TWI778115B - 增加照射均勻性的掃描顯示系統、顯示方法以及光組件 - Google Patents

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Abstract

一種光組件，包含光源陣列，其形成有多個列與多個行。光源陣列包含多個晶片，且每個晶片包含形成這些列與這些行的一光源子陣列。晶片之間的邊界沿著對角線延伸通過這些列與這些行。光源陣列的每一列對應之這些行中的第一行不具有設置於此列中的光源，且光源陣列的每一列對應之這些行中的第二行具有設置於此列中的光源。

Description

增加照射均勻性的掃描顯示系統、顯示方法以及光組件
本發明是關於一種顯示系統、一種顯示方法以及一種光組件，特別是關於近眼(Near-eye)顯示器。更具體地說，是關於具有小形狀因子，大視場和/或大眼動範圍(Eye box)的波導顯示器。
近眼光場顯示技術是將影像直接投射到使用者的眼睛上，應用此顯示技術的產品包含近眼顯示器和電子取景器。傳統的近眼顯示器通常具有顯示元件，其能產生在到達使用者眼睛之前穿過一個或多個鏡頭的成像光。另外，虛擬實境(VR)系統和/或擴增實境(AR)系統中的近眼顯示器具有微型化，重量輕、大眼動範圍和寬視野(FOV)要求之二維擴展的設計標準。
本發明涉及擴增實境顯示器，更具體來說，但不限於，是涉及具有增加照明均勻性的擴增實境顯示器的掃描架構和方法。尤其，掃描架構可包含光組件，其可包含形成多個列與多個行的光源陣列以及多個晶片。每個晶片包含形成這些列與這些行的光源子陣列。晶片之間的邊界可沿著對角線延伸通過這些列與這些行，使得對於邊界通過的的每一列而言，對應到的這些行中的第一行可不具有設置於此列中的光源，但是第二行可具有設置於此列中的光源。
根據本發明的一個例子，顯示系統包含一光組件、一鏡子以及一控制器迴路。光組件包含多個晶片以及一光源陣列。光源陣列設置於這些晶片上並形成多個列與多個行。這些晶片中的一第一晶片與一第二晶片之間的一邊界沿著對角線延伸通過這些列與這些行，使得光源陣列的每一列對應之這些行中的第一行不具有設置於此列中的光源，且第二行具有設置於此列中的光源。 鏡子用以相對一軸轉動以反射光源陣列朝向一輸出端發出之光。控制器迴路用以協調鏡子的轉動與光源陣列的發光，以於一掃描週期中創造位於輸出端的一輸出光圖像。
根據本發明的一個例子，顯示方法包含：用一光組件照射一鏡子，其中光組件包含多個晶片以及一光源陣列，光源陣列設置於這些晶片上並形成多個列與多個行；以及控制鏡子的轉動與光源陣列的發光，以於一掃描週期中創造位於一輸出端的一輸出光圖像。這些晶片中的一第一晶片與一第二晶片之間的一邊界沿著對角線延伸通過這些列與這些行，光源陣列的每一列對應之這些行中的第一行不具有設置於此列中的光源，光源陣列的每一列對應之這些行中的第二行具有設置於此列中的光源，且鏡子用以相對一軸轉動以反射光源陣列朝向輸出端發出之光。
根據本發明的一個例子，光組件包含一光源陣列，其形成有多個列與多個行。光源陣列包含多個晶片，且每個晶片包含形成這些列與這些行的一光源子陣列。這些晶片中的一第一晶片與一第二晶片之間的一邊界沿著對角線延伸通過這些列與這些行。光源陣列的每一列對應之這些行中的第一行不具有設置於此列中的光源，且光源陣列的每一列對應之這些行中的第二行具有設置於此列中的光源。
以上之關於本揭露內容之說明及以下之實施方式之說明係用以示範與解釋本發明之精神與原理，並且提供本發明之專利申請範圍更進一步之解釋。
在以下描述中，為了解釋本發明，闡述了具體細節以便提供對某些發明實施例的透徹理解。然而顯而易見的是，可以在沒有這些具體細節的情況下實踐各種實施例。 附圖和描述並非用以限制本發明。術語「A實質上等於B」表示A在預期的可容忍誤差內等於B(例如，A和B之間的差值不大於B的百分之十)。
本發明一般涉及擴增實境顯示器。更具體地，但不限於，本發明涉及用於擴增實境顯示器的光源。光組件包含各種顏色的光源排列形成的多個行。這些行彼此偏離以提高解析度。
圖1為本發明一實施例之近眼顯示器的示意圖。近眼顯示器100向使用者呈現媒體。近眼顯示器100呈現的媒體例如是一個或多個影像、視頻和/或音頻。在部分實施例中，音頻可透過外部裝置(揚聲器或耳機)從近眼顯示器100、從一控制台或是一併從兩者接收音頻資訊，並且基於音頻資訊呈現音頻資料。近眼顯示器100通常被配置為用作虛擬實境顯示器。在一些實施例中，近眼顯示器100可以被修改為用作擴增實境顯示器和/或混合實境(MR)顯示器。
近眼顯示器100包含框架105以及顯示元件110。框架105耦合至一個或多個光學元件。顯示組件110用以讓使用者觀看由近眼顯示器100呈現的內容。在一些實施例中，顯示組件110包涵用於將來自一個或多個影像的光線引導到使用者眼睛的波導顯示組件。
圖2為本發明一實施例之近眼顯示器的剖切示意圖。圖1之近眼顯示器100的橫截面200來看，顯示組件110包含至少一波導顯示組件210。出射瞳230是用來讓使用者佩戴近眼顯示器100時，眼睛220可以定位在顯示組件110的眼動區域中的位置。為了方便說明，圖2繪示出與單隻眼睛220和單個波導顯示組件210相關聯的橫截面200，但是可以有另一個波導顯示組件配合使用者的另一隻眼睛使用。
波導顯示組件210用以將成像光引導到出射瞳230和眼睛220處的眼動範圍內。波導顯示器組件210可以由一種或多種不同折射率的材料(例如，塑料、玻璃等)。在一些實施例中，近眼顯示器100包含在波導顯示組件210和眼睛220之間的一個或多個光學元件。
在一些實施例中，波導顯示組件210包含一個或多個波導顯示器的疊層，包含但不限於疊層波導顯示器、變焦波導顯示器等。在一些實施例中，疊層波導顯示器可以是通過堆疊波導顯示器產生的多色顯示器(例如，紅綠藍(RGB)顯示器)，其各自的單色光源具有不同的顏色。在一些實施例中，疊層波導顯示器可以是能投影在多個平面上的多色顯示器(例如多平面彩色顯示器)。在一些結構中，疊層波導顯示器可以是能投影在多個平面上的單色顯示器(例如多平面單色顯示器)。如上所述，實施例還可以包含變焦波導顯示器，其可以調整從波導顯示器發出之成像光的焦點位置。在另一實施例中，波導顯示組件210可包含疊層波導顯示器和變焦波導顯示器。
圖3為本發明一實施例之波導顯示器的立體示意圖。在一些實施例中，波導顯示器300可以是近眼顯示器100的一個元件(例如波導顯示組件)。在一些實施例中，波導顯示器300是一些其他近眼顯示器或其他系統中用於將成像光引導到特定位置的一部分。
波導顯示器300包含光源組件310、輸出波導320以及控制器330。圖3繪示出與單隻眼睛220相關聯的波導顯示器300，但是在一些實施例中，與波導顯示器300分離或部分分離的另一波導顯示器將成像光提供給使用者的另一隻眼睛。
