TW202040222A - 多重投影機顯示器架構 - Google Patents

Abstract

在一具體實例中，一種耳機顯示器裝置包括一中央處理器及多個投影機積體電路，該等投影機積體電路各自耦接至該中央處理器且經組態以處理影像資料。每一投影機積體電路包括多個第一積體電路，該等第一積體電路各自包括一光發射器陣列。每一投影機積體電路包括耦接至該多個第一積體電路之一第二積體電路。該第二積體電路包括經組態以產生校正幾何或亮度失真之經變換影像資料的一圖形處理器且（2）經組態以將該經變換影像資料提供至該多個第一積體電路以用於顯示。

Description

多重投影機顯示器架構

本發明大體而言係關於在電子顯示器上顯示影像。

相關申請案

本申請案主張2019年2月14日申請之美國臨時專利申請案第62/805923號及2020年2月07日申請之美國非臨時專利申請案第16/785305號的權利，該等案以引用的方式併入本文中。

攜帶型顯示器之使用已顯著增加，從而增加對於輕質及功率高效顯示器的需求。然而，一些此類顯示器可犧牲清晰度、圖框速率或視場以允許減少之功率需求，及在身體攜載顯示器之情況下更舒適的穿戴。然而，使用者體驗常常由於此等犧牲而受損害。顯示器可減少亮度，或降低解析度、色深、最大顯示圖框速率或視場，此減少使用此顯示器的吸引力。具有低圖框速率及視場之顯示器甚至可能對於某些應用並不實用。特定言之，在顯示器用以向使用者提供人工實境體驗的情境中，顯示品質影響自身體驗品質的感知。其他併發問題係顯像(render)及支援高品質使用者體驗所需要的高計算成本。

在特定具體實例中，頭戴式顯示器系統之顯示器可藉由經由顯示器上之波導組態向使用者提供影像而操作。影像可藉由與顯示器相關聯之一或多個投影機積體電路提供。在特定具體實例中，可使用複數個投影機積體電路，其中一或多個投影機與使用者之眼睛中之每一者相關聯。投影機積體電路可藉由分派一些顯像資料及指令至投影機的中心耳機CPU來協調。

在特定具體實例中，投影機積體電路（本文中亦簡稱作「投影機」）可包含若干組件。該等組件可為一積體電路且可包含在該積體電路中。該等組件可包括翹曲引擎、顯示器驅動器及背板控制器。翹曲引擎可對於經儲存為自顯像引擎接收到之專用物件基元的圖框資料執行初始可視性判定，判定幾何翹曲以應用於圖框資料，計算應用紋理映射及濾波，且另外準備圖框資料以用於顯示。顯示器驅動器可對自翹曲引擎輸出的影像執行處理。舉例而言，顯示器驅動器可根據需要執行不均勻性校正及抖動。背板控制器可接收影像資料並指導光源顯示影像資料。

在特定具體實例中，投影機之組件可組合於多種架構中，多種架構經選擇以最佳化頭戴式顯示器之顯示器的效能及功率效率同時仍提供高品質影像。舉例而言，翹曲引擎可與耳機中央處理器一起併入且與若干顯示器驅動器及背板控制器相關聯。翹曲引擎可與一或多個顯示器驅動器一起併入於共用積體電路中。翹曲引擎可進一步與一或多個背板控制器一起併入，從而共用一積體電路。包含投影機之積體電路可藉由多種製程製造，且在特定具體實例中可為所謂的「經堆疊」三維積體電路或「並排」兩個半維度積體電路。

在特定具體實例中，經選擇用於投影機之架構可對用於積體電路及包含投影機之其他組件的封裝選擇有影響。舉例而言，發射器陣列可接合至安裝至電路板的積體電路。電路板可與其他類似電路一起安裝至一機械對準器，該機械對準器調整發射器陣列相對於波導耦合器的位置。作為另一實例，發射器陣列可接合至一積體電路，該積體電路與若干其他類似積體電路共用一電路板。作為另一實例，發射器陣列可接合至一積體電路，該積體電路接合至在若干類似積體電路之間共用的插入件。插入件可接合至電路板。作為另一實例，發射器陣列可經接合至其自身插入件，該自身插入件接合至一積體電路，該積體電路具有接合至其之若干類似插入件配置。作為另一實例，若干發射器陣列可接合至積體電路。積體電路可包含（embody）一或多個翹曲引擎、顯示驅動器或背板控制器。

本發明之具體實例可包括一人工實境系統，或可與該人工實境系統一起實施。人工實境為在向使用者呈現之前已以某一方式調整的實境形式，其可包括例如虛擬實境（virtual reality；VR）、擴增實境（augmented reality；AR）、混合實境（mixed reality；MR）、混雜實境或其某一組合及/或衍生物。人工實境內容可包括完全產生之內容或與所俘獲內容（例如，真實世界相片）組合的產生之內容。人工實境內容可包括視訊、音訊、觸覺反饋或其某一組合，且其中之任一者可在單一頻道中或在多個頻道中呈現（諸如，對觀看者產生三維效應之立體聲視訊）。另外，在一些具體實例中，人工實境亦可與例如用以在人工實境中創造內容及/或用於人工實境中（例如，在人工實境中執行活動）之應用、產品、配件、服務或其某一組合相關聯。提供人工實境內容之人工實境系統可實施於各種平台上，包括連接至主機電腦系統之頭戴式顯示器（head-mounted display；HMD）、獨立式HMD、行動裝置或計算系統或能夠將人工實境內容提供至一或多個觀看者之任何其他硬體平台。

本文所揭示之具體實例僅僅為實例，且本發明之範疇不限於該等實例。特定具體實例可包括本文所揭示之具體實例的組件、元件、特徵、功能、操作或步驟中之全部、一些或無一者。根據本發明之具體實例特定言之揭示於針對於方法、儲存媒體、系統及電腦程式產品的所附申請專利範圍中，其中一個請求項類別（例如方法）中提及的任何特徵亦可在另一請求項類別（例如系統）中主張。出於僅僅形式原因而選擇所附申請專利範圍中的依賴性或反向參考。然而，亦可主張由對任何前述請求項之反向故意參考（在特定多個依賴性方面）產生的任何主題，以使得請求項及其特徵之任何組合被揭示且可無關於在所附申請專利範圍中選擇的依賴性而主張。可主張的主題不僅包含如所附申請專利範圍中陳述的特徵之組合而且包含請求項中特徵之任何其他組合，其中請求項中所提及的每一特徵可與任何其他特徵或請求項中之其他特徵之組合組合。此外，本文中描述或描繪的具體實例及特徵中之任一者可在獨立請求項中及/或在與本文中描述或描繪的任何具體實例或特徵或與所附申請專利範圍之特徵中之任一者的任何組合中主張。

如上文所描述，人工實境為在呈現給使用者之前已藉由經特別組態之裝置按某一方式調整的實境之形式。本文中所描述的特定具體實例之元件可用於改良人工實境裝置之功能性、效率及可靠性。人工實境裝置可創造數位場景或疊放電腦產生之成像至真實世界之視圖上。人工實境裝置因此為設計者及工程師提供一平台以提供新形式之資訊、娛樂或合作方法。舉例而言，人工實境裝置可允許使用者在長距離內看起來親自通信或藉由按不顯眼方式將環繞使用者之環境通知使用者而輔助使用者。因為人工實境體驗可常常經定製，因此使用者之運用人工實境的體驗在呈現有足夠清晰度及便利性的情況下可為非常私人的且非常吸引人。

人工實境體驗可擴增人能力的一種方式係電腦產生之影像及/或本文被添加至真實世界，如同在擴增或混合實境中。根據此簡單原理，可考慮多種引人注目的使用情況。描述真實世界物件之標記（例如，本文、字符等）或影像可固定於世界空間中（例如，方位感知標記充當街道標識或提供自行車路徑之實時地圖），或可為當一真實世界物件移動穿過空間時固定至該真實世界物件的影像（例如，當一公共汽車在其路線上行進時被添加至公共汽車之標記物，該標記物提供關於公共汽車路線或容量的詳述資訊）。標記亦可用以幫助使用者瀏覽陌生城市（例如，創造最接近洗手間之導航點），或幫助找到人群中之朋友（例如，固定至另一使用者的社會感知導航點）。其他值得考慮的體驗可根據與真實世界物件之互動。舉例而言，使用者可將視訊「投影」至一壁或螢幕上，該壁或螢幕允許視訊被播放且僅僅為她自身或有權使用共用擴增空間的其他人可見。作為另一實例，使用者可將電腦產生之本文固定至實體物件以充當擴增實境書籍或雜誌。內容可相對於物件顯示（給予使用者除擴增實境以外的實體資產）或可以與使用者之固定關係顯示（例如，在視圖拐角中不斷播放的教程視訊）。所呈現媒體可向使用者定製，以使得相同內容顯示空間可為與觀看相同實體空間之每一個人有關的內容。作為另一實例，使用者可藉由「觸碰」圖標或手動「操縱」電腦產生之影像與電腦產生之圖形互動。此等圖形可向從事項目的多個使用者展示，從而實現小組合作之機會（例如，多個建築師在建築物中共同實時從事三維數位原型）。 頭戴式顯示器

用於人工實境裝置之一個方便的外觀尺寸為頭戴式顯示器（HMD）。輸出電腦產生之圖形的顯示器應係直觀的、可易於獲得及不顯眼的。向使用者顯示高清晰度人工實境圖形的一種途徑係包含近眼顯示器（near-eye display；NED）之HMD。使用者穿戴能夠顯示電腦圖形之設備，諸如護目鏡、耳機或眼鏡。在擴增或混合實境體驗中，可在實體世界旁邊或其頂部看到電腦圖形。然而，顯像此等電腦圖形係計算上密集型。因此，在大多數情況下顯像係藉由以通信方式附接（例如，經由纜線或無線通信協定，諸如藍芽）至HMD之大功率電腦執行。在此組態中，HMD受大的軟線、頻寬及功率限制、熱限制及其他相關約束條件限制。又，此等約束條件之限制被推送。需要對於整日穿戴足夠舒適且高效，又功能足以顯示複雜圖形的HMD。

圖1提供實例HMD之說明。詳言之，圖1為根據一些具體實例之HMD 100及顯示器裝置110的橫截面。顯示器裝置110可包括至少一個波導組態115。圖1展示眼眶130，其為當使用者穿戴顯示器裝置110時眼睛120定位的方位。只要眼睛120與眼眶130對準，使用者便可能夠看到全彩色影像或藉由波導組態115朝向眼眶130導向的光瞳複製。波導組態115可產生及導向許多光瞳複製至眼眶130。出於說明的目的，圖1展示與單只眼睛120及單一波導組態115相關聯之橫截面。在一些具體實例中，另一波導組態可提供影像光至位於使用者之另一眼睛120處之眼眶。

如圖1中所說明，波導組態115可經組態以將影像光導向至接近於眼睛120定位之眼眶。波導組態115可由具有一或多個折射率之一或多種材料（例如，塑膠、玻璃等）構成，該一或多種材料有效最小化重量並加寬顯示器裝置110之視場（field of view；FOV）。在替代組態中，顯示器裝置110可包括在波導組態115與眼睛120之間的一或多個光學元件。該等光學元件可用來例如校正自波導組態110發射的影像光之像差，放大自波導組態115發射的影像光，對自波導組態115發射的影像光進行某一其他光學調整，或執行其某一組合。光學元件之實例可包括孔徑、菲涅爾透鏡、折射（例如，凸面及/或凹面）透鏡、反射表面、濾光器，或影響影像光的任何其他合適之光學元件。波導組態115可例如包括具有一或多組布拉格光柵之波導。

