TW201923406A - 製造晶圓級矽基液晶投影系統的方法 - Google Patents

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Abstract

晶圓級矽基液晶(LCOS)投影組件包括用於對入射在LCOS顯示器上的光進行空間調變的LCOS顯示器和用於將光導向LCOS顯示器和導離LCOS顯示器的偏振光束分離(PBS)層。一種用於製造LCOS投影系統的方法包括：在主動式矩陣晶圓上方設置PBS晶圓。主動式矩陣晶圓包括用於定址液晶顯示器像素的多個主動式矩陣。上述方法還包括在PBS晶圓上方設置透鏡晶圓。透鏡晶圓包括多個透鏡。另外，用於製造晶圓級偏振光束的方法包括：將PBS晶圓和至少一個其他晶圓結合以形成堆疊晶圓。PBS晶圓包括含有多個PBS膜帶的PBS層。

Description

製造晶圓級矽基液晶投影系統的方法
本發明係有關於採用矽基液晶(LCOS)顯示器的影像投影機，特別是有關於這種影像投影機中使用的光學元件的組裝。
基於LCOS顯示器的LCOS影像投影機(本文中稱為“LCOS投影機”)已經實現了諸如掌上型投影機和近眼顯示器之類的消費型電子產品。LCOS投影機中的LCOS顯示器藉由分束器和複合透鏡反射光線。這裡，包含LCOS顯示器、分束器和複合透鏡的組件將被稱為投影組件。
為了滿足效能規格，對於LCOS影像投影機而言，需要精確對準投影組件元件。在先前技術的LCOS影像投影機中，投影組件是手動組裝的。嘗試藉由手動組裝過程實現精確的對準容許誤差會導致較長的組裝時間和較低的產量。
根據一實施例，提供了晶圓級LCOS投影組件。上述晶圓級LCOS投影組件包括用於對入射在LCOS顯示器上的光進行空間調變的LCOS顯示器和用於將光導向LCOS顯示器和導離LCOS顯示器的偏振光束分離(PBS)層。
根據另一實施例，提供了製造晶圓級LCOS投影系統的方法。根據上述方法，PBS晶圓設置於主動式矩陣晶圓上方。主動式矩陣晶圓包括用於定址液晶顯示器像素的多個主動式矩陣。還根據上述方法，透鏡晶圓設置於PBS晶圓上方。透鏡晶圓包括多個透鏡。
根據另一實施例，提供了製造晶圓級偏振光束分離器的方法。根據上述方法，PBS晶圓與至少一個其他晶圓結合以形成堆疊晶圓。PBS晶圓包括含有多個PBS膜帶的PBS層。
100‧‧‧投影組件
102‧‧‧近眼顯示器
104‧‧‧眼鏡
106‧‧‧光源
108‧‧‧準直光學元件
200‧‧‧投影組件
201‧‧‧PCB
203‧‧‧導電膜
204‧‧‧蓋玻璃
206‧‧‧偏振分束器立方體
210‧‧‧複合透鏡
221‧‧‧液晶
222‧‧‧主動式矩陣基板
226‧‧‧透鏡
228‧‧‧透鏡
229‧‧‧透鏡
243‧‧‧對準層
250‧‧‧晶圓級LCOS晶粒
298‧‧‧坐標系
299‧‧‧光軸
300‧‧‧方法
302‧‧‧步驟
304‧‧‧步驟
306‧‧‧步驟
308‧‧‧步驟
310‧‧‧步驟
320‧‧‧視圖
321‧‧‧液晶部分
322‧‧‧主動式矩陣晶圓
324‧‧‧蓋玻璃
330‧‧‧堆疊
332‧‧‧主動式矩陣層
334‧‧‧玻璃層
335‧‧‧切割線
340‧‧‧顯示基板
400‧‧‧方法
401‧‧‧步驟
402‧‧‧步驟
403‧‧‧步驟
404‧‧‧步驟
406‧‧‧步驟
407‧‧‧步驟
408‧‧‧步驟
410‧‧‧步驟
420‧‧‧視圖
421‧‧‧液晶部分
422‧‧‧主動式矩陣晶圓
423‧‧‧壩結構
424‧‧‧偏振光束分離晶圓
426‧‧‧透鏡晶圓
428‧‧‧透鏡晶圓
429‧‧‧透鏡晶圓
430‧‧‧晶圓堆疊
434‧‧‧薄膜層
435‧‧‧切割線
442‧‧‧主動式矩陣
442‧‧‧(1)主動式矩陣
443‧‧‧底部對準層
450‧‧‧晶圓級LCOS投影組件
460‧‧‧PBS膜帶
500‧‧‧方法
501‧‧‧步驟
503‧‧‧步驟
504‧‧‧步驟
506‧‧‧步驟
507‧‧‧步驟
508‧‧‧步驟
510‧‧‧步驟