光源組件310產生光圖案355。光源組件310產生並且輸出光圖案355至位於輸出波導320之第一側370-1的耦合元件350。輸出波導320包含光學波導，其輸出擴展的成像光340至使用者的眼睛220。輸出波導320在位於第一側370-1上的一個或多個耦合元件350的位置接收光圖案355，並且將接收的光圖案355引導到導向元件360。在一些實施例中，耦合元件350耦合自光源組件310進入輸出波導320的光圖案355。 耦合元件350例如是繞射光柵、全像光柵、一個或多個串接式反射鏡、一個或多個棱柱面元件和/或全像反射鏡陣列。
導向元件360將接收到的光圖案355再次定向到去耦合元件365，使得接收到的光圖案355經過去耦合元件365從輸出波導320去耦合。導向元件360可以是輸出波導320之第一側370-1的一部分或者是貼附於於輸出波導320的第一側370-1。去耦合元件365可以是輸出波導320之第二側370-2的一部分或者是貼附於於輸出波導320的第二側370-2，使得導向元件360與去耦合元件365相對配置。導向元件360和/或去耦合元件365例如是繞射光柵、全像光柵、一個或多個串接式反射鏡、一個或多個棱柱面元件和/或全像反射鏡陣列。
輸出波導320的第二側370-2表示沿x方向和y方向的二維平面。輸出波導320可以由促成光圖案355的全內反射的一種或多種材料所組成。輸出波導320可以由例如矽、塑料、玻璃和/或聚合物所組成。輸出波導320具有相對小的形狀因子。舉例來說，輸出波導320在x方向上可以是大約50公釐(mm)寬，在y方向上是30公釐長，且在z方向上是0.5~1公釐厚。
控制器330控制光源組件310的掃描操作。控制器330確定光源組件310的掃描指令。在一些實施例中，輸出波導320將擴展的成像光340輸出到使用者的眼睛220，並且輸出波導320具有大視野特性。舉例來說，擴展後的成像光340以大於等於60度角和/或小於等於150度角的對角線視野(x方向和y方向)提供給使用者的眼睛220。在一些實施例中，輸出波導320可以被配置以提供長度為大於等於20公釐和/或小於等於50公釐的眼動範圍，以及/或寬度為大於等於10公釐和/或小於等於50公釐的眼動範圍。
圖4為本發明一實施例之波導顯示器的剖切示意圖。波導顯示器300的橫截面400可包含光源組件310和輸出波導320。光源組件310可根據來自控制器330的掃描指令產生光圖案355。光源組件310可包含發光源410和光學系統415。發光源410可以包含發光元件(例如，如後續進一步詳細的光組件)，其產生同調光或部分同調光。發光源410可以包含一個或多個發光元件，其例如是雷射二極體、垂直共振腔面射型雷射(VCSEL)、發光二極體(LED)和/或類似物。
光學系統415可包含調節來自發光源410之光線的一個或多個光學組件。來自發光源410的調節光可包含例如是根據控制器330的指令擴展、准直和/或調整方向。光學系統415的一個或多個光學組件可包含一個或多個透鏡、液體透鏡、鏡子、光圈和/或光柵。在一些實施例中，光學系統415包含具有多個電極的液體透鏡，且所述多個電極允許掃描具有掃描角度閾值的光束，以將光束移動到液體透鏡外部的區域。從光學系統415(以及光源組件310)發射的光被作為光圖案355。
輸出波導320接收光圖案355。耦合元件350將光圖案355從光源組件310耦合到輸出波導320中。在耦合元件350是繞射光柵的實施例中，適當選擇繞射光柵的間距，使得輸出波導320中會發生全內反射，並且光圖案355在輸出波導320內部傳播(例如，通過全內反射傳播)，進而朝向去耦合元件365傳遞。
導向元件360將光圖案355重新定向到去耦合元件365以與輸出波導320分離。在導向元件360是繞射光柵的實施例中，適當選擇繞射光柵的間距，而使入射光的光圖案355以相對於去耦合元件365的表面之傾斜角度離開輸出波導320。
在一些實施例中，導向元件360和/或去耦合元件365在結構上類似。離開輸出波導320的成像光340沿一個或多個維度擴展(例如，可沿x方向伸長)。在一些實施例中，波導顯示器300包含多個光源組件310和多個輸出波導320，在這樣的實施例中，每個光源組件310可以是對應於光原色(例如，紅色、綠色或藍色)之特定波長帶的單色成像光。此外，每個輸出波導320可以以一定距離堆疊在一起，以輸出多色的成像光340。
圖5為本發明一實施例之近眼顯示器中顯示系統的方塊圖。顯示系統500包含近眼顯示器100、取像裝置535和輸入/輸出介面540，且每個輸入/輸出介面540皆耦合到控制台510。
近眼顯示器100是向使用者呈現媒體的顯示器。近眼顯示器100呈現之媒體例如包含一個或多個影像、視頻和/或音頻。在部分實施例中，音頻可透過外部裝置(揚聲器或耳機)從近眼顯示器100、從一控制台或是一併從兩者接收音頻資訊，且基於音頻資訊呈現音頻資料。在部分實施例中，近眼顯示器100也可用作虛擬實境顯示器。在一些實施例中，近眼顯示器100利用計算機生成的元素(例如，圖像、視頻、聲音等)來增強物理真實世界環境的視圖。
近眼顯示器100可以包含波導顯示組件210、一個或多個位置感測器525和/或慣性測量單元(IMU)530。
慣性測量單元530可包含電子裝置。此電子裝置基於從位置感測器525接收的一個或多個測量訊號生成快速校準數據，以標示近眼顯示器100相對於近眼顯示器100之初始位置的估計位置。
取像裝置535可以根據從控制台510接收的校準參數生成慢速校準數據。取像裝置535例如包含一個或多個相機以及/或一個或多個錄影機。
輸入/輸出介面540包含允許使用者向控制台510發送動作請求的裝置。此處，動作請求可以包含執行特定動作的請求，例如可以是開始或結束應用程式，或是在應用程式內執行特定動作。
控制台510根據從以下中的一個或多個接收的訊息向近眼顯示器100提供媒體以呈現給使用者：取像裝置535、近眼顯示器100以及輸入/輸出介面540。在圖5中，控制台510包含應用程式存儲器545、追蹤模塊550和引擎555。
應用程式存儲器545儲存一個或多個應用程式，以供控制台510執行。應用程式是一組指令，當由處理器執行時，生成用於呈現給使用者的內容。應用程式的例子包含：遊戲應用程式，會議應用程式，視頻回放應用程式或其他合適的應用程式。
追蹤模塊550可以使用一個或多個校準參數來校準顯示系統500，並且可以調整一個或多個校準參數，以減少確定近眼顯示器100的位置時的誤差。
追蹤模塊550可以使用來自取像裝置535的慢速校準資訊來追蹤近眼顯示器100的移動。追蹤模塊550還可以使用來自快速校準資訊的位置訊息來確定近眼顯示器100之參考點的位置。
引擎555可以執行顯示系統500內的應用程式並且從追蹤模塊550接收近眼顯示器100的位置訊息、加速度訊息、速度訊息和/或預測的未來位置訊息。在一些實施例中，透過引擎555接收的訊息用於產生到波導顯示組件210的訊號(例如顯示指令)，其確定要呈現給使用者之內容的類型。
由於使用者可以配戴近眼顯示器100，因此近眼顯示器100的設計可採用能適應這種使用情況的設計特色，例如重量輕和低功率。考慮到這一點，一些實施例可以利用鏡子掃描系統的光源組件(例如，圖3、4的光源組件310)，其中鏡子掃描一個或多個光源(例如，發光源410)以創造屬出光圖案(例如圖4的光圖案355)。