可在HMD中使用的一個實例形式之顯示器可被稱作掃描線或一維（「1D」）波導顯示器。在此顯示器中，光源之列可產生用以照明顯示器之整個垂直空間（或水平空間，適當時）的光源。多個較小影像經組合以形成如由觀看者感知的較大複合影像。掃描元件可促使藉由波導組件處理的源光待以對應於由發射器使用之產生圖案的特定圖案輸出至使用者之眼睛以最佳化顯示器提取率。舉例而言，光源可首先被提供對應於沿著顯示器影像頂部的單列像素之色值。光可使用運用微機電系統（microelectromechanical system；MEMS）提供動力之振鏡輔助的根據波導之程序傳送至眼眶之適當區段。在短時間段之後，光源可被提供給對應於下一列像素（例如，在第一列下方）之色值。用於影像之此區段的光接著可使用相同程序來定位適當位置中之色值。與包含相同發射器之傳統顯示器相比，掃描顯示器可需要較小功率運行，且可產生較小熱。掃描顯示器亦可具有較小重量，部分歸因於在掃描元件及光學系統中使用的材料之品質。根據鏡之振盪速度限制顯示器之圖框速率。

可在HMD中使用的另一實例形式之顯示器可為2D或二維波導顯示器。在此顯示器中，不需要振鏡，此係因為可使用包含垂直及水平組件（例如，以陣列方式）之光源。1D變體必須在逐列基礎上照明顯示器，而2D變體可能能夠提供顯著改良之圖框速率，此係因為其並不依賴於振鏡來提供影像之垂直分量。為了進一步改良圖框速率，2D波導顯示器之光源可接合至為顯示系統提供驅動指令的控制器及/或記憶體。舉例而言，該光源可接合至保存用於顯示器及/或驅動器電晶體之色彩指令的記憶體。此組態之結果為用於此顯示器之光源可以顯著更快的圖框速率操作。在一些具體實例中，HMD可包含多個光源，該等光源各自經組態以發射特定色彩。預期許多合適之顯示器光源技術，包括但不限於液晶顯示器（liquid crystal display；LCD）、矽上液晶（liquid crystal on silicon；LCOS）、發光二極體（light-emitting diode；LED）、有機LED（organic LED；OLED）、微型LED（micro-LED；μLED）、數位微鏡裝置（digital micromirror device；DMD）、任何其他合適之顯示器技術，或其任何組合。色彩可藉由沿著全內反射路徑將光導向至使用者之眼睛的波導系統之耦合組件組合。此外，所投影光可在與併入至波導中的耦合元件相互作用之前首先傳遞通過光源與波導之間的小氣隙。在一些實例中，該路徑可包括光柵結構或其他類型之光解耦結構，該等光解耦結構解耦來自全內反射路徑的光之部分以將影像之多個例項（「光瞳複製」）在不同位置導向出波導並朝向HMD之眼眶導向。 近眼顯示器及波導

圖1提供實例NED之說明。圖2說明根據一些具體實例之近眼顯示器系統或NED 200的等角視圖。在一些具體實例中，NED 200可為HMD 100之組件。在替代具體實例中，NED 200可為另一HMD之部分或將影像光導向至特定方位的其他系統。

NED 200可包括至少一個投影機210、波導220及控制器230。出於說明的目的，圖2展示與單隻眼睛120相關聯的NED 200，但在一些具體實例中，與NED 200完全地分開或部分地分開的另一投影機、波導或控制器可向使用者之另一眼睛提供影像光。在部分獨立系統中，一或多個組件可在用於每一眼睛之波導之間共用。在一些情況下，單一波導220可向使用者之雙眼提供影像光。此外，在一些實例中，波導220可為波導組態之多個波導中的一者。

投影機210可產生包括一或多個二維影像之光。投影機210可包括一或多個光源、光學系統及電路，以校正不均一性之發射光及由光源、光學系統或投影機210或波導220之任何其他組件所引起的其他誤差。投影機210可產生影像光255（包括至少一個二維影像）並將該影像光投影至位於波導220之頂面270上的耦合區域250。影像光255可沿著一維度或軸線朝向耦合區域250傳播。舉例而言，投影機210可包含一或多個陣列光源。儘管本發明將根據μLED之陣列參考顯示器，但本文中所描述的技術及架構可適用於許多其他合適類型之顯示器（例如，矽上液晶（liquid crystal on silicon；LCOS）、液晶顯示器（liquid crystal display；LCD）、有機發光二極體（organic light-emitting diode；OLED）或數位微鏡裝置（digital micromirror device；DMD）。

波導220可為輸出經導向至使用者之眼睛120的影像光240中之二維影像的光波導。波導220可在耦合區域250（其可包括位於頂面270上及/或波導220之主體內的一或多個耦合元件）處接收影像光255，且可向波導220之傳播區域導引所接收影像光255。耦合區域250之耦合元件可為例如繞射光柵、全像光柵、一或多個級聯反射器、一或多個稜柱形表面元件、全像反射器之陣列、超材料表面，或其某一組合。在一些組態中，耦合區域250中之耦合元件中的每一者可具有沿著X軸及Y軸維度之實質上相同的區域且可沿著Z軸分開一距離（例如，在頂面270及底面280上，或皆在頂面270上但由介面層（圖中未示）分開，或在底面280上且與介面層分開或皆嵌入至波導220之主體中但與介面層分開）。耦合區域250可理解為自頂面270延伸至底面280。耦合區域250可根據第一光柵向量重新導向所接收影像光至形成於解耦元件之間的波導220之本體中的波導220之傳播區域中。

解耦元件260A可重新導向來自波導220之全內反射影像光，使得其可經由解耦元件260B解耦。解耦元件260A可為波導220之頂面270之部分、附著至該頂面，或形成於該頂面中。解耦元件260B可為波導220之底面280之部分、附著至該底面或形成於該底面中，使得解耦元件260A與解耦元件260B相對，其中一傳播區域在其間擴展。解耦元件260A及260B可為例如繞射光柵、全像光柵、全像反射器之陣列等，且可共同形成一解耦區域。在一些具體實例中，解耦元件260A及260B中之每一者可具有沿著X軸及Y軸維度之實質上相同區域，且可沿著Z軸分開一距離。

在一些具體實例中，一或多個控制器（諸如控制器230）可控制投影機210之操作。控制器230可產生用於投影機210之顯示系統的顯示指令。顯示指令可包括用以投影或發射一或多個影像之指令。在一些具體實例中，顯示指令可包括圖框影像色彩資料。顯示指令可自例如包括於圖1之HMD 100中或與其無線或有線通信的處理裝置接收。顯示指令可進一步包括用於藉由啟動致動系統移動投影機210或移動波導220的指令。控制器230可包括本文中並未明確展示以免混淆本發明之其他態樣的硬體、軟體及/或韌體之組合。 多投影機頭戴式顯示器

圖3說明HMD 300之實例，包括HMD 300之特定組件的配置。舉例而言，圖3說明每個眼睛具有多個投影機的HMD 300之配置。如上文及本文中更詳細地描述，HMD可包含藉由耳機CPU協調之多個投影機積體電路（各自包含內部組件）。在所說明之具體實例中，HMD 300包括一個耳機CPU 310及四個投影機330，每一投影機330包括一個翹曲引擎320。如下文所描述，翹曲引擎330可為與NED一起使用以產生經快速更新圖框並向使用者投影該等圖框的顯示系統之組件。在特定具體實例中，耳機CPU 310及包含HMD 300之投影機330可經由一或多個積體電路實現。舉例而言，儘管經說明為與不同於耳機CPU 310之投影機330整合，但翹曲引擎320可體現為藉由與耳機CPU 310相同之IC執行的一系列操作。圖3中所說明的HMD 300之組件的許多合適之配置或許有可能。

HMD 300可經組態以使得觀看者之每一眼睛接收藉由投影機330發射的影像。觀看者的FOV（及每一投影機330之職責區域）可經劃分。FOV可經均勻劃分，或在一些具體實例中可以朝向一區域的偏置而劃分，在該區域中觀看者更可能花費其時間觀看影像。此外，每一投影機330之職責區域可與一或多個其他投影機330重疊。在每個眼睛兩個投影機330（圖3中所說明）之情況下，視場可根據各個組件之方位及負責向使用者導向藉由投影機發射之光的波導之組態而經垂直地劃分（如在所說明之具體實例中）或經水平地劃分。在特定具體實例中，每一翹曲引擎320可支援多個投影機330。如下文詳細地解釋，每一投影機可發射一或多個色彩。舉例而言，可存在用於每一眼睛之單一翹曲引擎320，或甚至用於整個HMD 300之單一翹曲引擎。在特定具體實例中，可存在多個耳機CPU 310。舉例而言，可存在一個耳機CPU 310以處理用於每一使用者眼睛之影像。 顯像用於人工實境之圖框

自其創始以來，人工實境（例如，AR、VR、MR）技術已被回應於使用者之AR/VR/MR場景之視角的突然變化而顯像AR/VR/MR物件之潛時問題困擾。為創造沉浸式環境，使用者可需要能夠當觀看場景時使其眼睛或頭部動來動去且環境可需要藉由調整呈現給使用者之視野直接地作出回應。每一眼睛移動或頭部移動可稍微改變使用者之場景視角。此等移動可較小但偶發性且難以預測。待解決之問題係眼睛/頭部移動可快速發生，從而需要場景之視野被快速修改以考慮隨移動發生的視角之變化。若此未足夠快速地進行，則所得潛時可促使使用者體驗一感覺失調，該感覺失調可導致虛擬實境噁心或不適，或至少干擾體驗之沉浸式性質。

人工實境體驗之品質因此受用以顯像及顯示人工實境場景的技術限制而限制。再顯像全部視野（例如，自多邊形產生虛擬物件）以考慮使用者之視角變化可為資源密集型，且其可僅僅有可能以相對低圖框速率（例如，60 Hz，或每1/60秒一次）如此執行，該圖框速率低得足以供一些使用者偵測及辨別實境。舉例而言，視野可包括幾十個虛擬物件，其中之每一者可由數百或數千個別多邊形表示。為正確地判定視角偏移之效應，必須運用關於觀看者位置之新的輸入資訊同樣顯像數千個多邊形。此處理需要大量計算能力並限制顯現器之最大輸出，常常限於30至60 Hz。具有到達較高圖框速率之足夠功率的顯現器常常商業上不可行或不適合用於諸如攜帶型操作之特定使用情況，包括其中功率消耗可需要仔細監控的膝上型電腦系統或HMD。

劃分顯像及再顯像虛擬場景之工作負荷以使得在HMD上之專用ASIC（及可能更接近於眼睛自身）上執行必須經更快速更新的顯像程序中之步驟（例如，針對眼睛之小移動進行調整）可為有益的。其他計算上更密集任務（例如，自多邊形顯像虛擬物件）可藉由一個或多個其他顯像組件（更多自HMD移除）執行。顯像組件可與HMD無線或有線通信。本文中所描述的具體實例係關於工作負荷之劃分及人工實境系統之專用組件的設計及實施，包括主顯像引擎、頭戴式顯示器及其子組件。 主顯像引擎

