TW201923415A - 光投影引擎附接及對準 - Google Patents

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Abstract

本發明描述用於對準一光投影引擎(例如，在一虛擬實境頭戴式設備中)之方法及系統。一種用於對準該光投影引擎之總成包括一框架、一光波導總成，及該光投影引擎。實施例包括用於基於一樞軸點、一光軸、一X、一Y及一Z軸並用六個自由度對準之總成。另外，一實施例包括三個平面接頭，其允許該光投影引擎對準。

Description

光投影引擎附接及對準
本發明係關於光投影系統，尤其係關於光投影系統總成。
虛擬實境頭戴式設備依賴於自光投影引擎(例如，數位光處理器(DLP))投影至光波導中之光能。光波導然後將光(例如，影像)反射給使用者。光波導通常由包括一系列精密脊之玻璃製成，該一系列精密脊以不同角度反射光以在光波導上向使用者呈現較大影像。
為了確保光波導之適當效能，關鍵的是光投影引擎之光輸出精確地對準至光波導之輸入介面。若光投影引擎未精確地對準，則光波導之光學效能會降低及/或失真。取決於所需光學效能、對準要求及系統中組件公差，常常難以達成光投影引擎之對準。
同樣重要的是維持準確的左/右影像對準，以向使用者呈現準確對準的立體影像以適應人類視覺感知系統。
實施例包括一種總成，其包含：一框架；一光波導總成；一光投影引擎；一銷，其中該銷允許該光投影引擎相對於該光波導總成在一樞軸點上旋轉；及一或多個螺釘，其中該框架相對於該一或多個螺釘具有一移動自由度，以允許相對於該光波導總成在該樞軸點上調整該投影引擎。
上述內容之態樣包括該總成，其中該樞軸點允許在一Z軸上調整該光投影引擎。
實施例包括一種總成，其包含：一框架；一光波導總成；一光投影引擎；一銷，其中該銷允許該光投影引擎相對於該框架及該光波導總成在一樞軸點上旋轉；一凸輪；及一彈簧，其中該凸輪用於使該光投影引擎在該樞軸點上旋轉，且其中一旦調整了該光投影引擎，該彈簧就將該光投影引擎固持成對準。
實施例包括一種總成，其包含：一框架；一光波導總成；一光投影引擎；及一或多個螺釘，其中該框架相對於該一或多個螺釘具有一移動自由度，以允許相對於該光波導總成在一光軸上調整該投影引擎。
上述內容之態樣包括一種總成，其中該一或多個螺釘包含複數個螺釘。
實施例包括一種總成，其包含：一框架；一光波導總成；一光投影引擎，其中該光投影引擎及/或該框架具有複數個開槽孔，該複數個開槽孔與該光投影引擎或該框架中之一對應銷對準，且其中該複數個開槽孔與該波導總成之一光軸對準。
上述內容之態樣包括一種總成，其中該複數個開槽孔在該框架中，且該複數個銷在該光投影引擎中。
上述內容之態樣包括一種總成，其中該複數個開槽孔在該光投影引擎中，且該複數個銷在該框架中。
上述內容之態樣包括一種總成，其中該複數個開槽孔相對於該光軸彎曲。
上述內容之態樣包括一種總成，其進一步包含一液體黏合劑，該液體黏合劑將該框架附接至該光投影引擎以使該光投影引擎與該光波導總成對準。
實施例包括一種總成，其包含：一框架；一光波導總成；一光投影引擎；一球面接頭；及三個設定螺釘，其中該三個設定螺釘允許使用該球面接頭在一X軸、一Y軸及一Z軸上進行調整。
上述內容之態樣包括一種總成，其進一步包含一或多個鎖定螺釘，其中該一或多個鎖定螺釘用於使用該球面接頭在該X軸、該Y軸及該Z軸上鎖定該調整。
實施例包括一種總成，其包含：一框架；一光波導總成；及一光投影引擎，其中該光投影引擎及/或該框架具有複數個對準凹口，該複數個對準凹口與該光投影引擎或該框架中之複數個對應凹槽對準，且其中該複數個對準凹口及對應凹槽在該光投影引擎及該框架之多個側上。
上述內容之態樣包括一種總成，其中該複數個對準凹口在該光投影引擎中，且該複數個對應凹槽在該框架中。
上述內容之態樣包括一種總成，其中該複數個對準凹口在該框架中，且該複數個對應凹槽在該光投影引擎中。
上述內容之態樣包括一種總成，其進一步包含一液體黏合劑，當該光投影引擎與該光波導總成正確地對準時，將該液體黏合劑施加至該複數個對準凹口及該複數個對應凹槽。
上述內容之態樣包括一種總成，其進一步包含一或多個機械插入件，其中該一或多個機械插入件插入在該框架與該光投影引擎之間的一氣隙中以使該光投影引擎與該光波導總成正確地對準。
實施例包括一種總成，其包含：一框架；一光波導總成；一光投影引擎，其中該框架包圍該光投影引擎之至少一部分，且其中在該框架與該光投影引擎之該被包圍部分之間存在一氣隙；及複數個機械插入件，其中該複數個機械插入件附接至該框架及該光投影引擎以使該光投影引擎與該光波導總成對準。
上述內容之態樣包括一種總成，其進一步包含液體黏合劑，該液體黏合劑施加至該等機械插入件，此鎖定該光投影引擎與該光波導總成之對準。
實施例包括一種總成，其包含：一光投影引擎；一第一子框架，其連接至該光投影引擎；一第二子框架，其連接至該第一子框架；一框架，其連接至該第二子框架；及一光波導總成，其中將該第一子框架連接至該光投影引擎用於使該光投影引擎與該光波導總成對準，其中將該第二子框架連接至該第一子框架用於使該光投影引擎與該光波導總成對準，且其中將該框架連接至該第二子框架用於使該光投影引擎與該光波導總成對準。
