TW202219683A - 顯示面板的主動熱管理 - Google Patents

Abstract

一種系統包括：一顯示面板；一溫度感測器，其經配置以量測該顯示面板之一溫度；一熱電裝置，其耦接至該顯示面板且經配置以將熱傳遞至該顯示面板或自該顯示面板傳遞熱；及一控制器，其電耦接至該溫度感測器及該熱電裝置。該控制器經配置以接收該顯示面板之經量測溫度且基於該顯示面板之該經量測溫度將一第二信號發送至該熱電裝置以使該熱電裝置自該顯示面板移除一第一熱量或將一第三信號發送至該熱電裝置以使該熱電裝置將一第二熱量提供至該顯示面板。

Description

顯示面板的主動熱管理

本發明關於顯示面板的主動熱管理。

人工實境系統，諸如頭戴式顯示器（head-mounted display；HMD）或抬頭顯示器（heads-up display；HUD）系統，通常包括呈頭戴式裝置或一副眼鏡之形式的近眼顯示器系統，且經配置以經由在例如在使用者眼睛前方約10至20 mm內的電子或光學顯示器向使用者呈現內容。近眼顯示器系統可顯示虛擬物件或組合真實物件之影像與虛擬物件之影像，如在虛擬實境（virtual reality；VR）、擴增實境（augmented reality；AR）或混合實境（mixed reality；MR）應用中。舉例而言，在AR系統中，使用者可藉由例如透視透明顯示器眼鏡或透鏡（通常被稱作光學透視）或檢視由攝影機擷取的周圍環境之經顯示影像（通常被稱作視訊透視）來檢視虛擬物件之影像（例如，電腦產生之影像（computer-generated image；CGI））及周圍環境之影像兩者。電腦產生之影像或經顯示影像可由光源產生，該等光源經驅動以輸出具有各種明度值之光。

本發明大體上係關於發光二極體（light emitting diode；LED）顯示系統。更特定言之，本文中揭示用於控制μOLED顯示系統中之微型有機發光二極體（micro organic light emitting diode；μOLED）之操作溫度的技術。根據某些具體實例，一種系統可包括：一顯示面板；一溫度感測器，其經配置以量測該顯示面板之一溫度；一熱電裝置，其耦接至該顯示面板且經配置以將熱傳遞至該顯示面板或自該顯示面板傳遞熱；及一控制器，其電耦接至該溫度感測器及該熱電裝置。該控制器可經配置以：接收包括由該溫度感測器量測之該顯示面板之該溫度的一第一信號；比較該顯示面板之該溫度與一目標溫度；及在判定該顯示面板之該溫度大於該目標溫度之後將一第二信號發送至該熱電裝置以使該熱電裝置自該顯示面板移除一第一熱量，或在判定該顯示面板之該溫度小於該目標溫度之後將一第三信號發送至該熱電裝置以使該熱電裝置將一第二熱量提供至該顯示面板。

在該系統之一些具體實例中，該熱電裝置可包括一帕耳帖熱泵（Peltier heat pump）。該第二信號及該第三信號可為具有相反的電流流動方向之直流信號。在一些具體實例中，該熱電裝置可包括一加熱器及一冷卻器。該系統亦可包括耦接至該熱電裝置之一散熱片，該散熱片包括一熱傳導材料且經配置以將熱耗散至環境空氣或自環境空氣吸收熱。在一些具體實例中，該散熱片可為一眼杯(eye cup)之一背面部分。

在該系統之一些具體實例中，該控制器可經配置以在判定該顯示面板之該溫度大於該目標溫度之後，基於該顯示面板之該溫度與該目標溫度之間的一第一差來判定該第一熱量，或在判定該顯示面板之該溫度小於該目標溫度之後，基於該顯示面板之該溫度與該目標溫度之間的一第二差來判定該第二熱量。該控制器可經配置以在一比例積分微分（proportional integral derivative；PID）控制迴路中將該顯示面板之該溫度維持在該目標溫度之±5%內。

在該系統之一些具體實例中，該溫度感測器可經嵌入該顯示面板內。該目標溫度可包括溫度之一範圍，諸如在約35℃與約40℃之間。該顯示面板可包括一矽基板。該熱電裝置之特徵可在於一面積為該顯示面板之一面積之一部分。該顯示面板可包括複數個有機發光二極體（organic light emitting diode；OLED）。該顯示面板可包括一主動矩陣有機發光二極體（active matrix organic light emitting diode；AMOLED）顯示器。

根據一些具體實例，一種方法可包括：接收包含一顯示面板之一經量測溫度的一第一信號；比較該顯示面板之該經量測溫度與一目標溫度；及基於比較控制耦接至該顯示面板之一熱電裝置。該控制可包括在判定該顯示面板之該經量測溫度大於該目標溫度之後將一第二信號發送至該熱電裝置以自該顯示面板移除一第一熱量，及在判定該顯示面板之該經量測溫度小於該目標溫度之後將一第三信號發送至該熱電裝置以將一第二熱量提供至該顯示面板。

在一些具體實例中，該方法亦可包括在判定該顯示面板之該經量測溫度大於該目標溫度之後基於該顯示面板之該經量測溫度與該目標溫度之間的一第一差來判定該第一熱量，及在判定該顯示面板之該經量測溫度小於該目標溫度之後基於該顯示面板之該經量測溫度與該目標溫度之間的一第二差來判定該第二熱量。在一些具體實例中，該方法可包括在一PID控制迴路中重複執行該接收、該比較及該控制以將該顯示面板之該經量測溫度維持在該目標溫度之約±5%內。該顯示面板之該溫度可由嵌入該顯示面板內之一溫度感測器量測。該熱電裝置可包括一帕耳帖熱泵，且該第二信號及該第三信號可為具有相反的電流流動方向之直流信號。

根據某些具體實例，一種有形地體現於一非暫時性機器可讀儲存媒體中之電腦程式產品可包括經配置以使一或多個資料處理器執行包括以下各者之動作的指令：接收包含一顯示面板之一經量測溫度之一第一信號；比較該顯示面板之該經量測溫度與一目標溫度；及基於比較控制耦接至該顯示面板之一熱電裝置。該控制可包括在判定該顯示面板之該經量測溫度大於該目標溫度之後將一第二信號發送至該熱電裝置以自該顯示面板移除一第一熱量；及在判定該顯示面板之該經量測溫度小於該目標溫度之後將一第三信號發送至該熱電裝置以將一第二熱量提供至該顯示面板。

此概述既不意欲識別所主張主題之關鍵或基本特徵，亦不意欲單獨使用以判定所主張主題之範圍。應參考本發明之整篇說明書之適當部分、任何或所有圖式及各申請專利範圍來理解該主題。下文將在以下說明書、申請專利範圍及隨附圖式中更詳細地描述前述內容連同其他特徵及實例。

本文中所揭示之技術通常係關於發光二極體（LED）顯示系統。更特定言之，本文中揭示用於控制μOLED顯示系統中之微型有機發光二極體（μOLED）之操作溫度的技術。本文中描述各種發明性具體實例，包括裝置、系統、方法、材料及其類似者。

來自諸如各種類型的LED之一些光源的明度可對操作溫度敏感。舉例而言，來自LED之明度可隨某些溫度範圍中之溫度變化而增加。在一個實例中，若有機LED之溫度自25℃增加至35℃，則有機LED之明度可在相同驅動電流下增加大約20%。這對於顯示系統（例如，AR/VR系統）中之LED顯示面板可為有問題的，此係因為顯示面板之溫度之改變可使明度變化，從而可引起經顯示影像之品質及使用者體驗的降低。舉例而言，顯示面板之溫度可在光源經驅動時增加，且當產生複雜的應用或內容時，該增加可為更顯著的。相反地，若顯示器中存在中斷或若產生較簡單應用或內容，則顯示面板之溫度可降低。

因此，本發明之某些具體實例藉由在顯示面板之操作期間使用溫度控制系統加熱及/或冷卻顯示面板而將顯示面板維持在大約恆定的溫度，使得顯示面板中之光源（例如，LED或µOLED）之明度可處於所要位準。舉例而言，若顯示面板之溫度超過上臨限溫度，則溫度控制系統可充當冷卻器以自顯示面板移除熱且降低顯示面板之溫度。若顯示面板之溫度降至低於下臨限溫度，則溫度控制系統可充當加熱器以將熱提供至顯示面板且增加顯示面板之溫度。顯示面板之溫度可藉由嵌入於顯示面板中之感測器來監測。溫度控制系統可包括控制器及熱電加熱器/冷卻器，諸如帕耳帖熱泵，其可在可由驅動電流之方向判定之所要方向上傳遞熱。在一些具體實例中，溫度控制系統可包括加熱器及冷卻器。

藉由將顯示面板維持在大約恆定的溫度，顯示面板內之光源之明度可在操作期間處於所要位準以改善使用者體驗。將顯示面板中之光源維持在所要溫度（或溫度範圍）亦可最佳化光源之效率且降低顯示面板之功率消耗，且亦可增加顯示面板之使用期限。

如本文中所使用，術語「有機發光二極體」或「OLED」係指具有發射電致發光層之發光二極體，該發射電致發光層包括回應於電流而發射光之有機化合物。發射層可配置於陽極與陰極之間。有機化合物可包括小分子或聚合物。

如本文中所使用，術語「主動矩陣有機發光二極體」或「AMOLED」顯示器係指使用薄膜電晶體背板以直接控制每一個別像素的顯示器。AMOLED顯示器不使用背光，此係因為每一個別OLED係自發射的。由每一OLED提供之明度之量可取決於提供至OLED之電流及顯示面板之溫度。

