JP2021513091A - 導波路ディスプレイ用特定用途向け集積回路 - Google Patents

Abstract

開示された導波路ディスプレイデバイスは、導波路と、導波路内に画像光を投影するように構成される１つまたは複数のプロジェクタアセンブリであって、１つまたは複数のプロジェクタアセンブリのそれぞれは、二次元構成で配設される第１の色の複数のエミッタを有する第１の単色エミッタアレイ、および、二次元構成で配設される第２の色の複数のエミッタを有する第２の単色エミッタアレイを含む、１つまたは複数のプロジェクタアセンブリと、を含んでよい。ディスプレイデバイスは、共通軸に沿って第１の色および第２の色の画像を放出するように第１の単色エミッタアレイおよび第２の単色エミッタアレイを駆動するように構成される、少なくとも１つの特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）も含んでよく、第１の色は第２の色と異なる。さまざまな他のデバイス、システム、および方法も開示される。
【選択図】図４

Description

関連出願の相互参照
本出願は、「ＡＰＰＬＩＣＡＴＩＯＮ ＳＰＥＣＩＦＩＣ ＩＮＴＥＧＲＡＴＥＤ ＣＩＲＣＵＩＴ ＦＯＲ ＷＡＶＥＧＵＩＤＥ ＤＩＳＰＬＡＹ」という名称の、２０１８年１月２２日に出願された米国仮特許出願第６２／６２０，４３８号の利益を主張する、「ＡＰＰＬＩＣＡＴＩＯＮ ＳＰＥＣＩＦＩＣ ＩＮＴＥＧＲＡＴＥＤ ＣＩＲＣＵＩＴ ＦＯＲ ＷＡＶＥＧＵＩＤＥ ＤＩＳＰＬＡＹ」という名称の、２０１８年１０月２６日に出願された米国非仮特許出願第１６／１７１，８２２号の優先権を主張するものであり、この内容全体が参照により本明細書に組み込まれる。

本開示は、一般的に、導波路ディスプレイを有するニアアイディスプレイ（ＮＥＤ）システムに関する。従来のＮＥＤシステムでは、単一の多色光源は典型的には、単一の特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）アセンブリによって駆動される。しかしながら、このような構成は、多光源（例えば、複合的な単色光源）を使用するＮＥＤシステムに適していない場合がある。

より詳細に後述されるように、本開示には、複合的な単色光源からの画像が導波路内に投影されるＮＥＤシステムに対するＡＳＩＣ構成について記載されている。導波路は、受信画像、いくつかの実施形態では画像の複製の横方向伝搬を可能にする光学部品を代表するものであってよい。

１つの態様は、画像光を導波路内に投影するプロジェクタアセンブリを有する導波路ディスプレイシステムを含む。プロジェクタアセンブリは、複合的な単色二次元エミッタアレイを有してよく、これらのそれぞれは、単色のエミッタを有し、かつ単色二次元画像を投影する。１つまたは複数のＡＳＩＣを有するＡＳＩＣアセンブリは、導波路アセンブリ内への投影のために共通軸に沿って別個の単色画像を放出するように単色エミッタアレイのそれぞれを駆動するように構成されてよい。

いくつかの実施形態では、別個のＡＳＩＣは、それぞれの単色エミッタアレイを駆動可能であり、それによって、３つのアレイが使用される（例えば、１つの赤、１つの緑、および１つの青）場合、３つのＡＳＩＣが使用される。１つのＡＳＩＣは、第１の単色エミッタアレイに接合されかつこれを駆動してよく、別のＡＳＩＣは第２の単色エミッタアレイに接合されかつこれを駆動するなどであってよい。

いくつかの実施形態では、単一のＡＳＩＣは、それぞれの単色エミッタアレイを駆動可能であり、それによって、３つのアレイが使用される（例えば、１つの赤、１つの緑、および１つの青）場合、１つのＡＳＩＣのみが使用される。同じＡＳＩＣは、第１の単色エミッタアレイに接合されかつこれを駆動してよく、第２の単色エミッタアレイに接合されかつこれを駆動するなどであってよい。

いくつかの実施形態では、単一のＡＳＩＣは、それぞれの単色エミッタアレイを駆動してよいが、該アレイに直接接合されなくてよい。シリコンインターポーザはＡＳＩＣに（片側で）接合されてよく、インターポーザは単色エミッタアレイのそれぞれに（反対側で）接合されてよい。ＡＳＩＣはインターポーザを介してアレイを駆動してよい。

いくつかの実施形態では、単一のＡＳＩＣは、インターポーザを介してそれぞれの単色エミッタアレイを駆動してよい。しかしながら、ＡＳＩＣは、例えば、共通カソードおよびアノードを連続的にアドレス指定することによって、単色エミッタアレイを順番に駆動するように構成されてよい。

いくつかの実施形態では、単色画像は、多色画像を生じさせるために導波路内で組み合わせられてよく、多色画像は、導波路を含むニアアイディスプレイを着用するユーザに表示されてよい。

いくつかの実施形態は、第１の単色エミッタアレイおよび第２の単色エミッタアレイを、導波路内に画像光を投影するために第１の単色エミッタアレイおよび第２の単色エミッタアレイを駆動するように構成される１つまたは複数のＡＳＩＣに接合するステップを含んでよい。画像光は、少なくとも、（ａ）第１の単色エミッタアレイによって放出される第１の色の二次元単色画像、および（ｂ）第２の単色エミッタアレイによって放出される第２の色の二次元単色画像を含んでよい。第１の色および第２の色は互いに異なっていてよく、二次元単色画像は共通軸に沿って投影されてよい。