512‧‧‧步驟
521‧‧‧液晶部分
530‧‧‧晶圓堆疊
532‧‧‧基板層
540‧‧‧晶粒
610‧‧‧複合晶圓級透鏡
621‧‧‧液晶部分
623‧‧‧壩結構
624‧‧‧PBS層
624‧‧‧(1)頂部對準層
624‧‧‧(2)透明導電層
624‧‧‧(3)PBS層
624‧‧‧(4)AR塗層
630‧‧‧晶圓堆疊
635‧‧‧分割線
650‧‧‧晶圓級LCOS投影組件
660‧‧‧LCOS層
700‧‧‧晶圓級LCOS投影機系統
701‧‧‧PCB
722‧‧‧主動式矩陣晶圓
724‧‧‧PBS部分
724‧‧‧(1)頂部對準層
724‧‧‧(2)透明導電膜
724‧‧‧(3)PBS元件
724‧‧‧(4)AR塗層
726‧‧‧晶圓級透鏡
728‧‧‧晶圓級透鏡
729‧‧‧晶圓級透鏡
743‧‧‧底部對準層
760‧‧‧LCOS部分
790‧‧‧輸入照射光
791‧‧‧輸出照射光
800‧‧‧方法
801‧‧‧步驟
803‧‧‧步驟
820‧‧‧視圖
822‧‧‧晶圓
824‧‧‧PBS晶圓
830‧‧‧堆疊晶圓
860‧‧‧PBS帶
圖1顯示出併入在附接於一副眼鏡的近眼顯示器中的投影組件。
圖2顯示出一實施例中的投影組件的光學元件。
圖3描繪了製造投影組件的方法和相關的視圖。
圖4描繪了一實施例中的使用以晶圓級製造的多個元件製造投影組件的方法和相關的視圖。
圖5描繪了一實施例中的圖4中描繪的方法的變型。
圖6是一實施例中的在單一化之前的晶圓級LCOS投影組件的截面圖。
圖7是一實施例中的安裝在印刷電路板上的經單一化的晶圓級LCOS投影組件的截面圖。
圖8描繪了一實施例中的用於製造晶圓級偏振光束分離器的方法和相關的視圖。
圖1顯示出併入在近眼顯示器102中的投影組件100，該近眼顯示器102附接到眼鏡104。近眼顯示器102還包括光源106。投影組件100可交替地在不同的成像設備中使用，例如在掌上型影像投影機中。
圖2顯示出了投影組件200的光學元件，其是投影組件100的示例。投影組件200包括晶圓級LCOS晶粒(die)250、偏振分束器立方體206和複合透鏡210。複合透鏡210包括透鏡226、228和229。晶圓級LCOS晶粒250包括主動式矩陣基板222、對準層243、液晶221、導電膜203和蓋玻璃204。主動式矩陣基板222安裝在印刷電路板(PCB)201上。
晶圓級LCOS晶粒250是LCOS顯示器。偏振分束器立方體206被配置為將來自光源(圖2中未示出)的照射光反射到LCOS晶粒250上以照射LCOS顯示器。由LCOS顯示器發射的光至少部分地由偏振分束器立方體206傳播，並由複合透鏡210投射以形成LCOS顯示器的影像。
在投影組件200中，所有元件都在組裝方法的對準容許誤差內圍繞光軸299居中。橫向和縱向未對準分別指的是沿坐標系298的x軸和z軸的未對準。
圖3描繪了一實施例中的製造投影組件200的方法300和相關視圖320。視圖320僅用於示例性目的，且不欲限制本發明的範圍。作為示例，除了注入液晶部分321之外，方法300以晶圓級製造LCOS晶粒250，並且使用非晶圓級方法將投影組件200的其餘元件結合到LCOS晶粒250。
在步驟302中，方法300將蓋玻璃對準主動式矩陣晶圓。在步驟302的一個示例中，方法300將蓋玻璃324對準主動式矩陣晶圓322。
在步驟304中，方法300將蓋玻璃和主動式矩陣晶圓結合以形成堆疊。在步驟304的一個示例中，方法300將蓋玻璃324和主動式矩陣晶圓322結合以形成堆疊330。蓋玻璃324和主動式矩陣晶圓322分別是圖2的蓋玻璃204和主動式矩陣222的示例。
在步驟306中，方法300沿著切割線將堆疊單一化，其產生顯示 基板。在步驟306的一個示例中，方法300沿著切割線335將堆疊330單一化，這產生顯示基板340。
在步驟308中，方法300在顯示基板的玻璃層和主動式矩陣層之間注入液晶部分，以形成投影組件的晶圓級LCOS晶粒250。在步驟308的一個示例中，方法300在顯示基板340的玻璃層334與主動式矩陣層332之間注入液晶部分321，以形成例如圖2的投影組件200的晶圓級LCOS晶粒250。