如本文中所使用，術語「微型LED」或「µLED」係指具有晶片之LED，其中該晶片之線性尺寸小於約200 µm，諸如小於100 µm，小於50 µm，小於20 µm，小於10 µm或更小。舉例而言，微型LED之線性尺寸可小至6 µm、5 µm、4 µm、2 µm或更小。一些微型LED可具有與少數載流子擴散長度相當的線性尺寸（例如，長度或直徑）。然而，本文中之揭示內容不限於微型LED，且亦可應用於小型LED及大型LED。

在以下描述中，出於解釋之目的，闡述特定細節以便提供對本發明之實例的透徹理解。然而，顯然是各種實例可在無此等特定細節之情況下實踐。舉例而言，裝置、系統、結構、組裝件、方法及其他組件可以方塊圖形式展示為組件，以免以不必要的細節混淆實例。在其他情況下，可在無必要細節之情況下展示熟知的裝置、製程、系統、結構及技術，以免混淆實例。圖式及描述不意欲為限定性的。已在本發明中使用之術語及表述用作描述之術語且不為限制性的，且在使用此類術語及表述中，不欲排除所展示及描述之特徵的任何等效物或其部分。詞語｢實例｣在本文中用以意謂｢充當一實例、例項或說明｣。不必將本文中描述為「實例」之任何具體實例或設計理解為比其他具體實例或設計較佳或有利。

圖 1為根據某些具體實例之包括近眼顯示器120之人工實境系統環境100之實例的簡化方塊圖。圖1中所展示之人工實境系統環境100可包括近眼顯示器120、視情況選用之外部成像裝置150及視情況選用之輸入/輸出介面140，其中之每一者可耦接至視情況選用之控制台110。雖然圖1展示包括一個近眼顯示器120、一個外部成像裝置150及一個輸入/輸出介面140之人工實境系統環境100的實例，但可在人工實境系統環境100中包括任何數目個此等組件，或可省略該等組件中之任一者。舉例而言，可存在由與控制台110通信之一或多個外部成像裝置150監測的多個近眼顯示器120。在一些組態中，人工實境系統環境100可不包括外部成像裝置150、視情況選用之輸入/輸出介面140及視情況選用之控制台110。在替代組態中，不同組件或額外組件可包括於人工實境系統環境100中。

近眼顯示器120可為向使用者呈現內容之頭戴式顯示器。由近眼顯示器120呈現之內容的實例包括影像、視訊、音訊或其任何組合中之一或多者。在一些具體實例中，音訊可經由外部裝置（例如，揚聲器及/或頭戴式耳機）呈現，該外部裝置自近眼顯示器120、控制台110或其兩者接收音訊資訊，且基於音訊資訊呈現音訊資料。近眼顯示器120可包括一或多個剛體，其可剛性地或非剛性地耦接至彼此。剛體之間的剛性耦接可使得耦接的剛體充當單一剛體。剛體之間的非剛性耦接可允許剛體相對於彼此移動。在各種具體實例中，近眼顯示器120可以任何合適的外觀尺寸來實施，包括一副眼鏡。下文關於圖2及圖3進一步描述近眼顯示器120之一些具體實例。另外，在各種具體實例中，本文中所描述之功能性可用於將在近眼顯示器120外部之環境之影像與人工實境內容（例如，電腦產生之影像）組合的頭戴式裝置中。因此，近眼顯示器120可利用所產生之內容（例如，影像、視訊、聲音等）來擴增在近眼顯示器120外部之實體真實世界環境之影像，以將擴增實境呈現給使用者。

在各種具體實例中，近眼顯示器120可包括顯示電子件122、顯示光學件124及眼睛追蹤單元130中之一或多者。在一些具體實例中，近眼顯示器120亦可包括一或多個定位器126、一或多個位置感測器128及慣性量測單元（inertial measurement unit；IMU）132。在各種具體實例中，近眼顯示器120可省略眼睛追蹤單元130、定位器126、位置感測器128及IMU 132中之任一者，或包括額外元件。另外，在一些具體實例中，近眼顯示器120可包括組合結合圖1所描述之各種元件之功能的元件。

顯示電子件122可根據自例如控制台110接收到之資料而向使用者顯示影像或促進向使用者顯示影像。在各種具體實例中，顯示電子件122可包括一或多個顯示面板，諸如液晶顯示器（liquid crystal display；LCD）、有機發光二極體（organic light emitting diode；OLED）顯示器、無機發光二極體（inorganic light emitting diode；ILED）顯示器、微發光二極體（micro light emitting diode；μLED）顯示器、主動矩陣OLED顯示器（active-matrix OLED display；AMOLED）、透明OLED顯示器（transparent OLED display；TOLED）或某一其他顯示器。舉例而言，在近眼顯示器120之一個實施中，顯示電子件122可包括前TOLED面板、後顯示面板，及在前顯示面板與後顯示面板之間的光學組件（例如，衰減器、偏光器，或繞射或光譜膜）。顯示電子件122可包括像素以發射諸如紅色、綠色、藍色、白色或黃色之主色彩的光。在一些實施中，顯示電子件122可經由立體效果來顯示三維（3D）影像以產生影像深度之主觀感知，該等立體效果由二維面板產生。舉例而言，顯示電子件122可包括分別定位於使用者之左眼及右眼前方的左方顯示器及右方顯示器。左方顯示器及右方顯示器可呈現相對於彼此水平地移位之影像的複本，以產生立體效果（亦即，檢視影像之使用者對影像深度的感知）。

在某些具體實例中，顯示光學件124可以光學方式顯示影像內容（例如，使用光波導及耦合器），或放大自顯示電子件122接收到之影像光，校正與該影像光相關聯之光學誤差，且向近眼顯示器120之使用者呈現經校正之影像光。在各種具體實例中，顯示光學件124可包括一或多個光學元件，諸如基板、光波導、光圈、菲涅爾透鏡、凸透鏡、凹透鏡、濾光片、輸入/輸出耦合器，或可能影響自顯示電子件122發射之影像光的任何其他合適的光學元件。顯示光學件124可包括不同光學元件之組合，以及用以維持組合中之光學元件之相對間隔及定向的機械耦接件。顯示光學件124中之一或多個光學元件可具有光學塗層，諸如抗反射塗層、反射塗層、濾光塗層，或不同光學塗層之組合。

影像光由顯示光學件124之放大可允許相比於較大顯示器，顯示電子件122在實體上較小，重量較輕且消耗較少功率。另外，放大可增大所顯示之內容的視場。顯示光學件124對影像光之放大之量可藉由調整、添加光學元件或自顯示光學件124移除光學元件來改變。在一些具體實例中，顯示光學件124可將經顯示影像投影至可比近眼顯示器120更遠離使用者眼睛之一或多個影像平面。

顯示光學件124亦可經設計以校正一或多種類型之光學誤差，諸如二維光學誤差、三維光學誤差或其任何組合。二維誤差可包括在兩個維度上出現之光學像差。二維誤差之實例類型可包括桶形失真、枕形失真、縱向色像差及橫向色像差。三維誤差可包括在三個維度上出現之光學誤差。三維誤差之實例類型可包括球面像差、慧形像差、場彎曲及像散。

定位器126可為相對於彼此且相對於近眼顯示器120上之參考點而位於近眼顯示器120上之特定位置中的物件。在一些實施中，控制台110可在由外部成像裝置150擷取之影像中識別定位器126，以判定人工實境頭戴式裝置之位置、定向或此兩者。定位器126可為LED、角隅稜鏡反射器（corner cube reflector）、反射標記、與近眼顯示器120操作所處之環境形成對比的一種類型之光源，或其任何組合。在定位器126為主動組件（例如，LED或其他類型之發光裝置）之具體實例中，定位器126可發射在可見頻帶（例如，約380 nm至750 nm）、紅外線（IR）頻帶（例如，約750 nm至1 mm）、紫外線頻帶（例如，約10 nm至約380 nm）、電磁光譜之另一部分或電磁光譜之部分之任何組合中的光。

外部成像裝置150可包括一或多個攝影機、一或多個視訊攝影機、能夠擷取包括定位器126中之一或多者之影像的任何其他裝置，或其任何組合。另外，外部成像裝置150可包括一或多個濾光片（例如，以增大信雜比）。外部成像裝置150可經配置以偵測在外部成像裝置150之視場中自定位器126發射或反射之光。在定位器126包括被動元件（例如，回反射器）之具體實例中，外部成像裝置150可包括照明定位器126中之一些或全部的光源，該等定位器可將光逆向反射至外部成像裝置150中之光源。慢速校準資料可自外部成像裝置150傳達至控制台110，且外部成像裝置150可自控制台110接收一或多個校準參數，以調整一或多個成像參數（例如，焦距、焦點、圖框速率、感測器溫度、快門速度、光圈等）。

位置感測器128可回應於近眼顯示器120之運動而產生一或多個量測信號。位置感測器128之實例可包括加速計、陀螺儀、磁力計、其他運動偵測或誤差校正感測器，或其任何組合。舉例而言，在一些具體實例中，位置感測器128可包括用以量測平移運動（例如，向前/向後、向上/向下或向左/向右）之多個加速計及用以量測旋轉運動（例如，俯仰、偏航或橫搖）之多個陀螺儀。在一些具體實例中，各種位置感測器可彼此正交地定向。

IMU 132可為基於自位置感測器128中之一或多者接收到之量測信號而產生快速校準資料的電子裝置。位置感測器128可位於IMU 132外部、IMU 132內部，或其任何組合。基於來自一或多個位置感測器128之一或多個量測信號，IMU 132可產生快速校準資料，該快速校準資料指示相對於近眼顯示器120之初始位置的近眼顯示器120之估計位置。舉例而言，IMU 132可隨時間推移對自加速計接收到之量測信號進行積分以估計速度向量，且隨時間推移對該速度向量進行積分以判定近眼顯示器120上之參考點的估計位置。替代地，IMU 132可將經取樣之量測信號提供至控制台110，該控制台可判定快速校準資料。雖然參考點通常可定義為空間中之點，但在各種具體實例中，參考點亦可定義為近眼顯示器120內之點（例如，IMU 132之中心）。