いくつかの実施形態では、ニアアイディスプレイシステムは、（例えば、眼鏡のつる、ゴーグルのストラップなどを使用して）ユーザの頭に固定させるように構成されるフレームと、フレームに結合される導波路と、導波路内に画像光を投影するように構成される１つまたは複数のプロジェクタアセンブリと、を含んでよい。１つまたは複数のプロジェクタアセンブリのそれぞれは、二次元構成で配設される第１の色の複数のエミッタを有する第１の単色エミッタアレイと、二次元構成で配設される第２の異なる色の複数のエミッタを有する第２の単色エミッタアレイと、を含んでよい。少なくとも１つの特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）は、共通軸に沿って第１の色および第２の色の画像を放出するように第１の単色エミッタアレイおよび第２の単色エミッタアレイを駆動するように構成されてよい。

上記の実施形態のいずれかによる特徴は、本明細書に説明される一般的原理に従って互いに組み合わせて使用されてよい。これらのおよび他の実施形態、特徴、および利点は、添付の図面および特許請求の範囲と併せて以下の詳細な説明を読むことでより詳しく理解されるであろう。

添付の図面は、いくつかの例示の実施形態を示しており、本明細書の一部である。以下の説明と共に、これらの図面は、本開示のさまざまな原理を実証しかつ説明するものである。

一実施形態によるＮＥＤの図である。 一実施形態による、図１に示されるＮＥＤの断面図である。 一実施形態による導波路ディスプレイの断面図である。 一実施形態による第１のＡＳＩＣアセンブリを示す図である。 一実施形態による第２のＡＳＩＣアセンブリを示す図である。 一実施形態による第３のＡＳＩＣアセンブリを示す図である。 一実施形態による第４のＡＳＩＣアセンブリを示す図である。 一実施形態の方法のステップを示すフロー図である。

図面全体を通して、同一の参照符号および記述は同様のものを指すが、必ずしも同一の要素を指すわけではない。本明細書に説明される例示の実施形態はさまざまな修正および代替的な形態をなすことが可能であるが、具体的な実施形態は、図面に例として示されており、本明細書に詳細に説明されるものになる。しかしながら、本明細書に説明される例示の実施形態は、開示された形態に限定されることは意図されていない。もっと正確に言えば、本開示は、添付の特許請求の範囲内にある全ての修正、等価物、および代替物を包含する。

本開示は一般的に、導波路、および導波路内に画像光を投影するプロジェクタアセンブリを有する導波路ディスプレイシステムを対象とする。プロジェクタアセンブリは、それぞれが単色のエミッタを有する複合的な単色二次元エミッタアレイを含んでよい。

以下により詳細に説明されるように、本開示の実施形態は、このような導波路ディスプレイシステムに対するさまざまなＡＳＩＣ構成を含む。１つまたは複数のＡＳＩＣを有するＡＳＩＣアセンブリは、導波路アセンブリ内に投影するために共通軸に沿って別個の単色二次元画像を放出するように単色二次元エミッタアレイのそれぞれを駆動するように構成されてよい。一実施形態では、ＡＳＩＣは、単色エミッタアレイを駆動するように、具体的に設計されかつ製作される。

いくつかの実施形態では、別個のＡＳＩＣは、それぞれの単色エミッタアレイを駆動可能であり、それによって、３つのアレイが使用される（例えば、１つの赤、１つの緑、および１つの青）場合、３つのＡＳＩＣが使用される。１つのＡＳＩＣは、第１の単色エミッタアレイに接合されかつこれを駆動してよく、別のＡＳＩＣは第２の単色エミッタアレイに接合されかつこれを駆動するなどであってよい。

いくつかの実施形態では、単一のＡＳＩＣは、それぞれの単色エミッタアレイを駆動し、それによって、３つのアレイが使用される場合、１つのＡＳＩＣのみが使用される。同じＡＳＩＣは、第１の単色エミッタアレイに接合されかつこれを駆動してよく、第２の単色エミッタアレイに接合されかつこれを駆動するなどであってよい。

いくつかの実施形態では、単一のＡＳＩＣは、それぞれの単色エミッタアレイを駆動するが、該アレイに直接接合されない。シリコンインターポーザはＡＳＩＣに（片側で）接合されてよく、インターポーザは単色エミッタアレイのそれぞれに（反対側で）接合されてよい。ＡＳＩＣはインターポーザを介してアレイを駆動してよい。

いくつかの実施形態では、単一のＡＳＩＣは、インターポーザを介してそれぞれの単色エミッタアレイを駆動してよい。しかしながら、ＡＳＩＣは、例えば、共通カソードおよびアノードを連続的にアドレス指定することによって、単色エミッタアレイのそれぞれを順番に駆動するように構成されてよい。

選択された実施形態の詳細な説明について、図１〜図８を参照して以下に示す。

図１は、一実施形態によるニアアイディスプレイ（ＮＥＤ）１００の図である。いくつかの実施形態では、ＮＥＤ１００は、ヘッドマウントディスプレイ（ＨＭＤ）であってよく、ユーザに媒体を提示してよい。ＮＥＤ１００によって提示される媒体の例は、１つまたは複数の画像、ビデオ、オーディオ、もしくはこれらの何らかの組み合わせを含むことができる。この実施形態に関して使用されるように、「ニアアイディスプレイ」という用語は、それぞれの目にわずかに異なる視野が提示されるという意味で立体的であることが多い装着型投影ディスプレイを含むデバイスを指す。ニアアイディスプレイは、いくつかの実施形態では、ヘッドマウントディスプレイ（ＨＭＤ）、頭部搭載ディスプレイ、光学ヘッドマウントディスプレイ（ＯＨＭＤ）などであってよく、典型的には立体的であるが、単眼式であってもよい。