在特定具體實例中，顯像引擎可產生待向觀看者顯示的影像。顯像引擎可為用於產生主影像圖框的任何合適之組件。舉例而言，顯像引擎可包含獨立裝置（諸如膝上型電腦或桌上型電腦、視訊遊戲控制台或任何其他合適之局部圖形顯像系統）之圖形處理單元。顯像引擎可包含在使用者身體上之容易磨損的裝置，諸如蜂巢式電話、平板電腦或任何其他合適之緊湊型圖形顯像系統。在特定具體實例中，顯像引擎可能能夠根據由複數個多邊形（或多邊形之頂點）定義的三維（「3D」）模型以及相關聯色彩資料及顯像指令來實時顯像交互式圖形。顯像引擎可進一步接收關於觀看者至虛擬場景中之視角的資訊（例如，藉由使用者穿戴的HMD相對於虛擬場景之其餘部分的方位）。顯像引擎可處理多邊形及色彩資料並產生顯像資料。歸因於顯像高品質複雜虛擬物件的高處理要求，顯像引擎可能能夠以相對低速率（例如，30至60 Hz）顯像圖框。在特定具體實例中，由顯像引擎產生的顯像資料可包括像素色值、像素色彩方位，或與影像圖框相關聯之一或多個其他資料原色。

顯像引擎可接收用於顯像請求之主顯像資料。主顯像資料可包括二維或三維模型、紋理及用於顯像電腦產生之影像的指令，以及其他合適資訊。顯像引擎可執行用以根據所接收主顯像資料顯像人工實境場景之態樣的步驟。舉例而言，顯像引擎可使用射線追蹤、光柵化或其他合適技術執行可視性計算以判定虛擬場景中之虛擬物件的哪些3D模型之哪些多邊形經由顯示器之哪些像素可見。根據可視性判定，顯像引擎可執行著色計算以判定用於每一像素之適當色彩。在特定具體實例中，顯像引擎可處理經壓縮或經解壓縮串流視訊資料。顯像引擎可產生可由人工實境系統之其他組件使用以產生待向使用者顯示之影像的影像圖框或其他資料。 表面

在特定具體實例中，顯像引擎之輸出可包括一或多個專用物件基元，例如供翹曲引擎或顯示系統使用的「表面」。表面可包含用於顯像人工實境場景之一或多個虛擬物件的資訊。作為實例，如在典型顯像管線中，顯像引擎可藉由首先自3D模型顯像2D影像產生表面。顯像引擎接著可使用額外後處理方法自2D影像產生表面。作為另一實例，顯像引擎可自3D模型直接輸出表面，去除僅僅針對顯像2D影像之額外步驟。作為另一實例，顯像引擎可自3D模型輸出2D影像至翹曲引擎。翹曲引擎可根據2D影像使用額外後處理方法產生表面。

表面可包含適用於顯像人工實境場景之一或多個虛擬物件的資訊。資訊可包括在觀看空間之座標系統中指定的場景中之表面相對於虛擬攝影機/觀看者的方位及/或位置資料。可替代地，表面之位置可在任何其他合適之座標系統（諸如世界空間座標系統）中指定。表面可進一步包括由一或多個紋素陣列表示的紋理資料。因此，在特定具體實例中，「表面」可被視為具有用以指定其在場景內之方位的變換矩陣之矩形紋理。紋素陣列中之每一紋素可具有色彩資訊及紋素陣列內之2D座標（例如，以（u、v）座標指定）。在特定具體實例中，每一紋素之色彩資訊可指示若干色彩頻道（例如，紅色、綠色及藍色）之強度及指示紋素之透明度層級（例如，完全透明、完全不透明，或之間的某處）的α資訊。在其他具體實例中，紋素之色彩資訊可指示紅色、綠色及藍色之強度而不獨立地指定透明度層級。在此情況下，用於每一色彩之值可預先乘以紋素之相關聯透明度層級（例如，若紋素在為0之α層級情況下完全透明，則用於彼紋素之紅色、綠色及藍色值將藉由乘以0α層級而全部置零）。

表面之紋理資料可根據一圖形顯像管線之結果而產生，該圖形顯像管線包含用以根據觀看者在三維場景中之視角最佳判定應藉由顯示器或影像之像素顯示的色彩的技術。在特定具體實例中，表面可經限制（例如，最大16個表面或任何其他合適數目個表面）以確保場景中之足夠簡單性以使得可滿足效能需求（例如，以使得翹曲引擎可以合適之速率輸出圖框）。因此，人工實境場景中之某些虛擬物件可經分組。每一表面可為場景內之一或多個物件或點集之表示，該等物件或點集預期由於使用者之場景視角的變化（例如，由使用者之頭部上的HMD移動至不同位置及/或定向而產生），共同作為一個單元移動/平移、偏斜、按比例調整、失真或以其他方式發生外觀變化。

顯像引擎可經由一或多個有線或無線連接與HMD通信。在特定具體實例中，使用者可能能夠根據使用者之需要選擇顯像引擎與HMD 100通信的方式。在特定具體實例中，翹曲引擎（例如，翹曲引擎320）可併入至HMD中。翹曲引擎可經組態以自顯像引擎接收資料，諸如表面及其他顯像指令。在特定具體實例中，翹曲引擎及顯示系統可為具有藉由單一積體電路或積體電路集合共用的操作的邏輯區塊。HMD可進一步包含促進人工場景之顯像及顯示的額外組件，包括額外影像處理組件、移動偵測組件、定向偵測組件、眼睛追蹤組件、熱偵測組件、任何其他合適組件，或其任何組合。 投影機架構

如先前所描述，本發明係關於HMD之組件的設計及配置。本文中將一個此類組件描述為「投影機積體電路」或「投影機」。投影機可包含用於處置將自主顯像引擎接收到之影像資料轉換成待向使用者（例如，HMD之穿戴者）顯示的影像所需要之任務的組件。此等任務可包括但未必限於：將修改應用於影像資料以考慮使用者之位置相對於虛擬場景的變化；取樣影像資料之表面以判定像素色彩；應用多種影像處理技術以校正及增強像素色彩；將像素色彩轉換成用於光發射器之陣列的指令；及發射光至穿戴者（例如，經由波導組態）。

圖4說明可併入於HMD中的投影機400（例如，投影機330）之實例架構。投影機400可包括翹曲及背板控制IC 405及一或多個背板控制器，例如，μLED背板IC 450、460及470。圖4中所展示之架構提供（feature）單一翹曲及背板控制IC 405，其提供用於三個μLED 450、460及470之資料，每一μLED背板IC具有單色μLED主動矩陣457。另外或替代地，可使用若干其他合適顯示技術（例如，LED、OLED、LCD、LCOS、DMD等）。μLED背板IC可藉由單色μLED矩陣之色彩來識別。舉例而言，μLED背板IC 450可包含紅色μLED矩陣457，μLED背板IC 460可包含綠色μLED矩陣，且μLED背板IC 470可包含綠色μLED矩陣。除了μLED主動矩陣457之色彩的差以外，μLED背板IC可另外包含相同組件。若需要組態之任何差異以允許不同色彩μLED矩陣起作用，則該等差異應被理解為包括在內，即使未說明。 翹曲及背板控制 IC

翹曲及背板控制IC 405可包含翹曲引擎410及顯示器驅動器IC 420。翹曲引擎410可經組態以30至90 Hz之速率（例如，30至90每秒框數）接收RGB色彩資料411輸入串流（例如，呈點陣圖檔案類型形式）。對於藉由翹曲引擎410接收之每一圖框，翹曲引擎410可準備並輸出幾十個子圖框。翹曲引擎410可處理色彩資料並產生待以120 Hz至10 kHz之速率（例如120至10,000 sFPS）顯示的影像之子圖框。每一子圖框可使用原始圖框作為基礎且對圖框之表面執行幾何翹曲以適合於自圖框產生以來觀看者相對於虛擬場景之位置的變化。藉由翹曲引擎410產生之子圖框可經提供至顯示器驅動器IC 420。顯示器驅動器IC 420提供在翹曲引擎410與μLED背板IC 450、460及470之間的介面。顯示器驅動器IC 420亦可執行抖動及不均勻性校正操作以考慮μLED背板IC之特性。 翹曲引擎

在特定具體實例中，翹曲引擎410可判定待向人工實境系統（例如，HMD）之使用者展示的影像。在特定具體實例中，翹曲引擎410可根據影像資料及其他所接收資訊計算影像之一或多個三維幾何翹曲。此等操作可改良待向使用者顯示的影像之品質及/或準確度（例如，改良影像相對於使用者在空間中之實體位置的置放）。翹曲引擎410可包含四個頂層級區塊。如圖4中所展示，此等區塊可包括控制區塊413、變換區塊415、像素區塊417及顯示區塊419。翹曲引擎410之組件中之一或多者可經組態以經由一或多個高速匯流排、共用記憶體（例如，紋理記憶體414）或經由任何其他合適之方法通信。在特定具體實例中，翹曲引擎410之控制區塊413可經組態以與兩個或多於兩個鏡像管線（圖中未示）之變換區塊415、像素區塊417及顯示區塊419通信。在特定具體實例中，翹曲引擎410之每一管線可專用於準備用於對應於使用者之左右眼睛的獨立顯示器之影像或其部分。此通信可包括資料以及控制信號、中斷及其他指令。管線可能能夠獨立於其他而操作。

在特定具體實例中，控制區塊413可接收來自顯像引擎之輸入資料串流且初始化翹曲引擎410中之管線以調整圖框以用於顯示。在特定具體實例中，輸入資料串流可包含資料，諸如來自主顯像組件之RGB資料411及控制封包。RGB資料411及控制封包可包括諸如一或多個表面之資訊，包含紋理資料及位置資料及額外顯像指令。控制區塊413可經由控制區塊413之紋理緩衝器414根據需要分配資料至翹曲引擎410之一個或多個其他區塊。控制區塊413可起始用於待顯示之一或多個圖框的管線處理。在特定具體實例中，HMD可包含多個翹曲引擎410且每一者可包含其自身控制區塊413。

在特定具體實例中，翹曲引擎410之變換區塊415可判定用於待在人工實境場景中顯示的表面之初始可視性資訊。一般而言，變換區塊415可自顯示器上之像素方位投射射線並產生濾光命令（例如，根據雙線性或其他類型之內插技術濾光）以發送至像素區塊417。變換區塊415可自使用者之當前視點執行射線投射（例如，判定使用慣性量測單元、眼睛追蹤器及/或任何合適的追蹤/定位演算法，諸如同時定位及映射）至其中定位表面之人工場景中，且可產生結果以發送至像素區塊417。

一般而言，根據特定具體實例，變換區塊415可包含四級管線。變換區塊415之級可如下進行。射線投射器可發出對應於一或多個對準像素之陣列或「圖像塊」的射線束。根據一或多個網格，射線束可在進入人工實境場景之前經翹曲。失真網格可經組態以校正至少源於HMD之顯示器或波導的幾何失真效應。變換區塊415可藉由比較每一圖像塊之限界框與每一表面之限界框來判定每一射線束是否與場景中之表面相交。若射線束不與表面相交，則其可被捨棄。圖像塊表面相交被偵測，且對應圖像塊表面對可傳遞至像素區塊417。

一般而言，根據特定具體實例，像素區塊417可判定來自圖像塊表面對之色值以產生像素色值。用於每一像素之色值可自由控制區塊413接收及儲存的表面之紋理資料取樣（例如，作為輸入資料串流之部分）。像素區塊417可自變換區塊415接收圖像塊表面對並排程雙線性濾光。對於每一圖像塊表面對，像素區塊417可使用對應於投影圖像塊與表面相交之處的色值來取樣圖像塊內的像素之色彩資訊。在特定具體實例中，像素區塊417可單獨地處理每一像素之紅色、綠色及藍色色彩分量。像素區塊417接著可輸出像素色值至翹曲引擎410之顯示區塊419。