眼睛追蹤單元130可包括一或多個眼睛追蹤系統。眼睛追蹤可指判定眼睛相對於近眼顯示器120之位置，包括眼睛之定向及方位。眼睛追蹤系統可包括成像系統以對一或多個眼睛進行成像，且可視情況包括光發射器，該光發射器可產生導向眼睛之光，使得由眼睛反射之光可由成像系統擷取。舉例而言，眼睛追蹤單元130可包括發射可見光譜或紅外線光譜中之光的非相干或相干光源（例如，雷射二極體），及擷取由使用者眼睛反射之光的攝影機。作為另一實例，眼睛追蹤單元130可擷取由小型雷達單元發射之經反射無線電波。眼睛追蹤單元130可使用低功率光發射器，該等低功率光發射器發射在不會損傷眼睛或造成身體不適之頻率及強度下的光。眼睛追蹤單元130可經配置以增加由眼睛追蹤單元130擷取之眼睛影像的對比度，同時減少由眼睛追蹤單元130消耗之總功率（例如，減少由包括於眼睛追蹤單元130中之光發射器及成像系統消耗的功率）。舉例而言，在一些實施中，眼睛追蹤單元130可消耗小於100毫瓦之功率。

近眼顯示器120可使用眼睛之定向以例如判定使用者之瞳孔間距離（inter-pupillary distance；IPD），判定凝視方向，引入深度提示（例如，在使用者之主視線外部的模糊影像），收集關於VR媒體中之使用者互動的啟發資訊（例如，花費在任何特定個體、物件或圖框上之時間，其依據所曝露之刺激而變化），部分地基於使用者眼睛中之至少一者之定向的一些其他功能，或其任何組合。因為可判定使用者之兩隻眼睛的定向，所以眼睛追蹤單元130可能夠判定使用者看向何處。舉例而言，判定使用者之凝視方向可包括基於使用者左眼及右眼之經判定定向來判定會聚點。會聚點可為使用者眼睛之兩個視窩軸線（foveal axis）相交的點。使用者之凝視方向可為穿過會聚點及在使用者眼睛之瞳孔之間的中點的線之方向。

輸入/輸出介面140可為允許使用者將動作請求發送至控制台110之裝置。動作請求可為執行特定動作之請求。舉例而言，動作請求可為開始或結束應用程式或執行該應用程式內之特定動作。輸入/輸出介面140可包括一或多個輸入裝置。實例輸入裝置可包括鍵盤、滑鼠、遊戲控制器、手套、按鈕、觸控螢幕，或用於接收動作請求且將所接收動作請求傳達至控制台110的任何其他合適裝置。可將由輸入/輸出介面140接收之動作請求傳達至控制台110，該控制台可執行對應於所請求動作之動作。在一些具體實例中，輸入/輸出介面140可根據自控制台110接收到之指令將觸覺回饋提供至使用者。舉例而言，輸入/輸出介面140可在動作請求被接收時或在控制台110已執行所請求動作且將指令傳達至輸入/輸出介面140時提供觸覺回饋。在一些具體實例中，外部成像裝置150可用以追蹤輸入/輸出介面140，諸如追蹤控制器（其可包括例如IR光源）之方位或位置或使用者之手部以判定使用者之運動。在一些具體實例中，近眼顯示器120可包括一或多個成像裝置以追蹤輸入/輸出介面140，諸如追蹤控制器之方位或位置或使用者之手部以判定使用者之運動。

控制台110可根據自外部成像裝置150、近眼顯示器120及輸入/輸出介面140中之一或多者接收到的資訊而將內容提供至近眼顯示器120以供呈現給使用者。在圖1中所展示之實例中，控制台110可包括應用程式商店112、頭戴式裝置追蹤模組114、人工實境引擎116及眼睛追蹤模組118。控制台110之一些具體實例可包括與結合圖1所描述之彼等模組不同的模組或額外模組。下文進一步所描述之功能可按與此處所描述之方式不同的方式分佈在控制台110之組件當中。

在一些具體實例中，控制台110可包括處理器及儲存可由該處理器執行之指令的非暫時性電腦可讀儲存媒體。該處理器可包括並行地執行指令之多個處理單元。非暫時性電腦可讀儲存媒體可為任何記憶體，諸如硬碟機、抽取式記憶體或固態磁碟機（例如，快閃記憶體或動態隨機存取記憶體（dynamic random access memory；DRAM））。在各種具體實例中，結合圖1所描述之控制台110的模組可編碼為非暫時性電腦可讀儲存媒體中之指令，該等指令在由處理器執行時使該處理器執行下文進一步所描述之功能。

應用程式商店112可儲存一或多個應用程式以供控制台110執行。應用程式可包括在由處理器執行時產生內容以供呈現給使用者之一組指令。由應用程式產生之內容可係回應於經由使用者眼睛之移動而自使用者接收到之輸入，或自輸入/輸出介面140接收到之輸入。應用程式之實例可包括遊戲應用程式、會議應用程式、視訊播放應用程式或其他合適的應用程式。

頭戴式裝置追蹤模組114可使用來自外部成像裝置150之慢速校準資訊來追蹤近眼顯示器120之移動。舉例而言，頭戴式裝置追蹤模組114可使用來自慢速校準資訊之觀測到之定位器及近眼顯示器120之模型來判定近眼顯示器120之參考點的位置。頭戴式裝置追蹤模組114亦可使用來自快速校準資訊之位置資訊來判定近眼顯示器120之參考點的位置。另外，在一些具體實例中，頭戴式裝置追蹤模組114可使用快速校準資訊、慢速校準資訊或其任何組合之部分來預測近眼顯示器120之未來方位。頭戴式裝置追蹤模組114可將近眼顯示器120之估計位置或所預測未來位置提供至人工實境引擎116。

人工實境引擎116可執行人工實境系統環境100內之應用程式，且自頭戴式裝置追蹤模組114接收近眼顯示器120之位置資訊、近眼顯示器120之加速度資訊、近眼顯示器120之速度資訊、近眼顯示器120之經預測未來位置，或其任何組合。人工實境引擎116亦可自眼睛追蹤模組118接收所估計之眼睛位置及定向資訊。基於所接收資訊，人工實境引擎116可判定用以提供至近眼顯示器120以供呈現給使用者的內容。舉例而言，若所接收之資訊指示使用者已看向左側，則人工實境引擎116可產生用於近眼顯示器120之內容，該內容反映虛擬環境中之使用者之眼睛移動。另外，人工實境引擎116可回應於自輸入/輸出介面140接收到之動作請求而執行在控制台110上執行之應用程式內的動作，且將指示動作已執行之回饋提供至使用者。該回饋可為經由近眼顯示器120之視覺或聽覺回饋，或經由輸入/輸出介面140之觸覺回饋。

眼睛追蹤模組118可自眼睛追蹤單元130接收眼睛追蹤資料，且基於眼睛追蹤資料來判定使用者眼睛之位置。眼睛之位置可包括眼睛相對於近眼顯示器120或其任何元件之定向、方位或此兩者。因為眼睛之旋轉軸線依據眼睛在其眼窩中之方位而變化，所以判定眼睛在其眼窩中之方位可允許眼睛追蹤模組118更準確地判定眼睛之定向。

圖 2為呈用於實施本文中所揭示之一些實例的HMD裝置200之形式的近眼顯示器之實例之透視圖。HMD裝置200可為例如VR系統、AR系統、MR系統或其任何組合之一部分。HMD裝置200可包括主體220以及頭部綁帶230。圖2在透視圖中展示主體220之底側223、前側225及左側227。頭部綁帶230可具有可調整或可延伸的長度。HMD裝置200之主體220與頭部綁帶230之間可存在足夠的空間，以允許使用者將HMD裝置200安裝至使用者之頭部上。在各種具體實例中，HMD裝置200可包括額外組件、較少組件或不同組件。舉例而言，在一些具體實例中，HMD裝置200可包括如例如以下圖3中所展示之眼鏡鏡腿及鏡腿尖端，而非頭部綁帶230。

HMD裝置200可將包括具有電腦產生之元素之實體真實世界環境之虛擬及/或擴增視圖的媒體呈現給使用者。由HMD裝置200呈現之媒體的實例可包括影像（例如，二維（2D）或三維（3D）影像）、視訊（例如，2D或3D視訊）、音訊，或其任何組合。該等影像及視訊可由圍封於HMD裝置200之主體220中的一或多個顯示器組裝件（圖2中未展示）呈現給使用者之每隻眼睛。在各種具體實例中，該一或多個顯示器組裝件可包括單一電子顯示面板或多個電子顯示面板（例如，使用者之每隻眼睛一個顯示面板）。電子顯示面板之實例可包括例如LCD、OLED顯示器、ILED顯示器、μLED顯示器、AMOLED、TOLED、某一其他顯示器，或其任何組合。HMD裝置200可包括兩個眼框區。

在一些實施中，HMD裝置200可包括各種感測器（圖中未示），諸如深度感測器、運動感測器、位置感測器及眼睛追蹤感測器。此等感測器中之一些可使用結構化之光圖案以用於感測。在一些實施中，HMD裝置200可包括用於與控制台通信之輸入/輸出介面。在一些實施中，HMD裝置200可包括虛擬實境引擎（圖中未示），該虛擬實境引擎可執行HMD裝置200內之應用程式，且自各種感測器接收HMD裝置200之深度資訊、位置資訊、加速度資訊、速度資訊、所預測的未來位置或其任何組合。在一些實施中，由虛擬實境引擎接收之資訊可用於為一或多個顯示器組裝件產生信號（例如，顯示指令）。在一些實施中，HMD裝置200可包括相對於彼此且相對於參考點而位於主體220上之固定位置中的定位器（未圖示，諸如定位器126）。該等定位器中之每一者可發射可由外部成像裝置偵測之光。