図１に示されるＮＥＤ１００は、フレーム１０５およびディスプレイ１１０を含んでよい。フレーム１０５は、ユーザに媒体を共に表示する１つまたは複数の光学素子に結合されてよい。いくつかの実施形態では、フレーム１０５は眼鏡のフレームを表すことができる。ディスプレイ１１０は、ユーザがＮＥＤ１００によって提示されるコンテンツを見るように構成されてよい。図２と併せて以下に論じられるように、ディスプレイ１１０は、画像光をユーザの目に向けるための（図１に示されない）少なくとも１つの導波路ディスプレイアセンブリを含んでよい。導波路ディスプレイは、各単色源が異なる色である導波路ディスプレイを積み重ねることによってもたらされる多色ディスプレイであってよい。

図２は、一実施形態による、図１に示されるＮＥＤ１００の断面図２００である。示されるように、ＮＥＤ１００のディスプレイ１１０は、少なくとも１つの導波路ディスプレイアセンブリ２１０を含んでよい。導波路ディスプレイアセンブリ２１０は、重量を効果的に最小化し、かつＮＥＤ１００の視野を広げる１つまたは複数の屈折率を有する１つまたは複数の材料（例えば、プラスチック、ガラスなど）で構成されてよい。例証の目的で、図２は、単眼２２０および単一の導波路ディスプレイアセンブリ２１０と関連している断面図２００を示すが、示されない代替的な実施形態では、（図２に示される導波路ディスプレイアセンブリ２１０と別個の）別の導波路ディスプレイアセンブリは、画像光を、ユーザの別の目２２０の射出瞳に位置するアイボックスに与える。

図２に示される導波路ディスプレイアセンブリ２１０は、画像光を、目２２０の射出瞳２３０に位置するアイボックスに向けるように構成されてよい。射出瞳２３０は、ユーザがＮＥＤ１００を着用する時に目２２０がアイボックス領域に位置付けられる場所であってよい。

いくつかの実施形態では、導波路ディスプレイアセンブリ２１０は、積層導波路ディスプレイを含むがこれに制限されない１つまたは複数の導波路ディスプレイを有してよい。積層導波路ディスプレイは、各単色源が異なる色である導波路ディスプレイを積み重ねることによってもたらされる多色ディスプレイ（例えば、赤／緑／青（ＲＧＢ）ディスプレイ）であってよい。いくつかの構成では、積層導波路ディスプレイは、複数の平面上に投影可能である単色ディスプレイ（例えば、複数面単色ディスプレイ）であってよい。

図３は、一実施形態による導波路ディスプレイ３００を示す。導波路ディスプレイ３００は、出力導波路３２０、コントローラ３３０、およびソースアセンブリ３１０を含んでよい。例証の目的で、図３は、単眼２２０と関連している導波路ディスプレイ３００を示すが、いくつかの実施形態では、導波路ディスプレイ３００と別個の（または部分的に別個の）別の導波路ディスプレイは、画像光をユーザの別の目に与えてよい。部分的に別個のシステムでは、１つまたは複数の構成要素はそれぞれの目の導波路ディスプレイ間で共有されてよい。

示される実施形態の導波路を最初に参照すると、出力導波路３２０は、対向する第１の側３７０および第２の側３８０を有する導波体を含んでよい。図３の例では、導波体は、第１の側３７０および第２の側３８０の２つの対向する側を含んでよく、対向する側のそれぞれは、Ｘ寸法およびＹ寸法に沿った平面を表す。出力導波路３２０は、画像光３５５の全内部反射を促進する１つまたは複数の材料で構成されてよい。全内部反射は、伝搬した光ビームまたは光波が媒体境界で完全に反射する現象であり、この現象は、このビームまたは波が境界の垂線に対してある臨界角より大きい入射角で境界に遭遇する時に生じ得る。出力導波路３２０は、例えば、シリコン、プラスチック、ガラス、もしくはポリマー、またはこれらの何らかの組み合わせで構成されてよい。

図３の導波路ディスプレイは、ソースアセンブリ３１０から画像光３５５の単色ビームを受ける単一の出力導波路３２０による例である。代替的な実施形態では、導波路ディスプレイ３００は、複数のソースアセンブリ３１０および／または複数の出力導波路３２０を含んでよい。それぞれのソースアセンブリ３１０は、例えば、原色（赤、緑、および青）のうちの１つ、および／または白色光に対応する波長の特定の帯域の単色画像光を放出してよい。出力導波路３２０のそれぞれは、多色である拡張した画像光３４０を出力するための離間距離で共に積み重ねられてよい。

出力導波路は、積み重ねられた導波路のそれぞれからの画像光が積み重ねられた導波路ディスプレイの射出瞳の同じエリアを占有するように積み重ねられてよい。例えば、出力導波路は、隣接する光導波路が並ぶように積み重ねられてよく、後方の出力導波路からの光は、後方の出力導波路に隣接しかつこの正面の導波路を通過することになる。いくつかの構成では、拡張した画像光３４０は多面ディスプレイとしてユーザの目２２０に結合可能である。