上述內容之態樣包括一種總成，其中該第一子框架包含複數個開槽孔，且其中該複數個開槽孔用於在一Y軸上使該光投影引擎與該光波導總成對準。
上述內容之態樣包括一種總成，其中該第二子框架包含大於經插入螺釘之複數個孔，其中大於該等經插入螺釘之該複數個孔用於在一Z軸上使該光投影引擎與該光波導總成對準。
上述內容之態樣包括一種總成，其中該框架包含複數個開槽孔，且其中該複數個開槽孔用於在一X軸上使該光投影引擎與該光波導總成對準。
實施例包括一種總成，其包含：一光投影引擎；一第一子框架，其連接至該光投影引擎；一第二子框架，其連接至該第一子框架；一框架，其連接至該第二子框架；一光波導總成，其中該將該第一子框架連接至該光投影引擎用於使該光投影引擎與該光波導總成對準，且其中該將該第二子框架連接至該第一子框架用於使該光投影引擎與該光波導總成對準。
上述內容之態樣包括一種總成，其中該第一子框架包含複數個開槽孔，該複數個開槽孔用於在一X軸上使該光投影引擎與該光波導總成對準。
上述內容之態樣包括一種總成，其進一步包含兩個螺釘，該兩個螺釘用於相對於該光波導總成調整該光投影引擎之一X軸及一Z軸。
上述內容之態樣包括一種總成，其進一步包含一螺釘，該螺釘附接通過該框架，用於在一Y軸上相對於該光波導總成調整該光投影引擎。
上述內容之態樣包括一種總成，其進一步包含一或多個彈簧，該一或多個彈簧用於使該光投影引擎與該光波導總成對準。
短語「至少一個」、「一或多個」、「或」及「及/或」係在操作中既係連接又係分離的開放式表達。例如，表述「A、B及C中之至少一者」、「A、B或C中之至少一者」、「A、B及C中之一或多者」、「A、B或C中之一或多者」、「A、B及/或C」以及「A、B或C」中之每一者意指單獨的A、單獨的B、單獨的C、一起的A及B、一起的A及C、一起的B及C，或一起的A、B及C。
術語「一」實體係指該實體中之一或多者。因此，術語「一」、「一或多個」及「至少一個」在本文中可互換使用。亦應注意，術語「包含」、「包括」及「具有」可互換使用。
如本文中所使用之術語「自動」及其變體係指在執行程序或操作時在沒有物質人為輸入之情況下完成的任何程序或操作，其通常係連續的或半連續的。然而，若在執行程序或操作之前接收到輸入，則程序或操作可為自動的，即使程序或操作之執行使用物質或非物質人為輸入。若此類輸入影響如何執行程序或操作，則認為人為輸入係物質的。符合程序或操作執行之人為輸入不被視為「物質的」。
相關申請案之交叉參考
本申請案根據35U.S.C.§119(e)主張2017年8月23日申請之名為「Projection Engine Attachment and Alignment」之美國臨時申請案第62/549,079號的權益及優先權。對於上文所列出之申請案所教示的全部內容且出於所有目的，上文所列出之申請案之全部揭示內容的全文據此以引用的方式併入。
圖1係根據本發明之實施例的使用者104上之虛擬實境頭戴式設備101之例示性視圖100。例示性視圖100包含虛擬實境頭戴式設備101及使用者104。
虛擬實境頭戴式設備101可為或可包括投影立體或單眼影像以供顯示給使用者104之任何頭戴式設備。立體虛擬實境頭戴式設備101進一步包含光波導總成102A至102B及光投影引擎103A至103B。光波導總成102A至102B可為或可包括任何類型之已知光波導總成，其自光投影引擎103接收經投影影像以用於將經投影影像顯示給使用者104。例如，光波導總成102A至102B可包含前透鏡、一或多個光波導，及後透鏡，它們黏附在一起以形成光波導總成102A至102B。如本文中及申請專利範圍中所描述，光波導總成102A至102B可僅包含單一光波導及/或上述各者之任何組合。
「光波導」通常係用於引導光之空間非均勻結構，亦即，用於限制光可傳播之空間區域。通常，與周圍介質(被稱為包層 )相比，光波導含有折射率增加之區域。然而，例如藉由使用例如在金屬界面處之反射，引導亦係可能的。一些波導亦涉及金屬處之電漿子效應。許多波導展現二維引導，因此限制了經引導光在兩個維度上之延伸且准許基本上僅在一個維度上之傳播。一實例係通道波導。最重要類型之二維波導係光纖。波導亦可為一維波導，尤其是平面波導。
光投影引擎103A至103B可為或可包括可投影影像之任何裝置，例如數位光處理器(DLP)、投影儀、矽上液晶(LCOS)、發光二極體(LED)陣列、雷射及/或其類似者。光投影引擎103A至103B將光投影至光波導總成102A至102B。光投影引擎103A至103B通常係多個組件之總成，例如DLP、一或多個透鏡、稜鏡、外殼及/或其類似者。光投影引擎103A至103B連接至框架。
儘管虛擬實境頭戴式設備具有兩個光投影引擎103A至103B及兩個光波導總成102A至102B，但是熟習此項技術者將清楚，虛擬實境頭戴式設備101可僅具有單一光投影引擎103及單一光波導總成102。