圖6為本發明一實施例之擴增實境顯示器中光組件的示意圖。光組件600(可對應於圖4的發光源410)包含光源陣列(或圖案)。光源陣列中的每個光源604可以發射特定顏色或波長帶的光。在一些實施例中，光源604可包含雷射或發光二極體(例如微型發光二極體)，其可以放置或以其他方式製造在共同基底或晶片上。此處，術語「晶片」是指與光源陣列一起封裝的多個電連接器。以下的額外實施例中，描述了光組件600可包含多個晶片。在一些實施例中，光源陣列中的光源604可以按行和列排列。如圖6所示，光組件600可包涵光組件600的第一行Row1、第二行Row2、第三行Row3、第四行Row4、第五行Row5、第六行Row6至第n行Rown，以及第一列Col.1、第二列Col.2、第三列Col.3到第m列Col.m。在一些實施例中，光組件600的包含十二行，配置在其中四行的光源604為紅光發光二極體，配置在另外四行的光源604為綠光發光二極體，配置在又另外四行的光源604為藍光發光二極體。在一些實施例中，三至七行的光源604作為在光組件600中的一個色光使用，但其他實施例可以變化。
值得注意的是，儘管圖6的光組件600之光源陣列的光源604排列形成矩形圖案(每一行的光源604互相對準成列)，但本發明不以此為限。如下另外詳述的內容，光組件600在另一實施例中可包含形成六邊形圖案或其他圖案的光源陣列，這使得配置在某些行或某些列的光源604不與其他行或其他列的光源604對齊。(此處，當用於指稱光組件600的光源604時，術語「行」和「列」是指光源604的子集，其對準以照射沿著輸出光圖案(例如，影像或用於創造影像的光圖案)之掃描線(例如，多個列)的對應像素)。可以進一步注意，光源604可以發出圓形圖案的光，當將一行和/或一列的光源604與另一行和/或另一列定相位時，這是有用的。即便如此，在其他實施例中，光源可以額外地或替代地是非圓形的。
圖7為本發明一實施例之應用於近眼顯示器的鏡子掃描系統的示意圖。可以在近眼顯示器(例如圖3的近眼顯示器100)的光組件(例如，圖3、4的光源組件310)中使用鏡子掃描系統700，並且通過鏡子704掃描光組件600，以在掃描場706中投射輸出光圖案。在所示實施例中，鏡子掃描系統700包含光組件600、鏡子704和光學器件712。掃描場706可以包含虛擬影像平面，且虛擬影像平面提供輸出光圖案(並且如先前實施例中所示，於虛擬影像平面上可放置有波導或其他光元件以接收輸出光圖案)。
鏡子掃描系統700的操作通常可以如下進行。在掃描週期期間，從光組件600的光源604發出之光線702可以被鏡子704反射到掃描場706上。鏡子704相對軸708轉動以(如虛線所示)以引導光線702。在掃描週期中，以不同的角度沿掃描維度707照射掃描場706的不同部分。因此，鏡子704在掃描週期中經由轉動來掃描光組件600，以沿著掃描維度707在整個掃描場(例如，從第一行Row1到第p行Rowp)上重新定向來自光組件600的光線702。光組件600可以在不同時間發射不同的光圖案以照射掃描場706，藉此創造輸出光圖案。輸出光圖案可以影像或影像的前置體。輸出光圖案可以對應於圖4的光圖案355，因此可以將輸出光圖案提供給輸出波導320的耦合元件350，以形成提供給使用者眼睛的成像光340。
用於掃描光組件600之鏡子704的類型可以根據所需的功能而變化。在一些實施例中，鏡子704可包含微機電掃描鏡(Scanning MEMS mirror)，其用以透過前後振盪來掃描光組件600，以沿著掃描維度反射光線。在其他實施例中，鏡子704可包含旋轉鏡(例如多面鏡)，其用以繞著軸轉動，以沿著掃描維度在一個方向上掃描光組件600。在其他實施例也可以有所變化。此處，鏡子704相對軸轉動的態樣可包含部分轉動(例如振盪)和/或完全轉動(例如旋轉)。
光學器件712可用於將來自光組件600的光准直和/或聚焦到鏡子704和/或掃描場706。光學器件712和鏡子704可以對應於圖4的光學系統415。因此，光學器件712可以包含一個或多個透鏡、光柵、光圈和/或如前述的其他光學元件。
如前所述，在掃描週期的過程用輸出光圖案照射掃描場706。輸出光圖案可以分成輸出像素陣列，且輸出像素陣列分成行和列。在圖7中，掃描場706具有第一行至第p行。在掃描週期中，輸出光圖案中的每個像素可以由光組件600的對應之其中一列的一個或多個光源604照射。如下面關於圖8和圖9進一步描述的情況，當鏡子704轉動時，光組件600之光源陣列中的光源604可以在掃描週期期間的某些時間閃爍，以照射掃描場706中的輸出光圖案的各個像素。鏡子704轉動以沿著掃描維度707重新定向光線702，使得沿著光組件之長度L1的每列光源604照射掃描場706中的輸出光圖案之對應像素列。由於鏡子704轉動，在光組件600中之每列的每個光源604可用於照射輸出光圖案中的對應像素。在一些實施例中，掃描場706的長度L2可以超過光組件600的長度L1，和/或沿著長度L2的輸出光圖案的像素行數可以超過沿著長度L1的光源604行數。在一些實施例中，掃描場706之輸出光圖案的像素行數(總共有p行)可以是光源604行數(總共有n行)的50至10000倍。在一實施例中，鏡子704轉動以沿著單個掃描維度707掃描光組件600，因此輸出光圖案中的像素列數可以對應於光組件600的光源列數(總共有m列)。在其他實施例中，鏡子704可以被配置為沿著兩個掃描維度掃描，此時輸出光圖案中的像素列數可以大於或小於光組件600中的光源列數。
鏡子704的轉速可以根據所需的功能而變化。根據一些實施例，鏡子704的轉速可以對應於近眼顯示器的刷新率，其可以每秒發生若干次(例如數十次或更多次)。在一些實施例中，鏡子704可以過度轉動(例如在光線702照射掃描場的全部區域之後繼續轉動)，以允許鏡子降低其轉速並增加相反方向的轉速。這可以允許掃描場706上具有相對均勻的掃描速度。因為鏡子704可以沿著兩個方向轉動(如圖7標示的雙箭頭)，所以鏡子掃描系統700可用以在兩個方向上掃描從光組件600到掃描場706的光線702。
根據所需的功能，可以在鏡子704的單次通過(轉動)中執行掃描週期的行程中對掃描場706的全掃描(例如，照射掃描場706中的輸出光圖案中的所有像素)，或是在鏡子704的多次通過中執行。在一些實施例中，例如，輸出光圖案中的每行像素在鏡子704的單次通過中被照射。在其他實施例中，掃描可以交錯執行，以在鏡子704沿著掃描維度707的一方向第一次通過掃描場706時照射輸出光圖案中偶數行的像素，接著在鏡子704沿著掃描維度707的一相反方向第二次通過掃描場706時照射輸出光圖案中奇數行的像素。