次に、示された実施形態のコントローラを参照すると、コントローラ３３０は、ソースアセンブリ３１０の走査動作を制御し、かつソースアセンブリ３１０に対する表示命令を判断してよい。いくつかの実施形態では、表示命令は単に画像ファイル（例えば、ビットマップ）であってよい。表示命令は、例えば、システムのコンソールから受信されてよい。表示命令は、画像光３４０を生成するためにソースアセンブリ３１０によって使用されてよい命令である。表示命令は、例えば、ある種の画像光のソース（例えば、単色、多色）、走査速度、走査装置の配向、１つもしくは複数の照明パラメータ、またはこれらの何らかの組み合わせを含んでよい。コントローラ３３０は、本開示の他の態様を不明瞭にしないようにここでは示されない、ハードウェア、ソフトウェア、および／またはファームウェアの組み合わせを含んでよい。

コントローラ３３０は、ソースアセンブリ３１０に表示命令を与えることができる。表示命令によって、ソースアセンブリ３１０は、出力導波路３２０を出る画像光が１つまたは複数の２Ｄ画像をスキャンアウトするように光を与えることができる。例えば、表示命令によって、ソースアセンブリ３１０は（光学系３１５における光学素子に対する調節によって）走査パターン（例えば、ラスター、飛び越し走査方式など）に従って画像をスキャンアウトすることができる。表示命令は、ソース３２５から放出された光の強度を制御可能であり、光学系３１５は、発光の配向を迅速に調節することによって画像をスキャンアウトしてよい。十分な速さで行われる場合、人間の目は走査パターンを単一の２Ｄ画像に統合することができる。

ここで、示される実施形態の光源を参照すると、ソースアセンブリ３１０は、出力導波路３２０の第１の側３７０への画像光３５５を生成しかつ出力することができる。画像光３５５は、導波路を通って伝搬可能であり、かつ画像光３４０として放出され得る。画像光３５５および画像光３４０は、同じ方向に伝搬してよい。いくつかの構成では、画像光３４０は、複数平面（複数面単色ディスプレイ）上に投影可能である単色画像光であってよい。代替的な構成では、画像光３４０は、複数平面（複数面多色ディスプレイ）上に投影可能である多色画像光であってよい。ソースアセンブリ３１０は、コントローラ３３０からの表示命令に従って光を生成してよい。

ソース３２５は、コヒーレントなまたは部分的にコヒーレントな画像光を生成することができる。ソース３２５は、例えば、レーザダイオード、垂直キャビティ面発光レーザ、発光ダイオード（ＬＥＤ）、波長可変レーザ、マイクロＬＥＤ、超高輝度ＬＥＤ（ＳＬＥＤ）、または、例えば、コヒーレントなまたは部分的にコヒーレントな光を放出する何らかの他の光源であってよい。ソース３２５は、可視帯（例えば、約３９０ｎｍから７００ｎｍまで）において光を放出してよく、連続的なまたはパルス状の光を放出してよい。いくつかの実施形態では、ソース３２５は、特定の波長（例えば、５３２ナノメートル）で光を放出するレーザであってよい。

ソース３２５は、コントローラ３３０から受信される１つまたは複数の照明パラメータに従って光を放出してよい。照明パラメータは、光を生成するためにソース３２５によって使用される命令であってよく、例えば、全内部反射に対する入力波ベクトルの制限、最大角に対する入力波ベクトルの制限、ソース波長、パルス繰り返し数、パルス振幅、ビームタイプ（連続的またはパルス状）、放出光に影響を与える他のパラメータ、またはこれらの何らかの組み合わせを含んでよい。

光学系３１５は、ソース３２５からの光を調整する１つまたは複数の光学部品を含んでよい。ソース３２５からの光を調整することは、例えば、拡張すること、平行にすること、コントローラ３３０からの命令に従って配向を調節すること、光の何らかの他の調節、または、これらの何らかの組み合わせを含んでよい。１つまたは複数の光学部品は、例えば、レンズ、液体レンズ、鏡、アパーチャ、格子、またはこれらの何らかの組み合わせを含んでよい。光学系３１５は、出力導波路３２０に向かう（表示命令に従った）配向で画像光３５５を出力可能である。画像光３５５は、全内部反射および最大伝搬角度の両方に対する制限を満たし得るように入力波ベクトルに沿って伝搬可能である。

ソースアセンブリ３１０は、コントローラ３３０によって制御される１つまたは複数のＡＳＩＣによって駆動される１つまたは複数の単色二次元エミッタアレイを含んでよい。図４は、３つの別個のＡＳＩＣが３つの単色エミッタアレイ（ＲＧＢ：１つの赤、１つの緑、および１つの青）を駆動する実施形態を示す。上面（垂直）図４１０は、３つの二次元アレイを示す。側面図４３０は、３つの別個のＡＳＩＣ４４０がアレイ４２０にどのように接合され得るかを示す。ＡＳＩＣおよびアレイの両方は、ソースアセンブリ２１０内に収容されてよい。

ファインピッチワイヤボンド４５０を使用して、ＡＳＩＣ４４０をアレイ４２０に接合可能である。ファインピッチワイヤボンディングは、熱超音波、超音波、または他の技法を使用して行われてよい。他のタイプのワイヤボンディングには、ボールボンディング、ウェッジボンディング、およびコンプライアントボンディングが挙げられ得る。