圖 3為呈用於實施本文中所揭示之一些實例的一副眼鏡之形式的近眼顯示器300之實例之透視圖。近眼顯示器300可為圖1之近眼顯示器120的特定實施，且可經配置以作為虛擬實境顯示器、擴增實境顯示器及/或混合實境顯示器來操作。近眼顯示器300可包括框架305及顯示器310。顯示器310可經配置以將內容呈現給使用者。在一些具體實例中，顯示器310可包括顯示電子件及/或顯示光學件。舉例而言，如上文關於圖1之近眼顯示器120所描述，顯示器310可包括LCD顯示面板、LED顯示面板或光學顯示面板（例如，波導顯示器組裝件）。

近眼顯示器300可進一步包括在框架305上或內之各種感測器350a、350b、350c、350d及350e。在一些具體實例中，感測器350a至350e可包括一或多個深度感測器、運動感測器、位置感測器、慣性感測器或環境光感測器。在一些具體實例中，感測器350a至350e可包括一或多個影像感測器，該一或多個影像感測器經配置以產生表示不同方向上之不同視場的影像資料。在一些具體實例中，感測器350a至350e可用作輸入裝置以控制或影響近眼顯示器300之所顯示內容，及/或向近眼顯示器300之使用者提供交互型VR/AR/MR體驗。在一些具體實例中，感測器350a至350e亦可用於立體成像。

在一些具體實例中，近眼顯示器300可進一步包括一或多個照明器330以將光投影至實體環境中。經投影光可與不同頻帶（例如，可見光、紅外光、紫外光等）相關聯，且可用於各種目的。舉例而言，照明器330可將光投影於黑暗環境中（或具有低強度之紅外光、紫外光等的環境中），以輔助感測器350a至350e擷取黑暗環境內之不同物件的影像。在一些具體實例中，照明器330可用於將某些光圖案投影至環境內之物件上。在一些具體實例中，照明器330可用作定位器，諸如上文關於圖1所描述之定位器126。

在一些具體實例中，近眼顯示器300亦可包括高解析度攝影機340。攝影機340可擷取視場中之實體環境的影像。經擷取影像可例如由虛擬實境引擎（例如，圖1之人工實境引擎116）處理，以將虛擬物件添加至經擷取影像或修改經擷取影像中的實體物件，且經處理影像可由顯示器310顯示給使用者以用於AR或MR應用。

圖 4說明根據某些具體實例之包括波導顯示器之光學透視擴增實境系統400的實例。擴增實境系統400可包括投影器410及組合器415。投影器410可包括光源或影像源412及投影器光學件414。在一些具體實例中，光源或影像源412可包括上文所描述之一或多個微型LED裝置。在一些具體實例中，影像源412可包括顯示虛擬物件之複數個像素，諸如LCD顯示面板或LED顯示面板。在一些具體實例中，影像源412可包括產生相干或部分相干光之光源。舉例而言，影像源412可包括雷射二極體、垂直共振腔面射型雷射、LED及/或上文所描述之微型LED。在一些具體實例中，影像源412可包括各自發射對應於原色（例如，紅色、綠色或藍色）之單色影像光的複數個光源（例如，上文所描述之微型LED）。在一些具體實例中，影像源412可包括微型LED之三個二維陣列，其中微型LED之每一二維陣列可包括經配置以發射具有原色（例如，紅色、綠色或藍色）之光的微型LED。在一些具體實例中，影像源412可包括光學圖案產生器，諸如空間光調變器。投影器光學件414可包括可調節（諸如，擴展、準直、掃描或將光自影像源412投影至組合器415）來自影像源412之光的一或多個光學組件。一或多個光學組件可包括例如一或多個透鏡、液體透鏡、鏡面、光圈及/或光柵。舉例而言，在一些具體實例中，影像源412可包括微型LED之一或多個一維陣列或細長二維陣列，且投影器光學件414可包括經配置以掃描微型LED之一維陣列或細長二維陣列以產生影像圖框的一或多個一維掃描器（例如，微鏡或稜鏡）。在一些具體實例中，投影器光學件414可包括具有複數個電極之液體透鏡（例如，液晶透鏡），該液體透鏡允許掃描來自影像源412之光。

組合器415可包括用於將來自投影器410之光耦合至組合器415之基板420中的輸入耦合器430。組合器415可透射第一波長範圍內之光的至少50%且反射第二波長範圍內之光的至少25%。舉例而言，第一波長範圍可為自約400 nm至約650 nm之可見光，且第二波長範圍可在例如自約800 nm至約1000 nm之紅外線頻帶內。輸入耦合器430可包括體積全像光柵、繞射光學元件（diffractive optical element；DOE）（例如，表面起伏光柵）、基板420之傾斜表面或折射耦合器（例如，楔狀物或稜鏡）。舉例而言，輸入耦合器430可包括反射體積布拉格全像光柵（Bragg grating）或透射體積布拉格全像光柵。對於可見光，輸入耦合器430可具有大於30%、50%、75%、90%或更高之耦合效率。耦合至基板420中之光可經由例如全內反射（total internal reflection；TIR）在基板420內傳播。基板420可呈一副眼鏡之透鏡的形式。基板420可具有平坦或彎曲表面，且可包括一或多種類型之介電材料，諸如玻璃、石英、塑膠、聚合物、聚(甲基丙烯酸甲酯)（poly(methyl methacrylate)；PMMA）、晶體或陶瓷。基板之厚度可在例如小於約1 mm至約10 mm或更大之範圍內。基板420對於可見光可為透明的。

基板420可包括或可耦接至複數個輸出耦合器440，該複數個輸出耦合器各自經配置以自基板420提取由基板420導引且在基板420內傳播的光之至少一部分，且將所提取光460引導至擴增實境系統400之使用者的眼睛490在擴增實境系統400在使用中時可位於的眼眶495。複數個輸出耦合器440可複製出射光瞳以增大眼眶495之大小，使得所顯示影像在較大區域中可見。如輸入耦合器430，輸出耦合器440可包括光柵耦合器（例如，體積全像光柵或表面起伏光柵）、其他繞射光學元件（diffraction optical element；DOE）、稜鏡等。舉例而言，輸出耦合器440可包括反射體積布拉格全像光柵或透射體積布拉格全像光柵。輸出耦合器440可在不同方位處具有不同的耦合（例如，繞射）效率。基板420亦可允許來自組合器415前方之環境的光450在損耗極少或無損耗之情況下穿過。輸出耦合器440亦可允許光450在損耗極少之情況下穿過。舉例而言，在一些實施中，輸出耦合器440可對於光450具有極低繞射效率，使得光450可在損耗極少之情況下折射或以其他方式穿過輸出耦合器440，且因此可具有高於所提取光460之強度。在一些實施中，輸出耦合器440可對於光450具有高繞射效率，且可在損耗極少之情況下在某些所要方向（亦即，繞射角）下繞射光450。因而，使用者可能能夠檢視組合器415前方之環境與由投影器410投影之虛擬物件之影像的經組合影像。

圖 5A說明根據某些具體實例的包括波導顯示器530之近眼顯示器（NED）裝置500的實例。NED裝置500可為近眼顯示器120、擴增實境系統400或另一類型之顯示裝置的實例。NED裝置500可包括光源510、投影光學件520及波導顯示器530。光源510可包括不同色彩之多組光發射器，諸如一組紅光發射器512、一組綠光發射器514及一組藍光發射器516。紅光發射器512經組織成陣列；綠光發射器514經組織成陣列；且藍光發射器516經組織成陣列。光源510中之光發射器之尺寸及間距可為小的。舉例而言，每一光發射器可具有小於2 μm（例如，約1.2 μm）之直徑，且間距可小於2 μm（例如，約1.5 μm）。因而，每一紅光發射器512、綠光發射器514及藍光發射器516中之光發射器之數目可等於或大於顯示影像中之像素之數目，諸如960×720、1280×720、1440×1080、1920×1080、2160×1080或2560×1080像素。因此，顯示影像可由光源510同時產生。掃描元件可不用於NED裝置500中。

在到達波導顯示器530之前，由光源510發射之光可由投影光學件520調節，該投影光學件可包括透鏡陣列。投影光學件520可準直由光源510發射之光或將該光聚焦於波導顯示器530，該波導顯示器可包括用於將由光源510發射之光耦合至波導顯示器530中的耦合器532。耦合至波導顯示器530中之光可經由例如如上文關於圖4所描述之全內反射在波導顯示器530內傳播。耦合器532亦可將在波導顯示器530內傳播之光的部分耦合出波導顯示器530且朝向使用者之眼睛590。

圖 5B說明根據某些具體實例的包括波導顯示器580之近眼顯示器（NED）裝置550的實例。在一些具體實例中，NED裝置550可使用掃描鏡面570以將光自光源540投影至影像場，使用者之眼睛590可位於該影像場中。NED裝置550可為近眼顯示器120、擴增實境系統400或另一類型之顯示裝置的實例。光源540可包括不同色彩之一或多列或一或多行光發射器，諸如多列紅光發射器542、多列綠光發射器544及多列藍光發射器546。舉例而言，紅光發射器542、綠光發射器544及藍光發射器546可各自包括N個列，每一列包括例如2560個光發射器（像素）。紅光發射器542組織成陣列；綠光發射器544組織成陣列；且藍光發射器546組織成陣列。在一些具體實例中，光源540可包括每一色彩之光發射器之單線。在一些具體實例中，光源540可包括紅色、綠色及藍色中之每一者之光發射器的多個行，其中每一行可包括例如1080個光發射器。在一些具體實例中，光源540中之光發射器之尺寸及/或間距可相對較大（例如，約3至5 μm），且因此光源540可不包括足以同時產生完整顯示影像之光發射器。舉例而言，單一色彩之光發射器之數目可少於顯示影像中之像素（例如，2560×1080像素）之數目。由光源540發射之光可為經準直或發散光束之集合。

