[发明专利]头戴式显示器和电子显示器

说明书

头戴式显示器(HMD)向用户呈现可视媒体。HMD包括光源和光学块。光源包括第一子像素和第二子像素，第一子像素安装在距衬底第一高度处的第一组微凸块上并发射第一光学频带内的光，第二子像素安装在距衬底第二高度处的第二组微凸块上并在不同于第一光学频带的第二光学频带上发射光，第二高度不同于第一高度。光学块接收来自光源的图像光，并将图像光引导至视窗，其中第一高度和第二高度减轻了光学块中的纵向色差和像场弯曲。

背景

本公开总体上涉及头戴式显示器(HMD)系统，且更具体地涉及在 HMD系统的电子显示器中制造可变高度的微像素。

头戴式显示器(HMD)向用户呈现可视媒体。传统的HMD通常具有显示元件，该显示元件生成图像光，该图像光在到达用户眼睛之前穿过光学系统。在传统的光学系统中，每个像素位于显示元件的同一平坦表面上。传统HMD中像素的这种平面配置经常导致呈现给用户的内容的光学失真(例如色差(chromatic aberration)、像场弯曲(field curvature))。

概述

头戴式显示器(HMD)向用户呈现可视媒体。HMD包括光源和光学块。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处安装在第一组微凸块(microbump)上，并且第一子像素发射第一光学频带内的光。第二子像素在第二高度处安装在第二组微凸块上，并且第二子像素在不同于第一光学频带的第二光学频带上发射光。光学块接收来自光源的图像光，并将图像光引导至视窗(eyebox)。第一高度和第二高度被配置成减轻光学块中的纵向色差。光源还基于改变第一高度和第二高度来对光学块的像场弯曲进行校正。在一些配置中，光源包括第三子像素，该第三子像素安装在距衬底第三高度处的第三组微凸块上，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学频带和第二光学频带的第三光学频带上发射光。在一些实施例中，第一子像素、第二子像素和第三子像素中的每一个都包括多个发光元件。

在一些实施例中，衬底可以被微加工(micromachine)以改变衬底的厚度，从而减轻光学块中的纵向色差。在替代实施例中，衬底可以沉积有一个或更多个附加层(additivelayer)，以实现衬底的厚度阈值，从而减轻光学块中的纵向色差。在不同的实施例中，第一子像素包括补偿来自衬底的应力的模板层。

在涉及头戴式显示器(HMD)和电子显示器的所附权利要求中具体公开了根据本发明的实施例，其中，在一个权利要求类别(例如，HMD)中提到的任何特征也可以在另一个权利要求类别(例如，显示器、系统、存储介质、计算机程序产品和方法)中被要求保护。在所附权利要求中的从属性或往回引用仅为了形式原因而被选择。然而，也可以要求保护由对任何前面权利要求的有意往回引用(特别是多项引用)而产生的任何主题，使得权利要求及其特征的任何组合被公开并可被要求保护，而不考虑在所附权利要求中选择的从属性。可以被要求保护的主题不仅包括如在所附权利要求中阐述的特征的组合，而且还包括在权利要求中的特征的任何其他组合，其中，在权利要求中提到的每个特征可以与在权利要求中的任何其他特征或其他特征的组合相结合。此外，本文描述或描绘的实施例和特征中的任一个可以在单独的权利要求中和/或以与本文描述或描绘的任何实施例或特征的任何组合或以与所附权利要求的任何特征的任何组合被要求保护。

在根据本发明的实施例中，头戴式显示器可以包括：

光源，其包括被配置成发射图像光的多个像素元件，该图像光包括至少两个不同光学频带的光，该光源还包括：

第一子像素，其安装在距衬底第一高度处的第一组微凸块上，并被配置成发射第一光学频带内的光，以及

第二子像素，其安装在距衬底第二高度处的第二组微凸块上，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学频带的第二光学频带上发射光，第一子像素和第二子像素中的每一个包括多个发光元件；以及

光学块，其被配置成接收来自光源的图像光，并将图像光引导至视窗，其中第一高度和第二高度被配置成减轻光学块中的纵向色差。