方法300可以包括在不脫離本發明的範圍之下將對準層添加至主動式矩陣晶圓322和蓋玻璃324中的一者或兩者的步驟。在步驟310中，方法300藉由將投影組件200(圖2)的PCB 201、偏振分束器立方體206和透鏡226、228和229結合到LCOS晶粒250來形成圖2的投影組件200。
在投影組件200中，僅顯示基板340以晶圓級製造。圖4描繪了藉由以晶圓級製造的多個元件製造投影組件的方法400，以及相關的視圖420。視圖420描繪了主動式矩陣晶圓422、偏振光束分離(PBS)晶圓424和透鏡晶圓426、428和429。每個透鏡晶圓426、428和429均包括具有相同陣列座標的透鏡陣列，使得透鏡晶圓426、428和429可以使用本領域已知的方法堆疊並對準以形成晶圓級複合透鏡。在不脫離本發明的範圍之下，方法400中包括的透鏡晶圓的數量可以不同於三個。
在圖4中，PBS晶圓424上所示的平行線表示PBS晶圓424內的PBS膜帶460。在一實施例中，PBS膜帶之間的距離等於透鏡晶圓426、428和429中的透鏡的列之間的間隔，且等於主動式矩陣晶圓422中的主動式矩陣442的列之間的距離。
在PBS晶圓424的一實施例中，PBS膜帶460可以是本領域已知的多層薄膜偏振器，例如麥克尼爾(MacNeille)偏振器。在另一個示例中，PBS膜帶460可以基於由李(Li)和多布羅沃爾斯基(Dobrowolski)在Appl.Opt.Vol.35,p.2221(1996)中描述的薄膜多層結構。在不脫離本發明的範圍之下，PBS 晶圓424的其他實施例可以採用不同的極化機制，例如線柵。
在一實施例中，PBS晶圓424包括沉積在PBS晶圓424的面向主動式矩陣晶圓422的一側上的透明導電膜，例如銦鈦氧化物(ITO)。在一實施例中，PBS晶圓424包括對準層。在這樣的實施例中，PBS晶圓424用作光束分離元件並用作用於形成投影組件的LCOS顯示器所需的透明導電層和對準層中的一者或兩者的基板。PBS晶圓424的這種雙重功能消除了對主動式矩陣晶圓422上方的附加蓋玻璃層的需要，例如圖2的投影組件200中的蓋玻璃204。在一實施例中，PBS晶圓424包括抗反射(AR)塗層和透明導電膜，並且PBS膜係設置在它們之間。
在步驟401中，方法400接收主動式矩陣晶圓、PBS晶圓424和透鏡晶圓。在步驟401的示例中，方法400接收主動式矩陣晶圓422、PBS晶圓424和透鏡晶圓426、428和429。主動式矩陣晶圓422上的虛線柵格表示壩結構423。主動式矩陣晶圓422包括在壩結構423之間的位置處的主動式矩陣442，例如主動式矩陣442(1)。為了清楚說明，主動式矩陣442(1)是主動式矩陣晶圓422上顯示出的唯一主動式矩陣。如本領域中已知的，主動式矩陣晶圓422可以包括以下任何一種：第二對準層、反射層和電極。
在步驟402中，方法400將液晶部分沉積在主動式矩陣晶圓上的位置處。在步驟402的一示例中，方法400將液晶部分421(由短劃(-)表示)沉積在主動式矩陣晶圓422上的位置處。主動式矩陣晶圓422上的沉積位置對應於主動式矩陣晶圓422中的各個主動式矩陣442。
在步驟402的一示例中，液晶沉積可以是單滴填充(ODF，one-drop fill)製程，在該製程中液晶部分係沉積在主動式矩陣晶圓422上對應於主動式矩陣442的位置處。在不脫離本發明的範圍之下，在方法400中可採用其他液晶沉積方法。壩結構423將每個液晶部分421控制在主動式矩陣晶圓422上的相應位置。
在步驟403中，方法400將PBS晶圓設置在主動式矩陣晶圓上方。在步驟403的一示例中，方法400將PBS晶圓424設置在主動式矩陣晶圓422上方。
在步驟404中，方法400將透鏡晶圓設置在PBS晶圓上方。在步驟404的一示例中，方法400將透鏡晶圓426、428和429設置在PBS晶圓424上方。