虛擬實境頭戴式設備101之一個關鍵態樣係光投影引擎103A至103B需要與光波導總成102A至102B精確地對準。若光投影引擎103A至103B中之任一者與其對應光波導總成102A至102B未對準，則可能會將失真影像投影至使用者104。取決於未對準之類型，結果可能會造成使用者104之眼睛疲勞及/或頭痛。光波導總成102A至102B與光投影引擎103A至103B之對準通常係基於三種類型之對準：1)俯仰(X軸)、2)橫偏(Y軸)，及3)橫搖(Z軸)。此與眾所周知之笛卡爾座標系相同(例如，如https://en.wikipedia.org/wiki/Cartesian_coordinate_system 中所論述)。
俯仰係光投影引擎103在X軸上相對於光波導總成102之旋轉。橫偏係光投影引擎103在Y軸上相對於波導總成102之旋轉。橫搖係光投影引擎103在Z軸上相對於光波導總成102之旋轉。
圖2係根據本發明之實施例的虛擬實境頭戴式設備101之例示性實施例，虛擬實境頭戴式設備101具有用於光投影引擎103A至103B之主動對準之單一方法。虛擬實境頭戴式設備101包含框架201、銷202A至202B、緊固件(例如，螺釘或其他類型之緊固件)203A至203D、光波導總成102A至102B，及光投影引擎103A至103B。
光波導總成102A至102B經由緊固件(例如，螺釘或其他類型之緊固件)203A至203D連接至框架201。光投影引擎103A至103B經由銷202A至202B連接至框架201。銷202A至202N之使用允許光投影引擎103A至103B相對於附接至框架201之光波導總成102A至102B在Z軸(橫搖)上旋轉。
圖3係根據本發明之實施例的虛擬實境頭戴式設備101之部分之前視圖，虛擬實境頭戴式設備101具有用於光投影引擎103之主動對準之單一方法。圖3係虛擬實境頭戴式設備101之右側之前視圖。銷202B允許光投影引擎103B使用樞軸點301B相對於光波導總成102B在Z軸(橫搖)上旋轉。樞軸點301B允許光投影引擎103B在Z軸(橫搖)上正確地對準至光波導總成102B。緊固件(例如，螺釘或其他類型之緊固件)302A至302B連接至框架201。儘管圖3中展示兩個緊固件302A至302B，但是可僅存在單一緊固件302或可存在多於兩個緊固件302。框架201中之孔比緊固件302A至302B略大(或開槽)。此允許光投影引擎103在樞軸點301B上之移動自由度。一旦光投影引擎103B與光波導總成102B正確地對準，就可擰緊緊固件302A至302B以鎖定光投影引擎103B在Z軸上之對準。
例如，在製造環境中，虛擬實境頭戴式設備101可置放在固定裝置中，其中人或機器調整光投影引擎103B之橫搖直至判定正確對準。然後，使用者/機器插入及擰緊緊固件302A至302B以鎖定對準。例如，緊固件302A至302B可自虛擬實境頭戴式設備101之前部或後部插入及擰緊。
圖4係根據本發明之實施例的虛擬實境頭戴式設備101之例示性實施例400，虛擬實境頭戴式設備101具有用於光投影引擎103之主動對準之單一方法。光投影引擎103使用樞軸點401(例如，銷)而旋轉。樞軸點401附接至框架201且允許光投影引擎103相對於附接至框架201之光波導總成102(未展示)根據Y軸(橫偏)而旋轉。凸輪403停止光投影引擎103之旋轉。在一個實施例中，凸輪403可為緊固件之端部，其可相對於框架201向內或向外移動。彈簧402提供張力以限制光投影引擎103之移動。一旦光投影引擎103沿Y軸(橫偏)正確地對準，就可施加緊固件及/或液體黏合劑以將光投影引擎103鎖定成相對於波導總成102在Y軸(橫偏)上正確地對準。
例如，在製造環境中，虛擬實境頭戴式設備101可置放在固定裝置中，其中人或機器調整光投影引擎103之橫偏直至判定正確對準。然後，使用者/機器插入及擰緊緊固件，此將光投影引擎103鎖定成正確地對準。
圖5係根據本發明之實施例的用於使用光軸對準光投影引擎103之例示性實施例500之前視圖。圖5展示光波導總成102、光投影引擎103、框架201、緊固件501A至501B、框架緊固件孔502A至502B，及光軸503。
框架緊固件孔502A至502B大於緊固件(例如，螺釘或其他類型之緊固件)501A至501B。框架緊固件孔502A至502B與緊固件501A至501B之間的間隙允許以光軸503為中心之少量調整(移動自由度)。此允許光投影引擎103在Z軸(橫搖)上與光波導總成102對準。儘管圖5被描述為具有兩個緊固件501A至501B，但是可使用單一緊固件501或多於兩個緊固件501。
圖6A係根據本發明之實施例的用於使用開槽孔600A至600B在光軸601上對準光投影引擎103之例示性實施例之後視圖。在圖6A中，光波導總成102附接至框架201。框架201具有四個開槽孔600A至600D。開槽孔600A至600D相對於光軸601成角度。在一個實施例中，開槽孔600A至600D相對於光軸601彎曲。
光投影引擎103具有四個對應銷(在開槽孔600A至600D中被展示為小圓圈)。光投影引擎103上之四個對應銷與開槽孔600A至600D對準並延伸通過開槽孔600A至600D。開槽孔允許光投影引擎103基於光軸601而對準。一旦光投影引擎103被判定為正確地對準，就可將液體黏合劑施加至開槽孔600A至600D。替代地，可使用螺釘、螺栓或其他類型之緊固件(未展示)來代替銷/液體黏合劑。