一般而言，顯示區塊419可接收來自像素區塊417之像素色值，將資料之格式轉換成更適合於輸出至顯示器驅動器IC 420，將一或多個亮度校正應用於像素色值，並準備像素色值以供輸出至顯示器驅動器IC 420。在特定具體實例中，顯示區塊419可將由像素區塊417產生的圖像塊次序像素色值轉換成掃描線或列次序資料，可能顯示器需要該掃描線或列次序資料。亮度校正可包括亮度校正、γ映射及某些抖動操作。在特定具體實例中，顯示區塊419可以較高速率（例如，120 Hz至10 kHz，以支援120至10,000 sFPS）提供經校正像素色值至顯示器驅動器IC 420。 顯示器驅動積體電路 - 抖動及不均勻性校正

翹曲及背板控制IC 405可包含執行多種影像處理技術之顯示器驅動積體電路420。應注意，雖然為易於理解，顯示器驅動器IC 420經論述為獨立積體電路，但顯示器驅動器IC 420之元件及功能可直接由併入於翹曲及背板控制IC 405中的類似結構執行。顯示區塊419之輸出可經提供至翹曲及背板控制IC 405的顯示器驅動器IC 420之影像處理區塊430。影像處理區塊430可對自翹曲引擎405之顯示區塊419傳遞至顯示器驅動器IC 420的子圖框影像執行抖動及不均勻性校正操作。

影像處理區塊430可對子圖框內之像素色值執行抖動。對於子圖框之每一像素（每一者可能對應於μLED陣列之μLED），影像處理區塊430可量化數位像素色值以匹配可用於顯示器的精確度（例如，色彩精確度可藉由μLED陣列之μLED產生）。經量化色彩可產生誤差：經量化值與所指定像素色值之間的差。誤差可傳播至環繞μLED的一或多個μLED。此傳播之誤差可併入至環繞μLED之最終色彩中。在特定具體實例中，誤差可經傳播至自翹曲引擎410接收到之一或多個將來圖框或子圖框。

由於高子圖框速率（其可包含以比人眼可正常辨別之速率大得多的速率產生之個別子圖框），因此觀看者的眼睛可在觀看所顯示影像時整合多個顯示之子圖框。此產生複合感知圖框。舉例而言，兩個或多於兩個子圖框之間的小差（例如，在相同像素方位之色彩中）可藉由觀看者的眼睛整合。利用此解釋程序，影像處理區塊430可調整一或多個像素色彩（例如，固定μLED之陣列內）的顯示（例如，子圖框之數目）之位置及/或時間以產生特定視覺效應。此類效應可包括例如以比實體地可用於μLED陣列之μLED的漸變更精細漸變顯示色彩。因此，除了單一圖框空間抖動之外，抖動區塊345可能能夠執行「三維抖動」。在三維抖動中，誤差可在兩個空間維度（沿著水平軸及垂直軸）及時間維度（在第一子圖框與一或多個後續子圖框之間）中傳播。

影像處理區塊430亦可校正顯示器之不均一性。不均一性可包括例如（而非作為限制）一或多個發生故障μLED（例如，回應於驅動電流產生有限光或無光的μLED），顯示器之色彩失真（例如，當驅動電流增加及/或減少時顯示色彩失真的μLED），顯示器之製造誤差，色彩特定之μLED之間的不同像素幾何形狀，色彩特定之μLED之間的像素間距，及大量其他可能不均一性。高子圖框速率可提供校正不均一性（而使用者未感知該等不均一性）的機會。

在特定具體實例中，一些類型之不均一性可藉由翹曲引擎410校正而一些類型之不均一性可藉由影像處理區塊430校正。預期具有子圖框之間的低變化的不均一性可藉由翹曲引擎410校正。舉例而言，藉由與波導相關聯之光學件或顯示器之發光組件引入的不均一性可藉由翹曲引擎410校正。因為此等不均一性可無關於圖框之所指定像素色值而被持續地量測，因此該等不均一性可藉由更大功率翹曲引擎410校正。藉由μLED陣列之發生故障μLED引入的不均一性可藉由影像處理區塊430校正。

在特定具體實例中，校正各種不均一性及傳播色值誤差所需要的遮罩可分別儲存於顯示器驅動器IC 420之不均勻性記憶體433及誤差傳播記憶體435內。在特定具體實例中，不均勻性記憶體433可為7.5 MB緩衝器，其儲存預先計算之遮罩以減少對每一子圖框轉譯的準時計算之需求。在特定具體實例中，誤差傳播記憶體435可為儲存先前計算之誤差傳播值的顯示器驅動器IC 420之5 MB緩衝器。舉例而言，對於每一像素方位，誤差值之一部分可經指定用於時間誤差傳播。在處理下一子圖框之影像的同時，影像處理區塊430可擷取一些或全部像素方位之誤差值。此指定之過去誤差值可藉由抖動當前子圖框而使用。來自當前子圖框之經指定用於時間抖動的任何誤差值可儲存回至誤差傳播記憶體中以待在影像處理區塊430抖動下一子圖框的同時存取。影像處理區塊430之輸出可為用於子圖框之一或多個個別μLED色彩指令。在特定具體實例中，若自翹曲引擎410接收到之影像尚未已經劃分成單色分量，則影像處理區塊430或顯示器驅動器IC 420之另一組件可將該等色彩分成兩個或多於兩個單色部分，以使得影像可經傳遞至支援單色μLED主動矩陣457的μLED背板IC（例如，450、460或470）。

在影像處理區塊430之輸出自顯示器驅動器IC 420發送之前，其可傳遞通過顯示介面串列器440。顯示介面串列器440可將自影像處理區塊430接收到之並行化資料轉換成可更易於傳輸至μLED背板IC 450的串列化格式。在傳輸之前序列化資料可藉由例如減少將翹曲及背板控制IC 405連接至每一μLED背板IC 450、460及470的信號線（例如，針腳）之數目而減少總晶片設計的複雜度。此又可藉由降低製造誤差之機會幫助減少成本及增加良率。μLED背板IC 450之解串器453可接收串列化資料串流並將其轉換回成並行化串流，適合於藉由μLED背板IC 450之其餘組件使用。 uLED 背板積體電路

投影機之μLED積體電路可包含自翹曲及背板控制IC 405接收資料及控制信號並將該資料及控制信號轉換成待向使用者顯示的光的元件。圖4說明用於投影機400之翹曲及背板控制IC 405及μLED背板IC 450、460及470的一個可能配置。在一些具體實例中，及如圖4中所說明，一個翹曲及背板控制IC 405可經組態以與若干μLED背板IC 450、460及470介接。在投影機400之情況下，每一μLED背板IC包含不同單色μLED主動矩陣457（μLED背板IC 450包含紅色μLED主動矩陣、μLED背板IC 460包含綠色μLED主動矩陣，且μLED背板IC 470包含藍色μLED主動矩陣）。如上文所論述，藉由此等μLED矩陣發射的光可在發送至觀看者之眼眶之前經由波導系統組合。在一些具體實例中，單一翹曲及背板控制IC 405可與單一μLED背板IC 450介接。μLED背板IC 450又可包含單一μLED主動矩陣，該主動矩陣又可為單色或多色的（例如，由若干分層μLED主動矩陣構成）。本文中解釋之相同原理可應用於組合之全部構想。

將關於單一μLED背板IC 450描述架構。應理解相同概念可根據需要容易用於投影機400之其餘μLED背板IC（例如，μLED背板投影機IC 460及470）。影像資料（例如，像素色值）可經傳輸至μLED背板IC 450。若資料已被串列化（例如，藉由翹曲及背板控制IC 405之串列器440），則資料可藉由μLED背板IC 450之解串器453解串列化。如上文所描述，串列化可減少傳輸資料所需要的主動信號線之數目且自針腳數視角可更高效。然而，資料接著可需要解串列化以使得可由μLED背板IC 450之其餘組件使用，其餘組件包括脈衝寬度調變控制區塊455及μLED主動矩陣457。解串列化資料可經傳遞至脈寬調變（pulse-width modulation；PWM）控制區塊455。

PWM控制區塊455可解譯色彩資料並提供為使用μLED主動矩陣457之μLED執行脈寬調變所必需的控制指令。在特定具體實例中，PWM控制區塊455可加載像素色值及其他控制指令至記憶體中以待藉由μLED主動矩陣457存取。在資料已加載之後，μLED主動矩陣457之μLED可根據色彩資料及指令來照明。舉例而言，PWM控制區塊455可提供時序及色彩指令，以使得μLED可以一充分快速速率來照明，使得觀看者的眼睛僅僅感知經照明顯示器（例如，不感知μLED中之顫動）。儘管本發明描述使用PWM作為顯示器調節技術，但亦可使用用於控制光源之照明的其他方法。在特定具體實例中，μLED主動矩陣457可經組態以根據藉由翹曲引擎410輸出資料所藉以的速率（例如，120 Hz至10 kHz或120至10,000 sFPS）接收並顯示子圖框。 圖框及子圖框時序

因為本發明預期組件以兩個不同圖框速率產生及接收影像圖框資料，因此以下內容為顯示系統內的子圖框速率（例如，經上取樣圖框）之效應的簡要解釋及實例。圖5說明藉由顯示系統接收及顯示的兩個圖框之實例顯像時間表。時間表500指示單一圖框的時間量。如所指示，顯示器可以30至90每秒框數（30至90 Hz）之輸入圖框速率接收圖框。輸入圖框速率可指示接收經更新或再新圖框資料所藉以的頻率。舉例而言，圖框（或准許圖框顯像之資料）可藉由顯像引擎顯像並發送至HMD以用於顯示。輸入圖框速率可表示經顯像資料藉由HMD接收所藉以之頻率。

時間表510指示期間一或多個光發射器（例如，LED）可發射對應於標準顯示中之所接收圖框的光的時間量，其可被稱作光發射器之接通時間。LED之接通時間可指在電流藉由LED接收之後LED輸出在指定亮度臨限值以上之光的時間。因此，時間表510可不包括期間LED開始發射光但不在其指定亮度發射的時間。在特定具體實例中，標準顯示器中之LED的接通時間可在6至28 ms（對應於35至167 Hz）之間。時間表520指示LED之關閉時間。LED之關閉時間可指期間LED不發射光（諸如因為電流不再被供應至LED）的時間。在特定具體實例中，標準顯示器中之LED的關閉時間可為約5 ms。在LED之關閉時間期間，來自顯像引擎之更新可被接收且隨後的圖框資料可經準備用於顯示。亦在關閉時間期間，對圖框資料之更新可藉由顯像引擎或HMD應用。此等更新可包括對紋理資料之更新或經進行以允許變焦透鏡被模擬的調整（或在實體變焦透鏡之情況下，透鏡可相應地移動）。

時間表530指示根據某些具體實例之經分配用於子圖框顯示的時間量。在特定具體實例中，顯示系統可以輸入圖框速率（例如，30至90 Hz）接收圖框及將圖框上取樣成若干子圖框。藉由上取樣及顯示子圖框，顯示器可增加有效或感知之圖框速率。在特定具體實例中，子圖框速率可為120 Hz至10 kHz。子圖框速率可特定地經組態以利用顯示器之光發射器的回應時間。在特定具體實例中，顯示器中之LED可具有充分地低於以所供應輸入圖框速率顯示圖框所需要的時間的功率循環時間（例如，自關閉至接通至再次關閉的時間）。根據此，顯示系統可經組態以修改待藉由LED顯示的輸入圖框更新（例如，比30至90 Hz快）之間的圖框影像資料。舉例而言，在輸入圖框更新之間，如由時間表540指示，可對藉由顯像引擎提供的資料執行幾何翹曲（例如，藉由翹曲引擎410）。可以上取樣子圖框速率顯示幾何翹曲之效應。因為新的資料可在關閉時間（藉由時間表550指示）期間自顯像引擎接收到，因此無額外效應可藉由顯示系統應用。 實例積體電路

