[發明專利]用于波導顯示器的單芯片超光亮發光二極管陣列

有效

• 申請號: 201980032762.0
• 申請日: 2019-02-12
• 公開（公告）號: CN112292628B
• 公開（公告）日: 2022-11-11
• 發明（設計）人: 麥克斯韋爾·帕森斯
• 申請（專利權）人: 元平臺技術有限公司
• 主分類號: G02B27/01
• 分類號: G02B27/01;G02B26/08;G02B26/10;G02B27/09;G02B27/14;G09G3/02;G09G3/34
• 代理公司: 北京安信方達知識產權代理有限公司 11262
• 代理人: 張瑞;楊明釗

一種用于提供光的源組件。該源組件包括源元件陣列和掃描反射鏡組件。源元件陣列包括被配置成發光的超光亮二極管(SLED)的SLED陣列。SLED陣列位于單個芯片上。SLED陣列中的每個SLED可以發射相同顏色通道(例如，綠色)中的光。可以有多個SLED陣列，每個SLED陣列在各自的芯片上，并且每個SLED陣列與不同的顏色通道相關聯(例如，一個是紅色，一個是藍色，一個是綠色)。掃描反射鏡組件被配置成將從SLED陣列(和/或多個SLED陣列)發射的光作為掃描圖像光掃描到輸出波導(例如波導顯示器的輸出波導)的入射位置。

背景

本公開總體上涉及近眼顯示器，特別地，涉及用于波導顯示器的單芯片超光亮(superluminous)發光二極管(SLED)陣列。

在用于近眼顯示器的傳統顯示器設計中，一些重要的考慮因素是亮度、幀速率、分辨率和緊湊性。傳統近眼顯示器中基于微機電系統(MEMS)微鏡的二維(2D)掃描顯示器的幀速率和分辨率通常受到MEMS微鏡的諧振頻率的限制。例如，在27千赫茲(kHz)操作并掃描1080行的光柵掃描MEMS微鏡可能被限制在每秒35幀的幀速率(fps)。這個幀速率對于現代增強現實(augmented reality)和虛擬現實(virtual reality)應用來說是不夠的。

概述

一種用于提供光的源組件。該源組件包括源元件陣列和掃描反射鏡組件。源元件陣列包括被配置成發光的超光亮二極管(SLED)的SLED陣列。SLED陣列位于單個芯片上。在一些實施例中，SLED陣列中的每個SLED發射相同顏色通道(例如，綠色)中的光。在一些實施例中，有多個SLED陣列，每個SLED陣列在各自的芯片上，并且每個SLED陣列與不同的顏色通道相關聯(例如，一個是紅色，一個是藍色，并且一個是綠色)。掃描反射鏡組件被配置成將從SLED陣列(和/或多個SLED陣列)發射的光作為掃描圖像光掃描到輸出波導的入射位置(entrance location)。

在一些實施例中，源組件是波導顯示器的一部分。波導顯示器可以是人工現實(artificial reality)系統的一部分。波導顯示器包括源組件和輸出波導。輸出波導包括輸入區域和輸出區域。輸出波導被配置成在輸入區域接收從掃描反射鏡組件發射的掃描圖像光。輸出波導被配置成在至少一個維度上擴展接收的光，以形成擴展的圖像光。輸出波導被配置成從輸出區域的一部分輸出擴展的圖像光。

在涉及源組件和波導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(例如源組件)中提到的任何特征也可以在另一權利要求類別(例如波導顯示器、系統、方法、存儲介質和計算機程序產品)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。

在實施例中，一種源組件可以包括：

源元件陣列，該源元件陣列包括布置在單個芯片上的超光亮二極管(SLED)的SLED陣列，該SLED陣列被配置成發光；以及

掃描反射鏡組件，該掃描反射鏡組件被配置成將光作為掃描圖像光掃描到輸出波導的入射位置。

SLED陣列中的SLED可以布置在一維線性陣列中。

SLED陣列中相鄰SLED之間的間距可以是至少30微米。