圖6B係根據本發明之實施例的用於使用開槽孔600A至600D在光軸601上對準光投影引擎103之例示性實施例之成角度後視圖。圖6B展示圖6A之不同視圖以更好地展示光投影引擎103與銷如何自光投影引擎103延伸通過框架201之間的關係。儘管圖6A至圖6B展示四個開槽孔600A至600D，但是另一實施例可僅使用兩個開槽孔600A至600B以使光投影引擎103與光波導總成102對準。
圖7係根據本發明之實施例的用於使用主動對準之三個度(X、Y及Z)對準光投影引擎103之例示性實施例700之成角度視圖。為了在所有三個度上調整光投影引擎103，球面接頭704以光軸為中心。為了精確地控制每一旋轉度，設定緊固件(例如，螺釘或其他類型之緊固件)701(橫偏)、設定緊固件(例如，螺釘或其他類型之緊固件)702(橫搖)及設定緊固件(例如，螺釘或其他類型之緊固件)703(俯仰)與彈簧一起精確地控制俯仰、橫搖及橫偏。此方法與運動翻倒/傾斜安裝及球面接頭有一些相似性。此方法允許由單一緊固件控制每一旋轉度。一旦正確地調整了對準，鎖定緊固件705就用於鎖定對準。
圖8A係用於使用Z軸(橫搖)對準光投影引擎103之例示性實施例之剖視圖。圖8A係設定緊固件702之剖視圖，設定緊固件702調整橫搖或Z軸。圖8A係自圖7之前部看的剖視圖。當向內旋擰或移動時，設定緊固件702(其旋擰至框架201中或以其他方式與框架201連接)推進光投影引擎103以在Z軸上旋轉(逆時針)。若設定緊固件702被擰開或以其他方式鬆開，則旋轉將係順時針旋轉。
圖8B係用於對準光投影引擎103之例示性實施例之剖視圖，其展示光投影引擎103在Z軸(橫搖)上之旋轉。圖8B展示出，當設定緊固件702緊固至框架201中時，光投影引擎103已在Z軸上旋轉。
圖9A係用於使用X軸(俯仰)對準光投影引擎103之例示性實施例之剖視圖。圖9A係設定緊固件703之側剖視圖，設定緊固件703調整俯仰或X軸。圖9A被展示為來自圖7之左側之視圖。當向內旋擰或移動時，設定緊固件703(其緊固或旋擰至框架201中)推進光投影引擎103以在x軸上旋轉(逆時針)。若設定緊固件702被擰開或鬆開，則旋轉將係順時針旋轉。
圖9B係用於對準光投影引擎103之例示性實施例之剖視圖，其展示光投影引擎103在X軸(俯仰)上之旋轉。圖9B展示出，當設定緊固件703旋擰或緊固至框架201中時，光投影引擎103已在X軸上旋轉。
圖10A係用於使用Y軸(橫偏)對準光投影引擎103之例示性實施例之剖視圖。圖10A係設定緊固件701之側剖視圖，設定緊固件701調整橫偏或Y軸。圖10A係來自圖7之底部之剖視圖。當向內旋擰或移動時，設定緊固件701(其緊固或旋擰至框架201中)推進光投影引擎103以在X軸上旋轉(順時針)。若設定緊固件702被擰開或鬆開(如圖10A所展示)，則旋轉係順時針旋轉。
圖10B係用於對準光投影引擎103之例示性實施例之剖視圖，其展示光投影引擎103在Y軸(橫偏)上之旋轉。圖10B展示出，當自框架201擰開或鬆開設定緊固件703時，光投影引擎103已在Y軸上旋轉。
圖11係根據本發明之實施例的用於使用六個自由度對準光投影引擎103之例示性實施例1100之成角度視圖。為了允許六個自由度，將光投影引擎103插入至框架201中，其中在光投影引擎103周圍存在間隙。在圖11中，框架201包含頂部對準凹槽1101A至1101D。光投影引擎103包含對應頂部對準凹口1103A至1103D。框架201亦包含側對準凹槽1102A至1102B。光投影引擎103亦包含對應側對準凹口1104A至1104B。固定裝置或夾具可用於在所有六個自由度上主動地對準光投影引擎103。一旦光投影引擎103精確地對準，就使用液體黏合劑以將光投影引擎103黏附至框架201。液體黏合劑經由頂部對準凹槽1101A至1101D/側對準凹槽1102A至1102B橋接在光投影引擎103與框架201之間。
例如，在框架201由固定裝置固持在適當位置之製造環境中，光投影引擎103瞄準目標。然後，人或機器調整光投影引擎103直至光投影引擎103正確地對準。當光投影引擎103正確地對準時，將液體黏合劑施加/注入至頂部對準凹槽1101A至1101D/頂部對準凹口1103A至1103D及側對準凹槽1102A至1102B/側對準凹口1104A至1104B中之每一者。當液體黏合劑乾燥時，光投影引擎103正確地對準。
在一個實施例中，為了減小黏合劑必須填充之間隙，可將機械插入件(未展示)置放至框架201與光投影引擎103之間。由於此等插入件係在光投影引擎103對準時插入，故此等插入件減小了必須用黏合劑填充之氣隙。
在圖11中，存在四個頂部對準凹槽1101A至1101D及四個對應頂部對準凹口1103A至1103D。然而，在其他實施例中，可存在更多或更少的頂部對準凹槽1101/頂部對準凹口1103。代替凹口/凹槽，可設想其他類型之對準元件，例如具有對應凹口元件之孔、方形物、橢圓形物及/或其類似者。同樣，對於側對準凹槽1102A至1102B/側對準凹口1104A至1104B，可存在更多或更少的側對準凹槽1102/側對準凹口1104。同樣，代替側對準凹槽1102A至1102B，可設想其他類型之元件，例如具有對應側凹口元件之孔、方形物、橢圓形物及/或其類似者。
