、画像処理コンポーネント１０４は特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）や１またはそれ以上のプロセッサなどを含むことができる。いくつかの実施形態では、画像処理コンポーネント１０４はビーム１２４の位置を決定し、ソース画像内の画素間を補間し、ラスタパターン１２６で表示される画素の輝度値を決定する。

画像処理コンポーネント１０４は、電力消費および／またはスペックルを低減するように複数の光源を駆動する。たとえば、いくつかの実施形態では、略同一の波長の２つの光源のうちの一方が移行出力光レベルまで駆動され、指令出力光レベルが移行出力光レベルを超過すると、略同一の波長の２つの光源の両方が駆動される。たとえば、所与の画素の場合、緑色指令光パワーが緑色移行出力光レベル未満であれば、緑色光源２２０のみが駆動される。また、たとえば、緑色指令光パワーが移行出力光レベルを超過すれば、両方の緑色光源２２０および２２２を駆動することができる。両光源は均等なパワーレベルまたは異なるパワーレベルで駆動することができる。均等なパワーレベルで駆動すると、スペックルは０．７０７（ｎ＝２での１／√ｎ）まで低減させることができ、不均等なパワーレベルで駆動すると、効率を高めることができる。さらに、いくつかの実施形態では、低い指令光パワーで使用される単独の緑色レーザ光源はあるフレームから次のフレームで交替させることができる、あるいは時間の経過と共に交替させることができる。レーザ光源の交替は光源の消耗や老朽化を「均し」、人間の目が複数のフレームにわたって受信した情報を平均化するため、明白なスペックルをさらに低減させることができる。

いくつかの実施形態では、レーザ光源は電流で駆動されるレーザダイオードを含む。これらの実施形態では、指令光パワー値は電流とすることができる。さらに、いくつかの実施形態では、光源はデジタル指令光パワー値を受信し、レーザダイオードを駆動するデジタル−アナログ変換器を含む。

光結合装置２４０は図示される様々な光源から光を受信し、１１２で単独の平行ビームを生成する。光結合装置２４０はミラーやレンズなどの任意の適切な光学素子を含むことができる。

レーザ光源１１０は２つの赤色光源、２つの緑色光源、１つの青色光源を示しているが、本発明はこれに限定されない。たとえば、いくつかの実施形態では、光源１１０は２つの緑色光源、各１つの赤色光源、１つの青色光源を含む。他の実施形態では、光源１１０は２つの赤色光源と２つの青色光源のみを含む。

図３は、平衡レーザ光源駆動の場合の出力光パワーのプロットを示す。プロット３００は、２つの光源のそれぞれの指令光パワーの関数である出力光パワーを示す。プロット３００は合計光パワーも示す。図３の例では、光源１および光源２は略同一の波長の光を放射する光源である。たとえば、光源１は緑色光源２２０とし、光源２は緑色光源２２２とすることができる。本例では、合計光パワーは緑色光源２２０、２２２によって放射される光の合計である。

いくつかの実施形態では、光源１と２はダイオードの閾値を満たす最小電流（本明細書では「閾値電流（ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ ｃｕｒｒｅｎｔ）」と称する）を必要とするレーザダイオードであり、閾値電流を超える電流のみが光生成に寄与する。したがって、図３に示すように任意の所与の出力光パワーで２つのレーザダイオードを均等に駆動すると、同じ量の出力光パワーを生成するために単独のレーザダイオードを駆動するよりも電力消費が大きくなる。

図３に示すように、光源１および２は、どの指令光パワー値でも均等に駆動される。このため、電力増を犠牲にしてスペックル低減が得られる。

図４は、出力最適化されたレーザ光源駆動の場合の出力光パワーのプロットを示す。図４に示す指令光パワーの関数である合計光パワーは、図３に示す指令光パワーの関数である合計光パワーと同一である。ただし、光源１と光源２の相対的寄与は異なる。図３の例では、光源１は指令光パワーが増大するにつれてピーク出力光パワーまで駆動され、光源２はより大きな指令光パワーのために光源１と共に駆動される。