在步驟406中，方法400使PBS晶圓和透鏡晶圓與主動式矩陣晶圓對準。在步驟406的一示例中，方法400使PBS晶圓424和透鏡晶圓426、428和429與主動式矩陣晶圓422對準。PBS晶圓424係予以對準成使得PBS膜帶460在主動式矩陣晶圓422內的主動式矩陣442的相應列上居中。
晶圓422、426、428和429係予以對準成使得對於透鏡晶圓429的多個透鏡，每個透鏡中心與透鏡晶圓428中的透鏡中心、透鏡晶圓426中的透鏡中心和晶圓422上的主動式矩陣的中心在本領域中可實現的對準容許誤差內共線。PBS晶圓424係予以對準成使得PBS膜帶460與透鏡晶圓426、428和429中的透鏡的列和主動式矩陣晶圓422中的主動式矩陣442的列在本領域中可實現的對準容許誤差內對準。步驟406可以採用晶圓級光學器件製造領域中已知的任何對準方法。
在步驟407中，方法400層壓晶圓，如本領域中已知的。
在步驟408中，方法400將主動式矩陣晶圓、PBS晶圓和透鏡晶圓結合以形成晶圓堆疊。在步驟408的一示例中，方法400將晶圓422、424、426、428和429結合以形成晶圓堆疊430。
在步驟410中，方法400沿著切割線單一化晶圓堆疊，這產生多個晶圓級LCOS投影組件。在步驟410的一示例中，方法400沿著切割線435單一化晶圓堆疊430，這產生多個晶圓級LCOS投影組件450。
圖5描繪了方法500，方法500類似於方法400，除了在單一化步驟410之後而不是之前沉積液晶之外。方法500的步驟501、503、504、506、507、508和510分別與方法400的步驟401、403、404、406、407、408和410相同。
在步驟508中，方法500將主動式矩陣晶圓、PBS晶圓和透鏡晶圓結合以形成晶圓堆疊。在結合步驟508的一示例中，方法500產生晶圓堆疊530。除了底層(主動式矩陣晶圓422)不包括液晶部分421之外，晶圓堆疊530與晶圓堆疊430相同。壩結構423支撐主動式矩陣晶圓422與PBS晶圓424之間的空氣間隔，在切割之後一液晶體積可沉積在該空氣間隔中。
在步驟510中，方法500沿著切割線單一化晶圓堆疊。而在方法400中，步驟410產生晶圓級LCOS投影組件，方法500中的步驟510產生多個投影機晶粒。在步驟510的一示例中，方法500沿著切割線435單一化晶圓堆疊530，這產生多個投影機晶粒540。投影機晶粒540與LCOS投影組件450相同，除了投影機晶粒540缺少液晶部分421。
在步驟512中，方法500將液晶部分注入投影機晶粒的基板層與薄膜層之間的空氣間隔中，以形成晶圓級LCOS投影組件。在步驟512的一示例中，方法500將液晶部分521注入投影機晶粒540的基板層532與薄膜層434之間的空氣間隔中，以形成晶圓級LCOS投影組件450。在方法500的實施例中，液晶注入步驟512可採用本領域已知的方法，例如真空虹吸法或側注入法。
圖6以截面圖顯示出了晶圓堆疊630。晶圓堆疊630是圖4的晶圓堆疊430的一實施例，沿著分割線635單一化形成各晶圓級LCOS投影組件650。晶圓堆疊630包括LCOS層660、PBS層624和複合晶圓級透鏡610。
LCOS層660包括主動式矩陣晶圓422、底部對準層443和液晶部分621。壩結構623包含液晶部分621。在圖6所示的晶圓堆疊430的實施例 中，底部對準層443沉積在主動式矩陣晶圓422上。主動式矩陣442(圖4)位於主動式矩陣晶圓422內。
PBS層624對應於圖4的PBS晶圓424。PBS層624包括選擇性的AR塗層624(4)、PBS層624(3)、透明導電層624(2)和頂部對準層624(1)。PBS層624(3)包括在每對分割線635之間的PBS膜帶460(圖4)。液晶部分621位於頂部對準層624(1)和底部對準層443之間。在一實施例中，PBS膜帶460定向為相對於LCOS層660的平面大體上呈45度角。
