[发明专利]宽视场扫描显示器

说明书

扫描显示设备包括MEMS扫描器，该MEMS扫描器具有双轴MEMS反射镜或成对的单轴MEMS反射镜。通信地耦合到MEMS扫描器的控制器控制双轴MEMS反射镜或单轴MEMS反射镜的旋转。第一光源被用于产生第一光束，并且第二光源被用于产生第二光束。第一和第二光束同时地被引导朝向双轴MEMS反射镜或成对的单轴MEMS反射镜中的同一单轴MEMS反射镜，并且以相对于彼此不同的入射角在其上入射。控制器控制双轴MEMS反射镜或单轴MEMS反射镜的旋转，以同时地使用第一光束光栅扫描图像的第一部分，以及使用第二光束光栅扫描图像的第二部分。还公开了相关的方法和系统。

背景技术

扫描显示设备通过生成“虚拟像素”来起作用，每个虚拟像素都随着双轴反射镜的位置(或两个单轴反射镜的位置)以及驱动光源的一个或多个发光元件(例如，激光二极管)的信号的幅度而变化，该光源产生被(多个)反射镜反射的光束。光源的(多个)发光元件可以被急速地脉冲，以在高分辨率显示器中生成每个像素。由扫描显示器提供的视场(FOV)一般地受到在扫描设备中所包括的一个或多个MEMS反射镜的尺寸的限制，并且受限于一个或多个MEMS反射镜可以围绕快速扫描轴线和慢速扫描轴线转动多远。

发明内容

扫描显示设备(并且，更一般地，装置)包括MEMS扫描器、控制器以及第一光源和第二光源。MEMS扫描器包括双轴MEMS反射镜或成对的单轴MEMS反射镜。控制器被通信地耦合到MEMS扫描器，并且被配置为控制MEMS扫描器的双轴MEMS反射镜或成对的单轴MEMS反射镜的旋转。第一光源包括一个或多个发光元件(例如，激光二极管)，并且被配置为产生第一光束。类似地，第二光源包括一个或多个发光元件，并且被配置为产生第二光束。由第一光源和第二光源分别产生的第一光束和第二光束同时被引导朝向双轴MEMS反射镜或成对的单轴MEMS反射镜中的同一个单轴MEMS反射镜，并且以相对于彼此不同的入射角在其上入射。控制器被配置为控制MEMS扫描器的双轴MEMS反射镜或成对的单轴MEMS反射镜的旋转，以同时使用第一光束光栅扫描图像的第一部分以及使用第二光束光栅扫描相邻于图像的第一部分的第二部分。这种装置可以是虚拟现实(VR)或增强现实(AR)头戴式显示器(HMD)或者是其一部分，并且由装置产生的光栅扫描图像可以是HMD的佩戴者可观看的虚拟图像。其他变型也是可能的，并且在本文所描述的实施例的范围内。

根据某些实施例，第一光源包括：红色、绿色和蓝色激光二极管，其被配置为相应地发射红色、绿色和蓝色光；以及一个或多个元件。其被配置为将红色、绿色和蓝色光组合到第一光束中。类似地，第二光源包括：另外的红色、绿色和蓝色激光二极管，其分别发射另外的红色、绿色和蓝色光；以及另外的一个或多个元件，其被配置为将另外的红色、绿色和蓝色光组合到第二光束中。

根据某些实施例，图像的第一部分具有第一分辨率，并且图像的第二部分具有低于第一分辨率的第二分辨率。在这种实施例中，图像的第一部分可以是图像的中央凹区域，并且图像的第二部分可以是图像的非中央凹区域。

根据某些实施例，使用用于光栅扫描图像的第一部分的第一光束产生的第一光斑尺寸小于使用用于光栅扫描图像的第二部分的第二光束产生的第二光斑尺寸。

装置还可以包括第一光源驱动器和第二光源驱动器。第一光源驱动器被配置为选择性地驱动第一光源的一个或多个发光元件，以产生第一光束。类似地，第二光源驱动器被配置为选择性地驱动第二光源的一个或多个发光元件，以产生第二光束。若装置包括附加的光源，则装置还将包括附加的光源驱动器。