在另一實施例中，凹口1103/1104/凹槽1101/1102可顛倒。例如，凹口1103/1104位於框架201中，且凹槽1101/1102位於光投影引擎103中。此等各者在本文中可被稱為對應凹槽/凹口特徵。
圖12A係根據本發明之實施例的用於對準使用機械插入件1200A至1200C及黏合劑之光投影引擎103之例示性實施例之成角度視圖。在圖12A中，在光投影引擎103與框架201之間存在氣隙1201。機械插入件1200A連接至銷1202A，銷1202A係光投影引擎103之部分(例如，模製至光投影引擎103中)。在圖12A中，機械插入件1200A具有可用液體黏合劑填充之孔以將光投影引擎103黏附至框架201。
圖12B係根據本發明之實施例的用於對準使用機械插入件1200A至1200C及液體黏合劑之光投影引擎103之例示性實施例之側視圖。圖12B展示機械插入件1200A至1200C。機械插入件1200B至1200C亦具有比如針對機械插入件1200A所展示之孔。光投影引擎103亦具有對應銷1202B至1202C。
固定裝置可用於主動地對準光投影引擎103。一旦光投影引擎103精確地對準，就將液體黏合劑置放在機械插入件1200A至1200C上(亦即，在機械插入件1200A至1200C之表面上及內部)。然後將機械插入件1200A至1200C插入至框架201中以將框架201膠合至光投影引擎103。儘管未展示，但是可存在多於或少於三個機械插入件1200。
圖13至圖15描述提供六度對準之對準程序。為了簡化六自由度對準，對準程序分為三個步驟，該三個步驟利用三個單獨平面接頭。每一平面接頭具有三個自由度：一個旋轉自由度及兩個平移自由度。為了消除在兩個不同步驟上調整相同平移自由度，開槽孔/超大孔與銷及/或螺釘一起被使用。
圖13係根據本發明之實施例的用於使用第一平面接頭對準光投影引擎103之例示性實施例1300之成角度視圖。圖13包含光投影引擎103、子框架1304A及調整螺釘1302A至1302C(或任何緊固件)。子框架1304A包含開槽孔1301A至1301C及安裝孔1303A至1303C。開槽孔1301A至1301C允許光投影引擎103之橫偏(Y軸)被調整至正確對準。在一個實施例中，開槽孔1301A至1301C可略微彎曲。一旦正確地調整了光投影引擎103之橫偏，就將調整螺釘1302A至1302C擰緊至適當位置。
例如，可將子框架1304A置放至固定裝置中。然後將光投影引擎103附接至子框架1304A，其中輕微地擰緊調整螺釘1302A至1302C。例如，光投影引擎103仍然可根據開槽孔1301A至1301C之大小移動至彼處。一旦光投影引擎103之橫偏已正確地對準，調整螺釘1302A至1302C然後就被牢固地擰緊(且可能被膠合)。
圖14係根據本發明之實施例的用於使用第二平面接頭對準光投影引擎103之例示性實施例1400之成角度視圖。圖14包含具有所附接之子框架1304A(圖13中所描述)的光投影引擎103。子框架1304A包含安裝孔1303A至1303C，如圖13所展示。
圖14進一步包含子框架1304B及調整螺釘1401A至1401C(或緊固件)。子框架1304B包含安裝孔1402A至1402C及安裝孔1403A至1403C。安裝孔1402A至1402C大於安裝孔1303A至1303C。此允許調整光投影引擎103之俯仰(X軸)、Y平移及Z平移。一旦已調整了光投影引擎103之俯仰及橫搖以及Y及Z平移，就將調整螺釘1401A至1401C擰緊至安裝孔1303A至1303C中之適當位置。Y平移調整在此步驟中並不關鍵，此係因為此平移亦可在下一步驟中進行調整。
例如，可將子框架1304B置放至固定裝置中。然後將光投影引擎103(具有子框架1304A)附接至子框架1304B，其中輕微地擰緊螺釘。例如，光投影引擎103仍然可根據安裝孔1402A至1402C之較大大小移動至彼處。一旦光投影引擎103之俯仰、Y平移及Z平移已正確地對準，調整螺釘1401A至1401C然後就被牢固地擰緊(且可能被膠合)。
圖15係根據本發明之實施例的用於使用第三平面接頭對準光投影引擎103之例示性實施例1500之成角度視圖。圖15包含光投影引擎103(具有子框架1304A至1304B)、框架201及調整螺釘1501A至1501C(或緊固件)。子框架1304B包含安裝孔1403A至1403C(如圖14所展示)。
框架201包含開槽孔1502A至1502C。開槽孔1502A至1502C亦大於調整螺釘1501A至1501C之大小。開槽孔1502A至1502C允許調整光投影引擎103之橫搖(Z軸)、X平移及Y平移。一旦已調整了光投影引擎103之橫搖、X平移及Y平移，就將調整螺釘1501A至1501C擰緊至安裝孔1403A至1403C中之適當位置。
例如，可將框架201置放至固定裝置中。然後將光投影引擎103(具有子框架1304A至1304B)附接至框架201，其中輕微地擰緊調整螺釘1501A至1501C(例如，光投影引擎103仍然可根據開槽孔1502A至1502C之大小移動至彼處)。一旦光投影引擎103之橫搖、X平移及Y平移已正確地對準，調整螺釘1502A至1502C然後就被牢固地擰緊(且可能被膠合)。