在不脫離本發明的範圍之下，晶圓堆疊630中可省略液晶部分621，使得晶圓堆疊630是圖5的晶圓堆疊530的一實施例。可根據方法500(圖5)的步驟512在沿著分割線635單一化之後添加液晶部分621，以形成包括液晶部分621的各晶圓級投影組件650。因此，晶圓級LCOS投影組件650可使用方法400(圖4)或方法500(圖5)來製造。
圖7顯示出了示例性晶圓級LCOS投影機系統700。投影機系統700包括晶圓級投影組件650(圖6)。晶圓級LCOS投影組件650是晶圓級LCOS投影組件450的一實施例。
晶圓級LCOS投影組件650包括LCOS部分760、PBS部分724和複合晶圓級透鏡610。LCOS部分760包括主動式矩陣晶圓722，該主動式矩陣晶圓722包括主動式矩陣442(圖4)和反射膜。主動式矩陣晶圓722支撐頂部對準層724(1)和底部對準層743之間的液晶部分621(圖6)。頂部對準層724(1)和底部對準層743分別是藉由沿著分割線635(圖6)單一化形成的、圖6的頂部對準層624(1)和底部對準層643的部分。壩結構623(圖6)包含液晶部分621(圖6)。
由PBS晶圓424形成的PBS部分724包括頂部對準層724(1)、透明導電膜724(2)、PBS元件724(3)和AR塗層724(4)。透明導電膜724(2)、PBS元件724(3)和AR塗層724(4)分別是圖6的透明導電層624(2)、 PBS層624(3)和AR塗層624(4)的部分，在圖6中，藉由沿著分割線635(圖6)進行單一化來形成這些部分。複合晶圓級透鏡610包括晶圓級透鏡726、728和729。晶圓級透鏡726、728和729分別由透鏡晶圓426、428和429形成。晶圓級LCOS投影組件750安裝在PCB 701上。
在圖7中，晶圓級LCOS投影組件700由光源106照射。光源106可包括選擇性的準直光學元件108。光源106可以是本領域已知的任何光源。例如，光源106可以包括一個或多個發光二極體(LED)，其中LED發出的光的波長範圍相同、重疊或相互排斥。
在光源106和晶圓級LCOS投影組件750的一實施例中，光源106發出入射在PBS元件724(3)上的s偏振輸入照射光790。在圖7中，s偏振和p偏振分別是指垂直於圖平面和平行於圖平面的電場分量。輸入照射光790是由光源106發出的總照射光的s偏振分量，該總照射光也可包括p偏振分量。
PBS元件724(3)的PBS膜帶460將輸入照射光790反射穿過液晶部分621，液晶部分621在空間上調變照射光790。主動式矩陣晶圓722將至少一部分輸入照射光790反射回穿過液晶部分621。可以設置主動式矩陣晶圓722的各個像素以改變穿過液晶部分621的相關子部分傳播的光的偏振狀態。在像素的點亮狀態下，兩次穿過液晶部分721使照射光790的偏振狀態旋轉，以形成至少包括p偏振狀態的發射光。發射光的p偏振分量傳遞穿過PBS元件724(3)並由複合晶圓級透鏡710投射為輸出照射光791。
晶圓級LCOS投影組件650在至少兩個方面比圖2的投影組件200更佳：對準和尺寸。因為晶圓級LCOS投影組件450中的光學元件以晶圓級對準，所以它們比光學元件手動對準的投影組件200中的光學元件更不易於橫向錯位。晶圓級LCOS投影組件450也比投影組件200更節省空間，因為只有投影組件200需要偏振分束器立方體206和主動式矩陣基板222之間的蓋玻璃204。
圖8描繪了用於製造包括偏振光束分離器的多個光學系統的晶圓級方法800和相關的視圖820。在步驟801中，方法800形成包括PBS層的PBS晶圓，該PBS層具有多個PBS帶。在步驟801的一示例中，方法800形成包括PBS層的PBS晶圓824，該PBS層具有多個PBS帶860。
在一實施例中，PBS晶圓824包括基板和設置於基板上的PBS層。基板可以用作LCOS組件的對準層，如關於圖4至圖7所討論的。
在步驟802中，方法800將PBS晶圓結合到晶圓上以形成堆疊晶圓。在步驟802的一示例中，方法800將PBS晶圓824結合到晶圓822以形成堆疊晶圓830。