図４に示すように、低指令光パワーレベルでは１つのみの光源が駆動され、指令光パワーレベルが１つの光源だけの能力を超えると２つの光源が駆動される。これにより、スペックル増を犠牲として低指令光パワーレベルでの節電が達成される。

図５は、ハイブリッドレーザ光源駆動の場合の出力光パワーのプロットを示す。図５に示す指令光パワーの関数である合計光パワーは図３および４に示す合計光パワーと同一である。ただし、光源１および光源２の相対的寄与は異なる。図５の例では、光源１は低指令光パワーレベルでは移行点（「移行出力光レベル」とも称する）まで駆動され、移行点を超えると両光源１および光源２が指令光パワーレベルで均等に駆動される。いくつかの実施形態では、光源１は低指令光パワーレベルで移行点まで駆動され、移行点を超えると両光源１および光源２が指令光パワーレベルで不均等に駆動される。

図５に示すレーザ駆動は、１つのみのレーザ光源が移行点まで駆動され、移行点を超えると両光源が均等または不均等に駆動されるために「ハイブリッド」と称されるが、移行点が第１のレーザ光源から得られるピークパワーよりも小さい。

図５に示す第１および第２の光源は任意の波長の光源に対応させることができる。たとえば、第１の光源は赤色光源２１０とし、第２の光源は赤色光源２１２とすることができる。また、たとえば、第１の光源は緑色光源２２０とし、第２の光源は緑色光源２２２とすることができる。

いくつかの実施形態では、第１および第２のレーザ光源の役割は交互のフレームで交換される。たとえば、第１のレーザ光源をあるフレームの全画素に関して移行点まで駆動し、第２のレーザ光源を次のフレームで移行点まで駆動することができる。これは、投影装置において略同一の波長のレーザダイオードまたはすべてのレーザダイオードで行うことができる。

図６は、平衡レーザ光源駆動、出力最適化レーザ光源駆動、ハイブリッドレーザ光源駆動の場合のフレームの電力消費を比較するプロットである。出力最適化曲線は、図４に示す出力最適化駆動の場合の指令光パワーの関数である電力消費を表す。平衡曲線は、図３に示す平衡駆動の場合の指令光パワーの関数である電力消費を表す。ハイブリッド曲線は、図５に示すハイブリッド駆動の場合の指令光パワーの関数である電力消費を表す。

図６に示すように、ハイブリッドレーザ光源駆動は、移行点まで指令光パワーレベルで平衡駆動よりも節電を実現し、移行点を超えると指令光パワーレベルで出力最適化駆動よりもスペックル低減を実現する。

図７は、本発明の各種実施形態に係る画像処理コンポーネントを示す。画像処理コンポーネント１０４はコントローラ７０２を含む。コントローラ７０２は図６に示すように移行出力光レベルの値を決定するように構成される。たとえば、いくつかの実施形態では、コントローラ７０２は画像データを受信し、画像データの特徴に基づき移行出力光レベルを決定する。いくつかの実施形態では、移行出力光レベルは、１またはそれ以上のラインまたはフレーム全体の平均画像光強度に基づき決定される。平均光強度が低いとき、移行出力光レベルは節電のために比較的高く設定することができる。さらに、平均光強度が高いとき、移行出力光レベルはスペックル低減のために比較的低く設定することができる。

いくつかの実施形態では、移行出力光レベルは、ラインまたはフレーム内のピーク画素強度に基づき決定することができる。他の実施形態では、移行出力光レベルは、画像データの統計分析（たとえば、モード、平均、標準偏差など）に基づき決定することができる。