圖8為一個例子之掃描場中輸出光圖像的示意圖。圖9繪示光組件發光而開始形成圖8之輸出光圖像的示意圖。光組件600可隨時間在掃描場706中形成輸出光圖案800(圖8、9中的黑色圓圈表示被光源照射的像素)。圖8繪示出掃描場706中的輸出光圖案800的上視圖，其包含沿著多條掃描線815設置的多個像素810。當鏡子704在掃描週期中轉動時，輸出光圖案800被照光。如下另外解釋的，光源604照射對應之掃描線815上的像素810，其中光組件600的每個光源604可用於在掃描期間照射輸出光圖案800的對應掃描線815上的一個或多個像素810。當鏡子704在掃描週期期間轉動時，光源604可以保持關閉，直到鏡子704被定位以將來光源604發出之光引導至對應的像素810，此時光源604可以發出閃光照亮對應的像素810。
在圖8的實施例中，當鏡子704及時轉動時，光組件600的第一行Row1光源與輸出光圖案800的不同行像素對準。例如圖9所示，在時間t = 1時，光組件600的第一行Row1光源與輸出光圖案800的第一行Row1像素對準。在時間t = 2時，光組件600的第一行Row1光源與輸出光圖案800的第二行Row2像素對準。在時間t = 3時，光組件600的第一行Row1光源與輸出光圖案800的第三行Row3像素對準。以此類推，在時間t = 4時，光組件600的第一行Row1光源與輸出光圖案800的第四行Row4像素對準。在時間t = 5時，光組件600的第一行Row1光源與輸出光圖案800的第五行Row5像素對準。在時間t = 6時，光組件600的第一行Row1光源與輸出光圖案800的第六行Row6像素對準。以這種方式掃描，使得光組件600能夠用完整的輸出光圖案800沿著掃描方向照亮整個掃描場706(例如，照亮第一行到第p行)。可以注意到，在圖8和圖9中，光組件600的方向相對於輸出光圖案800是上下顛倒的(在其他實施例中，方向可以是不同的，這取決於諸如光學器件712的方向和光組件的因子)。當光組件600的第一行Row1與輸出光圖案800的各行對齊時，其他行也在掃描週期的過程中與輸出光圖案800的各行對齊。例如，在時間t = 2，當光組件600的第一行Row1與輸出光圖案800的第二行Row2對準時，光組件600的第二行Row2與輸出光圖案800的第一行Row1對準。在時間t = 3，光組件600的第一、二、三行分別與輸出光圖案800的第三、二、一行對準。這種照射方式在掃描期間中持續進行。因此，如前述，每個光源604可用於在掃描週期中照射輸出光圖案800的對應掃描線815上的任何或所有像素810。
圖9繪示光組件600的實施例在時間t = 1、t = 2和t = 3時發光，以開始形成圖8中所示的輸出光圖案800。在時間t = 1，光組件600的第一行Row1與輸出光圖案800的第一行對準。因為是掃描的開始，所以光組件600的其他行尚未與這些輸出光圖案800的任何行對準。光組件600的第一行中的三個光源604發光以照射輸出光圖案800之第一行中對應的三個像素810。光組件600的第二行Row2和第三行Row3沒有光源604。在時間t = 2，光組件600的第二行與輸出光圖案800的第一行對準，因此第二行中的三個光源604發光以照射輸出光圖案800之第一行中對應的同樣三個像素810。在時間t = 3，光組件600的第三行與輸出光圖案800的第一行對準，因此第三行中的三個光源604發光以照射輸出光圖案800之第一行中對應的同樣三個像素810。此外，因為光組件600的第一行現在與輸出光圖案800的第三行對準，所以光組件600的光源604用於照亮第三行中對應的像素。鏡子704的移動和光源604照射像素810的時機是同步的，使得輸出光圖案800在掃描場706中看起來是靜態的。在一些實施例中，照射像素810的時機以及光源604在光組件600中的排列方式可用以在輸出光圖案800中提供更高解析度的像素810。可以注意到，儘管圖9的光組件600只有三行光源，但任意行數的光組件600都能創造出圖8的輸出光圖案。
圖10為本發明一實施例之具有超高解析度的掃描場。掃描場1000中的輸出光圖案1004具有高解析度或超高解析度。由於製造和/或其他原因造成之限制，光組件600中的光源604其密度也會受到限制。儘管如此，本實施例可以提供超高解析度，其中可以在得到的輸出光圖案1004中減輕這些限制帶來的影響。具體來說，具有超高解析度的輸出光圖案1004中的像素810可具有水平間距1006並且/或垂直間距1008，並且水平間距1006與垂直間距1008可小於掃描過程中使用的光組件(例如圖9中的光組件600)當中對應的水平間距或垂直間距。減少垂直間距1008的方式可以是透過在掃描週期的過程中更頻繁地閃爍光源604來實現，這造成輸出光圖案1004中垂直像素的數量增加(例如從1080增加到2160)。減少水平間距1006的方式可以是透過如圖11和圖12所示之光組件中的像素偏離來實現。
圖11為本發明第一實施例之提供超高解析度的光組件的示意圖。可提供超高解析度的光組件1100的多個光源604配置在偏離的行中，使得奇數行1104與偶數行1106偏離。如此，列與列之間的列間距1108減小，藉此輸出光圖案中的像素810的對應水平間距1006也能減小(如圖10所示)，並且輸出光圖案在這些行的解析度會增加。然而，可以注意到，光組件1100中的列(例如，列1110和1112）由來自相隔兩行的光源604形成，而不是由每一行的光源604形成。因此，可以調節光源604照光的占空比和/或可以增加光組件1100中的多個行以確保輸出光圖案1004的掃描線被適當地照射。水平間距1114(即同一行中的相鄰兩光源604的中心之間距離)和垂直間距1116(即相鄰的兩行中的彼此靠近的兩光源的中心之間距離)可以根據製造限制、期望的功能和/或其他因素而作改變。在一些實施例中，水平間距1114例如是4.5微米(μm)，且垂直間距1116例如是5微米。這些尺寸中的一個或兩個可以在其他實施例中有所變化。
圖12為本發明第二實施例之提供超高解析度的光組件的示意圖。可提供超分解析度的光組件1200的多個光源604配置在偏離的行中，並且相鄰的行所組成的第一行子集1204與相鄰的其他行所組成的第二行子集1206偏離。如此，列與列(例如，列1210和1212)之間的水平間距1208以類似於圖11所示的方式減小。這也類似地使得在輸出光圖案1004上的像素810的對應水平間距1006(如圖10所示)也減小。這些列僅由光組件1200中的一部分的行形成，因此可以進行設計調整以適應這種情況。
圖11、12中的實施例僅用示例性說明，並不意味著窮舉。可以使用類似技術並配合光組件上的光源604的任意佈置來達到超高解析度。例如，在其他實施例中，不是只會有兩組行子集偏離，而是可以具有多於兩組的行子集偏離。若有必要，實施例還可以附加地或替代地以類似的方式讓多個列偏離以減小垂直間距。根據一些實施例，資料透過電路傳送來控制光源604的方法可以影響如何配置光源604。本領域普通技術人員將理解各種可替換的配置方式。