圖16至圖18論述了使用螺釘。然而，在其他實施例上，可使用緊固件來代替螺釘。
圖16係提供六個自由度之例示性實施例之第一總成1600之視圖。第一總成1600包含光投影引擎103、子框架1601及安裝螺釘1602A至1602B。在此例示性實施例中，子框架1601亦包括散熱器。安裝螺釘1602A至1602B經由開槽安裝孔1603A至1603B將光投影引擎103附接在子框架1601中。開槽安裝孔1603A至1603B允許在X軸(俯仰)上調整光投影引擎103。輕微地擰緊安裝螺釘1602，並調整光投影引擎103之俯仰直至其對準。一旦對準，安裝螺釘就可用液體黏合劑來膠合。
圖17係提供六個自由度之例示性實施例之第二總成1700之視圖。第二總成1700包含第一總成1600、鎖定螺釘1701A至1701C、俯仰/橫搖調整螺釘1702A至1702B及子框架1703。子框架1703附接至框架201。子框架1703經由俯仰/橫搖調整螺釘1702A至1702B附接至第一子總成1600。調整俯仰/橫搖調整螺釘1702A至1702B直至光投影引擎103之俯仰/橫搖對準。
圖18係提供六個自由度之例示性實施例之已完成總成1800之視圖。圖18係圖17之已完成總成。另外，圖18包含橫偏張力彈簧1801、橫偏調整螺釘1802、俯仰/橫搖張力彈簧1803及俯仰/橫搖張力彈簧1804。張力彈簧1801、1803及1804用於在已完成總成1800被調整時固持已完成總成1800之位置。在使用俯仰/橫搖調整螺釘1702A至1702B進行調整之後，調整橫偏調整螺釘以進一步使光投影引擎103在Y軸上對準。一旦被調整，鎖定螺釘1701A至1701C就被擰緊以鎖定針對光投影引擎103之X、Y及Z調整。
圖19係用於以波導總成調整光投影引擎103之程序之流程圖。圖19係圖3至圖12中所描述之總成之流程圖。該程序在步驟1900中開始。在步驟1902中組裝組件(例如，光投影引擎103、光波導總成102、框架201、銷202、螺釘203A至203D等等)。在步驟1904中置放機械插入件1200或以圖3至圖12中所描述之方式進行調整(例如，使用螺釘302A至302B)。在步驟1906中鎖定調整。例如，藉由擰緊螺釘及/或施加液體黏合劑來鎖定調整。該程序然後在步驟1908中結束。
圖20係用於使用多個子框架調整光投影引擎103之程序之流程圖。圖20係圖13至圖18中所描述之總成之流程圖。該程序在步驟2000中開始。在步驟2002中將第一子框架(例如，1304A或1601)附接至光投影引擎103(例如，如圖13及圖16中所描述)。然後在步驟2004中進行調整以調整第一子框架(1304A或1601)。在步驟2006中將第二子框架(例如，1304B或1703)附接至第一子框架(1304A或1601)(例如，如圖14及圖17中所描述)。然後在步驟2008中對第二子框架進行調整(例如，如圖14及圖17中所描述)。第二子框架附接至框架201(例如，如圖15中所描述)。然後在步驟2012中進行調整以進一步調整光投影引擎103。該程序然後在步驟2014中結束。
如本文中及申請專利範圍中所描述，螺釘可為固定兩個不同元件之螺紋元件或非螺紋元件，例如鉚釘及/或其類似者。
本文中所論述之步驟、功能及操作中之任一者可被連續地且自動地執行。
已關於不同種類之虛擬實境頭戴式設備101描述了本發明之例示性系統及方法。然而，為了避免不必要地模糊本發明，前述描述省略了許多已知結構及裝置。此省略不應被認作對本發明之範疇的限制。闡述特定細節以提供對本發明之理解。然而，應瞭解，本發明可以除了本文中所闡述之特定細節之外的各種方式來實踐。
可使用本發明之許多變化及修改。將有可能提供本發明之一些特徵而不提供其他特徵。
儘管本發明參考特定標準及協定描述了實施例中所實施之組件及功能，但是本發明不限於此類標準及協定。本文中未提及之其他相似標準及協定係存在的，且被認為包括在本發明中。此外，本文中所提及之標準及協定以及本文中未提及之其他相似標準及協定定期地被具有基本上相同功能之更快或更有效的等同物取代。具有相同功能之此類替換標準及協定被認為係包括在本發明中之等同物。
在各種實施例、組態及態樣中，本發明包括實質上如本文中(包括其各種實施例、子組合及子集)所描繪及描述之組件、方法、程序、系統及/或設備。在理解本發明之後，熟習此項技術者將理解如何製造及使用本文中所揭示之系統及方法。在各種實施例、組態及態樣中，本發明包括：在沒有本文中或其各種實施例、組態或態樣中未描繪及/或描述之項目的情況下，包括在沒有例如可能已在先前裝置或程序中使用之項目的情況下，提供裝置及程序，例如，用於改良效能，達成簡易性，及/或降低實施成本。