在到達掃描鏡面570之前，由光源540發射之光可由諸如準直透鏡或自由形式光學元件560之各種光學裝置來調節。自由形式光學元件560可包括例如多琢面稜鏡或另一光摺疊元件，該光摺疊元件可將由光源540發射之光導向掃描鏡面570，諸如使由光源540發射之光之傳播方向改變例如約90°或更大。在一些具體實例中，自由形式光學元件560可為可旋轉的以掃描光。掃描鏡面570及/或自由形式光學元件560可將由光源540發射之光反射並投影至波導顯示器580，該波導顯示器可包括用於將由光源540發射之光耦合至波導顯示器580中之耦合器582。耦合至波導顯示器580中之光可經由例如如上文關於圖4所描述之全內反射在波導顯示器580內傳播。耦合器582亦可將在波導顯示器580內傳播之光之部分耦合出波導顯示器580且朝向使用者之眼睛590。

掃描鏡面570可包括微機電系統（microelectromechanical system；MEMS）鏡面或任何其他合適的鏡面。掃描鏡面570可旋轉以在一個或兩個維度上掃描。當掃描鏡面570旋轉時，由光源540發射之光可被導向至波導顯示器580之不同區域，使得完整顯示影像可在每一掃描循環中投影至波導顯示器580上且由波導顯示器580導向至使用者之眼睛590。舉例而言，在光源540包括一或多列或行中之所有像素之光發射器的具體實例中，掃描鏡面570可在行或列方向（例如，x或y方向）上旋轉以掃描影像。在光源540包括一或多列或行中之一些但非所有像素之光發射器的具體實例中，掃描鏡面570可在列及行方向兩者（例如，x及y方向兩者）上旋轉以投影顯示影像（例如，使用光柵型掃描圖案）。

NED裝置550可在預定義顯示週期中操作。顯示週期（例如，顯示循環）可指掃描或投影完整影像之持續時間。舉例而言，顯示週期可為所要圖框速率之倒數。在包括掃描鏡面570之NED裝置550中，顯示週期亦可被稱作掃描週期或掃描循環。由光源540進行之光產生可與掃描鏡面570之旋轉同步。舉例而言，每一掃描循環可包括多個掃描步驟，其中光源540可在每一各別掃描步驟中產生不同光圖案。

在每一掃描循環中，在掃描鏡面570旋轉時，顯示影像可經投影至波導顯示器580及使用者之眼睛590上。顯示影像之給定像素方位之實際色彩值及光強度（例如，亮度）可為在掃描週期期間照明像素方位之三個色彩（例如，紅色、綠色及藍色）之光束的平均值。在完成掃描週期之後，掃描鏡面570可恢復回初始位置以投影下一顯示影像之前幾個列的光，或可在反方向上或以掃描圖案旋轉以投影下一顯示影像之光，其中新的一組驅動信號可饋送至光源540。在掃描鏡面570在每個掃描循環中旋轉時，可重複相同製程。因而，可在不同掃描循環中將不同影像投影至使用者之眼睛590。

圖 6說明根據某些具體實例之近眼顯示系統600中之影像源組裝件610的實例。影像源組裝件610可包括例如可產生待投影至使用者之眼睛之顯示影像的顯示面板640，及可將由顯示面板640產生之顯示影像投影至如上文關於圖4至圖5B所描述之波導顯示器的投影器650。顯示面板640可包括光源642及用於光源642之驅動器電路644。光源642可包括例如光源510或540。投影器650可包括例如上文所描述之自由形式光學元件560、掃描鏡面570及/或投影光學件520。近眼顯示器系統600亦可包括同步地控制光源642及投影機650（例如，掃描鏡面570）之控制器620。影像源組裝件610可產生影像光並將其輸出至波導顯示器（圖6中未示），諸如波導顯示器530或580。如上文所描述，波導顯示器可在一或多個輸入耦合元件處接收影像光，且將所接收影像光導向至一或多個輸出耦合元件。輸入及輸出耦合元件可包括例如繞射光柵、全像光柵、稜鏡或其任何組合。輸入耦合元件可經選擇以使得利用波導顯示器進行全內反射。輸出耦合元件可將經全內反射之影像光之部分耦合出波導顯示器。

如上文所描述，光源642可包括以陣列或矩陣配置之複數個光發射器。每一光發射器可發射單色光，諸如紅光、藍光、綠光、紅外光及其類似者。儘管在本發明中常常論述RGB色彩，但本文中所描述之具體實例不限於將紅色、綠色及藍色用作原色。其他色彩亦可用作近眼顯示器系統600之原色。在一些具體實例中，根據一具體實例之顯示面板可使用多於三個原色。光源642中之每一像素可包括三個子像素，該等子像素包括紅色微型LED、綠色微型LED及藍色微型LED。半導體LED通常包括多個半導體材料層內之主動發光層。該多個半導體材料層可包括不同的化合物材料或具有不同摻雜劑及/或不同摻雜密度之相同基底材料。舉例而言，多個半導體材料層可包括n型材料層、可包括異質結構（例如，一或多個量子井）之主動區及p型材料層。多個半導體材料層可生長於具有某一定向之基板的表面上。在一些具體實例中，為了提高光提取效率，可形成包括該等半導體材料層中之至少一些的台面。

控制器620可控制影像源組裝件610之影像呈現操作，諸如光源642及/或投影器650之操作。舉例而言，控制器620可判定供影像源組裝件610呈現一或多個顯示影像之指令。該等指令可包括顯示指令及掃描指令。在一些具體實例中，顯示指令可包括影像檔案（例如，位元映像檔案）。可自例如控制台接收顯示指令，該控制台諸如上文關於圖1所描述之控制台110。掃描指令可由影像源組裝件610使用以產生影像光。掃描指令可指定例如影像光源之類型（例如，單色或多色）、掃描速率、掃描設備之定向、一或多個照明參數，或其任何組合。控制器620可包括此處未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。

在一些具體實例中，控制器620可為顯示裝置之圖形處理單元（graphics processing unit；GPU）。在其他具體實例中，控制器620可為其他類型之處理器。由控制器620執行之操作可包括獲取用於顯示之內容及將內容劃分成離散區段。控制器620可將掃描指令提供至光源642，該等掃描指令包括對應於光源642之個別源元件的位址及/或經施加至個別源元件之電偏置。控制器620可指示光源642使用對應於最終顯示給使用者之影像中之像素之一或多個列的光發射器依序呈現離散區段。控制器620亦可指示投影器650執行對光之不同調整。舉例而言，控制器620可控制投影器650以掃描離散區段至波導顯示器（例如，波導顯示器580）之耦合元件之不同區域，如上文關於圖5B所描述。因而，在波導顯示器之出射光瞳處，每一離散部分呈現於不同各別方位中。雖然每一離散區段呈現於不同各別時間，但離散區段之呈現及掃描足夠快速地進行，使得使用者之眼睛可將不同區段整合成單一影像或一系列影像。

影像處理器630可為專用於執行本文中所描述之特徵的通用處理器及/或一或多個特殊應用電路。在一個具體實例中，通用處理器可耦接至記憶體以執行使處理器執行本文中所描述之某些製程的軟體指令。在另一具體實例中，影像處理器630可為專用於執行某些特徵之一或多個電路。雖然影像處理器630在圖6中展示為與控制器620及驅動器電路644分離之獨立單元，但在其他具體實例中，影像處理器630可為控制器620或驅動器電路644之子單元。換言之，在彼等具體實例中，控制器620或驅動器電路644可執行影像處理器630之各種影像處理功能。影像處理器630亦可被稱作影像處理電路。

在圖6中所展示之實例中，可由驅動器電路644基於自控制器620或影像處理器630發送之資料或指令（例如，顯示及掃描指令）來驅動光源642。在一個具體實例中，驅動器電路644可包括連接至光源642之各種光發射器且機械地固持該等光發射器之電路面板。光源642可根據由控制器620設定且由影像處理器630及驅動器電路644潛在地調整之一或多個照明參數來發射光。可由光源642使用照明參數以產生光。照明參數可包括例如源波長、脈衝速率、脈衝振幅、光束類型（連續或脈衝式）、可影響所發射光之其他參數，或其任何組合。在一些具體實例中，由光源642產生之源光可包括紅光、綠光及藍光之多個光束，或其任何組合。

投影器650可執行一組光學功能，諸如聚焦、組合、調節或掃描由光源642產生之影像光。在一些具體實例中，投影器650可包括組合組裝件、光調節組裝件或掃描鏡面組裝件。投影器650可包括以光學方式調整且潛在地重導向來自光源642之光的一或多個光學組件。光調整之一個實例可包括調節光，諸如擴展、準直、校正一或多個光學誤差（例如，像場彎曲、色像差等）、一些其他光調整，或其任何組合。投影器650之光學組件可包括例如透鏡、鏡面、光圈、光柵，或其任何組合。

投影器650可經由影像光之一或多個反射及/或折射部分重導向該影像光，使得影像光以某些定向朝向波導顯示器投影。影像光經重導向波導顯示器之方位可取決於一或多個反射及/或折射部分之特定定向。在一些具體實例中，投影器650包括在至少兩個維度上掃描之單一掃描鏡面。在其他具體實例中，投影器650可包括各自在彼此正交之方向上掃描的複數個掃描鏡面。投影器650可執行光柵掃描（水平地或豎直地）、雙諧振掃描，或其任何組合。在一些具體實例中，投影器650可以特定振盪頻率沿水平及/或豎直方向執行受控振動，以沿兩個維度掃描且產生呈現給使用者之眼睛的媒體之二維投影影像。在其他具體實例中，投影器650可包括可用於與一或多個掃描鏡面類似或相同之功能的透鏡或稜鏡。在一些具體實例中，影像源組裝件610可不包括投影器，其中由光源642發射之光可直接入射於波導顯示器上。

