[发明专利]用于拼接的多单色显示器的系统、设备和方法

说明书

所公开的投影仪设备可以包括(1)第一单色发射器阵列，其具有以二维结构设置的第一颜色的多个发射器；以及(2)第二单色发射器阵列，其具有以二维结构设置的第二颜色的多个发射器。第一和第二单色发射器阵列可以被配置成将第一和第二颜色的图像发射到波导结构中，并且第一颜色可以不同于第二颜色。还提供了相关联的显示系统和方法。

相关申请的交叉引用

本申请要求以下申请的优先权和权益：标题为“SYSTEMS,DEVICES,AND METHODSFOR TILED MULTI-MONOCHROMATIC DISPLAYS”且于2018年10月10日提交的美国非临时申请第16/156,452号；标题为“SYSTEMS,DEVICES,AND METHODS FOR TILED MULTI-MONOCHROMATIC DISPLAYS”且于2018年1月22日提交的美国临时申请第62/620,432号；标题为“SYSTEMS,APPARATUSES,AND METHODS FOR MONOCHROMATIC DISPLAY WAVEGUIDES”且于2018年1月22日提交的美国临时申请第62/620,434号；以及标题为“SYSTEMS,APPARATUSES,AND METHODS FOR COMPONENT MOVEMENT IN MONOCHROMATIC DISPLAY DEVICES”且于2018年1月22日提交的美国临时申请第62/620,435号。这些申请的全部内容通过引用并入本文。

背景

本公开大体上涉及近眼显示系统，且更具体地涉及波导显示器。

近眼光场显示器(包括近眼显示器(NED)和电子取景器)通常将图像直接投影到用户的眼睛中。传统的近眼显示器(NED)通常具有使用多色像素阵列(包括例如红色、绿色和蓝色像素)生成图像光的显示元件，该图像光在到达用户的眼睛之前穿过一个或更多个透镜。图像光可以通过波导或其他光学系统横向传播，使得显示元件不需要直接对准用户的眼睛。多色像素阵列通常对每种颜色使用子像素，这增加了像素之间的距离，但也造成了每种颜色的像素位置的轻微偏移。对于NED，用户可以感知像素之间的这些距离和位置偏移。此外，在不产生色差的情况下，可能很难控制来自多色显示器的光。另外，虚拟现实系统和/或增强现实系统中的NED可以具有紧凑、重量轻和高分辨率的设计标准，并且在试图满足这些标准时经常会进行权衡。因此，传统的NED在所有这些方面中并不完全令人满意。

概述

如下面将更详细描述的，本公开描述了可以利用一个或更多个单色发射器阵列朝向可包括一个或更多个波导构件的波导投影单色图像的装置、系统、设备和方法。在一些实施例中，单色图像可以在波导中组合，使得期望的多色图像被导向头戴式显示设备的视窗(eyebox)。

在一个示例中，投影仪设备可以包括(1)第一单色发射器阵列，其具有以二维结构设置的第一颜色的多个发射器；以及(2)第二单色发射器阵列，其具有以二维结构设置的第二颜色的多个发射器，其中第一和第二单色发射器阵列可以被配置成将第一和第二颜色的图像发射到波导结构(waveguide configuration)中，并且第一颜色可以不同于第二颜色。

在一些实施例中，投影仪设备还可以包括支撑结构，第一和第二单色发射器阵列固定到该支撑结构，使得第一和第二单色发射器阵列被配置成沿着相同方向将第一和第二颜色的图像发射到波导结构中。

在一些示例中，投影仪设备还可以包括波导结构，其中波导结构包括一个或更多个波导构件，该波导结构被定位在头戴式显示器的显示区域内，并且组合由第一和第二单色发射器阵列发射的第一和第二颜色的图像，以生成至少部分地限定观察视窗的至少一个多色瞳孔复制(pupil replication)。