在一實施例中，晶圓822是LCOS晶圓，例如圖4的主動式矩陣晶圓422。在另一實施例中，晶圓822是透鏡晶圓，例如圖4的透鏡晶圓424。
在選擇性的單一化步驟中，方法800將堆疊晶圓進行單一化以形成包括偏振光束分離器的多個光學系統。在選擇性的單一化步驟的一示例中，方法800將堆疊晶圓830進行單一化。
在不脫離本發明的範圍之下，可以在上述方法和系統中進行改變。因此應注意者為，包含在上面的描述中或者在圖式中示出的內容應該被解釋為說明性的而不是限制性的。隨附申請專利範圍旨在涵蓋本文描述的所有通用和特定特徵，以及對本方法和系統的範圍的所有陳述，在文義上，可以說它們落入兩者之間。

Claims (8)

  1. 一種製造晶圓級矽基液晶(LCOS)投影系統的方法，包括：在一主動式矩陣晶圓上方設置一偏振光束分離(PBS)晶圓，該主動式矩陣晶圓包括用於定址液晶顯示器像素的多個主動式矩陣；以及在該PBS晶圓上方設置包括多個透鏡的一透鏡晶圓。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之方法，還包括：將該透鏡晶圓、該PBS晶圓和該主動式矩陣晶圓對準；以及將該透鏡晶圓、該PBS晶圓和該主動式矩陣晶圓結合以形成一堆疊晶圓。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之方法，還包括：將包括該PBS晶圓、該些主動式矩陣之一基板和該透鏡晶圓的一堆疊晶圓單一化，以形成多個LCOS投影系統。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之方法，還包括：在該PBS晶圓的至少一部分和該主動式矩陣晶圓的至少一部分之間注入一液晶以形成一LCOS顯示器。
  5. 如申請專利範圍第2項所述之方法，對準步驟包括：將該多個透鏡與該PBS晶圓的相應多個PBS膜帶對準。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之方法，對準步驟還包括：將該多個PBS膜帶與該主動式矩陣晶圓的相應多個主動式矩陣對準。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之方法，還包括，在設置該PBS晶圓的步驟之前：在該主動式矩陣晶圓上、在與該多個主動式矩陣中的每一者相對應的位置處設置多個液晶部分。
  8. 如申請專利範圍第2項所述之方法，還包括：將該堆疊晶圓進行單一化以形成多個光學模組；以及 在用於該多個光學模組的至少一部分的該主動式矩陣晶圓與該PBS晶圓之間注入一部分液晶。
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9851575B2 (en) * 2014-05-15 2017-12-26 Omnivision Technologies, Inc. Wafer-level liquid-crystal-on-silicon projection assembly, systems and methods
CN110709762B (zh) * 2017-09-26 2021-04-09 华为技术有限公司 波长选择开关、配向方向获取方法、硅基液晶及制作方法
CN113933992A (zh) * 2020-07-14 2022-01-14 宁波舜宇光电信息有限公司 近眼显示设备和光学结构及其晶圆级别的制备方法
CN111736259A (zh) * 2020-07-24 2020-10-02 歌尔股份有限公司 波导镜片模组及其制作方法、ar设备

Family Cites Families (71)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US660990A (en) 1899-09-11 1900-10-30 Frank H Houghton Belt-retainer.