いくつかの実施形態では、コントローラ７０２は７０４で示すホスト装置からの通信を受信する。いくつかの実施形態では、ホスト通信は、画像データを提供する同一のホスト（たとえば、図１の画像源１０２）から得られる。ホスト通信は、移行出力光パワーレベルを決定する際に使用することができる。たとえば、いくつかの実施形態では、ホスト通信は、移行出力光レベルで使用される値を提示することができる。ホストはこのようにして節電またはスペックル低減の量を直接決定することができる。また、たとえば、いくつかの実施形態では、ホスト通信は節電またはスペックル低減のいずれかのバイアスまたは優先を明示し、コントローラ７０２はホスト通信に応答して決定にバイアスをかけることができる。

図７に示すように、コントローラ７０２は、略同一の波長の光を放射する少なくとも２つの光源を駆動する。コントローラ７０２は移行出力光レベルを決定し、上述したようなハイブリッドレーザ光源駆動を用いて２つの光源を駆動する。いくつかの実施形態では、コントローラ７０２は複数セットの光源に関する移行出力光レベルを決定する。たとえば、コントローラ７０２は、緑色、赤色、および／または青色光源のそれぞれに関して１またはそれ以上の移行出力光レベルを決定することができる。

動作時、コントローラ７０２は、ハイブリッド駆動を利用して複数のレーザ光源を駆動する。たとえば、コントローラ７０２は緑色レーザ光源２２０、２２２の一方を移行出力光レベルまで駆動し、その後、両緑色レーザ光源２２０、２２２を、移行出力光レベルを超えて駆動する。いくつかの実施形態では、移行出力光レベルを超えて両レーザ光源が均等に駆動され、他の実施形態では、両レーザ光源が不均等に駆動される。

画像処理コンポーネント１０４は、上述の機能を実行することができる任意の回路を含むことができる。たとえば、いくつかの実施形態では、コントローラ７０２は、乗算器、シフタ、加算器など、移行出力光レベルを決定することができるデジタル回路を含む。また、たとえば、いくつかの実施形態では、コントローラ７０２はハードウェア回路を含み、指示を実行するプロセッサも含むことができる。

図８は、可変移行点を有するハイブリッドレーザ光源駆動を実証するプロットを示す。図８のプロットは、図６に示す平衡曲線と出力最適化曲線と同一の曲線を示す。ただし、ハイブリッド曲線は異なる。ハイブリッド曲線は、コントローラ７０２が移行出力光パワーで異なる値を決定するときに起こる変化を実証するため、様々な移行出力光パワーを用いて示す。移行出力光パワーが増大すると、スペックル増加を犠牲として電力が低減され、移行出力光パワーが低減すると、電力増を犠牲としてスペックルが低減される。

図９は、略同一の波長の光を生成する複数のレーザ光源を示す。図９は図２と類似するが、例外として光源１１０が色毎に３つ以上の光源を含むことが明示されている。たとえば、「Ｍ」個の赤色光源は赤色光源９１０から始まり赤色光源９１２で終わる。「Ｎ」個の緑色光源は緑色光源９２０から始まり緑色光源９２２で終わる。「Ｐ」個の青色光源は青色光源９３０から始まり青色光源９３２で終わる。

動作時、画像処理コンポーネント１０４は、色毎にハイブリッド駆動を採用することができる。さらに、画像処理コンポーネント１０４は色毎に２つ以上の移行出力光レベルを決定することができる。概して、画像処理コンポーネント１０４は、ｎ個の光源を含む色に関してｎ＋１個の移行出力光レベルを決定することができる。

図１０は、３つの光源を用いたハイブリッドレーザ光源駆動の場合の出力光パワーのプロットを示す。図１０の例は、１色につき３つの光源が駆動されるときの光源１１０（図９）の動作に対応し、画像処理コンポーネント１０４が２つの移行出力光レベルを決定する。移行点１までは光源１のみが駆動される。移行点１と移行点２との間で、光源１と光源２が駆動される。移行点２を超えると、３つすべての光源が駆動される。いくつかの実施形態では、複数の光源が均等に駆動され、他の実施形態では、複数の光源が不均等に駆動される。