在半導體LED中，通常經由主動區（例如，一或多個半導體層）內電子與電洞之重組而以某一內部量子效率產生光子，其中內部量子效率為主動區中之輻射電子-電洞重組發射光子的比例。可接著在特定方向上或在特定立體角內自LED提取所產生光。自LED提取的所發射光子之數目與通過LED的電子之數目之間的比率稱為外部量子效率，其描述LED將所注入電子轉化為自裝置提取的光子之效率。

外部量子效率可與注入效率、內部量子效率及提取效率成比例。注入效率係指通過裝置的注入至主動區中的電子之比例。提取效率係在主動區中所產生之自裝置逸出的光子之比例。對於LED，且詳言之，對於具有減小的實體尺寸之微型LED，改善內部及外部量子效率及/或控制發射光譜可具挑戰性。在一些具體實例中，為了提高光提取效率，可形成包括該等半導體材料層中之至少一些的台面。

圖 7說明展示隨驅動電壓及操作溫度而變的顯示面板中之光源的明度之圖表700之實例。在此實例中，光源為OLED，且顯示面板為AMOLED顯示器。如圖7中所展示，來自OLED之明度可隨著顯示面板之溫度自約0℃增加至約35℃而增加。舉例而言，在約8 V之驅動電壓下，若顯示面板之溫度自約25℃增加至約35℃，則顯示面板之最大明度可自約11,000 nit增加至約13,100 nit，而顯示面板之功率消耗保持不變（例如，在約690 mW下）。類似地，在約7 V之驅動電壓下，若顯示面板之溫度自約25℃增加至約35℃，則顯示面板之最大明度可自約7,600 nit增加至約9,300 nit，而顯示面板之功率消耗保持不變（例如，在約600 mW下）。因此，若顯示面板之溫度可維持在例如約35℃下，則明度可在相同的功率消耗下增加，或功率消耗可降低以實現相同明度。另外，若操作溫度可維持在某一溫度範圍內，則OLED可具有較長使用期限。

圖 8A 至圖 8I說明一系列影像800，其展示隨時間而變化之不具有熱控制的顯示面板之實例之溫度改變。圖8A至圖8I為在顯示面板之操作期間在各種時間擷取的顯示面板之熱影像。顯示面板之熱影像係藉由配置於顯示面板之背側處的紅外熱攝像儀來擷取。在所說明的實例中，顯示面板經驅動使得顯示面板之溫度連續地增加。詳言之，當顯示面板經斷開且保持在約22.1℃的溫度下時，擷取圖8A中所展示之熱影像。在開啟顯示面板之後擷取圖8B中所展示之熱影像，且顯示面板之中心處之溫度為約29.5℃。在開啟顯示面板約0.5分鐘後擷取圖8C中所展示之熱影像，且顯示面板之中心處之溫度為約32.3℃。在開啟顯示面板約1.0分鐘後擷取圖8D中所展示之熱影像，且顯示面板之中心處之溫度為約34.1℃。在開啟顯示面板約1.5分鐘後擷取圖8E中所展示之熱影像，且顯示面板之中心處之溫度為35.4℃。在開啟顯示面板約2.0分鐘後擷取圖8F中所展示之熱影像，且顯示面板之中心處之溫度為約36.4℃。在開啟顯示面板約2.5分鐘後擷取圖8G中所展示之熱影像，且顯示面板之中心處之溫度為約38.0℃。在開啟顯示面板約3.0分鐘後擷取圖8H中所展示之熱影像，且顯示面板之中心處之溫度為約39.2℃。在開啟顯示面板約30.0分鐘後擷取圖8I中所展示之熱影像，且顯示面板之中心處之溫度為約40.9℃。影像800展示在每個時間點整個顯示面板的溫度實質上為均勻的。

圖 9說明展示隨溫度而變之Si的熱導率之圖表900之實例。包括諸如AMOLED之微型OLED之顯示面板可具有Si基板。如圖9中所展示，Si具有在273 K（0℃）與373 K（100℃）之間的高熱導率。舉例而言，在293 K（20℃）下，Si具有大約155 W/m·K之熱導率。相比之下，玻璃通常具有大約0.81 W/m·K之熱導率。Si之高熱導率可使整個顯示面板在驅動條件下以大約相同速率增加其溫度，如圖8A至圖8I中所展示。對於人工實境系統內之顯示面板而言，溫度之增加可為有問題的，此係因為溫度之增加可使明度增加，如上文參考圖7所論述。另一方面，由於矽基板之高熱導率，小熱控制裝置可耦接至矽基板以控制整個顯示面板之溫度。

當產生複雜的應用或內容時，顯示面板之溫度及明度可更顯著地增加。相反地，若顯示器中存在中斷或若產生較簡單應用或內容，則顯示面板之溫度及明度可降低。明度之此類改變，尤其明度之交替的增加及減小，可對使用者體驗具有負面影響，此係因為使用者預期看見實質上恆定的明度。明度及溫度之變化亦可縮減光源之使用期限。

圖 10A 及圖 10B說明根據某些具體實例之用於調節顯示面板之溫度的系統1000之實例。圖10A展示系統1000之俯視圖且圖10B展示系統1000之側視圖。如圖10A及圖10B中所展示，系統1000可包括顯示面板1010及用於顯示模組互連之可撓性印刷電路板（flexible printed circuit board；FPCB）1015。在一些實例中，顯示面板1010可為AMOLED，其可包括複數個OLED或微型OLED。在其他實例中，顯示面板1010可為LCD、OLED顯示器、ILED顯示器、µLED顯示器、TOLED、一些其他顯示器，或其任何組合。顯示面板1010可具有基板，該基板由例如Si或具有諸如大於100 W/m·K之熱導率的高熱導率之另一材料組成。

溫度感測器1020可嵌入顯示面板1010內。溫度感測器1020可為可量測顯示面板1010之溫度之任何類型之感測器，該等感測器諸如負溫度係數（negative temperature coefficient；NTC）熱阻器、電阻測溫計（resistance temperature detector；RTD）、熱電偶，或基於半導體之感測器。溫度感測器1020可為數位或類比溫度感測器。因為顯示面板1010具有具備高熱導率之基板，所以溫度感測器1020對溫度之點量測可表示橫跨整個顯示面板1010之溫度。替代地或另外，顯示面板1010之溫度可由諸如熱電堆紅外線（infrared；IR）感測器之遙感器量測。

熱電加熱器/冷卻器裝置1040可配置於顯示面板1010之基板之背表面上或接近該背表面配置。熱電加熱器/冷卻器裝置1040可為提供加熱及冷卻兩者之單個熱電組件，或可包括單獨的加熱器及冷卻器。舉例而言，單獨的加熱器可為電阻加熱元件，且單獨的冷卻器可為根據熱電效應（例如，帕耳帖效應）操作之熱電冷卻器。該加熱器可經配置以將熱提供至顯示面板1010，而該冷卻器可經配置以自顯示面板1010移除熱。在一個實例中，熱電加熱器/冷卻器裝置1040可為熱電熱泵，諸如帕耳帖熱泵，其可包括固態主動熱泵，該固態主動熱泵消耗電能以取決於經供應DC電流之方向而將熱自該裝置之一側傳遞至另一側。因此，熱電熱泵可用作溫度控制器或調節器，以基於經供應DC電流之方向而將熱傳遞至顯示面板1010或自該顯示面板傳遞熱。熱電加熱器/冷卻器裝置1040可達成例如高達70℃之溫差。

散熱片1030可用於經由雙向熱流1045在顯示面板1010與環境空氣1050之間傳遞熱，以將熱耗散（例如，輻射）至環境空氣1050或自環境空氣1050收集熱。舉例而言，熱電加熱器/冷卻器裝置1040可用作加熱器，以將熱自熱電加熱器/冷卻器裝置1040之較接近於散熱片1030（或電阻加熱裝置）之側面傳遞至熱電加熱器/冷卻器裝置1040之較接近於顯示面板1010之側面，其中由散熱片自環境空氣1050收集之熱可經傳遞至顯示面板1010。熱電加熱器/冷卻器裝置1040亦可用作冷卻器，以將熱自熱電加熱器/冷卻器裝置1040之較接近於顯示面板1010之側面傳遞至熱電加熱器/冷卻器裝置1040之較接近於散熱片1030之側面，該散熱片可將熱自顯示面板1010耗散（例如，輻射）至環境空氣1050。

控制器1060可經配置以自溫度感測器1020接收第一信號。第一信號可包括顯示面板1010之經量測溫度。控制器1060可經配置以將第二信號發送至熱電加熱器/冷卻器裝置1040（或將單獨信號發送至冷卻器及加熱器）。舉例而言，基於藉由溫度感測器1020量測之溫度，控制器1060可將在第一方向上之DC電流施加至熱電加熱器/冷卻器裝置1040，以將熱自顯示面板1010傳遞至散熱片1030且冷卻顯示面板1010，或可將在相反方向上之DC電流施加至熱電加熱器/冷卻器裝置1040，以將熱自散熱片1030傳遞至顯示面板1010且增加顯示面板1010之溫度。DC電流之振幅可基於經量測溫度及所要溫度、待傳遞之熱量及/或達成所要溫度之所要時間而判定。