US2832114A (en) 1954-01-19 1958-04-29 Atwell H Mead Pencil holding device for attachment to eye-glass frames
US3266111A (en) 1961-12-29 1966-08-16 Donald J Abel Holding device for an object
US3600069A (en) 1969-09-24 1971-08-17 Bachmann Bros Inc Auxiliary clip-on spectacle
US3878330A (en) 1974-04-01 1975-04-15 Mosler Safe Co Optical viewing system
JP2893599B2 (ja) * 1989-10-05 1999-05-24 セイコーエプソン株式会社 偏光光源及び投写型表示装置
US5159639A (en) 1991-02-19 1992-10-27 Shannon Clark W Assistive listening device
US5208616A (en) 1991-10-16 1993-05-04 Antony Chang Folding spectacles
EP0594170B1 (en) * 1992-10-22 1998-01-21 Mitsubishi Chemical Corporation An optical information processing element and a light-to-light converting device
US5487522A (en) 1993-11-30 1996-01-30 Donnelly Corporation Mirror support bracket
JPH08114765A (ja) * 1994-10-15 1996-05-07 Fujitsu Ltd 偏光分離・変換素子並びにこれを用いた偏光照明装置及び投射型表示装置
JP3433558B2 (ja) 1995-02-28 2003-08-04 ソニー株式会社 ディスプレイ装置
US5886822A (en) 1996-10-08 1999-03-23 The Microoptical Corporation Image combining system for eyeglasses and face masks
US6023372A (en) 1997-10-30 2000-02-08 The Microoptical Corporation Light weight, compact remountable electronic display device for eyeglasses or other head-borne eyewear frames
US6204974B1 (en) 1996-10-08 2001-03-20 The Microoptical Corporation Compact image display system for eyeglasses or other head-borne frames
US5664293A (en) 1996-12-04 1997-09-09 Bartoo; Robin L. Holder apparatus for releasably supporting an electrically operated device
US6992718B1 (en) * 1998-08-31 2006-01-31 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Illuminating apparatus, display panel, view finder, video display apparatus, and video camera mounting the elements
JP3633376B2 (ja) * 1999-06-21 2005-03-30 セイコーエプソン株式会社 偏光分離装置の製造方法
TW463057B (en) 1999-11-10 2001-11-11 Ibm Compact illumination system providing improved field of view for virtual display applications
US6747611B1 (en) 2000-07-27 2004-06-08 International Business Machines Corporation Compact optical system and packaging for head mounted display
US6659777B1 (en) 2000-09-05 2003-12-09 Tammy Rondeau Automobile activity screen
US20050048688A1 (en) * 2000-12-07 2005-03-03 Patel Satyadev R. Methods for depositing, releasing and packaging micro-electromechanical devices on wafer substrates
KR100798315B1 (ko) * 2001-12-29 2008-01-28 엘지.필립스 엘시디 주식회사 액정 표시장치의 기판 구조 및 그 제조방법
JP2003255360A (ja) * 2002-03-04 2003-09-10 Matsushita Electric Ind Co Ltd 液晶表示装置の製造方法
US7619626B2 (en) 2003-03-01 2009-11-17 The Boeing Company Mapping images from one or more sources into an image for display
US7397067B2 (en) 2003-12-31 2008-07-08 Intel Corporation Microdisplay packaging system
US9229540B2 (en) 2004-01-30 2016-01-05 Electronic Scripting Products, Inc. Deriving input from six degrees of freedom interfaces
US7296889B2 (en) 2004-07-29 2007-11-20 Gripping Eyewear, Inc. Magnetic eyeglass holder
EP1916561B1 (en) 2005-05-24 2012-11-07 Varibel Innovations B.V. Connector assembly for connecting an earpiece of a hearing aid to a glasses temple
US7589797B2 (en) * 2005-07-25 2009-09-15 Industrial Technology Research Institute High efficiency liquid crystal display projection system
JP4602878B2 (ja) * 2005-09-14 2010-12-22 株式会社 日立ディスプレイズ 液晶表示装置
IL171820A (en) 2005-11-08 2014-04-30 Lumus Ltd A polarizing optical component for light coupling within a conductive substrate
JP2007279692A (ja) * 2006-03-13 2007-10-25 Epson Toyocom Corp 偏光分離素子とその製造方法
JP4134195B2 (ja) 2006-04-12 2008-08-13 株式会社和真 固定具