図１１は、３つの光源を用いた平衡レーザ光源駆動、出力最適化レーザ光源駆動、ハイブリッドレーザ光源駆動の場合のフレームの電力消費を比較する図である。図１１に示すように、ハイブリッド駆動は、第１の移行点までは指令駆動レベルで出力最適化駆動と同じ節電を達成する。第１および第２の移行点間では中間の節電およびスペックル低減が達成され、第２の移行点以降は電力を犠牲としてスペックルがさらに低減される。

図１２は本発明の各種実施形態に係る方法のフロー図である。いくつかの実施形態では、方法１２００またはその一部は、その実施携帯が先の図面に示される走査型投影装置によって実行される。他の実施形態では、方法１２００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１２００は、該方法を実行する特定の種類の装置に限定されない。方法１２００における様々な行為は、説明される順序で実行してもよいし、異なる順序で実行してもよい。さらに、いくつかの実施形態では、図１２に挙げるいくつかの行為が方法１２００から省略される。

方法１２００は、走査式レーザプロジェクタに表示される画像の移行出力光レベルが決定されるブロック１２１０から開始される。いくつかの実施形態では、これは、画像コンテンツおよび／またはホスト通信に基づき移行出力光レベルを決定するコントローラ７０２に相当する。

１２２０で、指令出力光レベルが移行出力光レベル未満であるとき、第１のレーザ光源を駆動する。これは、指令出力レベルが移行点未満である図５のハイブリッド駆動の場合に相当する。

１２３０で、指令出力光レベルが移行出力光レベルを超過すると第１のレーザ光源と第２のレーザ光源を駆動する。これは、指令出力レベルが移行点を超える図５のハイブリッド駆動の場合に相当する。

１２４０で、平均画像光レベルが低下するときに移行出力光レベルを上昇させる。平均画像光レベルの低下は、高輝度の画素を生じさせるスペックルの数の減少に相当する。このような小数の画素がスペックルの原因となるため、スペックルを大幅に増加させずに電力消費を低減するように移行出力光レベルを上昇させることができる。

１２５０で、移行出力光レベルの指示をホスト装置から受信する。いくつかの実施形態では、これはコントローラ７０２にホスト通信（図７）を提供する画像源１０２（図１）に相当する。

１２６０で、移行出力光レベルを上昇させて電力消費を低減する。いくつかの実施形態では、これは、ホスト装置からの要求に応じて電力消費を低減するために実行される。他の実施形態では、これは、画像コンテンツに応答してコントローラによって実行される。たとえば、画像がフレーム間で動的である場合、スペックルは人間の目には認知しづらくなる傾向があり、スペックル増大を犠牲として電力消費を低減するように移行出力光レベルを上昇させることができる。

１２７０で、移行出力光レベルを低下させてスペックルを低減する。いくつかの実施形態では、これはホスト装置からの要求に応じてスペックルを低減するために実行される。他の実施形態では、これは、画像コンテンツに応答してコントローラによって実行される。たとえば、画像がフレーム間で静的である場合、移行出力光レベルを低下させてスペックルを低減することができる。

１２８０で、指令出力光レベルが第２の移行光レベルを超えると第３のレーザ光源を駆動する。いくつかの実施形態では、これは図１０に示すように３つのレーザ光源を駆動することに相当する。

図１３は、本発明の各種実施形態に係るモバイル装置のブロック図である。図１３に示すように、モバイル装置１３００は無線インタフェース１３１０、プロセッサ１３２０、メモリ１３３０、走査式プロジェクタ１００を含む。走査式プロジェクタ１００は先の図面を参照して説明されている。いくつかの実施形態では、走査式プロジェクタ１００は、上述したように節電およびスペックル低減のために略同一の波長で光を生成する複数のレーザ光源を含む。

走査式プロジェクタ１００は任意の画像源から画像データを受信することができる。たとえば、いくつかの実施形態では、走査式プロジェクタ１００は静止画像を保有するメモリを含む。他の実施形態では、走査式プロジェクタ１００はビデオ画像を含むメモリを含む。さらに別の実施形態では、走査式プロジェクタ１００は、コネクタや無線インタフェース１３１０などの外部源から受信した画像を表示する。