図５は、単一のＡＳＩＣ５２０が３つの単色エミッタアレイ（ＲＧＢ：１つの赤、１つの緑、および１つの青）５１０のそれぞれを駆動する実施形態を示す。同じＡＳＩＣが、赤の単色エミッタアレイに接合されかつこれを駆動してよく、緑の単色エミッタアレイに接合されかつこれを駆動してよく、青の単色エミッタアレイに接合されかつこれを駆動してよい。単一のＡＳＩＣを使用して３つのアレイ全てを駆動することによって、ＲＧＢディスプレイの精確で再現可能なアライメントを製作中に実現可能にし得る（より簡易な光学調心）。

図６は、単一のＡＳＩＣ６２０が３つの単色エミッタアレイ（赤、緑、および青）６５０のそれぞれを駆動するが、アレイに直接接合されない実施形態を示す。貫通シリコンビアによるシリコンインターポーザ６１０は、ボンド６３０によってＡＳＩＣに（下側で）接合されてよく、インターポーザ６１０は、ボンド６４０によって単色エミッタアレイ６５０のそれぞれに（上側で）接合されてよい。ＡＳＩＣ６２０はインターポーザ６１０を介してアレイ６５０を駆動してよい。この実施形態に関して使用されるように、「シリコンインターポーザ」という用語は、一般的に、配線設定に使用される中間シリコン層を指す。

ＡＳＩＣと３つのディスプレイとの間での貫通シリコンビアによるシリコンインターポーザの使用によって、製作中のＲＧＢアレイアライメントをより容易くすることを可能にすることができ、ＡＳＩＣボンディングに対するより多くのオプション（パッドピッチ、サイズ、場所など）が与えられ得る。この実施形態はシリコンインターポーザを使用し得るが、この実施形態の範囲から逸脱することなくこの文脈で、任意の適したタイプのシリコン貫通界面が使用可能である。例えば、インターポーザに対する適した代替策として、シリコンウエハー、シリコンダイ、シリコン能動回路、シリコン受動回路、または他のシリコン回路、部品、もしくは層の１つまたは複数を実質的に通過する、ＡＳＩＣとアレイとの間の任意のタイプの垂直相互接続を含んでよい。

図７も、単一のＡＳＩＣ７２０が３つの単色エミッタアレイ（赤、緑、および青）のそれぞれを駆動するが、アレイに直接接合されない実施形態を示す。シリコンインターポーザ７１０は、ＡＳＩＣに（下側で）接合されてよく、インターポーザ７１０は、単色エミッタアレイのそれぞれに（上側で）接合されてよい。

しかしながら、この実施形態では、ＡＳＩＣは、例えば、共通カソードおよびアノードを連続的にアドレス指定することによって、単色エミッタアレイを順番に駆動するように構成されてよい。よって、この実施形態は、より小さい低費用のＡＳＩＣの使用を可能にする。３色全ては同時に表示されないが、遅延時間は人間の目には検出できないほど十分に小さいものであり得る。順次処理の他の形態は、この実施形態の範囲から逸脱することなくこの文脈で（例えば、ＬＥＤではない光源が使用される時）使用可能である。

図８は、方法の実施形態のステップを示すフロー図である。ステップ８１０は、シリコンインターポーザを第１の側で第１の単色エミッタアレイおよび第２の単色エミッタアレイに接合することを含む。ステップ８２０は、シリコンインターポーザを、第１の側の反対側の第２の側で少なくとも１つのＡＳＩＣに接合することを伴う。上で説明されるように、シリコンインターポーザは、（ａ）第１の単色エミッタアレイおよび第２の単色エミッタアレイと、（ｂ）少なくとも１つのＡＳＩＣとの間に界面を与えることができる。

ステップ８３０において、少なくとも１つのＡＳＩＣは、画像光を導波路内に投影するためにシリコンインターポーザを介して第１の単色エミッタアレイおよび第２の単色エミッタアレイを駆動するように構成されてよい。画像光は、第１の単色エミッタアレイによって放出される第１の色の二次元単色画像、および第２の単色エミッタアレイによって放出される第２の色の二次元単色画像を含んでよい。第１の色および第２の色は互いに異なっていてよく、二次元単色画像は共通軸に沿って投影される。一実施形態では、ＡＳＩＣの構成は、単色エミッタアレイを駆動するために注文設計および製作を含んでよい。さらに、アレイによって放出される画像光は、アレイを駆動するＡＳＩＣによって判断されてよい。

代替的には、ステップ８１０は、シリコンインターポーザを第１の側で、少なくとも第１の単色エミッタアレイ、第２の単色エミッタアレイ、および第３の単色エミッタアレイに接合することを含んでよい。この例では、ステップ８２０は、シリコンインターポーザを、第１の側の反対側の第２の側で少なくとも１つのＡＳＩＣに接合することを含んでよい。この実施形態では、シリコンインターポーザは、（ａ）第１の単色エミッタアレイ、第２の単色エミッタアレイ、および第３の単色エミッタアレイと、（ｂ）少なくとも１つのＡＳＩＣとの間に界面を与えることができる。