在一些具體實例中，第二信號可包括用於使冷卻器直接或藉由熱泵自顯示面板1010移除熱之指令，或用於使加熱器直接或藉由熱泵將熱提供至顯示面板1010之指令。在一些實例中，該等指令可指示待移除或提供之熱量。在一些實例中，該等指令可指示施加至熱泵之電流的振幅及方向。在其他實例中，該等指令可指示冷卻器或加熱器操作之時間長度。如下文更詳細地所論述，可藉由比較顯示面板1010之經量測溫度與目標溫度來判定該等指令。可藉由參考圖7中所展示之圖表700來判定目標溫度。舉例而言，若在8 V驅動電壓下驅動顯示面板1010且目標明度為13,000 nit，則可將目標溫度判定為35℃。替代地或另外，可依據多種變數來判定目標溫度，該等變數諸如顯示面板1010在目標溫度下之功率消耗或藉由顯示面板1010在目標溫度下達成之效率。

圖 11為根據某些具體實例之說明用於調節顯示面板之溫度的方法之實例的簡化流程圖1100。流程圖1100中之操作可藉由例如圖10A及圖10B中所展示之控制器1060執行。該方法可用於將顯示面板1010之溫度維持在目標溫度處或附近。舉例而言，顯示面板1010之溫度可維持在目標溫度之±0.1%、±0.5%、±1.0%、±5.0%或±10.0%內。在一個實例中，顯示面板1010之溫度可維持在約35℃與約40℃之間。流程圖1100中之操作可在顯示面板1010之操作期間連續地執行及/或以預定時間間隔執行。

在區塊1110處，溫度控制器（例如，控制器1060）可接收包括顯示面板（例如，顯示面板1010）之經量測溫度的第一信號。第一信號可自例如溫度感測器1020或經配置以量測顯示面板1010之溫度的另一感測器接收到。可在顯示面板1010之一或多個方位處以各種時間間隔量測顯示面板1010之溫度，該等時間間隔諸如每隔1秒、每隔5秒、每隔10秒、每隔30秒、每隔1分鐘、每隔5分鐘或每隔30分鐘。

在區塊1115處，溫度控制器可比較顯示面板1010之經量測溫度與目標溫度或目標溫度範圍。若顯示面板1010之經量測溫度大於目標溫度或大於目標溫度範圍之上臨限溫度，則可觸發溫度控制器以在區塊1120處視情況判定待自顯示面板1010移除之第一熱量。

視情況，在區塊1120處，溫度控制器可基於顯示面板1010之經量測溫度與目標溫度之間的差而判定待自顯示面板1010移除之第一熱量。替代地或另外，待自顯示面板移除之第一熱量可依據顯示面板1010之各種特性而判定，該等特性諸如顯示面板1010之熱容量及/或顯示面板1010之熱導率。在其他實例中，待自顯示面板1010移除之第一熱量可為預定熱量，使得不執行區塊1120。預定熱量可為可重複移除直至顯示面板1010之經量測溫度達至目標溫度之增量熱量。在一些實例中，可不判定或使用第一熱量。反而，諸如比例積分微分（PID）控制迴路之回饋迴路可用於基於藉由溫度感測器量測之經更新溫度來動態地控制冷卻器或熱泵（例如，熱電加熱器/冷卻器裝置1040），以冷卻顯示面板1010。

在區塊1125處，溫度控制器可指示或以其他方式控制冷卻器或熱泵以自如上文所描述之顯示面板1010移除熱。舉例而言，溫度控制器可基於第一熱量（ Q）、帕耳帖係數（ P）及操作時間（ t）根據 Q= P× I× t來判定待供應至熱泵之驅動電流 I之方向及振幅，且將經判定電流 I供應至熱泵。在一些具體實例中，溫度控制器可使用PID控制迴路以基於回饋（例如，來自溫度感測器之經量測溫度）來動態地控制冷卻器或熱泵（例如，藉由動態地調整驅動電流 I），以冷卻顯示面板1010。

在區塊1115處，若顯示面板1010之經量測溫度小於目標溫度或目標溫度範圍之下臨限溫度，則可觸發溫度控制器以在區塊1130處視情況判定待提供至顯示面板1010之第二熱量。可依據顯示面板1010之經量測溫度與目標溫度之間的差而判定待提供至顯示面板1010之第二熱量。替代地或另外，可依據顯示面板1010之各種特性而判定待提供至顯示面板之第二熱量，該等特性諸如顯示面板1010之熱容量及/或顯示面板1010之熱導率。在其他實例中，待提供至顯示面板1010之第二熱量可為預定熱量，使得不執行區塊1130。預定熱量可為可重複提供直至顯示面板1010之經量測溫度達至目標溫度之增量熱量。在一些實例中，可不判定或使用第二熱量。反而，PID控制迴路可用於基於藉由溫度感測器量測之經更新溫度來動態地控制加熱器或熱泵（例如，熱電加熱器/冷卻器裝置1040），以增加顯示面板1010之溫度。

在區塊1135處，溫度控制器可指示或以其他方式控制加熱器或熱泵以將熱提供至如上文所描述之顯示面板1010。舉例而言，溫度控制器可基於第二熱量（ Q）、帕耳帖係數（ P）及操作時間（ t）根據 Q=P×I×t來判定待供應至熱泵之驅動電流 I之振幅及方向，且將經判定電流 I供應至熱泵以將熱提供至顯示面板1010。在一些具體實例中，溫度控制器可使用PID控制迴路以基於回饋（例如，來自溫度感測器之經量測溫度）來動態地控制加熱器或熱泵（例如，藉由動態地調整驅動電流 I），以增加顯示面板1010之溫度。

圖 12A說明根據某些具體實例之用於調節顯示面板之溫度的系統1200之實例之一部分的模擬的溫度分佈。如圖12A中所展示，系統1200可包括散熱片1230、眼杯1220及顯示模組。圖12A中不展示顯示模組，此係因為散熱片1230可能阻擋顯示模組之視圖。眼杯1220可包括絕熱材料，諸如塑膠、發泡體、橡膠材料，或其某一組合，以最小化自顯示面板至使用者之熱傳遞。顯示模組可包括附接至顯示面板及散熱片1230之加熱/冷卻裝置1225（例如，熱電加熱器/冷卻器裝置1040）。加熱/冷卻裝置1225可用於在顯示面板與散熱片1230之間傳遞熱。散熱片1230可包括鰭片1232。在圖12A中所說明之實例中，系統1200可不包括定向吹風機（例如，風扇），且顯示面板之溫度可為約56.95℃。

圖 12B說明根據某些具體實例之用於調節顯示面板之溫度的系統1205之實例之一部分的模擬的溫度分佈。系統1205可包括散熱片1250、眼杯1240及顯示模組。圖12B中不展示顯示模組，此係因為散熱片1250阻擋顯示模組之視圖。眼杯1240可包括絕熱材料，諸如塑膠、發泡體、橡膠材料，或其某一組合，以最小化自顯示面板至使用者之熱傳遞。顯示模組可包括附接至顯示面板及散熱片1250之加熱/冷卻裝置（例如，熱電加熱器/冷卻器裝置1040，圖12B中未展示）。加熱/冷卻裝置1225可用於在顯示面板與散熱片1250之間傳遞熱。散熱片1250可包括鰭片1252。在圖12B中所說明之實例中，顯示模組之顯示驅動器積體電路（display driver integrated circuit；DDIC）可與顯示面板隔離，定向吹風機用於自顯示面板移除熱，且顯示面板之溫度可為約44.75℃。

圖 12C說明根據某些具體實例之用於調節顯示面板之溫度的系統1210之實例之一部分的模擬的溫度分佈。系統1210可包括眼杯1260及眼杯1260內之顯示模組（圖中未示）。眼杯1260可包括前部部分1262，該前部部分包括絕熱材料，諸如塑膠、發泡體、橡膠材料，或其某一組合，以最小化自顯示面板至使用者之熱傳遞。眼杯1260亦可包括背面部分1264，該背面部分例如藉由加熱/冷卻裝置1270（例如，熱電加熱器/冷卻器裝置1040）耦接至顯示模組。加熱/冷卻裝置1270可用於在眼杯1260之顯示面板與背面部分1264之間傳遞熱。眼杯1260之背面部分1264可包括導熱材料（例如，鋁合金或鎂合金）以最大化顯示面板與環境空氣之間的熱傳遞。在圖12C中所說明之實例中，眼杯1260之背面部分1264可包括鋁，且顯示面板之溫度可為約41.47℃。

本文中所揭示之具體實例可用以實施人工實境系統之組件，或可結合人工實境系統而實施。人工實境為在呈現給使用者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、擴增實境、混合實境、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擷取之（例如，真實世界）內容組合的產生之內容。人工實境內容可包括視訊、音訊、觸覺回饋或其某一組合，其中之任一者可在單一通道中或在多個通道中（諸如，對檢視者產生三維效應之立體視訊）呈現。另外，在一些具體實例中，人工實境亦可與用以例如在人工實境中產生內容及/或另外用於人工實境中（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檢視者之任何其他硬體平台。

圖 13是用於實施本文中所揭示之實例中之一些的實例近眼顯示器（例如，HMD裝置）之實例電子系統1300的簡化方塊圖。電子系統1300可用作HMD裝置或上文所描述之其他近眼顯示器的電子系統。在此實例中，電子系統1300可包括一或多個處理器1310及記憶體1320。處理器1310可經配置以執行用於在數個組件處執行操作之指令，且可為例如適合於便攜式電子裝置內之實施的通用處理器或微處理器。處理器1310可與電子系統1300內之複數個組件以通信方式耦接。為了實現此通信耦接，處理器1310可跨越匯流排1340與其他所說明之組件通信。匯流排1340可為適於在電子系統1300內傳遞資料之任一子系統。匯流排1340可包括複數個電腦匯流排及額外電路系統以傳送資料。