いくつかの実施形態では、走査式プロジェクタ１００は１またはそれ以上のプロセッサ１３２０または無線インタフェース１３１０からホスト通信を受信し、ホスト通信は１またはそれ以上の移行出力光レベルの決定に影響を及ぼす。

無線インタフェース１３１０は任意の無線送信および／または受信機能を含むことができる。たとえば、いくつかの実施形態では、無線インタフェース１３１０は無線ネットワークで通信することのできるネットワークインタフェースカード（ＮＩＣ）を含む。また、たとえば、いくつかの実施形態では、無線インタフェース１３１０は携帯電話機能を含むことができる。さらに別の実施形態では、無線インタフェース１３１０は全地球測位システム（ＧＰＳ）受信機を含むことができる。当業者であれば、無線インタフェース１３１０が本発明の範囲を逸脱せずに任意の種類の無線通信機能を含むことができると理解するであろう。

プロセッサ１３２０は、モバイル装置１３００内の各種コンポーネントと通信することができる任意の種類のプロセッサとすることができる。たとえば、プロセッサ１３２０は特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）メーカーから入手可能な内蔵プロセッサまたは市販のマイクロプロセッサとすることができる。いくつかの実施形態では、プロセッサ１３２０は画像または映像データを走査式プロジェクタ１００に提供する。画像または映像データは無線インタフェース１３１０から取り込むことができる、あるいは無線インタフェース１３１０から取り込んだデータから入手することができる。たとえば、プロセッサ１３２０を介して、走査式プロジェクタ１００は無線インタフェース１３１０から直接受信した画像または映像を表示することができる。また、たとえば、プロセッサ１３２０は、無線インタフェース１３１０から受信した画像および／または映像に追加するオーバーレイを提供することができる、あるいは無線インタフェース１３１０から受信したデータに基づき記憶した画像を変更する（たとえば、無線インタフェース１３１０が位置座標を提供するＧＰＳの実施形態においてマップ表示を修正する）ことができる。

図１４は、本発明の各種実施形態に係るモバイル装置を示す。モバイル装置１４００は通信機能を有する、あるいは有さない携帯投影装置とすることができる。たとえば、いくつかの実施形態では、モバイル装置１４００は、ほとんどか全く他の機能を備えていない携帯プロジェクタとすることができる。また、たとえば、いくつかの実施形態では、モバイル装置１４００は、携帯電話、スマートフォン、個人情報端末（ＰＤＡ）、タブレットコンピュータ、全地球測位システム（ＧＰＳ）受信機などの通信に利用可能な装置とすることができる。さらに、モバイル装置１４００は無線（たとえば、ＷｉＭａｘ）またはセルラー接続を介してより大きなネットワークに接続することができる、あるいは該装置は無規制スペクトル（たとえば、ＷｉＦｉ）接続を介してデータメッセージまたは映像コンテンツを受信することができる。

モバイル装置１４００は、図１４に示すようにディスプレイ画素から画像を生成する走査式プロジェクタ１００を含む。モバイル装置１４００はその他多くの種類の回路も含む。ただし、明瞭化のためにそれらは意図的に図１４から省略する。

モバイル装置１４００はディスプレイ１４１０、キーパッド１４２０、音声ポート１４０２、制御ボタン１４０４、カードスロット１４０６、音声／映像（Ａ／Ｖ）ポート１４０８を含む。これらの要素のいずれも必須ではない。たとえば、モバイル装置１４００は、ディスプレイ１４１０、キーパッド１４２０、音声ポート１４０２、制御ボタン１４０４、カードスロット１４０６、またはＡ／Ｖポート１４０８のいずれも含まず、走査式プロジェクタ１００のみを含むことができる。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。たとえば、付属プロジェクタ製品は走査式プロジェクタ１００、制御ボタン１４０４、Ａ／Ｖポート１４０８を含むことができる。