ステップ８３０において、少なくとも１つのＡＳＩＣは、画像光を導波路に投影するためにシリコンインターポーザを介して第１の単色エミッタアレイ、第２の単色エミッタアレイ、および第３の単色エミッタアレイを駆動するように構成されてよい。画像光は、第１の単色エミッタアレイによって放出される第１の色の二次元単色画像、第２の単色エミッタアレイによって放出される第２の色の二次元単色画像、および第３の単色エミッタアレイによって放出される第３の色の二次元単色画像を含んでよい。第１の色、第２の色、および第３の色は全て、互いに異なっていてよく、二次元単色画像は共通軸に沿って投影される。他の実施形態では、少なくとも１つのＡＳＩＣは、インターポーザを使用することなく、アレイのうちの少なくとも１つに直接接合されてよい。

本明細書に説明される実施形態は、例として、赤色、緑色、および青色を使用すると説明されることが多いが、黒および白を含む任意の色、および任意の数の色は、これらの実施形態の範囲から逸脱することなく説明される実施形態のいずれかにおいて使用可能である。また、いくつかの実施形態において、全ての色が全ての他の色と異なっているわけではなく、例えば、赤の１つの単色エミッタアレイ、青の１つの単色エミッタアレイ、および緑の２つの単色エミッタアレイがあってよい。

さらに、ある特定の実施形態が１つまたは複数のＡＳＩＣを使用するとして説明されているが、説明される実施形態の範囲から逸脱することなく、他の回路網がＡＳＩＣの代わりに使用されてよい。例えば、適したフィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）および／または特定用途向け標準製品（ＡＳＳＰ）は、単色エミッタアレイを駆動するように構成される場合、使用されてよい。

いくつかの例では、本明細書に説明されるならびに／または示されるデバイスおよびシステムは、コンピュータ可読命令を実行することが可能な任意のタイプまたは形態のコンピューティングデバイスもしくはシステムを幅広く表すことができる。これらの最も基本的な構成では、これらのデバイスはそれぞれ、少なくとも１つのメモリデバイスおよび少なくとも１つの物理プロセッサを含んでよい。

いくつかの例では、「メモリデバイス」という用語は、一般的に、データおよび／またはコンピュータ可読命令を記憶することが可能な任意のタイプあるいは形態の揮発性もしくは不揮発性記憶デバイスまたは媒体を指す。１つの例では、メモリデバイスは、本明細書に説明されるモジュールの１つまたは複数を記憶、ロード、および／または維持することができる。メモリデバイスの例には、限定はされないが、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、フラッシュメモリ、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）、ソリッドステートドライブ（ＳＳＤ）、光ディスクドライブ、キャッシュ、上記の１つもしくは複数の変形または組み合わせ、あるいは任意の他の適した記憶装置が挙げられる。

いくつかの例では、「物理プロセッサ」という用語は、一般的に、コンピュータ可読命令を解釈および／または実行することが可能な任意のタイプまたは形態のハードウェア実行処理ユニットを指す。１つの例では、物理プロセッサは、上述されるメモリデバイスに記憶される１つまたは複数のモジュールにアクセスするおよび／またはこれを修正することができる。物理プロセッサの例として、限定はされないが、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、中央処理装置（ＣＰＵ）、ソフトコアプロセッサを実装するフィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、上記の１つまたは複数の一部分、上記の１つもしくは複数の変形または組み合わせ、あるいは、任意の他の適した物理プロセッサが挙げられる。

いくつかの例では、モジュール内に含有されるコンピュータ実行可能命令は、本明細書に説明されるならびに／または示されるステップ、プロセス、および／もしくは手順の１つまたは複数を実行することができる。これらのモジュールは単一のモジュールまたはアプリケーションの一部分を表してよい。さらに、ある特定の実施形態では、これらのモジュールの１つまたは複数は、コンピューティングデバイスによって実行される時、コンピューティングデバイスに１つまたは複数のタスクを実行させることができる１つまたは複数のソフトウェアアプリケーションもしくはプログラムを表すことができる。例えば、本明細書に説明されるおよび／または示されるモジュールの１つまたは複数は、本明細書に説明されるおよび／あるいは示されるデバイスまたはシステムの１つもしくは複数上で起動するように記憶されかつ構成されるモジュールを表すことができる。これらのモジュールの１つまたは複数はまた、１つまたは複数のタスクを実行するように構成される１つもしくは複数の専用デバイスの全てまたは一部分を表すことができる。

さらに、本明細書に説明されるモジュールの１つまたは複数は、データ、物理デバイス、および／または物理デバイスの表現を１つの形態から別の形態に変換することができる。さらにまたは代替的には、本明細書に列挙されるモジュールの１つまたは複数は、コンピューティングデバイス上で実行すること、コンピューティングデバイス上にデータを記憶すること、および／あるいは、別様ではコンピューティングデバイスと相互作用することによって、プロセッサ、揮発性メモリ、不揮発性メモリ、および／または物理コンピューティングデバイスの任意の他の一部分を１つの形態から別の形態に変換することができる。