已出於說明及描述之目的而呈現了本發明之前述論述。前述內容並非意欲將本發明限於本文中所揭示之一種或多種形式。在例如前述實施方式中，為了簡化本發明，本發明之各種特徵在一或多個實施例、組態或態樣中被分組在一起。本發明之實施例、組態或態樣之特徵可在除了上文所論述之實施例、組態或態樣之外的替代實施例、組態或態樣中組合。此揭示方法不應被解譯為反映本發明需要比每一請求項中明確地敍述之特徵更多的特徵的意圖。更確切地，如以下申請專利範圍所反映，發明態樣在於單一前述揭示實施例、組態或態樣之不到全部的特徵。因此，以下申請專利範圍據此併入此實施方式中，每一請求項自身作為本發明之單獨較佳實施例。
此外，儘管本發明之描述已包括一或多個實施例、組態或態樣以及某些變化及修改之描述，但是在理解本發明之後，其他變化、組合及修改亦在本發明之範疇內，例如，可在熟習此項技術者之技能及知識範圍內。本發明意欲獲得權利，其在所准許之程度上包括替代實施例、組態或態樣，包括所主張之結構、功能、範圍或步驟之替代、可互換及/或等同的結構、功能、範圍或步驟，而無論本文中是否揭示了此類替代、可互換及/或等同的結構、功能、範圍或步驟，且無意公開奉獻任何可授予專利權的主題。
100‧‧‧機械插入件
101‧‧‧虛擬實境頭戴式設備
102A‧‧‧光波導總成
102B‧‧‧光波導總成
103‧‧‧光投影引擎
103A‧‧‧光投影引擎
103B‧‧‧光投影引擎
104‧‧‧使用者
201‧‧‧框架
202A‧‧‧銷
202B‧‧‧銷
203A‧‧‧緊固件
203B‧‧‧緊固件
203C‧‧‧緊固件
203D‧‧‧緊固件
301B‧‧‧樞軸點
302A‧‧‧緊固件
302B‧‧‧緊固件
400‧‧‧例示性實施例
401‧‧‧銷
402‧‧‧彈簧
403‧‧‧凸輪
500‧‧‧例示性實施例
501A‧‧‧緊固件
501B‧‧‧緊固件
502A‧‧‧框架緊固件孔
502B‧‧‧框架緊固件孔
503‧‧‧光軸
601‧‧‧光軸
600A‧‧‧開槽孔
600B‧‧‧開槽孔
600C‧‧‧開槽孔
600D‧‧‧開槽孔
700‧‧‧例示性實施例
701‧‧‧設定緊固件
702‧‧‧設定緊固件
703‧‧‧設定緊固件
704‧‧‧球面接頭
705‧‧‧鎖定緊固件
1100‧‧‧例示性實施例
1101A‧‧‧頂部對準凹槽
1101B‧‧‧頂部對準凹槽
1101C‧‧‧頂部對準凹槽
1101D‧‧‧頂部對準凹槽
1102A‧‧‧側對準凹槽
1102B‧‧‧側對準凹槽
1103A‧‧‧頂部對準凹口
1103B‧‧‧頂部對準凹口
1103C‧‧‧頂部對準凹口
1103D‧‧‧頂部對準凹口
1104A‧‧‧側對準凹口
1104B‧‧‧側對準凹口
1200A‧‧‧機械插入件
1200B‧‧‧機械插入件
1200C‧‧‧機械插入件
1201‧‧‧氣隙
1202A‧‧‧銷
1202B‧‧‧銷
1202C‧‧‧銷
1300‧‧‧例示性實施例
1301A‧‧‧開槽孔
1301B‧‧‧開槽孔
1301C‧‧‧開槽孔
1302A‧‧‧調整螺釘
1302B‧‧‧調整螺釘
1302C‧‧‧調整螺釘
1303A‧‧‧安裝孔
1303B‧‧‧安裝孔
1303C‧‧‧安裝孔
1304A‧‧‧子框架
1304B‧‧‧子框架
1400‧‧‧例示性實施例
1401A‧‧‧調整螺釘
1401B‧‧‧調整螺釘
1401C‧‧‧調整螺釘
1402A‧‧‧安裝孔
1402B‧‧‧安裝孔
1402C‧‧‧安裝孔
1403A‧‧‧安裝孔
1403B‧‧‧安裝孔
1403C‧‧‧安裝孔
1500‧‧‧例示性實施例
1501A‧‧‧調整螺釘
1501B‧‧‧調整螺釘
1501C‧‧‧調整螺釘
1502A‧‧‧開槽孔
1502B‧‧‧開槽孔
1502C‧‧‧開槽孔
1600‧‧‧第一總成
1601‧‧‧子框架
1602‧‧‧安裝螺釘
1602A‧‧‧安裝螺釘
1602B‧‧‧安裝螺釘
1603A‧‧‧開槽安裝孔
1603B‧‧‧開槽安裝孔
1700‧‧‧第二總成
1701A‧‧‧鎖定螺釘
1701B‧‧‧鎖定螺釘
1701C‧‧‧鎖定螺釘
1702A‧‧‧俯仰/橫搖調整螺釘
1702B‧‧‧俯仰/橫搖調整螺釘
1703‧‧‧子框架
1800‧‧‧已完成總成
1801‧‧‧橫偏張力彈簧
1802‧‧‧橫偏調整螺釘
1803‧‧‧俯仰/橫搖張力彈簧
1804‧‧‧張力彈簧
1900‧‧‧步驟
1902‧‧‧步驟
1904‧‧‧步驟
1906‧‧‧步驟
1908‧‧‧步驟
2000‧‧‧步驟
2002‧‧‧步驟
2004‧‧‧步驟
2006‧‧‧步驟
2008‧‧‧步驟
2010‧‧‧步驟
2012‧‧‧步驟
2014‧‧‧步驟
圖1係根據本發明之實施例的使用者上之虛擬實境頭戴式設備之例示性視圖；
圖2係根據本發明之實施例的虛擬實境頭戴式設備之例示性實施例，虛擬實境頭戴式設備具有用於光投影引擎之主動對準之單一方法；
圖3係根據本發明之實施例的虛擬實境頭戴式設備之部分之前視圖，虛擬實境頭戴式設備具有用於光投影引擎之主動對準之單一方法；
圖4係根據本發明之實施例的虛擬實境頭戴式設備之例示性實施例，虛擬實境頭戴式設備具有用於光投影引擎之主動對準之單一方法；
圖5係根據本發明之實施例的用於使用光軸對準光投影引擎之例示性實施例之前視圖；
圖6A係根據本發明之實施例的用於使用開槽孔在光軸上對準光投影引擎之例示性實施例之後視圖；
圖6B係根據本發明之實施例的用於使用開槽孔在光軸上對準光投影引擎之例示性實施例之成角度後視圖；