ディスプレイ１４１０は任意の種類のディスプレイとすることができる。たとえば、いくつかの実施形態では、ディスプレイ１４１０は液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）画面を含む。ディスプレイ１４１０は、投影されたものと同じコンテンツまたは異なるコンテンツを常に表示することができる。たとえば、付属プロジェクタ製品は常に同じコンテンツを表示する一方、携帯電話の実施形態は１種類のコンテンツを投影しつつ、ディスプレイ１４１０に異なるコンテンツを表示することができる。キーパッド１４２０は電話キーパッドまたはその他の任意の種類のキーパッドとすることができる。

Ａ／Ｖポート１４０８は、映像および／または音声信号を受信および／または送信する。たとえば、Ａ／Ｖポート１４０８は、ＨＤＭＩ（登録商標）ポートなど、デジタル音声および映像データを搬送するのに適したケーブルを収容するデジタルポートとすることができる。さらに、Ａ／Ｖポート１４０８は、複合入力を収容するＲＣＡジャックを含むことができる。さらに、Ａ／Ｖポート１４０８は、アナログ映像信号を受信する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、モバイル装置１４００はＡ／Ｖポート１４０８を通じて外部信号源に接続され、Ａ／Ｖポート１４０８を通じて受信するコンテンツを投影することができる。他の実施形態では、モバイル装置１４００はコンテンツの発信元とすることができ、Ａ／Ｖポート１４０８を使用して異なる装置にコンテンツを送信する。

音声ポート１４０２は音声信号を提供する。たとえば、いくつかの実施形態では、モバイル装置１４００は、音声および映像を記憶し再生することができるメディアプレーヤである。これらの実施形態では、映像を投影し、音声を音声ポート１４０２で出力することができる。他の実施形態では、モバイル装置１４００は、Ａ／Ｖポート１４０８で音声および映像を受信する付属プロジェクタとすることができる。これらの実施形態では、モバイル装置１４００は映像コンテンツを投影し、音声ポート１４０２で音声コンテンツを出力することができる。

モバイル装置１４００はカードスロット１４０６も含む。いくつかの実施形態では、カードスロット１４０６に挿入されたメモリカードは、音声ポート１４０２で出力される音声および／または投影される映像データのソースを提供することができる。カードスロット１４０６は、マルチメディアメモリカード（ＭＭＣ）、メモリスティックＤＵＯ、セキュアデジタル（ＳＤ）メモリカード、スマートメディアカードなどの任意の種類のソリッドステート記憶装置を収容することができる。上記リストは例であり、網羅的ではないことを意図する。

図１５は、本発明の各種実施形態に係るヘッドアップ表示システムを示す。１５００でヘッドアップ表示を投影する、車両の計器板に搭載されるプロジェクタ１００が図示される。自動車用ヘッドアップ表示が図１５に示されているが、本発明はこれに限定されない。たとえば、本発明の各種実施形態は、航空電子工学用途、航空交通管制用途、およびその他の用途のヘッドアップ表示を含む。

図１６は、本発明の各種実施形態に係るアイウェアを示す。アイウェア１６００は、アイウェアの視野において表示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１６００は透明であり、他の実施形態では、アイウェア１６００は不透明である。たとえば、アイウェアは拡張現実用途で使用されて、着用者は現実の世界に重ねたプロジェクタ１００から表示を見ることができる。また、たとえば、アイウェアは仮想現実用途で使用されて、着用者の視界全体をプロジェクタ１００によって生成することができる。図１６には１つのプロジェクタ１００しか示されていないが、本発明はこれに限定されない。たとえば、いくつかの実施形態では、アイウェア１６００は両目に１つずつ計２つのプロジェクタを含む。