本開示の実施形態は、人工現実システムを含んでよいまたはこれと併せて実施されてよい。人工現実は、ユーザに提示する前に何らかのやり方で調節されている現実の形態であり、これは、例えば、仮想現実（ＶＲ）、拡張現実（ＡＲ）、混合現実（ＭＲ）、ハイブリッド現実、またはこれらの何らかの組み合わせおよび／もしくは派生物を含むことができる。人工現実コンテンツは、完全に生成されたコンテンツ、または取り込んだ（例えば、現実世界）コンテンツと組み合わせて生成されたコンテンツを含んでよい。人工現実コンテンツは、ビデオ、オーディオ、触覚フィードバック、またはこれらの何らかの組み合わせを含んでよく、これらのいずれかのものは、単一チャネルまたは多重チャネル（ビューアに対して三次元効果を生じさせるステレオビデオなど）において提示可能である。さらにいくつかの実施形態では、人工現実は、例えば、人工現実においてコンテンツをもたらすために使用される、および／あるいは、別様では人工現実において使用される（例えば、アクティビティを行う）、アプリケーション、製品、付属品、サービス、またはこれらの何らかの組み合わせと関連付けられてもよい。人工現実コンテンツを提供する人工現実システムは、ホストコンピュータシステム、スタンドアロンヘッドマウントディスプレイ（ＨＭＤ）、モバイルデバイス、またはコンピューティングシステムに接続されるＨＭＤ、または、１または複数のビューアに人工現実コンテンツを提供することが可能な任意の他のハードウェアプラットフォームを含むさまざまなプラットフォーム上に実装されてよい。

本明細書に説明されるおよび／または示されるプロセスパラメータおよび一連のステップは、例としてのみ挙げられ、要望通りに変えることができる。例えば、本明細書に示されるおよび／または説明されるステップは特定の順序で示されまたは論じられる場合があるが、これらのステップは、必ずしも、示されるまたは論じられる順序で行われる必要はない。本明細書に説明されるおよび／または示されるさまざまな例示の方法は、本明細書に説明されるまたは示されるステップの１つまたは複数を省略してもよい、または開示されるものに加えてさらなるステップを含んでもよい。

前述の説明は、当業者が、本明細書に開示される例示の実施形態のさまざまな態様を最適に利用できるようにするために提供されている。この例示の説明は、網羅的であることも、開示される任意の精確な形態に限定されることも意図されていない。本開示の趣旨および範囲から逸脱することなく、多くの修正および変形が可能である。本明細書に開示される実施形態は、あらゆる点で、例示的であるとみなされるべきであり、制限するものではない。本開示の範囲を判断する際には添付の特許請求項およびこれらの等価物を参照されたい。

別段記されていない限り、本明細書および特許請求の範囲で使用されるような「〜に接続される」および「〜に結合される」という用語（およびこれらの派生語）は、直接的および間接的な（すなわち、他の要素または構成要素を介した）接続の両方を可能にすると解釈されるべきである。さらに、本明細書および特許請求の範囲で使用されるような「ａ」または「ａｎ」という用語は、「〜のうちの少なくとも１つ」を意味すると解釈されるべきである。最後に、容易に使用するために、本明細書および特許請求の範囲で使用されるような「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」および「有する（ｈａｖｉｎｇ）」という用語（およびこれらの派生語）は、「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」という語と置き換え可能であり、かつ同じ意味を有する。

Claims (20)