本發明預期用於可用於翹曲及背板控制IC 405及μLED背板IC（例如，450）之積體電路及該等積體電路之組件的多種可能設計。圖6至圖7說明背板控制IC及投影機IC之實例架構。 背板控制 IC

圖6說明用於採用脈寬調變之根據矽背板控制IC及主動μLED陣列（例如，μLED背板IC 450、460及470）的實例區塊層級佈局600。區塊610為將經串列化資料（諸如藉由翹曲及背板控制IC 405之串列器區塊440串列化的資料）解串列化成並行化資料的解串器。解串列化區塊610可經特別組態以自藉由串列器440指定的格式去串行化資料。因此，解串列化區塊610及串列器440可據稱經配對或共同設計。背板控制IC 600可使用PWM以調變μLED陣列660之輸出。時序控制器（timing controller；TCON）板650可提供用於柱狀驅動器板620及掃描列板630的時序指令。TCON板650可提供例如關於特定光發射器（例如，LED、OLED、μLED等）應經照明以便提供如藉由自顯示器驅動器接收到之色彩資料串流指示的色彩的色彩及/或時間量的資訊。在特定具體實例中，時序控制器（TCON）板650可包含若干個別TCON晶片。

驅動器620可接收指令以指示μLED主動陣列660之哪些μLED行將包括針對給定子圖框之經照明μLED。掃描列板630可接收用於使μLED主動陣列660之列接地的指令（例如，關於哪些行中之哪些μLED將被照亮的指令）。在特定具體實例中，可存在陣列660中之μLED的M行及N列，其中M及N可為任何合適之整數。舉例而言，顯示器可包含μLED之3840個行及μLED之2160個列（例如，4K顯示器解析度）。更多或更少μLED可經包括而視為有利於顯示器。TCON板650可提供時序指令以促使掃描列驅動器630循環通過μLED陣列之列以確保陣列之全部μLED在適當時間發射。偏壓電流鏡640可接收不同驅動電流並輸出適用於驅動μLED的藉由驅動器620及630調變的基礎電流。在特定具體實例中，相較於根據玻璃之薄膜電晶體背板，背板控制IC及主動μLED陣列660可經實施有根據矽之薄膜電晶體背板。根據矽之背板可允許μLED背板IC 600具有較小外觀尺寸，在不犧牲顯示品質情況下促進效率及降低製造成本。 投影機 -2.5D 及 3D IC

圖7說明用於顯示系統之投影機（例如，投影機400）之兩個配置700及710。配置700及710提供安裝至用於機械支撐並支援IC之間之電連接的印刷電路板（printed circuit board；PCB）的翹曲及背板控制IC（例如，翹曲及背板控制IC 405）及若干背板控制IC 740、750及760（例如，μLED背板IC 450、460及470）。如同圖4，背板控制IC各自支援單色μLED陣列，且因此各自可藉由其提供的色彩（例如，紅色、綠色或藍色）指定。

配置700說明其中三個背板控制IC 740、750及760實體地安裝於翹曲及背板控制IC 730之頂部上的變體。IC之垂直堆疊進一步安裝至PCB 720a。此堆疊變體亦可被稱作3D結構，此係由於與傳統IC相比增加之垂直剖面。在3D結構中，矽通孔可用於允許背板控制IC 740、750及760與翹曲及背板控制IC 730通信並連接至PCB 720a。3D變體可比傳統2D變體（例如，其中全部IC安裝在單一平面上）更加空間有效，此係因為IC之佔據區可顯著減少。3D變體亦可減少互連複雜度，此係因為個別IC可經由高效矽通孔與堆疊中之其他IC直接通信。

配置710說明其中三個背板控制IC 740、750及760緊鄰翹曲及背板控制IC 730安裝於插入件770上。插入件770（具有IC）進一步安裝至PCB 720b。插入件770可允許IC之模擬3D組態，其可被稱作2.5D組態。插入件770可為具有連接安裝於其頂部上的IC之通信點及PCB 720b的矽通孔之矽插入件。與另外將在2D組態中可達成的通信相比，插入件770可允許更快的IC至IC通信。舉例而言，取決於所使用的製造技術，插入件可允許更準確（例如，較小雜訊）連接。可使用與IC自身相同之材料（諸如矽）及製程進行插入件770上的IC之間的連接。可使用典型技術進行插入件770與PCB 720b之間的連接。2.5D或「並排」變體可改良IC之間的通信之速度並當與2D技術相比時具有減少之佔據區。當與純3D變體相比時，2.5D變體亦可具有較高製造良率速率。此外，因為個別主動IC仍可為分開的，因此來自IC之熱可自然地不考慮以下問題：該熱經允許以類似於2D變體之方式耗散。 投影機架構

在圖7說明投影機之組件的配置之變化情況下，圖8A至圖8D說明HMD之組件的配置之變體，包括包含於不同積體電路中之投影機的不同組件的變化。圖8A至圖8D說明用於HMD之投影機（例如，投影機400）及耳機CPU（例如，耳機CPU 310）之可能架構。圖8A至圖8D中所說明之每一組態包括以下組件中之每一者中之至少一者：耳機CPU、翹曲引擎（例如，翹曲引擎410）、顯示器驅動器IC（display driver IC；DDI）（例如，顯示器驅動器IC 420），及μLED背板控制及矩陣（例如，μLED背板IC 450、460或470）。圖8A至圖8D中表示的選項可運用沿著以下三個量度之其特性的描述來概述：所需要相異IC之數目、DDI是否與μLED背板控制及矩陣共用IC，及翹曲引擎（例如，翹曲引擎410）相對於其他組件之方位。

在圖8A中，架構800a包括三種相異類型之IC。一個IC為耳機CPU 805。第二IC 815包括翹曲引擎（例如，翹曲引擎410）及DDI控制（例如，顯示器驅動器IC 420）。第三IC類型820a、820b及820c包括μLED背板控制及主動矩陣（例如，μLED背板IC 450、460及470）。在此組態中，投影機810（例如，投影機400）包含整合至單晶片中的翹曲引擎及DDI控制ASIC 815以及三個μLED背板控制及主動矩陣IC 820a、820b及820c。因此，儘管此組態可支援任何數目個投影機810，但組態800a中所展示的耳機CPU 805支援四個投影機810。舉例而言，每一眼睛可具有兩個指定投影機810，垂直地或水平地分裂螢幕。分配每一投影機之工作負荷可改良使用者之視場而不顯著增加成本或複雜度（相較於運用較少投影機達成相同視場的可能成本或複雜度）。

在圖8A中展示之每一投影機810具有專用翹曲引擎。此可減少翹曲引擎的預期之工作負荷，此係因為其僅僅需要判定用於圖框/子圖框之子集的幾何翹曲。另一優點源自分裂翹曲引擎及DDI控制ASIC 815與μLED主動矩陣820a、820b及820c。翹曲引擎及DDI控制之操作可被稱作「僅僅數位」，此係因為不存在對用以與任何類比組件介接的任一區塊（如上文所描述）之固有需求。相比之下，μLED矩陣為類比組件，且其控制器必須適當地與其介接。因為翹曲引擎及DDI控制ASIC 815支援僅僅數位操作，因此ASIC自身可使用最適當製造製程來製造。舉例而言，翹曲引擎及DDI控制ASIC 815可使用較小組件來製造，使得IC與該翹曲引擎及DDI控制ASIC包括與類比組件之介面情況相比具有更大功率及/或更功率高效。在特定具體實例中，投影機810可體現為如上文關於圖7所描述之2.5D或3D ASIC。因此，翹曲引擎及DDI控制ASIC 815與μLED控制及矩陣IC 820a、820b及820c之間的主動信號連接可受益於藉由並排或堆疊設計架構啟用之短的直接連接。

在許多標準顯示器（例如，具有根據玻璃之背板的顯示器）中，DDI控制器以及μLED控制器及主動矩陣必須併入至單一IC中，此係因為DDI控制器之操作常常與顯示器矩陣緊密相關聯。如上文所描述，在某些具體實例中，μLED矩陣可使用根據矽之背板。此尤其當與用於2.5D或3D組態之可能性一起考慮時有可能允許支援μLED顯示器的操作區塊之幾乎任意分配。舉例而言，及如針對架構800a所說明，翹曲引擎及DDI控制器可與μLED控制器及矩陣分開。

在圖8B中，架構800b同樣包括三種相異類型之IC。一個ASIC 825包括耳機CPU及一翹曲引擎（例如，翹曲引擎410）。第二ASIC 835包括DDI控制（例如，顯示器驅動器IC 420）。且第三ASIC類型840a、840b及840c包括μLED背板控制及主動矩陣（例如，μLED背板IC 450、460及470）。類似於圖8A中展示的架構，架構800b強制執行IC之專門化且允許最適當製造製程用於IC（例如，與混合式IC相比，改良僅僅數位IC之速度）。

不同於架構800a，架構800b提供一分割之翹曲引擎，其併入於與耳機CPU相同之IC 825中。架構800b說明單一翹曲引擎，但可支援在相同ASIC 855上操作的多個翹曲引擎（例如，每個眼睛一個，每個投影機一個，等等）。因此，在此組態中之投影機830包括DDI控制器及μLED主動矩陣。分割之翹曲引擎可受益於存取經提供至耳機CPU的增加之計算能力。此可支援快速子圖框產生及顯示速率（例如，120Hz至10 kHz）之目標。架構800b亦可允許較簡單、更易於製造且不太昂貴的IC用於投影機830。此外，架構800b可進一步提供自如上文所論述之μLED背板控制及主動矩陣分割DDI控制器的許多優點。

在圖8C中，架構組態800c包括兩種相異ASIC類型。一個ASIC包括耳機CPU 845。第二ASIC 850a、850b及850c包括翹曲引擎（例如，翹曲引擎410）、DDI控制（例如，顯示器驅動器IC 420）及μLED背板控制及主動矩陣（例如，μLED背板IC 450、460及470）。因此，在此架構組態下之投影機在單晶片上包括此等組件中之全部三個。圖8C說明獨立投影機，每一者具有其自身單色μLED矩陣。因此，此組態將支援每個眼睛具有六個投影機之HMD，從而創造兩個全色彩顯示器以劃分FOV。

每一投影機具有專用翹曲引擎，有可能增加個別翹曲引擎組件之準確度及效率。在特定具體實例中，每一翹曲引擎可根據其支援的單色μLED矩陣之色彩頻道而最佳化。舉例而言，可獨立於針對綠色色彩頻道進行初始可視性檢查的翹曲引擎，最佳化對於影像之僅僅紅色色彩頻道執行初始可視性檢查的翹曲引擎。此外，藉由此翹曲引擎之像素區塊執行的色彩摻合可經高度最佳化，此係因為其可避免綠色或藍色色彩頻道之考慮因素。架構800c調用僅僅兩種相異類型之IC，其簡化製造需求且可最終出現促進可用IC之較大良率，此係因為製造可集中於創造正好此等兩種類型之IC。此亦可簡化整合，此係因為其限制必須被整合至HMD中的IC之類型。