再次參照圖8和圖9，當在掃描週期的過程中由不同光源604照射輸出光圖案800的像素810時，使用者可能不會感覺到有任何閃爍出現在對應輸出光圖案800的影像中。然而，使用者的眼睛可能隨著時間的推移整合像素810的照光。 如果光組件600的其中一列中的光源604停止工作，則可以增加由光組件600的同一列中的其他光源604發出之光的占空比和/或振幅，以確保在對應掃描線815上的像素810亮度會讓與使用者感受起來是一致的。
可選地或另外地，此備援機制可用於維持增加的功率效率。例如，為了獲得期望的亮度範圍，可以在對應的電流範圍下驅動光源604。光源604的光輸出效率可以在此電流範圍的一部分上高於另一部分。更節能的方式可以用最有效的電流範圍驅動光組件600的光源604並且以相同的節能方式驅動同一列中的其他光源604，而不是使用整個電流範圍來驅動光源604，藉以在輸出光圖案800的特定像素810處獲得所需的亮度。
圖13為本發明一實施例之光組件的示意圖。圖14為圖13之光組件的上視示意圖。本實施例提供由單個共同陰極晶片組成的光組件1300。為使圖示簡潔，僅繪示光組件1300的其中一行。此處，光源包含具有多個單獨的陽極1304和一個共同陰極1306的發光二極體1302(取決於期望的功能，其他實施例可具有不同的電極配置)。可進一步注意到，儘管圖13至16中描述的實施例以發光二極體作為光源，可根據類似的概念應用其他類型的光源。
如圖14所示，發光二極體1302沿著光組件1300的前表面設置，且在每個對應的發光二極體1302的後表面上具有用於發光二極體1302的各個陽極1304的對應電性接觸點(未示出)。共同陰極1306(其也可以設置在光組件1300的後表面上)可在光組件1300的前表面上產生空白區域1402，其中空白區域1402沒有設置發光二極體1302。
圖15為本發明一實施例之使用多個晶片之光組件的上視示意圖。多個晶片1502以交錯方式佈置以實現均勻間隔的掃描線。此處，需要多個晶片1502來形成具有足夠列數量的光組件以產生輸出光圖案800。從圖中可以看出，晶片1502以交錯方式連接，而不是端與端(end-to-end)的的方式連接。可能有不同的原因造成這樣的排列方式。一個原因是每個晶片1502的物理封裝不允許發光二極體太靠近晶片1502的邊緣放置。因此，如果兩個晶片1502以端與端方式連接在一起，則位於相鄰的兩個晶片的對應末端的兩個相鄰發光二極體之間的中心距可能超過輸出光圖案800的水平間距。因此，為了確保在所得到的輸出光圖案800中的掃描線815能被均勻間隔照射，圖15中的晶片1502被配置成互相重疊，而不是端對端連接。然而，這導致光組件1500中有大面積的未使用區域1504，其可能在掃描維度上不合需要地使光組件1500的尺寸加倍。可以注意到，具有多的行的光組件導致類似的低效率。
圖16為本發明一實施例之包含多個非矩形平行四邊形形狀之光組件的上視示意圖。光組件1600包含多個非矩形平行四邊形形狀的晶片1502，以消除類似於圖15中的未使用區域1504。由這些晶片1502與每個晶片1502的共同陰極之間的交界形成的單個空白區域1402延伸通過光組件1600的多個行。然而，這導致每一列中具有不均勻數量的發光二極體LED可用於照射對應的輸出光圖案800之掃描線。例如，圖16的列1602由四個發光二極體照明，列1604由兩個發光二極體照明，並且列1606由單個發光二極體照明。
圖17為本發明第一實施例之提供對應的光輸出圖案中的掃描線均勻照射之光組件的上視示意圖。光組件1700藉由均勻地分佈空白區域通過光組件1700的主動區1701內的所有列的光源604克服照明不均勻性的問題。在圖17中，主動區1701包含被鏡子704掃描的光組件1700的一部分。晶片間空白區域1702形成在兩個晶片1502相鄰的交界處，並且晶片間空白區域1702沿著對角線延伸通過光組件1700的這些行的光源604。晶片間空白區域1702可以由一製程實際生產，此製程可以限制光源604接近晶片1502的邊緣的程度。這限制了可用於照射對應於晶片1502之間交界處附近的列中的光源604之掃描線的光源數量。為了確保對應於光組件1700的其他列中的光源604之掃描線的照明均勻性，晶片內空白區域1704均勻地分佈在光組件1700的其餘列上。這些晶片內空白區域1704可以具有基本上與晶片間空白區域1702相同的角度和寬度。根據本實施例，這些晶片內空白區域1704可以對應到在掃描週期不使用光源604照射輸出光圖案的位置。因此，這些晶片內空白區域可以包含陰極(和/或其他電極)所在的位置，其中沒有設置任何光源604(無論是否存在陰極或其他特徵)，以及/或可以設置光源604但在掃描週期中不會使用此光源604。在圖17的實施例中，主動區1701內的每列主動光源包含四個光源604。
光組件1700由多個非矩形晶片1502形成。具體地，圖17的多個非矩形晶片1502均是非矩形平行四邊形的形狀，儘管在其他實施例中可以是其他非矩形形狀。如此一來，光組件1700的一部分可位在鏡子704掃描的主動區1701之外，並且光組件1700的該些部分用於在對應的掃描場中產生輸出光圖案。這些部分可以包含未使用的光源1706。在其他實施例中，可以製造晶片1502以從這些部分中排除任何光源。額外地或可選地，可以從晶片1502上移除這些部分。
可以注意到，晶片間空白區域1702和晶片內空白區域1704的寬度可以在其他實施例中有所變化，這取決於期望的功能。例如，在光組件1700中，晶片間空白區域1702和晶片內空白區域1704的寬度足夠寬，以有效地將每列中的光源604的數量減少一個。更一般地說，在光組件1700的一列(例如列1710和1712)包含n個光源604的情況下，晶片間空白區域1702和晶片內空白區域1704用於減少這種情況，而使列包含n-1個光源604。然而，在其他實施例中，晶片間空白區域1702和晶片內空白區域1704的寬度可以變化。這樣一來，在其他實施例中，光組件的晶片間空白區域和晶片內空白區域可以用於將光組件之一列中的光源的數量從n減少到n-m，其中m≥ 1。
還可以注意到，晶片1502斜邊的角度1708可以根據期望的功能而變化。例如，角度1708可以根據光源的垂直間距和水平間距的比例以及光源604如何配置形成在每個晶片1502上的光源陣列而變化。圖18、19繪示出角度1708如何變化。
圖18為本發明第二實施例之提供對應的光輸出圖案中的掃描線均勻照射之光組件的上視示意圖。光組件1800的光源604設置於偏離的多個行中，並且以類似於圖11的光組件1100的方式提供超高解析度。類似圖17的光組件1700，光組件1800包含晶片間空白區域1802以及仿照晶片間空白區域1802的圖案的多個晶片內空白區域1804，以確保每列的光源604數量(例如，列1810和1812)是均勻的，從而有助於確保輸出光圖案的各個掃描線的照明均勻性。另外，光光組件1800可以包含在有主動區1801外部的未使用光源。
除了光源604的配置不同之外，光組件1800在其他方面不同於光組件1700。例如，由於在這些實施例之間光源配置的不同，光組件1800斜邊的角度1808不同於光組件1700的角度1708。此外，形成角度1808和角度1708的斜邊沿相反方向傾斜。另外，光組件1800具有比光組件1700還要多的光源604行數。本領域普通技術人員將理解，其他實施例可包含不同的光源604行數，不同的斜邊傾斜方向和/或不同的角度等。