図１７は、本発明の各種実施形態に係るゲーム機を示す。ゲーム機１７００によって、ユーザはゲーム環境を観察し、ゲーム環境と相互作用することができる。いくつかの実施形態において、ゲームは、投影装置１００を含む装置であるゲーム機１７００の移動、位置、または配向によって誘導される。手動ボタン、フットペダル、または口頭コマンドなどのその他の制御インタフェースも、ゲーム環境での操縦やゲーム環境との相互作用に寄与することができる。たとえば、いくつかの実施形態では、トリガ１７４２が、ユーザが「ファーストパーソンシューティングゲーム」として一般的に知られる本人視点ビデオゲーム環境にいるかのような錯覚に寄与する。投影される表示はゲームアプリケーションとユーザの移動の組み合わせによって制御されるため、ゲーム機１７００はユーザにとって非常に現実的である、またはユーザを「引き込むような」環境を生成する。

３Ｄ地震予知、宇宙遊泳計画、ジャングル林冠探査、自動車安全指示、医療教育などの活動のために、その他の多くの本人視点シミュレーションをゲーム機２１００によって生成することができる。触覚インタフェース１７４４は、反動、振動、揺動、轟音などの様々な出力信号を供給することができる。触覚インタフェース１７４４は、接触感知ディスプレイ画面またはタッチペンを必要とするディスプレイ画面などの接触感知入力特徴も含むことができる。追加の触覚インタフェース、たとえば移動感知プローブ用の入力および／または出力特徴も本発明の各種実施形態に含まれる。

ゲーム機１７００は、一体化音声スピーカ、遠隔スピーカ、またはヘッドフォンなどの音声出力装置も含むことができる。これらの種類の音声出力装置は、有線または無線技術によってゲーム機１７００に接続することができる。たとえば、無線ヘッドフォン１７４６はブルートゥース接続を介してユーザに音響効果を提供するが、任意の種類の同様の無線技術も自由に置き換えることができる。いくつかの実施形態では、無線ヘッドフォン１７４６は、複数のユーザ、インストラクタ、またはオブザーバが通信できるようにマイクロホン１７４５または両耳マイクロホン１７４７を含むことができる。両耳マイクロホン１７４７は通常、ユーザの頭の影によって変化する音声を捕捉するため、両耳に１つずつマイクロホンを含む。この特徴は、両耳聴と、他のシミュレーション参加者による音声位置測定とのために利用することができる。

ゲーム機１７００は、距離、周囲光度、移動、位置、配向などを測定する任意の数のセンサ１７１０を含むことができる。たとえば、ゲーム機１７００はデジタルコンパスで絶対方位を検出し、ｘ−ｙ−ｚジャイロスコープまたは加速度計で相対移動を検出することができる。いくつかの実施形態では、ゲーム機１７００は、装置の相対配向あるいは高速加速または減速を検出する第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、ゲーム機１７００は、ユーザが地球空間を移動する際に絶対的位置を検出する全地球測位衛星（ＧＰＳ）センサを含むことができる。

ゲーム機１７００はバッテリ１７４１および／または診断光１７４３を含むことができる。たとえば、バッテリ１７４１は蓄電池とし、診断光１７４３はバッテリの電流充電を示すことができる。別の例では、バッテリ１７４１は着脱式バッテリクリップとし、ゲーム機１７００は、放電されたバッテリを充電されたバッテリと交換する間に装置の連続動作を可能にする追加のバッテリ、電気コンデンサ、または超コンデンサを有することができる。他の実施形態では、診断光１７４３は、この装置内に含まれる、あるいはこの装置に接続される電子部品の状態についてユーザまたは修理技術者に伝えることができる。たとえば、診断光１７４３は受信した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。また、診断光１７４３は、有機発光ダイオードまたは液晶ディスプレイ画面などの任意の小型画面と交換することができる。このような光または画面はゲーム機１７００の外面、あるいはこの装置の外殻が半透明または透明の場合は外面の下に配置することができる。

ゲーム機１７００のその他のコンポーネントはこの装置から脱着可能または分離可能とすることができる。たとえば、投影装置１００はゲームハウジング１７４９から脱着可能または分離可能とすることができる。いくつかの実施形態では、投影装置１００のサブコンポーネントは、ゲームハウジング１７４９から脱着または分離しても機能を果たすことができる。