在圖8D中，架構800d同樣包括兩種相異類型之IC。一個ASIC 855包括耳機CPU及翹曲引擎（例如，翹曲引擎410）。第二ASIC類型860a、860b及860c包括翹曲引擎（例如，翹曲引擎410）、DDI控制（例如，顯示器驅動器IC 420）以及μLED背板控制及主動矩陣（例如，μLED背板IC 450、460及470）。此組態說明單一翹曲引擎，但可支援在同一ASIC 855上操作的多個翹曲引擎（例如，每眼睛一個、每投影機一個等）。

除了併入僅僅兩個相異IC之益處之外，架構800d可具有額外益處，原因在於投影機ASIC 860a、860b、860c包括可最直接在概念上群組在一起的組件（DDI控制器及μLED矩陣）。每一DDI控制器與單色μLED矩陣配對，且DDI控制器可經最佳化以支援所使用特定μLED色彩的色彩頻道。舉例而言，支援紅色μLED矩陣之DDI控制器可具有與經最佳化支援藍色μLED的DDI控制器相異的最佳化以改良紅色μLED之色彩平衡。配置800d亦可減少在耳機CPU及翹曲引擎ASIC 855與每一個別投影機ASIC 860a、860b及860c之間的資料導引之複雜度。因為僅僅單一色彩頻道經發送至每一DDI控制器，因此較少資訊可經由主動信號頻道一次發送同時仍達成與其中單一DDI控制器支援多個單色μLED陣列的配置相當的產出率速度。

哪一架構最適用於特定應用之選擇可取決於多種考慮因素。舉例而言，可在架構中使用的某些IC可相對於可使用的其他IC製造更昂貴。因此，減少在給定組態中使用的昂貴IC之總數目可為較佳的。作為另一實例，且如上文已論述，減少將在給定組態中需要的獨特ASIC之數目可為有益的。設計額外ASIC以執行功能區塊之作用可為困難且昂貴的。僅僅設計及製造兩個相異IC以使得努力可集中於改良彼等IC的可靠樣本之良率可更具成本效益的。作為另一實例，可判定某些IC可比其他IC汲取更大功率。舉例而言，可判定具有四個翹曲引擎之組態所需要的功率低於十二分之一。進一步判定區塊成單一IC的某些組合可影響功率需求。舉例而言，可判定其中組合翹曲引擎及耳機CPU的組態具有比其中翹曲引擎與DDI控制及/或μLED背板控制及主動矩陣組合的組態更高的功率要求。作為另一實例，可考慮藉由某些IC產生的熱量。當設計投影機架構且特定言之對於特定應用相比於另一架構選擇一個架構時可考慮全部此等因數及任何其他合適之因數。 投影機 IC 封裝

圖9A至圖9E說明用於上文所論述的投影機之邏輯組態之若干封裝選項。如更詳細地描述，架構組態800a至800d之選擇可通知或需要特定封裝選項之選擇。圖9A說明其中機械對準器901能夠調整組件之堆疊相對於HMD之波導905的位置的組態。圖9A說明三個ASIC 913，每一者具有其自身單色μLED陣列912。舉例而言，圖9A中所說明的封裝選項可對於單一投影機支援一個ASIC 913及單色μLED陣列912以顯示紅色色彩頻道、支援一個ASIC 913及單色μLED陣列912以顯示綠色色彩頻道，並支援一個ASIC 913及單色μLED陣列912以顯示藍色色彩頻道。可使用用於μLED陣列之任何合適的色彩頻道。類似地亦可使用多色μLED陣列。每一單色μLED陣列912具有相關聯耦合組件911以將自各個μLED陣列912發射之光耦合至單個影像中。ASIC 913各自接合至電路板904，該電路板又安裝至機械對準器901。在特定具體實例中，電路板914可為軟硬複合電路板，允許電路914在機械對準器901的控制下根據需要移動。機械對準器901可受HMD之控制器（例如，耳機CPU）控制。在此具體實例中，機械對準器901可獨立於其他AISC 913及μLED陣列912定位每一ASIC 913及μLED陣列912。

圖9B說明類似於圖9A中所展示之組態但沒有機械對準器901的組態。在圖9B中，ASIC 913各自安裝至同一電路板914以用於機械及電支撐。因此，圖9B說明圖9A中所說明之組態的較簡單之變化。圖9B可據稱說明上文所描述的ASIC之封裝的2D方法。ASIC 913全部安裝在相同平面上並安裝至相同電路板914。因此，可使用易於理解之製造製程進行組態，從而減少成本並增加良率。然而，2D組態具有數個已知限制，至少包括所得電路佔據更多水平空間。在手持裝置及HMD中，此空間可為珍貴的且因此2D解決方案可並不可用於全部使用情況。此外，在沒有額外配線複雜度情況下，ASIC 913不能直接與其他ASIC 913通信。

圖9C說明其中插入件920用以將ASIC 913附接至PCB的組態。插入件920之使用可允許每一ASIC 913與其他ASIC 913更直接通信，從而在不顯著增加配線複雜度的情況下增加通信效率。在此組態中，每一μLED陣列912與ASIC 913接合。ASIC 913又與共同插入件920接合。共同插入件920可由允許ASIC 913在無對額外配線之需求情況下直接通信的材料構成。插入件920可包括一或多個矽通孔925，從而允許ASIC 913亦根據需要直接連接至電路板914。與其他組態相比，此組態可提供對於ASIC 913更多的結構支撐，其允許電路板之更多移動。圖9A至圖9C中所說明之組態可最自然地與圖8C中所說明的架構一起使用。在彼組態中，翹曲引擎及DDI控制經分配至單一ASIC 850a、850b及850c中之單色μLED矩陣。圖9A至圖9C中之每一者中的ASIC 913（其接合至單一μLED矩陣912）可實施預期投影機IC。

圖9D說明其中單一ASIC 930連接至多個μLED陣列912之組態。如前所述，該組態包括用於每一μLED陣列912之耦合組件911，該等耦合組件將特定μLED陣列912耦接至HMD之波導905。然而，單一ASIC 930與多個μLED陣列912相關聯，而非每μLED陣列912分配一ASIC（如例如圖9C中所說明的組態中）。在圖中9D所展示之實例中，一個ASIC 930與三個μLED陣列912（其中之每一者可為單色μLED陣列）相關聯。ASIC 930分別經由矽插入件935耦接至μLED陣列912中之每一者。圖9D中所說明的組態可當與圖8A中所說明的架構一起使用時尤其有益。在彼組態中，單一翹曲引擎及DDI控制ASIC 815與多個μLED控制及矩陣IC 820a、820b及820c一起使用。圖9D中所說明的組態可以對於翹曲引擎之最小功率需求實施圖8A中之組態，此係因為經執行用於每一色彩頻道的許多工作可被共用及再使用。此亦減少記憶體存取時間並改良處理速度。

圖9E說明其中在不使用矽插入件情況下（如在圖9D中）單一ASIC 930接合至多個μLED陣列912的組態。ASIC 930又接合至電路板914以用於電及機械支撐。與上述組態中之一些相比，此組態對於製造者而言可更簡單。因此，製造成本及良率可更易於控制。在特定具體實例中，較簡單的組態可允許使用較進階的製造技術，從而提高ASIC 930及μLED陣列912之效能。

在圖9A至圖9E中說明及關於圖9A至圖9E描述的全部組態可藉由在圖8A至圖8D中所說明之某些架構組態內使用而受益。舉例而言，在全部組態中，翹曲引擎可與中心耳機CPU包括在一起。此可在翹曲引擎執行其所指定之許多操作時允許最大記憶體共用。舉例而言，可存在重疊紋理映射及摻合效應，其對於許多投影機可共用。應注意，在單一ASIC或ASIC層展示於圖9A至圖9E中的情況下，ASIC之堆疊（如在3D實施中）亦可藉由適當修改而使用。此外，諸如額外ASIC、IC、μLED陣列或插入件之額外組件可被添加至任何給定層以進一步擴展所說明組態之能力。舉例而言，在圖9D中所說明之組態中，一或多個額外組件可添加於矽插入件935之頂部上。此可允許例如將額外ASIC添加至用以與μLED陣列912通信之組態。如同圖8A至圖8D中展示的架構，多種考慮因素可影響一個組態相比於另一組態之選擇。此類考慮因素可包括封裝大小、製造及裝配之成本、熱分佈及耗散、功率使用、回復力（resiliency）、任何其他合適之考慮因素，或其任何組合。 用於產生及顯示經修改子圖框之實例方法

圖10說明用於產生及顯示經修改子圖框之實例方法1000。方法可在步驟1010處開始，在該步驟中顯像引擎300可根據主顯像指令產生虛擬物件以用於顯示。主顯像指令可包括用於顯示的一組多邊形及相關聯色彩。顯像引擎可根據關於觀看者相對於虛擬場景之方位的資訊執行初始可視性判定。顯像引擎可產生專用物件基元，諸如上述表面，以供可併入於投影機400中的翹曲引擎410使用。表面可包含表示3D虛擬場景之2D影像。顯像引擎可以例如30至90 Hz之速率提供表面至翹曲引擎410。在步驟1020處，翹曲引擎410可根據自顯像引擎接收到之虛擬物件（例如，表面）產生用於待顯像之圖框的影像圖框資料。翹曲引擎410可根據使用者觀看至虛擬場景中的方位執行表面之可視性判定，計算並應用一或多個幾何翹曲，執行色彩內插及亮度校正，且另外準備待顯示的影像圖框資料。翹曲引擎410可以例如120 Hz至10 kHz之速率提供影像圖框資料至顯示器驅動器420。

在步驟1030處，可併入於投影機405中的顯示器驅動器420可對所接收影像圖框資料執行影像處理。舉例而言，顯示器420驅動器之影像處理區塊430可計算並應用一或多個抖動操作，包括一維或二維空間抖動或時間-空間抖動。影像處理區塊430可計算μLED陣列之一或多個μLED的色深精度誤差。影像處理區塊430可傳播色深精度誤差至一或多個相鄰μLED及/或圖框之一或多個將來子圖框。作為另一實例，顯示器驅動器420之影像處理區塊430可根據μLED陣列中之已知不均一性對於圖框資料計算並應用一或多個不均勻性校正。顯示器驅動器420可提供經處理影像圖框資料至背板控制器以用於顯示。

在步驟1040處，背板控制器450可產生至μLED陣列之提供指令以促使μLED陣列顯示影像圖框資料。在特定具體實例中，PWM控制器455可產生時序指令以促使μLED陣列之μLED以120 Hz至10 kHz之速率照明。

適當時，特定具體實例可重複圖10之一或多個方法步驟。儘管本發明將圖10之特定方法步驟描述及說明為按特定次序發生，但本發明預期圖10之任何合適的方法步驟按任何合適之次序發生。此外，儘管本發明描述及說明用於上取樣顯示圖框之包括圖10之特定方法步驟的實例方法，但本發明預期用於上取樣顯示圖框的包括任何合適步驟的任何合適之方法，該等任何合適步驟適當時可包括圖10之方法中的全部、一些或中無一步驟。此外，儘管本發明描述及說明實施圖10之特定方法步驟的特定組件、裝置或系統，但本發明預期實施圖10之任何合適方法步驟的任何合適組件、裝置或系統的任何合適組合。 實例電腦系統