圖19為本發明第三實施例之提供對應的光輸出圖案中的掃描線均勻照射之光組件的上視示意圖。提供掃描線均勻照射的光組件1900的光源604設置在第一行子集1904和第二行子集1906中，兩個行子集以類似於圖12的光組件1200的方式提供超高解析度。其他繪示出的特徵分別類似於圖17和圖18中的光組件1700、1800的特徵。然而，不同於圖17、18，圖19未繪示出主動區的邊緣，而是繪示出了實施例如何包含多個晶片間空白區1902。
圖20為本發明第三實施例之提供對應的光輸出圖案中的掃描線均勻且多色照明的上視示意圖。提供掃描線均勻照明的光組件2000包含紅光次組件2002、綠色次組件2004以及藍光次組件2006。紅光次組件2002包含配置成發射紅光的光源。綠色次組件2004包含配置成發射綠光的光源。藍光次組件2006包含配置成發射藍光的光源。根據一些實施例，相鄰兩行之間的晶片間行距離(Inter-chip row distance)可以大於同一晶片上的兩行之間的距離，並且在光組件2000的掃描期間有所影響力(例如，當受影響的光源閃爍時，會影響時序)。不同色光的晶片可在用於照射輸出光圖案中的對應掃描線的多色光源的列(例如列2008)中對準。沿著列2008的不同光源的占空比(工作週期)和/或光強度可以決定沿著掃描線的每個像素的亮度和強度。
光源陣列(例如光組件2000)中的各個晶片可以被拾取和放置以安裝在共同基板上。雖然相同色光的晶片可以來自相同的晶圓，但是通常可以使用不同的技術來產生不同色光的光發射器。例如，用於紅光發射器的砷化鎵(GaAs)，以及用於綠光和藍光發射器的氮化鎵(GaN)，使得不同色光的晶片可來自不同的晶圓。
圖21為本發明一實施例之控制器迴路的方塊圖。控制器迴路2100可以用於例如控制光組件和鏡子(例如，圖7的光組件600和鏡子704)的操作以提供輸出光圖案。控制器迴路2100可以結合到鏡子掃描系統(例如圖7的鏡子掃描系統700)中，和/或與鏡子掃描系統一起使用，和/或結合到近眼顯示器的較大控制器中(例如，圖3的控制器330)。圖21中的實施例包含處理單元2102、影像數據源2104、光組件控制件2106和鏡子控制件2108。然而，與本文提供的其他圖一樣，其他實施例可以與圖21中所示的實施例不同。其他實施例中，可以例如組合，分離，重新排列和/或以其他方式改變圖21中所示的控制器迴路。
控制器迴路2100可以操作以使光組件的鏡子轉動和發光同步，以確保輸出光圖案被正確照明。為此，處理單元2102可以從影像數據源2104獲得數據以產生輸出光圖案。處理單元2102可以包含例如一個或多個通用處理器、一個或多個專用處理器(諸如數字訊號處理(DSP)集成電路、微處理器、專用集成電路(ASIC)和/或其他類似的處理器)。影像數據源2104可包含例如存儲器(本地和/或遠程可訪問存儲器、固態存儲設備諸如隨機存取記憶體(RAM)和/或唯讀記憶體(ROM)，其可以是可編程的，可閃存更新的和/或類似的記憶體)、數據資料流和/或其他數據源。
光組件控制件2106可以包含被配置為使光組件的光源發光的電路(例如上面關於圖8和圖9所描述的)，並且可以控制定時和/或其他方面(例如，光源發出的光色、強度、占空比等)。鏡子控制件2108可以類似地控製鏡子如何轉動(例如，掃描速度/轉速等)。因此，處理單元2102可以使用從影像數據源2104獲得的數據來向光組件控制件2106和鏡子控制件2108兩者提供控制訊號，以使光組件的發光與鏡子的轉動同步，而以上述實施例的方式形成輸出光圖案。因為光組件可以在掃描週期期間的不同時間照射輸出光圖案的不同部分，所以處理單元2102可以處理從影像數據源2104接收的數據，以確保在掃描週期的每一個時間都能正確地照亮光組件。
圖22為本發明一實施例之提供掃描建模之光輸出圖案中的掃描線均勻照射之顯示方法的流程圖。圖22是根據一個實施例的在掃描架構的輸出光圖案中提供掃描線的均勻照射的方法2200的流程圖。用於執行圖22之方法2200中描述的一個或多個功能的裝置可包含硬體和/或軟體組件，諸如圖21的控制器迴路2100。本領域普通技術人員將知曉，在其他實施例可以改變圖22的方法中所描述的功能，以組合、分離和/或以其他方式重新排列所述的功能。
在方塊2202中，功能包含使用包括多個晶片的光組件和設置在多個晶片上並形成行和列的光源陣列照射鏡子。如上述實施例中所說明的，晶片間空白區域可存在於晶片之間。因此，多個晶片中的第一晶片和第二晶片之間的邊界可以沿著對角線延伸跨越光源陣列的多個行和多個列。對於多個列中的每列而言，所述多個行中的第一行不具有設置在對應列中的光源，並且所述多個行中的第二行具有設置在對應列中的光源。另外，鏡子可以被配置而用以相對軸轉動，以將光源陣列發射的光反射朝向輸出端。如實施例中所述，晶片內空白區域可以包括單個晶片內的區域，其中在掃描期間不使用光源。在一些實施例中，多個晶片中的每個晶片可包含一個或多個晶片內空白區域。在一些實施例中，晶片內空白區域可以對應於晶片的一個位置，而在此位置設置有用於多個光源中的兩個或更多個光源的電極。在一些實施例中，多個晶片中的每個晶片可以是基本上非矩形平行四邊形的形狀，即形成非矩形平行四邊形並且當中成對的平行邊是非正交的。
在方塊2204中，功能包含控制鏡子的轉動與光源陣列的發光，以在掃描週期中創造位於輸出端的輸出光圖像。例如上述，晶片間空白區域可以減少光組件的一列中的光源數量。另外，所述一個或多個晶片內空白區域限制能夠照射多條掃描線中其他掃描線中的每條掃描線的光源數量，使得能夠照射每條掃描線的光源數量是均勻的。也就是說，對輸出光圖案中的每條掃描線提供相同數量的光源來照射。
如前述，某些實施例可包含一個或多個附加特徵。在一些實施例中，光源陣列的行可包括偏離的兩個或更多個行子集，使得第一行子集中的多個第一光源形成光源陣列之列中的第一列子集，並且第二行子集中的多個第二光源形成光源陣列之列中的一第二列子集，第二列子集偏離第一列子集。如上所述，這可以在輸出光圖案中提供超高解析度。如圖11、12所示，可以採用各種方式完成交錯的行以形成不同的列。例如在一個實施例中，第一行子集包括光源陣列的行中的偶數行，且第二行子集包括光源陣列的行中的奇數行。在另一實施例中，第一行子集包含光源陣列的行中第一組相鄰的兩行，且第二行子集包含光源陣列的行中第二組相鄰的兩行。額外地或替代地，光組件還可包含多個未使用的光源，其不用於照光輸出。這些未使用的光源可以設置在光組件的主動區域之外(例如，設置在平行四邊形形狀的晶片的端部處的三角形區域中)。在一些實施例中，輸出端可包含波導。如圖4所示，波導可以包括耦合元件350，並且可以是體積較大的近眼顯示器的一部分，例如圖1的近眼顯示器100。在一些實施例中，光組件可包括兩個或更多個次組件，其中第一次組件包含用以發出第一種顏色光的多個光源的第一子集，並且第二次組件包含多個次組件中的第二子集，用以發出第二種顏色光的光源。在一些實施例中。如圖20所示，這些次組件可以堆疊在光組件內，使得每個次組件上的光源列與其他次組件上的光源列對準。一些實施例可包括三種或更多種顏色的光。
