[發明專利]頭戴式顯示器和電子顯示器

有效

• 申請號: 201880054911.9
• 申請日: 2018-08-09
• 公開（公告）號: CN111108427B
• 公開（公告）日: 2022-04-29
• 發明（設計）人: 付一勁;遲萬里;帕特里克·約瑟夫·休斯
• 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
• 代理公司: 北京安信方達知識產權代理有限公司 11262
• 代理人: 周靖;楊明釗

頭戴式顯示器(HMD)向用戶呈現可視媒體。HMD包括光源和光學塊。光源包括第一子像素和第二子像素，第一子像素安裝在距襯底第一高度處的第一組微凸塊上并發射第一光學頻帶內的光，第二子像素安裝在距襯底第二高度處的第二組微凸塊上并在不同于第一光學頻帶的第二光學頻帶上發射光，第二高度不同于第一高度。光學塊接收來自光源的圖像光，并將圖像光引導至視窗，其中第一高度和第二高度減輕了光學塊中的縱向色差和像場彎曲。

背景

本公開總體上涉及頭戴式顯示器(HMD)系統，且更具體地涉及在 HMD系統的電子顯示器中制造可變高度的微像素。

頭戴式顯示器(HMD)向用戶呈現可視媒體。傳統的HMD通常具有顯示元件，該顯示元件生成圖像光，該圖像光在到達用戶眼睛之前穿過光學系統。在傳統的光學系統中，每個像素位于顯示元件的同一平坦表面上。傳統HMD中像素的這種平面配置經常導致呈現給用戶的內容的光學失真(例如色差(chromatic aberration)、像場彎曲(field curvature))。

概述

頭戴式顯示器(HMD)向用戶呈現可視媒體。HMD包括光源和光學塊。光源包括第一子像素(sub-pixel)和第二子像素。第一子像素在第一高度處安裝在第一組微凸塊(microbump)上，并且第一子像素發射第一光學頻帶內的光。第二子像素在第二高度處安裝在第二組微凸塊上，并且第二子像素在不同于第一光學頻帶的第二光學頻帶上發射光。光學塊接收來自光源的圖像光，并將圖像光引導至視窗(eyebox)。第一高度和第二高度被配置成減輕光學塊中的縱向色差。光源還基于改變第一高度和第二高度來對光學塊的像場彎曲進行校正。在一些配置中，光源包括第三子像素，該第三子像素安裝在距襯底第三高度處的第三組微凸塊上，第三高度不同于第二高度，并且第三子像素在不同于第一光學頻帶和第二光學頻帶的第三光學頻帶上發射光。在一些實施例中，第一子像素、第二子像素和第三子像素中的每一個都包括多個發光元件。

在一些實施例中，襯底可以被微加工(micromachine)以改變襯底的厚度，從而減輕光學塊中的縱向色差。在替代實施例中，襯底可以沉積有一個或更多個附加層(additivelayer)，以實現襯底的厚度閾值，從而減輕光學塊中的縱向色差。在不同的實施例中，第一子像素包括補償來自襯底的應力的模板層。

在涉及頭戴式顯示器(HMD)和電子顯示器的所附權利要求中具體公開了根據本發明的實施例，其中，在一個權利要求類別(例如，HMD)中提到的任何特征也可以在另一個權利要求類別(例如，顯示器、系統、存儲介質、計算機程序產品和方法)中被要求保護。在所附權利要求中的從屬性或往回引用僅為了形式原因而被選擇。然而，也可以要求保護由對任何前面權利要求的有意往回引用(特別是多項引用)而產生的任何主題，使得權利要求及其特征的任何組合被公開并可被要求保護，而不考慮在所附權利要求中選擇的從屬性。可以被要求保護的主題不僅包括如在所附權利要求中闡述的特征的組合，而且還包括在權利要求中的特征的任何其他組合，其中，在權利要求中提到的每個特征可以與在權利要求中的任何其他特征或其他特征的組合相結合。此外，本文描述或描繪的實施例和特征中的任一個可以在單獨的權利要求中和/或以與本文描述或描繪的任何實施例或特征的任何組合或以與所附權利要求的任何特征的任何組合被要求保護。

在根據本發明的實施例中，頭戴式顯示器可以包括：

光源，其包括被配置成發射圖像光的多個像素元件，該圖像光包括至少兩個不同光學頻帶的光，該光源還包括：

第一子像素，其安裝在距襯底第一高度處的第一組微凸塊上，并被配置成發射第一光學頻帶內的光，以及

第二子像素，其安裝在距襯底第二高度處的第二組微凸塊上，第二高度不同于第一高度，并且第二子像素被配置成在不同于第一光學頻帶的第二光學頻帶上發射光，第一子像素和第二子像素中的每一個包括多個發光元件；以及

光學塊，其被配置成接收來自光源的圖像光，并將圖像光引導至視窗，其中第一高度和第二高度被配置成減輕光學塊中的縱向色差。