圖11說明實例電腦系統1100。在特定具體實例中，一或多個電腦系統1100執行本文中描述或說明的一或多種方法之一或多個步驟。在特定具體實例中，一或多個電腦系統1100提供本文中描述或說明之功能性。在特定具體實例中，在一或多個電腦系統1100上執行的軟體執行本文中描述或說明的一或多種方法之一或多個步驟或提供本文中描述或說明的功能性。特定具體實例包括一或多個電腦系統1100之一或多個部分。本文中，適當時，對電腦系統之參考可涵蓋計算裝置，且反之亦然。此外，適當時，對電腦系統之參考可涵蓋一或多個電腦系統。

本發明預期任何合適數目個電腦系統1100。本發明預期採取任何合適實體形式的電腦系統1100。作為實例而非作為限制，電腦系統1100可為嵌入式電腦系統、系統單晶片（system-on-chip ；SOC）、單板電腦系統（single-board computer system；SBC）（諸如模組電腦（computer-on-module；COM）或模組系統（system-on-module；SOM））、桌上型電腦系統、膝上型電腦或筆記本電腦系統、交互式查詢一體機、大型電腦、電腦系統之網格、行動電話、個人數位助理（personal digital assistant；PDA）、伺服器、平板電腦系統、擴增/虛擬實境裝置，或此等中之兩者或大於兩者的組合。適當時，電腦系統1100可包括一或多個電腦系統1100；為整體或分佈式；橫跨多個方位；橫跨多個機器；橫跨多個資料中心；或駐留於雲中，該雲可包括一或多個網路中之一或多個雲組件。適當時，一或多個電腦系統1100可在無實質空間或時間限制情況下執行本文中描述或說明的一或多種方法之一或多個步驟。作為實例而非作為限制，一或多個電腦系統1100可即時或以批量模式執行本文中描述或說明一或多種方法之一或多個步驟。適當時，一或多個電腦系統1100可在不同時間或在不同方位執行本文中描述或說明的一或多種方法之一或多個步驟。

在特定具體實例中，電腦系統1100包括處理器1102、記憶體1104、儲存器1106、輸入/輸出（input/output；I/O）介面1108、通信介面1110及匯流排1112。儘管本發明描述及說明具有在特定配置中之特定數目個特定組件的特定電腦系統，但本發明預期具有在任何合適配置中之任何合適數目個任何合適組件的任何合適之電腦系統。

在特定具體實例中，處理器1102包括用於執行指令（諸如組成電腦程式之指令）之硬體。作為實例而非作為限制，為執行指令，處理器1102可自內部暫存器、內部快取記憶體、記憶體1104或儲存器1106擷取（或提取）指令；對其進行解碼並執行其；且接著寫入一或多個結果至內部暫存器、內部快取記憶體、記憶體1104或儲存器1106。在特定具體實例中，處理器1102可包括用於資料、指令或位址之一或多個內部快取記憶體。適當時，本發明預期包括任何合適數目個任何合適內部快取記憶體的處理器1102。作為實例而非作為限制，處理器1102可包括一或多個指令快取記憶體、一或多個資料快取記憶體及一或多個轉譯後備緩衝器（translation lookaside buffer；TLB）。指令快取記憶體中之指令可為記憶體1104或儲存器1106中之指令的複本，且指令快取記憶體可加速藉由處理器1102進行的對於彼等指令的擷取。資料快取記憶體中之資料可為記憶體1104或儲存器1106中供在處理器1102處執行的指令操作之資料的複本；供在處理器1102處執行之後續指令存取或供寫入至記憶體1104或儲存器1106的在處理器1102處執行的先前指令之結果；或其他合適資料。資料快取記憶體可加速藉由處理器1102進行的讀取或寫入操作。TLB可加速用於處理器1102之虛擬位址轉譯。在特定具體實例中，處理器1102可包括用於資料、指令或位址之一或多個內部暫存器。適當時，本發明預期包括任何合適數目個任何合適內部暫存器的處理器1102。適當時，處理器1102可包括一或多個算術邏輯單元（arithmetic logic unit；ALU）；為多核處理器；或包括一或多個處理器1102。儘管本發明描述及說明特定處理器，但本發明預期任何合適的處理器。

在特定具體實例中，記憶體1104包括用於儲存供處理器1102執行之指令或供處理器1102操作所針對之資料的主記憶體。作為實例而非作為限制，電腦系統1100可自儲存器1106或另一源（諸如另一電腦系統1100）加載指令至記憶體1104。處理器1102接著可自記憶體1104加載指令至內部暫存器或內部快取記憶體。為執行指令，處理器1102可自內部暫存器或內部快取記憶體擷取指令並對其進行解碼。在指令執行期間或之後，處理器1102可寫入一或多個結果（其可為中間或最終結果）至內部暫存器或內部快取記憶體。處理器1102接著可寫入彼等結果中之一或多者至記憶體1104。在特定具體實例中，處理器1102僅僅執行一或多個內部暫存器或內部快取記憶體中或記憶體1104（與儲存器1106相對或在別處）中的指令且僅僅對一或多個內部暫存器或內部快取記憶體中或記憶體1104（與儲存器1106相對或在別處）中之資料進行操作。一或多個記憶體匯流排（其可各自包括位址匯流排及資料匯流排）可將處理器1102耦接至記憶體1104。如下文所描述，匯流排1112可包括一或多個記憶體匯流排。在特定具體實例中，一或多個記憶體管理單元（MMU）駐留在處理器1102與記憶體1104之間並促進對由處理器1102所請求之記憶體1104的存取。在特定具體實例中，記憶體1104包括隨機存取記憶體（random access memory；RAM）。適當時，此RAM可為揮發性記憶體。適當時，此RAM可為動態RAM（dynamic RAM；DRAM）或靜態RAM（static RAM；SRAM）。此外，適當時，此RAM可為單埠或多埠RAM。本發明預期任何合適的RAM。適當時，記憶體1104可包括一或多個記憶體1104。儘管本發明描述及說明特定記憶體，但本發明預期任何合適的記憶體。

在特定具體實例中，儲存器1106包括用於資料或指令之大容量儲存器。作為實例而非作為限制，儲存器1106可包括硬碟機（hard disk drive；HDD）、軟碟機、快閃記憶體、光學光碟、磁性光學光碟、磁帶或通用串列匯流排（Universal Serial Bus；USB）驅動機或此等中之兩者或大於兩者的組合。適當時，儲存器1106可包括可移式或非可移式（或固定）媒體。適當時，儲存器1106可在電腦系統1100內部或外部。在特定具體實例中，儲存器1106為非揮發性固態記憶體。在特定具體實例中，儲存器1106包括唯讀記憶體（read-only memory；ROM）。適當時，此ROM可為遮罩可程式化ROM、可程式化ROM（programmable ROM；PROM）、可抹除PROM（erasable PROM；EPROM）、電可抹除PROM（electrically erasable PROM；EEPROM）、電可改ROM（electrically alterable ROM；EAROM），或快閃記憶體或此等中之兩者或大於兩者的組合。本發明預期採取任何合適實體形式的大容量儲存器1106。適當時，儲存器1106可包括一或多個儲存器控制單元，其促進處理器1102與儲存器1106之間的通信。適當時，儲存器1106可包括一或多個儲存器1106。儘管本發明描述及說明特定儲存器，但本發明預期任何合適的儲存器。

在特定具體實例中，I/O介面1108包括硬體、軟體或兩者，提供一或多個介面用於電腦系統1100與一或多個I/O裝置之間的通信。適當時，電腦系統1100可包括此等I/O裝置中之一或多者。此等I/O裝置中之一或多者可實現個人與電腦系統1100之間的通信。作為實例而非作為限制，I/O裝置可包括鍵盤、小鍵盤、麥克風、監視器、滑鼠、印表機、掃描器、揚聲器靜態攝影機、手寫筆、平板電腦、觸控螢幕、軌跡球、視訊攝影機，另一合適之I/O裝置或此等中之兩者或大於兩者的組合。I/O裝置可包括一或多個感測器。本發明預期任何合適之I/O裝置及用於其之任何合適之I/O介面1108。適當時，I/O介面1108可包括一或多個裝置或軟體驅動器，使得處理器1102能夠驅動此等I/O裝置中之一或多者。適當時，I/O介面1108可包括一或多個I/O介面1108。儘管本發明描述及說明特定I/O介面，但本發明預期任何合適的I/O介面。

在特定具體實例中，通信介面1110包括硬體、軟體或兩者，提供一或多個介面用於電腦系統1100與一個或多個其他電腦系統1100或一或多個網路之間的通信（諸如根據封包之通信）。作為實例而非作為限制，通信介面1110可包括用於與乙太網路或其他根據有線之網路通信的網路介面控制器（network interface controller；NIC）或網路配接器或用於與無線網路（諸如WI-FI網路）通信的無線NIC（wireless NIC；WNIC）或無線配接器。本發明預期任何合適的網路及用於其之任何合適的通信介面1110。作為實例而非作為限制，電腦系統1100可與特用網路、個人區域網路（personal area network ；PAN）、區域網路（local area network；LAN）、廣域網路（wide area network；WAN）、都會區域網路（metropolitan area network；MAN）或網際網路之一或多個部分或此等中之兩者或大於兩者的組合通信。此等網路中之一或多者的一或多個部分可為有線或無線。作為實例，電腦系統1100可與無線PAN（wireless PAN；WPAN）（諸如藍芽WPAN）、WI-FI網路、WI-MAX網路、蜂巢式電話網路（諸如全球行動通信系統（Global System for Mobile Communication；GSM）網路，或其他合適無線網路或此等中之兩者或大於兩者的組合通信。適當時，電腦系統1100可包括用於此等網路中之任一者的任何合適之通信介面1110。適當時，通信介面1110可包括一或多個通信介面1110。儘管本發明描述及說明特定通信介面，但本發明預期任何合適的通信介面。

在特定具體實例中，匯流排1112包括將電腦系統1100之組件彼此耦合的硬體、軟體，或兩者。作為實例而非作為限制，匯流排1112可包括加速圖形埠（Accelerated Graphics Port；AGP）或另一圖形匯流排、增強工業標準架構（Enhanced Industry Standard Architecture；EISA）匯流排、前側匯流排（front-side bus；FSB）、超傳輸（HT）互連、工業標準架構（Industry Standard Architecture；ISA）匯流排、INFINIBAND互連、低針腳數（low-pin-count；LPC）匯流排、記憶體匯流排、微型頻道架構（Micro Channel Architecture；MCA）匯流排、周邊組件互連（Peripheral Component Interconnect；PCI）匯流排、PCI高速（PCI-Express；PCIe）匯流排、串列進階附接技術（serial advanced technology attachment；SATA）匯流排、視訊電子標準協會局部（Video Electronics Standards Association local；VLB）匯流排，或另一合適之匯流排或此等匯流排中之兩者或大於兩者的組合。適當時，匯流排1112可包括一或多個匯流排1112。儘管本發明描述及說明特定匯流排，但本發明預期任何合適的匯流排或互連。

本文中，一或多個電腦可讀取非暫時性儲存媒體或媒體在適當時可包括一或多個根據半導體或其他積體電路（integrated circuit；IC）（諸如場可程式化閘極陣列（FPGA）或特殊應用IC（ASIC））、硬碟機（HDD）、混合式硬碟機（hybrid hard drive；HHD）、光學光碟、光學光碟機（optical disc drives；ODD）、磁性光學光碟、磁性光學驅動機、軟碟、軟碟機（floppy disk drive；FDD）、磁帶、固態磁碟機（solid-state drive；SSD）RAM驅動機、安全數位卡或驅動機、任何其他合適之電腦可讀取非暫時性儲存媒體，或此等中之兩者或大於兩者的任何合適組合。電腦可讀取非暫時性儲存媒體可在適當時為揮發性、非揮發性或揮發性與非揮發性的組合。

