[發明專利]傳感器組件和頭戴式顯示器

有效

• 申請號: 201810821296.1
• 申請日: 2018-07-24
• 公開（公告）號: CN109298528B
• 公開（公告）日: 2022-06-14
• 發明（設計）人: 劉新橋
• 申請（專利權）人: 臉譜科技有限責任公司
• 主分類號: G02B27/01
• 分類號: G02B27/01;G01D21/02
• 代理公司: 北京安信方達知識產權代理有限公司 11262
• 代理人: 陸建萍;楊明釗

提出了一種用于確定本地區域的一個或多個特征的傳感器組件和頭戴式顯示器。該傳感器組件包括多個堆疊傳感器層。該多個堆疊傳感器層中的位于傳感器組件的頂部上的第一傳感器層包括像素的陣列。頂部傳感器層可以被配置成捕獲從本地區域中的一個或多個對象反射的光的一個或多個圖像。傳感器組件還包括位于頂部傳感器層下方的一個或多個傳感器層。該一個或多個傳感器層可以被配置成處理與所捕獲的一個或多個圖像有關的數據。多個傳感器組件可以集成到例如頭戴式顯示器的人工現實系統中。

相關申請的交叉引用

本申請要求于2017年7月25日提交的美國臨時專利申請序列號62/536,605的權益，該申請以其全部內容通過引用結合于此。

技術領域

本公開總體上涉及傳感器裝置的實現方式，并且具體地涉及包括多個堆疊傳感器層的可以是人工現實系統的一部分的傳感器系統。

背景技術

諸如頭戴式顯示器(HMD)系統等人工現實系統采用復雜的傳感器裝置(相機)用于捕獲周圍區域中的對象的特征，以便提供令人滿意的用戶體驗。有限數量的常規傳感器裝置可以在HMD系統中實現并且例如用于眼睛追蹤、手部追蹤、身體追蹤、以寬視場對周圍區域進行掃描等等。大部分時間，常規的傳感器裝置從周圍區域捕獲大量的信息。由于處理大量數據，常規的傳感器裝置可能容易飽和，從而負面地影響處理速度。此外，由于執行計算密集型操作，在人工現實系統中采用的常規傳感器裝置消耗大量功率，而同時具有非常大的延遲。

發明內容

在此提出了一種傳感器組件，該傳感器組件用于確定圍繞該傳感器組件的部分或全部的本地區域的一個或多個特征。該傳感器組件包括多個堆疊傳感器層，即，彼此上下堆疊的傳感器層。該多個堆疊傳感器層中的位于傳感器組件的頂部上的第一傳感器層可被實施為光電檢測器層并且包括像素的陣列。頂部傳感器層可以被配置成捕獲從在本地區域中的一個或多個對象反射的光的一個或多個圖像。傳感器組件還包括位于光電檢測器層下方的一個或多個傳感器層。該一個或多個傳感器層可以被配置成處理與所捕獲的一個或多個圖像有關的數據，以用于確定本地區域的該一個或多個特征，例如，該一個或多個對象的深度信息、圖像分類器等。

頭戴式顯示器(HMD)可以進一步集成多個傳感器組件。HMD向穿戴該HMD的用戶顯示內容。HMD可以是人工現實系統的一部分。HMD還包括電子顯示器、至少一個照明源和光學組件。電子顯示器被配置成發射圖像光。該至少一個照明源被配置成用光照亮本地區域，該光由該多個傳感器組件的至少一個傳感器組件捕獲。光學組件被配置成將圖像光引導至HMD的對應于用戶眼睛位置的眼睛框。圖像光可以包括由該至少一個傳感器組件部分地基于與所捕獲的一個或多個圖像有關的經處理數據確定的本地區域的深度信息。

本申請還涉及以下方面：

1).一種傳感器組件，包括：

多個堆疊傳感器層中的第一傳感器層，所述第一傳感器層包括像素的陣列，所述像素的陣列被配置成捕獲從本地區域中的一個或多個對象反射的光的一個或多個圖像；以及

所述多個堆疊傳感器層中的一個或多個傳感器層，所述一個或多個傳感器層位于所述傳感器組件中、在所述第一傳感器層下方，所述一個或多個傳感器層被配置成處理與所捕獲的一個或多個圖像相關的數據。

2).根據1)所述的傳感器組件，其中，所述一個或多個傳感器層包括模擬數字轉換(ADC)層，所述模擬數字轉換層具有用于將與由所述像素捕獲的經反射的光有關的模擬強度值轉換成數字值的邏輯電路。

3).根據2)所述的傳感器組件，還包括所述陣列中的每個像素與所述模擬數字轉換層的所述邏輯電路之間的接口連接。

4).根據1)所述的傳感器組件，其中，所述第一傳感器層包括非硅光電檢測材料。

5).根據4)所述的傳感器組件，其中，所述非硅光電檢測器材料選自由以下各項組成的組：量子點(QD)光電檢測材料和有機光子膜(OPF)光電檢測材料。