本發明的實施例可以包含人工實境系統或者與人工實境系統結合實施。人工實境是在呈現給使用者之前已經以某種方式調整的現實形式，其可以包含例如虛擬實境、擴增實境，混合實境，或其組合和/或衍生產品。人工實境的內容可以包含完全生成的虛擬內容與捕獲的內容(例如真實世界)組合的內容。人工實境內容可以包含視頻、音頻、觸覺反饋或其組合，並且其中的任何一個可以在單個頻道或多個頻道中呈現(諸如向觀看者產生三維效果的立體視頻)。另外，在一些實施例中，人工實境還可以與應用程式、產品、附件、服務或其組合相關聯，用於例如在人工實境中創建內容和/或以其他方式使用人工實境中的活動。提供人工實境內容的人工實境系統可以在各種平台上實現，包含連接到主計算機系統的頭戴式顯示器(HMD)、獨立HMD、移動裝置或計算系統、或任何其他能夠支持的硬體平台。向一個或多個觀眾提供人工實境內容。
本發明公開了前述對多個實施例的揭露以便說明本發明，但並非是在窮舉所有態樣或將本發明限制於所揭露的具體態樣。相關領域的技術人員可以理解並且依據以上公開內容，知曉許多修改和變化是可能的。
本說明書的一些部分根據對訊息操作的運算法和符號表示來描述本公開的實施例。這些運算法的描述和表示通常由數據處理領域的技術人員使用，以將其工作實質有效地傳達給本領域其他技術人員。這些操作雖然在功能上、計算上或邏輯上被描述，但應理解為由計算機程式或等效電路、微代碼等實現。 此外，也證明將這些操作安排稱為模組是有利的，而不失一般性。 所描述的操作及其相關模組可以體現在軟體，韌體和/或硬體中。
本發明所描述的步驟，操作或過程可以單獨地執行，或用一個或多個硬體或軟體搭配其他裝置結合執行或實現。在一些實施例中，軟體用計算機程式產品實現，且計算機程式產品包含有計算機程式代碼的計算機可讀介質。計算機程式代碼可以由計算機處理器執行以執行所描述的任何或所有步驟，操作或過程。
本發明的實施例還可以涉及一種用於執行所述操作的裝置。該裝置可以為所需目的而專門構造，和/或可以包含由存儲在計算機中的計算機程式選擇性地激活或重新配置的通用計算裝置。這樣的計算機程式可以儲存在非暫時性有形的計算機可讀存儲介質中，或者適合於存儲電子指令的任何類型的介質中。電子指令可以耦合到計算機系統總線。此外，說明書中提到的任何計算系統可以包含單個處理器，或者可以是採用多個處理器設計以提高計算能力的架構。
本發明的實施例還可以涉及通過本文描述的計算過程產生的產品。這樣的產品可以包含由計算過程產生的訊息，其儲存在非暫時性有形的計算機可讀存儲介質上，並且可以包含計算機程式產品的任何實施例或本文描述的其他數據組合。
雖然本發明以前述之實施例揭露如上，然而這些實施例並非用以限定本發明。在不脫離本發明之精神和範圍內，所為之更動與潤飾，均屬本發明之專利保護範圍。關於本發明所界定之保護範圍請參考所附之申請專利範圍。
100‧‧‧近眼顯示器 105‧‧‧框架 110‧‧‧顯示元件 200‧‧‧橫截面 210‧‧‧波導顯示組件 220‧‧‧眼睛 230‧‧‧出射瞳 300‧‧‧波導顯示器 310‧‧‧光源組件 320‧‧‧輸出波導 330‧‧‧控制器 355‧‧‧光圖案 370-1‧‧‧第一側 370-2‧‧‧第二側 350‧‧‧耦合元件 340‧‧‧成像光 360‧‧‧導向元件 365‧‧‧去耦合元件 400‧‧‧橫截面 410‧‧‧發光源 415‧‧‧光學系統 500‧‧‧顯示系統 535‧‧‧取像裝置 540‧‧‧輸入/輸出介面 510‧‧‧控制台 525‧‧‧位置感測器 530‧‧‧慣性測量單元 545‧‧‧應用程式存儲器 550‧‧‧追蹤模塊 555‧‧‧引擎 600‧‧‧光組件 604‧‧‧光源 Row1~Rown‧‧‧第一行~第n行 Rowp‧‧‧第p行 Col.1~ Col.m‧‧‧第一列~第m列 700‧‧‧鏡子掃描系統 702‧‧‧光線 704‧‧‧鏡子 712‧‧‧光學器件 706‧‧‧掃描場 707‧‧‧掃描維度 708‧‧‧軸 L1、L2‧‧‧長度 800‧‧‧輸出光圖案 810‧‧‧像素 815‧‧‧掃描線 1004‧‧‧輸出光圖案 1006‧‧‧水平間距 1008‧‧‧垂直間距 1100‧‧‧光組件 1104‧‧‧奇數行 1106‧‧‧偶數行 1108‧‧‧列間距 1110、1112‧‧‧列 1114‧‧‧水平間距 1116‧‧‧垂直間距 1200‧‧‧光組件 1204‧‧‧第一行子集 1206‧‧‧第二行子集 1210、1212‧‧‧列 1208‧‧‧水平間距 1300‧‧‧光組件 1304‧‧‧陽極 1306‧‧‧共同陰極 1302‧‧‧發光二極體 1402‧‧‧空白區域 1500‧‧‧光組件 1502‧‧‧晶片 1504‧‧‧未使用區域 1600‧‧‧光組件 1602、1604、1606‧‧‧列 1700‧‧‧光組件 1701‧‧‧主動區 1702‧‧‧晶片間空白區域 1704‧‧‧晶片內空白區域 1706‧‧‧未使用的光源 1710、1712‧‧‧列 1800‧‧‧光組件 1801‧‧‧主動區 1802‧‧‧晶片間空白區域 1804‧‧‧晶片內空白區域 1708‧‧‧角度 1808‧‧‧角度 1810、1812‧‧‧列 1900‧‧‧光組件 1904‧‧‧第一行子集 1906‧‧‧第二行子集 1902‧‧‧晶片間空白區 2000‧‧‧光組件 2002‧‧‧紅光次組件 2004‧‧‧綠色次組件 2006‧‧‧藍光次組件 2008‧‧‧列 2100‧‧‧控制器迴路 2102‧‧‧處理單元 2104‧‧‧影像數據源 2106‧‧‧光組件控制件 2108‧‧‧鏡子控制件 2200‧‧‧方法 2202、2204‧‧‧方塊
圖1為本發明一實施例之近眼顯示器的示意圖。 圖2為本發明一實施例之近眼顯示器的剖切示意圖。 圖3為本發明一實施例之波導顯示器的立體示意圖。 圖4為本發明一實施例之波導顯示器的剖切示意圖。 圖5為本發明一實施例之近眼顯示器中顯示系統的方塊圖。 圖6為本發明一實施例之擴增實境顯示器中光組件的示意圖。 圖7為本發明一實施例之應用於近眼顯示器的鏡子掃描系統的示意圖。 圖8為一個例子之掃描場中輸出光圖像的示意圖。 圖9繪示光組件發光而開始形成圖8之輸出光圖像的示意圖。 圖10為本發明一實施例之具有超高解析度的掃描場。 圖11為本發明第一實施例之提供超高解析度的光組件的示意圖。 圖12為本發明第二實施例之提供超高解析度的光組件的示意圖。 圖13為本發明一實施例之光組件的示意圖。 圖14為圖13之光組件的上視示意圖。 圖15為本發明一實施例之使用多個晶片之光組件的上視示意圖。 圖16為本發明一實施例之包含多個非矩形平行四邊形形狀之光組件的上視示意圖。 圖17為本發明第一實施例之提供對應的光輸出圖案中的掃描線均勻照射之光組件的上視示意圖。 圖18為本發明第二實施例之提供對應的光輸出圖案中的掃描線均勻照射之光組件的上視示意圖。 圖19為本發明第三實施例之提供對應的光輸出圖案中的掃描線均勻照射之光組件的上視示意圖。 圖20為本發明第三實施例之提供對應的光輸出圖案中的掃描線均勻且多色照明的上視示意圖。 圖21為本發明一實施例之控制器迴路的方塊圖。 圖22為本發明一實施例之提供掃描建模之光輸出圖案中的掃描線均勻照射之顯示方法的流程圖。 附圖基於輔助說明目的描繪了本發明的實施例。本領域技術人員將從以下描述中容易地認識到，在不脫離本發明的原理或功效的情況下，可以採用所示結構和所示方法的替代實施例。 在附圖中，類似的組件和/或特徵可以具有相同的參考標號。此外，相同類型的各種組件可以通過用短劃線伴隨參考標籤以及區分相似組件的第二標籤來區分。如果在說明書中僅使用第一參考標籤，則該描述適用於具有相同第一參考標籤的任何一個類似組件，而與第二參考標籤無關。