儘管本文中之特定具體實例可經描述為使用特殊應用積體電路，但應理解此僅出於實例目的。能夠所描述功能或能夠經程式化以完成歸因於每一ASIC之功能的標準組件或其他積體電路可經取代。

本文中，除非另外明確指示或上下文另外指示，否則「或」為包括性且並非排他性的。因此，除非另外明確指示或上下文另外指示，否則本文中「A或B」意謂「A、B或兩者」。此外，除非另外明確指示或上下文另外指示，否則「及」為聯合及各自兩者。因此，除非另外明確指示或上下文另外指示，否則本文中「A及B」意謂「A及B，聯合地或各自地」。

本發明之範疇涵蓋一般熟習此項技術者將瞭解的本文中描述或說明之實例具體實例的全部改變、取代、變化、更改及修改。本發明之範疇不限於本文中所描述或說明的實例具體實例。此外，儘管本發明將本文各別具體實例描述及說明為包括特定組件、元件、特徵、功能、操作或步驟，但此等具體實例中之任一者可包括一般熟習此項技術者將瞭解的本文中任何位置描述或說明的組件、元件、特徵、功能、操作或步驟中之任一者的任何組合或排列。此外，所附申請專利範圍中對經調適以、經配置以、能夠、經組態以、經啟用以、經操作以或可操作以執行一特定功能的設備或系統或設備或系統之組件的參考涵蓋只要彼設備、系統或組件因此經調適、經配置、能夠、經組態、經啟用、經操作或可操作，彼設備、系統、組件（不管其或彼特定功能）便經激活、接通或解鎖。另外，儘管本發明將特定具體實例描述或說明為提供特定優點，但特定具體實例可提供此等優點中之無一者、一些或全部。

100:頭戴式顯示器（HMD） 110:顯示器裝置 115:波導組態 120:眼睛 130:眼眶 200:近眼顯示器系統（NED） 210:投影機 220:波導 230:控制器 240:影像光 250:耦合區域 255:影像光 260A:解耦元件 260B:解耦元件 270:頂面 280:底面 300:頭戴式顯示器（HMD） 310:耳機CPU 320:翹曲引擎 330:投影機 400:投影機 405:翹曲及背板控制IC 410:翹曲引擎 411:RGB色彩資料 413:控制區塊 414:紋理記憶體/紋理緩衝器 415:變換區塊 417:像素區塊 419:顯示區塊 420:顯示器驅動器IC 430:影像處理區塊 433:不均勻性記憶體 435:誤差傳播記憶體 440:顯示介面串列器 450:μLED背板IC 453:解串器 455:脈衝寬度調變控制區塊/PWM控制區塊 457:單色μLED主動矩陣/紅色μLED矩陣 460:μLED背板IC 470:μLED背板IC 500:時間表 510:時間表 520:時間表 530:時間表 540:時間表 550:時間表 600:區塊層級佈局/背板控制IC 610:解串列化區塊 620:柱狀驅動器板/驅動器 630:掃描列板/驅動器 640:偏壓電流鏡 650:時序控制器（TCON）板 660:μLED陣列 700:配置 710:配置 720a:印刷電路板（PCB） 720b:印刷電路板（PCB） 730:翹曲及背板控制IC 740:背板控制IC 750:背板控制IC 760:背板控制IC 770:插入件 800a:架構 800b:架構 800c:架構 800d:架構 805:耳機CPU 810:投影機 815:第二IC/翹曲引擎及DDI控制ASIC 820a:μLED背板控制及主動矩陣IC 820b:μLED背板控制及主動矩陣IC 820c:μLED背板控制及主動矩陣IC 825:IC/ASIC 830:投影機 835:第二ASIC 840a:第三ASIC類型 840b:第三ASIC類型 840c:第三ASIC類型 845:耳機CPU 850a:第二ASIC 850b:第二ASIC 850c:第二ASIC 855:ASIC/耳機CPU及翹曲引擎ASIC 860a:第二ASIC 類型/投影機ASIC 860b:第二ASIC 類型/投影機ASIC 860c:第二ASIC 類型/投影機ASIC 901:機械對準器 905:波導 911:耦合組件 912:單色μLED陣列 913:ASIC 914:電路板 920:插入件 925:矽通孔 930:單一ASIC 935:矽插入件 1000:實例方法 1010:步驟 1020:步驟 1030:步驟 1040:步驟 1100:電腦系統 1102:處理器 1104:記憶體 1106:儲存器 1108:輸入/輸出（I/O）介面 1110:通信介面 1112:匯流排

[圖1]說明實例頭戴式顯示器及顯示系統之橫截面。

[圖2]說明實例顯示系統之等角視圖。

[圖3]說明用於頭戴式顯示器系統之組件的實例佈局。

[圖4]說明用於投影機之實例架構。

[圖5]說明實例圖框顯像時間表。

[圖6]說明實例背板積體電路。

[圖7]說明實例積體電路佈局之視圖。

[圖8A至圖8D]說明用於頭戴式顯示器系統組件之實例架構。

[圖9A至圖9E]說明用於頭戴式顯示器系統之組件的實例配置。

[圖10]說明用於產生及顯示經修改子圖框之實例方法。

[圖11]說明實例電腦系統。

400:投影機

405:翹曲及背板控制IC

410:翹曲引擎

411:RGB色彩資料

413:控制區塊

414:紋理記憶體/紋理緩衝器

415:變換區塊

417:像素區塊

419:顯示區塊

420:顯示器驅動器IC

430:影像處理區塊

433:不均勻性記憶體

435:誤差傳播記憶體

440:顯示介面串列器

450:μLED背板IC

453:解串器

455:脈衝寬度調變控制區塊/PWM控制區塊

457:單色μLED主動矩陣/紅色μLED矩陣

460:μLED背板IC

470:μLED背板IC

Claims (20)

1. 一種耳機顯示器裝置，其包含一中央處理器及複數個投影機積體電路，該些投影機積體電路各自耦接至該中央處理器且經組態以處理影像資料，其中每一投影機積體電路包含： 複數個第一積體電路，該些第一積體電路中之每一者包含一光發射器陣列；及 一第二積體電路，其耦接至該複數個第一積體電路，其中該第二積體電路（1）包含經組態以產生校正幾何或亮度失真之經變換影像資料的一圖形處理器，且（2）經組態以將該經變換影像資料提供至該複數個第一積體電路以用於顯示。
2. 如請求項1之耳機顯示器裝置，其中： 該中央處理器經組態以自一第一顯像裝置接收待藉由該耳機顯示器裝置顯示的影像之資料； 該耳機顯示器裝置經組態以使用該複數個投影機積體電路處理所接收資料；且 該複數個投影機積體電路經組態以使用每一投影機積體電路之該光發射器陣列根據經處理資料產生光。
3. 如請求項2之耳機顯示器裝置，其中該耳機顯示器裝置進一步包含一波導組態；且 其中藉由每一投影機積體電路之該光發射器陣列產生的該光經由該波導組態導向至該耳機顯示器裝置之一穿戴者。
4. 如請求項2之耳機顯示器裝置，其中待藉由該耳機顯示器裝置顯示的影像之該資料係以一第一速率自該第一顯像裝置接收且該所接收資料係使用該複數個投影機積體電路以一第二速率處理，該第二速率大於該第一速率。
5. 如請求項2之耳機顯示器裝置，其中該第一顯像裝置與該耳機顯示器裝置無線通信。
6. 如請求項1之耳機顯示器裝置，其中該第二積體電路經進一步組態以： 在將該經變換影像資料提供至該複數個第一積體電路以用於顯示之前對所接收影像資料執行抖動或不均勻性校正。
7. 如請求項6之耳機顯示器裝置，其中該第二積體電路進一步包含經組態以執行該些抖動或不均勻性校正的一顯示器驅動器。
8. 如請求項1之耳機顯示器裝置，其中該第一積體電路進一步包含用於該光發射器陣列之一背板，該背板經組態以產生用於向該光發射器陣列供電以促使該光發射器陣列之光發射器根據該經變換影像資料產生光的指令。
9. 如請求項1之耳機顯示器裝置，其中該圖形處理器經進一步組態以根據一當前視點產生經變換影像資料。
10. 如請求項9之耳機顯示器裝置，其中該耳機顯示器裝置進一步包含一移動感測器或定向感測器；且 其中該當前視點係根據自該移動感測器或定向感測器接收到之資料而判定。
11. 如請求項1之耳機顯示器裝置，其中該些幾何或亮度失真源於該耳機顯示器裝置之一近眼顯示器光學系統。
12. 如請求項1之耳機顯示器裝置，其中該圖形處理器經進一步組態以將幾何變換應用於所接收影像資料以校正色像差。
13. 如請求項1之耳機顯示器裝置，其中該圖形處理器包含： 一變換區塊，其經組態以根據一當前視點判定待在一人工實境場景中顯示的虛擬物件之可視性資訊； 一像素區塊，其經組態以根據所判定可視性資訊判定色值；或 一顯示區塊，其經組態以準備所判定色值以供輸出至一顯示器驅動器。
14. 如請求項1之耳機顯示器裝置，其中每一光發射器陣列由單色光發射器構成。
15. 如請求項1之耳機顯示器裝置，其中每一光發射器陣列包含μLED。
16. 如請求項1之耳機顯示器裝置，其中該耳機顯示器裝置包含四個投影機積體電路。
17. 如請求項1之耳機顯示器裝置，其中該耳機顯示器裝置包含用於該耳機顯示器裝置之一穿戴者之每一眼睛的複數個投影機積體電路。
18. 如請求項17之耳機顯示器裝置，其中每一投影機積體電路產生用於該耳機顯示器裝置之該穿戴者的視野之一部分的光。
19. 一種方法，其包含： 自一第一顯像裝置接收待藉由一耳機顯示器裝置顯示的影像之資料，其中該耳機顯示器裝置包含： 一中央處理器及複數個投影機積體電路，該些投影機積體電路各自耦接至該中央處理器且經組態以處理影像資料，其中每一投影機積體電路包含： 複數個第一積體電路，該些第一積體電路中之每一者包含一光發射器陣列；及 一第二積體電路，其耦接至該複數個第一積體電路，其中該第二積體電路（1）包含經組態以產生校正幾何或亮度失真之經變換影像資料的圖形處理器且（2）經組態以將該經變換影像資料提供至該複數個第一積體電路以用於顯示；及 使用每一投影機積體電路之該光發射器陣列根據所接收資料產生光。
20. 一或多個電腦可讀取非暫時性儲存媒體，其包含當經執行時可操作以執行以下操作的軟體： 自一第一顯像裝置接收待藉由一耳機顯示器裝置顯示的影像之資料，其中該耳機顯示器裝置包含： 一中央處理器及複數個投影機積體電路，該些投影機積體電路各自耦接至該中央處理器且經組態以處理影像資料，其中每一投影機積體電路包含： 複數個第一積體電路，該些第一積體電路中之每一者包含一光發射器陣列；及 一第二積體電路，其耦接至該複數個第一積體電路，其中該第二積體電路（1）包含經組態以產生校正幾何或亮度失真之經變換影像資料的圖形處理器，且（2）經組態以將該經變換影像資料提供至該複數個第一積體電路以用於顯示；及 使用每一投影機積體電路之該光發射器陣列根據所接收資料產生光。

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