US20090190043A1 (en) * 2006-04-28 2009-07-30 Manlin Pei Single panel projection system
US20090128781A1 (en) * 2006-06-13 2009-05-21 Kenneth Li LED multiplexer and recycler and micro-projector incorporating the Same
US20080013051A1 (en) 2006-07-14 2008-01-17 3M Innovative Properties Company Polarizing beam splitters incorporating reflective and absorptive polarizers and image display systems thereof
JP5119636B2 (ja) 2006-09-27 2013-01-16 ソニー株式会社 表示装置、表示方法
US7631968B1 (en) 2006-11-01 2009-12-15 Motion Research Technologies, Inc. Cell phone display that clips onto eyeglasses
US8388138B1 (en) * 2007-03-11 2013-03-05 Simon Boothroyd Projection display systems
USD624111S1 (en) 2007-04-04 2010-09-21 Carl Zeiss Ag HMD glasses
KR20080101680A (ko) * 2007-05-18 2008-11-21 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 액정 표시장치, 전자 기기, 및 그의 구동방법
US7419260B1 (en) 2007-05-21 2008-09-02 Day Sun Industrial Corp. Eyeglass assembly
US20090007388A1 (en) 2007-07-05 2009-01-08 Villeneuve Bruce W Magnetic shirt pocket eyeglass retaining clip system
US7675684B1 (en) 2007-07-09 2010-03-09 NVIS Inc. Compact optical system
CN201307188Y (zh) 2008-10-11 2009-09-09 贾怀昌 一种带有余光观测周围环境的眼镜显示器
JP5220120B2 (ja) 2008-10-17 2013-06-26 パナソニック株式会社 走査型画像表示装置
US8159751B2 (en) 2009-04-05 2012-04-17 Miguel Marques Martins Apparatus for head mounted image display
US20110051093A1 (en) * 2009-08-26 2011-03-03 Butterfly Technology (Shenzhen) Limited Polarization conversion apparatus and projection system using same
US20130314303A1 (en) 2010-02-28 2013-11-28 Osterhout Group, Inc. Ar glasses with user action control of and between internal and external applications with feedback
CN101963744A (zh) 2010-09-15 2011-02-02 伍振弋 一种lcos液晶投影系统及装置
CN102445768B (zh) 2010-10-01 2014-10-08 奥林巴斯株式会社 装置安装支承构件
USD660990S1 (en) 2011-01-19 2012-05-29 Cree, Inc. LED lamp
TW201300834A (zh) 2011-06-23 2013-01-01 Seereal Technologies Sa 顯示裝置，尤其是頭戴式顯示器或護目鏡
US8471967B2 (en) 2011-07-15 2013-06-25 Google Inc. Eyepiece for near-to-eye display with multi-reflectors
US8508851B2 (en) 2011-07-20 2013-08-13 Google Inc. Compact see-through display system
CA2750287C (en) 2011-08-29 2012-07-03 Microsoft Corporation Gaze detection in a see-through, near-eye, mixed reality display
JP5879886B2 (ja) 2011-10-03 2016-03-08 セイコーエプソン株式会社 虚像表示装置及びその製造方法
USD659741S1 (en) 2011-10-26 2012-05-15 Google Inc. Wearable display device
US9081211B2 (en) 2011-11-03 2015-07-14 Physzics Properties Inc. Magnetic hinge
US9087471B2 (en) 2011-11-04 2015-07-21 Google Inc. Adaptive brightness control of head mounted display
CN202758141U (zh) 2012-01-19 2013-02-27 谷歌公司 电子装置及头戴式装置
US9864211B2 (en) 2012-02-17 2018-01-09 Oakley, Inc. Systems and methods for removably coupling an electronic device to eyewear
US9075249B2 (en) 2012-03-07 2015-07-07 Google Inc. Eyeglass frame with input and output functionality
CN202631946U (zh) * 2012-05-21 2012-12-26 伍振弋 一种偏振分光棱镜反射硅上液晶投影光学系统
CN104620158B (zh) 2012-08-22 2018-06-08 3M创新有限公司 偏振分束器及其制造方法
US20140347736A1 (en) * 2013-05-23 2014-11-27 Omnivision Technologies, Inc. Systems And Methods For Aligning A Near-Eye Display Device
US20150234201A1 (en) 2014-02-16 2015-08-20 David J. Levesque Magnetic Retention System
US9851575B2 (en) * 2014-05-15 2017-12-26 Omnivision Technologies, Inc. Wafer-level liquid-crystal-on-silicon projection assembly, systems and methods
JP2017067999A (ja) * 2015-09-30 2017-04-06 セイコーエプソン株式会社 電気光学装置用基板、電気光学装置、電子機器
CN105301874A (zh) * 2015-11-06 2016-02-03 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 基于激光投影的家庭影院放映设备

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