本発明を特定の実施形態と併せて説明したが、当業者が容易に理解するように、発明の範囲から逸脱せずに変更および変形を利用することができると理解すべきである。このような変更および変形は、発明の範囲および添付の請求項内にあると考えられる。

Claims (15)

1. 走査式レーザプロジェクタであって、
   ラスタパターンで光ビームを反射して画像を表示する走査ミラーと、
   略同一の波長で光を放射して前記光ビームを形成する複数のレーザ光源と、
   指令光出力レベルを受信し、前記複数のレーザ光源を駆動するよう接続されたコントローラであって、前記指令光出力レベルが移行出力光レベル未満のときに前記複数のレーザ光源のうち第１のレーザ光源のみを駆動し、前記指令光出力レベルが前記移行出力光レベルを超えると前記複数のレーザ光源のうち前記第１のレーザ光源と第２のレーザ光源を駆動するように構成されるコントローラと、
   を備える走査式レーザプロジェクタ。
2. 前記移行出力光レベルが、前記複数のレーザ光源の前記第１のレーザ光源から入手可能な最大光出力の略半分に相当する請求項１の走査式レーザプロジェクタ。
3. 前記コントローラが、前記移行出力光レベルを適応的に変更するように構成される請求項１の走査式レーザプロジェクタ。
4. 前記コントローラが、前記画像のコンテンツに基づき前記移行出力光レベルを設定するように構成される請求項３の走査式レーザプロジェクタ。
5. 前記コントローラが、前記画像全体の平均出力光レベルに基づき前記移行出力光レベルを設定するように構成される請求項４の走査式レーザプロジェクタ。
6. 前記コントローラが、前記画像が静的か動的かに基づき前記移行出力光レベルを設定するように構成される請求項４の走査式レーザプロジェクタ。
7. 前記コントローラがホスト装置から前記移行出力光レベルを表すデータを受信するように接続される請求項１の走査式レーザプロジェクタ。
8. 前記複数のレーザ光源が３つのレーザ光源を備える請求項１の走査式レーザプロジェクタ。
9. 前記コントローラが、第２の移行出力光レベルを超える指令光出力レベルを受信するときに３つのレーザ光源すべてを駆動するように構成される請求項８の走査式レーザプロジェクタ。
10. 第２の波長で光を放射する第２の複数のレーザ光源をさらに備え、前記コントローラが、前記第２の波長で前記指令光出力レベルが第２の移行出力光レベル未満であるときに前記第２の複数のレーザ光源のうち第１のレーザ光源のみを駆動し、前記指令光出力レベルが前記第２の移行出力光レベルを超過すると前記第２の複数のレーザ光源のうち前記第１および第２のレーザ光源を駆動するようにさらに構成される請求項１の走査式レーザプロジェクタ。
11. 走査式レーザプロジェクタによって表示される画像の移行出力光レベルを決定することと、
    指令出力光レベルが前記移行出力光レベル未満であるときに第１のレーザ光源を駆動することと、
    前記指令出力光レベルが前記移行光レベルを超えるときに前記第１のレーザ光源と第２のレーザ光源とを駆動することと、
    を含み、
    前記第１および第２のレーザ光源が略同一の波長で光を放射することを特徴とする方法。
12. 移行出力光レベルを決定することが、平均画像光レベルが低下するときに前記移行出力光レベルを上昇させることを含む請求項１１の方法。
13. 移行出力光レベルを決定することが、前記画像のコンテンツを供給するホスト装置からの指示を受信することを含む請求項１１の方法。
14. 前記指令出力光レベルが第２の移行出力光レベルを超過するとき前記第１および第２のレーザ光源と第３のレーザ光源を駆動することをさらに含む請求項１１の方法。
15. 電力消費とスペックルのうち少なくとも一方を低減するように前記移行出力光レベルを上昇させることをさらに含む請求項１１の方法。

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