1. 導波路と、
   前記導波路内に画像光を投影するように構成される１つまたは複数のプロジェクタアセンブリであって、前記１つまたは複数のプロジェクタアセンブリのそれぞれは、
   二次元構成で配設される第１の色の複数のエミッタを有する第１の単色エミッタアレイ、および、
   二次元構成で配設される第２の色の複数のエミッタを有する第２の単色エミッタアレイを含む、１つまたは複数のプロジェクタアセンブリと、
   共通軸に沿って前記第１の色および前記第２の色の画像を放出するように前記第１の単色エミッタアレイおよび前記第２の単色エミッタアレイを駆動するように構成される、少なくとも１つの特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）であって、前記第１の色は前記第２の色と異なる、少なくとも１つの特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）と、を備える、デバイス。
2. 前記少なくとも１つのＡＳＩＣは、
   前記第１の単色エミッタアレイを駆動するように構成される第１のＡＳＩＣと、
   前記第２の単色エミッタアレイを駆動するように構成される第２のＡＳＩＣと、を含む、請求項１に記載のデバイス。
3. 前記１つまたは複数のプロジェクタアセンブリのそれぞれは、二次元構成で配設される複数のエミッタを有する第３の単色エミッタアレイをさらに含み、
   前記少なくとも１つのＡＳＩＣは、前記共通軸に沿って第３の色の画像を放出するように前記第３の単色エミッタアレイを駆動するように構成される第３のＡＳＩＣを含み、前記第３の色は前記第１の色および前記第２の色と異なる、請求項２に記載のデバイス。
4. 前記第１の色、前記第２の色、および前記第３の色の単色画像は、多色画像を生じさせるために前記導波路内で組み合わせられる、請求項３に記載のデバイス。
5. 前記多色画像は、前記導波路を含むニアアイディスプレイを着用するユーザに表示される、請求項４に記載のデバイス。
6. 前記少なくとも１つのＡＳＩＣは、少なくとも前記第１の単色エミッタアレイおよび前記第２の単色エミッタアレイを駆動するように構成される単一のＡＳＩＣを含む、請求項１に記載のデバイス。
7. 前記単一のＡＳＩＣは、共通カソードおよびアノードを連続的にアドレス指定することによって、前記第１の単色エミッタアレイおよび前記第２の単色エミッタアレイのそれぞれを順番に駆動するように構成される、請求項６に記載のデバイス。
8. 前記１つまたは複数のプロジェクタアセンブリのそれぞれは、二次元構成で配設される複数のエミッタを有する第３の単色エミッタアレイであって、前記第１の色および前記第２の色と異なる第３の色を放出する第３の単色エミッタアレイをさらに含み、
   前記少なくとも１つのＡＳＩＣは、前記共通軸に沿って、前記第１の色、前記第２の色、および前記第３の色の画像をそれぞれ放出するように、少なくとも前記第１の単色エミッタアレイ、前記第２の単色エミッタアレイ、および前記第３の単色エミッタアレイを駆動するように構成される単一のＡＳＩＣを含む、請求項６に記載のデバイス。
9. 第１の側で、前記第１の単色エミッタアレイ、前記第２の単色エミッタアレイ、および前記第３の単色エミッタアレイに接合され、かつ、前記第１の側の反対側の第２の側で、前記単一のＡＳＩＣに接合されるシリコンインターポーザであって、（ａ）前記第１の単色エミッタアレイ、前記第２の単色エミッタアレイ、および前記第３の単色エミッタアレイと、（ｂ）前記単一のＡＳＩＣとの間に界面を与える、シリコンインターポーザをさらに含む、請求項８に記載のデバイス。
10. 前記単一のＡＳＩＣは、共通カソードおよびアノードを連続的にアドレス指定することによって、前記第１の単色エミッタアレイ、前記第２の単色エミッタアレイ、および前記第３の単色エミッタアレイのそれぞれを順番に駆動するように構成される、請求項９に記載のデバイス。
11. 第１の側で、少なくとも前記第１の単色エミッタアレイおよび前記第２の単色エミッタアレイに接合され、かつ、前記第１の側の反対側の第２の側で、前記単一のＡＳＩＣに接合されるシリコンインターポーザであって、（ａ）前記第１の単色エミッタアレイおよび前記第２の単色エミッタアレイと、（ｂ）前記単一のＡＳＩＣとの間に界面を与える、シリコンインターポーザをさらに含む、請求項６に記載のデバイス。
12. 前記導波路は、前記第１の単色エミッタアレイおよび前記第２の単色エミッタアレイによって投影される単色画像を組み合わせる、請求項１に記載のデバイス。
13. 第１の単色エミッタアレイおよび第２の単色エミッタアレイを少なくとも１つのＡＳＩＣに接合することを含む、方法であって、
    前記少なくとも１つのＡＳＩＣは、画像光を導波路内に投影するために前記第１の単色エミッタアレイおよび前記第２の単色エミッタアレイを駆動するように構成され、
    前記画像光は、
    前記第１の単色エミッタアレイによって放出される第１の色の二次元単色画像、および
    前記第２の単色エミッタアレイによって放出される第２の色の二次元単色画像を含み、
    前記第１の色および前記第２の色は互いに異なり、前記二次元単色画像は共通軸に沿って投影される、方法。
14. 前記少なくとも１つのＡＳＩＣは、共通カソードおよびアノードを連続的にアドレス指定することによって、前記第１の単色エミッタアレイ、前記第２の単色エミッタアレイ、および第３の単色エミッタアレイのそれぞれを順番に駆動するように構成される、請求項１３に記載の方法。
15. 前記少なくとも１つのＡＳＩＣは、
    前記第１の単色エミッタアレイを駆動するように構成される第１のＡＳＩＣ、
    前記第２の単色エミッタアレイを駆動するように構成される第２のＡＳＩＣ、および
    第３の単色エミッタアレイを駆動するように構成される第３のＡＳＩＣを含む、請求項１３に記載の方法。
16. 前記少なくとも１つのＡＳＩＣは、前記第１の単色エミッタアレイ、前記第２の単色エミッタアレイ、および第３の単色エミッタアレイのうちの少なくとも２つを駆動するように構成される単一のＡＳＩＣを含む、請求項１３に記載の方法。
17. 前記単一のＡＳＩＣは、共通カソードおよびアノードを連続的にアドレス指定することによって、前記第１の単色エミッタアレイ、前記第２の単色エミッタアレイ、および前記第３の単色エミッタアレイのそれぞれを順番に駆動するように構成される、請求項１６に記載の方法。
18. 前記第１の色および前記第２の色の少なくとも前記二次元単色画像は、多色画像を生じさせるために前記導波路内で組み合わせられる、請求項１３に記載の方法。
19. シリコンインターポーザを第１の側で前記第１の単色エミッタアレイ、前記第２の単色エミッタアレイ、および第３の単色エミッタアレイに接合することと、
    前記シリコンインターポーザを、前記第１の側の反対側の第２の側で少なくとも１つのＡＳＩＣに接合することと、をさらに含み、
    前記シリコンインターポーザは、（ａ）前記第１の単色エミッタアレイ、前記第２の単色エミッタアレイ、および前記第３の単色エミッタアレイと、（ｂ）前記少なくとも１つのＡＳＩＣとの間に界面を与える、請求項１３に記載の方法。
20. ユーザの頭に固定させるように構成されるフレームと、
    前記フレームに結合される導波路と、
    前記導波路内に画像光を投影するように構成される１つまたは複数のプロジェクタアセンブリであって、前記１つまたは複数のプロジェクタアセンブリのそれぞれは、
    二次元構成で配設される第１の色の複数のエミッタを有する第１の単色エミッタアレイ、および、
    二次元構成で配設される第２の色の複数のエミッタを有する第２の単色エミッタアレイを含む、１つまたは複数のプロジェクタアセンブリと、
    共通軸に沿って前記第１の色および前記第２の色の画像を放出するように前記第１の単色エミッタアレイおよび前記第２の単色エミッタアレイを駆動するように構成される、少なくとも１つの特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）であって、前記第１の色は前記第２の色と異なる、少なくとも１つの特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）と、を備える、ニアアイディスプレイ。

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