604‧‧‧光源
1502‧‧‧晶片
1700‧‧‧光組件
1701‧‧‧主動區
1702‧‧‧晶片間空白區域
1704‧‧‧晶片內空白區域
1706‧‧‧未使用的光源
1708‧‧‧角度
1710、1712‧‧‧列

Claims (20)

  1. 一種顯示系統，包含：一光組件，包含：多個晶片；以及一光源陣列，設置於該些晶片上並形成多個列與多個行，使得所該些晶片中的每個晶片包括跨度兩個或更多該些列以及兩個或更多該些行的該光源陣列的對應部分，其中一第一晶片與一第二晶片之間的一邊界沿著對角線延伸通過該光源陣列的該些列與該些行，使得該光源陣列的每一該些列對應之該些行中的第一行不具有設置於該光源陣列中的光源且第二行具有設置於該光源陣列中的光源；一鏡子，用以相對一軸轉動以反射該光源陣列朝向一輸出端發出之光；以及一控制器迴路，用以協調該鏡子的轉動與該光源陣列的發光，以於一掃描週期中創造位於該輸出端的一輸出光圖像。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的顯示系統，其中每一該些晶片包含至少一晶片內空白區域，該至少一晶片內空白區域完全設置於該晶片內，且該至少一晶片內空白區域內沒有設置在該掃描週期中使用的光源。
  3. 如申請專利範圍第2項所述的顯示系統，其中，該邊界以一角度和一寬度沿著對角線延伸通過該些列與該些行，且該至少一晶片內空白區域具有實質上與該邊界相同的該角度和該寬度。
  4. 如申請專利範圍第2項所述的顯示系統，其中該至少一晶片內空白區域對應到該晶片中設置有用於該光源陣列的兩個以上光源之電極的位置。
  5. 如申請專利範圍第1項所述的顯示系統，其中該光源陣列的該些行包含偏離的兩個以上的行子集，而使一第一行子集中的多個第一光源形成該光源陣列之該些列中的一第一列子集，且一第二行子集中的多個第二光源形成該光源陣列之該些列中的一第二列子集，該第二列子集偏離該第一列子集。
  6. 如申請專利範圍第5項所述的顯示系統，其中該第一行子集包含該光源陣列之該些行中的偶數行，且該第二行子集包含該光源陣列之該些行中的奇數行。
  7. 如申請專利範圍第5項所述的顯示系統，其中該第一行子集包含該光源陣列的該些行中第一組相鄰的兩行，且該第二行子集包含該光源陣列的該些行中第二組相鄰的兩行。
  8. 如申請專利範圍第1項所述的顯示系統，其中每一該些晶片實質上為非矩形的平行四邊形形狀。
  9. 如申請專利範圍第8項所述的顯示系統，其中該邊界相對於該光源陣列的一角度介於該第一晶片與該第二晶片之間，使得該光源陣列的每一該些列具有彼此數量相同的光源可於該掃描週期中照射對應的該輸出光圖像之一像素列中的每個像素。
  10. 一種顯示方法，包含： 用一光組件照射一鏡子，該光組件包含多個晶片以及一光源陣列，該光源陣列設置於該些晶片上並形成多個列與多個行，使得該些晶片中的每個晶片包括跨度兩個或更多該些列以及兩個或更多該些行的該光源陣列的對應部分，其中；以及控制該鏡子的轉動與該光源陣列的發光，以於一掃描週期中創造位於一輸出端的一輸出光圖像；其中，該些晶片中的一第一晶片與一第二晶片之間的一邊界沿著對角線延伸通過該些列與該些行，該光源陣列的每一該些列對應之該些行中的第一行不具有設置於該列中的光源，該光源陣列的每一該些列對應之該些行中的第二行具有設置於該列中的光源，且該鏡子用以相對一軸轉動以反射該光源陣列朝向該輸出端發出之光。
  11. 如申請專利範圍第10項所述的顯示方法，其中該光源陣列的該些行包含偏離的兩個以上的行子集，而使一第一行子集中的多個第一光源形成該光源陣列之該些列中的一第一列子集，且一第二行子集中的多個第二光源形成該光源陣列之該些列中的一第二列子集，該第二列子集偏離該第一列子集。
  12. 如申請專利範圍第11項所述的顯示方法，其中該第一行子集包含該光源陣列之該些行中的偶數行，且該第二行子集包含該光源陣列之該些行中的奇數行。
  13. 如申請專利範圍第10項所述的顯示方法，其中每一該些晶片包含至少一晶片內空白區域，該至少一晶片內空白區域完全設置於該晶片內，且該至少一晶片內空白區域內沒有設置在該掃描週期中使用的光源。
  14. 如申請專利範圍第10項所述的顯示方法，其中控制該鏡子的轉動與該光源陣列的發光的步驟包含：控制該鏡子的轉動與該光源陣列的發光，以使該輸出光圖像之一像素列中的每個像素在該掃描週期中被對應之該光源陣列的該列的其中一行光源照射。
  15. 一種光組件，包含：一光源陣列，形成有多個列與多個行，該光源陣列包含多個晶片，且每一該些晶片包含一光源子陣列，且每個光源子陣列形成該光源陣列的兩個或更多該些列以及兩個或更多該些行的對應部分；其中，該些晶片中的一第一晶片與一第二晶片之間的一邊界沿著對角線延伸通過該些列與該些行，該光源陣列的每一該些列對應之該些行中的第一行不具有設置於該列中的光源，該光源陣列的每一該些列對應之該些行中的第二行具有設置於該列中的光源。
  16. 如申請專利範圍第15項所述的光組件，其中每一該些晶片包含至少一晶片內空白區域，該至少一晶片內空白區域完全設置於該晶片內，且該至少一晶片內空白區域內沒有設置在該掃描週期中使用的光源。
  17. 如申請專利範圍第16項所述的光組件，其中， 該邊界以一角度和一寬度沿著對角線延伸通過該些列與該些行，且該至少一晶片內空白區域具有實質上與該邊界相同的該角度和該寬度。
  18. 如申請專利範圍第16項所述的光組件，其中該至少一晶片內空白區域對應到該晶片中設置有用於該光源陣列的兩個以上光源之電極的位置。
  19. 如申請專利範圍第15項所述的光組件，其中該光源陣列的該些行包含偏離的兩個以上的行子集，而使一第一行子集中的多個第一光源形成該光源陣列之該些列中的一第一列子集，且一第二行子集中的多個第二光源形成該光源陣列之該些列中的一第二列子集，該第二列子集偏離該第一列子集。
  20. 如申請專利範圍第15項所述的光組件，其中每一該些晶片實質上為非矩形的平行四邊形形狀。
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