圖7係根據本發明之實施例的用於使用主動對準之三個度(X、Y及Z)對準光投影引擎之例示性實施例之成角度視圖；
圖8A係用於使用Z軸(橫搖)對準光投影引擎之例示性實施例之剖視圖；
圖8B係用於對準光投影引擎之例示性實施例之剖視圖，其展示光投影引擎在Z軸(橫搖)上之旋轉；
圖9A係用於使用X軸(俯仰)對準光投影引擎之例示性實施例之剖視圖；
圖9B係用於對準光投影引擎之例示性實施例之剖視圖，其展示光投影引擎在X軸(俯仰)上之旋轉；
圖10A係用於使用Y軸(橫偏)對準光投影引擎之例示性實施例之剖視圖；
圖10B係用於對準光投影引擎之例示性實施例之剖視圖，其展示光投影引擎在Y軸(橫偏)上之旋轉；
圖11係根據本發明之實施例的用於使用六個自由度對準光投影引擎103之例示性實施例之成角度視圖；
圖12A係根據本發明之實施例的用於對準使用機械插入件1000及黏合劑之光投影引擎103之例示性實施例之成角度視圖；
圖12B係根據本發明之實施例的用於對準使用機械插入件及黏合劑之光投影引擎之例示性實施例之側視圖；
圖13係根據本發明之實施例的用於使用第一平面接頭對準光投影引擎之例示性實施例之成角度視圖；
圖14係根據本發明之實施例的用於使用第二平面接頭對準光投影引擎之例示性實施例之成角度視圖；
圖15係根據本發明之實施例的用於使用第三平面接頭對準光投影引擎之例示性實施例之成角度視圖；
圖16係提供六個自由度之例示性實施例之第一總成之視圖；
圖17係提供六個自由度之例示性實施例之第二總成之視圖；
圖18係提供六個自由度之例示性實施例之已完成總成之視圖；
圖19係用於以波導總成調整光投影引擎之程序之流程圖；及
圖20係用於使用多個子框架調整光投影引擎之程序之流程圖。

Claims (10)

  1. 一種總成，其包含： 一框架； 一光波導總成； 一光投影引擎； 一銷，其中該銷允許該光投影引擎相對於該光波導總成在一樞軸點上旋轉；及 一或多個緊固件，其中該框架相對於該一或多個緊固件具有一移動自由度，以允許相對於該光波導總成在該樞軸點上調整該投影引擎。
  2. 一種總成，其包含： 一框架； 一光波導總成； 一光投影引擎； 一銷，其中該銷允許該光投影引擎相對於該框架及該光波導總成在一樞軸點上旋轉； 一凸輪；及 一彈簧，其中該凸輪用於使該光投影引擎在該樞軸點上旋轉，且其中一旦已調整了該光投影引擎，該彈簧就將該光投影引擎固持成對準。
  3. 一種總成，其包含： 一框架； 一光波導總成； 一光投影引擎；及 一或多個緊固件，其中該框架相對於該一或多個緊固件具有一移動自由度，以允許相對於該光波導總成在一光軸上調整該投影引擎。
  4. 一種總成，其包含： 一框架； 一光波導總成； 一光投影引擎，其中該光投影引擎及/或該框架具有複數個開槽孔，該複數個開槽孔與該光投影引擎或該框架中之一對應銷對準，且其中該複數個開槽孔與該波導總成之一光軸對準。
  5. 一種總成，其包含： 一框架； 一光波導總成； 一光投影引擎； 一球面接頭；及 三個設定緊固件，其中該三個設定緊固件允許使用該球面接頭在一X軸、一Y軸及一Z軸上進行調整。
  6. 一種總成，其包含： 一框架； 一光波導總成；以及 一光投影引擎，其中該光投影引擎及/或該框架具有複數個對準凹口，該複數個對準凹口與該光投影引擎或該框架中之複數個對應凹槽對準，且其中該複數個對準凹口及對應凹槽在該光投影引擎及該框架之多個側上。
  7. 一種總成，其包含： 一框架； 一光波導總成； 一光投影引擎，其中該框架包圍該光投影引擎之至少一部分，且其中在該框架及該光投影引擎之該被包圍部分之間存在一氣隙；及 複數個機械插入件，其中該複數個機械插入件附接至該框架及該光投影引擎以使該光投影引擎與該光波導總成對準。
  8. 一種總成，其包含： 一光投影引擎； 一第一子框架，其連接至該光投影引擎； 一第二子框架，其連接至該第一子框架； 一框架，其連接至該等第二子框架；及 一光波導總成，其中將該第一子框架連接至該光投影引擎用於使該光投影引擎與該光波導總成對準，其中將該第二子框架連接至該第一子框架用於使該光投影引擎與該光波導總成對準，且其中將該框架連接至該第二子框架用於使該光投影引擎與該光波導總成對準。
  9. 如請求項8之總成，其中該第一子框架包含複數個開槽孔，其中該第一子框架中之該複數個開槽孔用於在一Y軸上使該光投影引擎與該光波導總成對準，其中該第二子框架包含大於經插入緊固件之複數個孔，其中該第二子框架中之大於該等經插入緊固件之該複數個孔用於在一Z軸上使該光投影引擎與該光波導總成對準，且其中該框架包含複數個開槽孔，且其中該框架中之該複數個開槽孔用於在一X軸上使該光投影引擎與該光波導總成對準。
  10. 一種總成，其包含： 一光投影引擎； 一第一子框架，其連接至該光投影引擎； 一第二子框架，其連接至該第一子框架； 一框架，其連接至該第二子框架； 一光波導總成，其中該將該第一子框架連接至該光投影引擎用於使該光投影引擎與該光波導總成對準，且其中該將該第二子框架連接至該第一子框架用於使該光投影引擎與該光波導總成對準。
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