記憶體1320可耦接至處理器1310。在一些具體實例中，記憶體1320可提供短期儲存及長期儲存兩者，且可分成若干單元。記憶體1320可為揮發性的，諸如靜態隨機存取記憶體（static random access memory；SRAM）及/或動態隨機存取記憶體（dynamic random access memory；DRAM），及/或為非揮發性的，諸如唯讀記憶體（read-only memory；ROM）、快閃記憶體及其類似者。此外，記憶體1320可包括抽取式儲存裝置，諸如安全數位（secure digital；SD）卡。記憶體1320可提供電腦可讀指令、資料結構、程式模組及用於電子系統1300之其他資料的儲存。在一些具體實例中，記憶體1320可分佈至不同硬體模組中。指令集及/或程式碼可儲存於記憶體1320上。該等指令可呈可由電子系統1300執行之可執行程式碼之形式，及/或可呈原始程式碼及/或可安裝程式碼之形式，該原始程式碼及/或可安裝程式碼在電子系統1300上編譯及/或安裝於該電子系統上（例如，使用多種常用的編譯器、安裝程式、壓縮/解壓公用程式等中之任一者）後，可呈可執行程式碼之形式。

在一些具體實例中，記憶體1320可儲存複數個應用程式模組1322至1324，該複數個應用程式模組可包括任何數目個應用程式。應用程式之實例可包括遊戲應用程式、會議應用程式、視訊播放應用程式或其他合適的應用程式。該等應用程式可包括深度感測功能或眼睛追蹤功能。應用程式模組1322至1324可包括待由處理器1310執行之特定指令。在一些具體實例中，應用程式模組1322至1324之某些應用程式或部分可由其他硬體模組1380執行。在某些具體實例中，記憶體1320可另外包括安全記憶體，其可包括額外安全控制以防止對安全資訊之複製或其他未授權存取。

在一些具體實例中，記憶體1320可包括載入其中之作業系統1325。作業系統1325可操作以起始執行由應用程式模組1322至1324提供之指令及/或管理其他硬體模組1380，以及與可包括一或多個無線收發器之無線通信子系統1330介接。作業系統1325可經調適以橫跨電子系統1300之組件執行其他操作，包括執行緒處理、資源管理、資料儲存控制及其他類似功能性。

無線通信子系統1330可包括例如紅外線通信裝置、無線通信裝置及/或晶片組（諸如，Bluetooth®裝置、IEEE 802.11裝置、Wi-Fi裝置、WiMax裝置、蜂巢式通信設施等）及/或類似通信介面。電子系統1300可包括用於無線通信之一或多個天線1334，作為無線通信子系統1330之部分或作為耦接至該系統之任何部分的單獨組件。取決於所要功能性，無線通信子系統1330可包括單獨的收發器以與基地收發器台以及其他無線裝置及存取點通信，其可包括與諸如無線廣域網路（wireless wide-area network；WWAN）、無線區域網路（wireless local area network；WLAN）或無線個人區域網路（wireless personal area network；WPAN）之不同資料網路及/或網路類型通信。WWAN可為例如WiMax（IEEE 802.16）網路。WLAN可為例如IEEE 802.11x網路。WPAN可為例如藍牙網路、IEEE 802.15x或一些其他類型之網路。本文中所描述之技術亦可用於WWAN、WLAN及/或WPAN之任何組合。無線通信子系統1330可准許與網路、其他電腦系統及/或本文中所描述之任何其他裝置交換資料。無線通信子系統1330可包括用於使用天線1334及無線鏈路(wireless link)1332傳輸或接收資料（諸如HMD裝置之識別符、位置資料、地理圖、熱度圖、相片或視訊）之構件。無線通信子系統1330、處理器1310及記憶體1320可一起構成用於執行本文中所揭示之一些功能的構件中之一或多者的至少一部分。

電子系統1300之具體實例亦可包括一或多個感測器1390。感測器1390可包括例如影像感測器、加速計、壓力感測器、溫度感測器、近接感測器、磁力計、陀螺儀、慣性感測器（例如，組合加速計與陀螺儀之模組）、環境光感測器或可操作以提供感測輸出及/或接收感測輸入之任何其他類似的模組，諸如深度感測器或位置感測器。舉例而言，在一些實施中，感測器1390可包括一或多個慣性量測單元（inertial measurement unit；IMU）及/或一或多個位置感測器。IMU可基於自位置感測器中之一或多者接收到的量測信號來產生校準資料，該校準資料指示相對於HMD裝置之初始位置的HMD裝置之估計位置。位置感測器可回應於HMD裝置之運動而產生一或多個量測信號。位置感測器之實例可包括但不限於一或多個加速計、一或多個陀螺儀、一或多個磁力計、偵測運動之另一合適類型的感測器、用於IMU之誤差校正的一種類型之感測器，或其任何組合。位置感測器可位於IMU外部、IMU內部，或其任何組合。至少一些感測器可使用結構化之光圖案以用於感測。

電子系統1300可包括顯示模組1360。顯示模組1360可為近眼顯示器，且可以圖形方式將來自電子系統1300之資訊（諸如影像、視訊及各種指令）呈現給使用者。此資訊可源自一或多個應用程式模組1322至1324、虛擬實境引擎1326、一或多個其他硬體模組1380、其組合，或用於為使用者解析圖形內容（例如，藉由作業系統1325）之任何其他合適的構件。顯示模組1360可使用LCD技術、LED技術（包括例如OLED、ILED、μ-LED、AMOLED、TOLED等）、發光聚合物顯示器（light emitting polymer display；LPD）技術，或某一其他顯示器技術。

電子系統1300可包括使用者輸入/輸出模組1370。使用者輸入/輸出模組1370可允許使用者將動作請求發送至電子系統1300。動作請求可為執行特定動作之請求。舉例而言，動作請求可為開始或結束應用程式或執行該應用程式內之特定動作。使用者輸入/輸出模組1370可包括一或多個輸入裝置。實例輸入裝置可包括觸控式螢幕、觸控板、麥克風、按鈕、撥號盤、開關、鍵盤、滑鼠、遊戲控制器，或用於接收動作請求及將所接收動作請求傳達至電子系統1300之任何其他合適裝置。在一些具體實例中，使用者輸入/輸出模組1370可根據自電子系統1300接收到之指令將觸覺回饋提供至使用者。舉例而言，可在接收到動作請求或已執行動作請求時提供觸覺回饋。

電子系統1300可包括攝影機1350，該攝影機可用以拍攝使用者之相片或視訊，例如用於追蹤使用者之眼睛位置。攝影機1350亦可用以拍攝環境之相片或視訊，例如用於VR、AR或MR應用程式。攝影機1350可包括例如具有數百萬或數千萬個像素之互補金屬氧化物半導體（complementary metal-oxide-semiconductor；CMOS）影像感測器。在一些實施中，攝影機1350可包括可用以擷取3-D影像之兩個或多於兩個攝影機。

在一些具體實例中，電子系統1300可包括複數個其他硬體模組1380。其他硬體模組1380中之每一者可為電子系統1300內之實體模組。雖然其他硬體模組1380中之每一者可永久地經配置為結構，但其他硬體模組1380中之一些可臨時經配置以執行特定功能或臨時被啟動。其他硬體模組1380之實例可包括例如音訊輸出及/或輸入模組（例如，麥克風或揚聲器）、近場通信（near field communication；NFC）模組、可再充電電池、電池管理系統、有線/無線電池充電系統等。在一些具體實例中，其他硬體模組1380之一或多個功能可實施於軟體中。

在一些具體實例中，電子系統1300之記憶體1320亦可儲存虛擬實境引擎1326。虛擬實境引擎1326可執行電子系統1300內之應用程式，且自各種感測器接收HMD裝置之位置資訊、加速度資訊、速度資訊、經預測未來位置，或其任何組合。在一些具體實例中，由虛擬實境引擎1326接收之資訊可用於為顯示模組1360產生信號（例如，顯示指令）。舉例而言，若所接收之資訊指示使用者已向左看，則虛擬實境引擎1326可產生用於HMD裝置之內容，該內容反映使用者在虛擬環境中之移動。另外，虛擬實境引擎1326可回應於自使用者輸入/輸出模組1370接收到之動作請求而執行應用程式內之動作，並將回饋提供至使用者。所提供之回饋可為視覺回饋、聽覺回饋或觸覺回饋。在一些實施中，處理器1310可包括可執行虛擬實境引擎1326之一或多個GPU。

在各種實施中，上文所描述之硬體及模組可實施於可使用有線或無線連接彼此通信之單一裝置或多個裝置上。舉例而言，在一些實施中，諸如GPU、虛擬實境引擎1326及應用程式（例如，追蹤應用程式）之一些組件或模組可實施於控制台上，該控制台與頭戴式顯示裝置分離。在一些實施中，一個控制台可連接至或支援多於一個HMD。

在替代組態中，不同及/或額外組件可包括於電子系統1300中。類似地，組件中之一或多者的功能性可按不同於上文所描述之方式的方式分佈在組件當中。舉例而言，在一些具體實例中，電子系統1300可經修改以包括其他系統環境，諸如AR系統環境及/或MR環境。

上文所論述之方法、系統及裝置為實例。在適當時各種具體實例可省略、取代或添加各種程序或組件。舉例而言，在替代組態中，可按不同於所描述次序之次序來執行所描述之方法，及/或可添加、省略及/或組合各種階段。又，在各種其他具體實例中可組合關於某些具體實例所描述之特徵。可以相似方式組合具體實例之不同態樣及元件。又，技術發展，且因此許多元件為實例，該等實例並不將本發明之範圍限制於彼等特定實例。

在描述中給出特定細節以提供對具體實例之透徹理解。然而，可在沒有此等特定細節之情況下實踐具體實例。舉例而言，已在無不必要細節的情況下展示熟知的電路、製程、系統、結構及技術，以便避免混淆具體實例。本說明書僅提供例示性具體實例，且並不意欲限制本發明之範圍、適用性或組態。實情為，具體實例之先前描述將為所屬技術領域中具有通常知識者提供用於實施各種具體實例之啟發性描述。可在不脫離本發明之精神及範圍的情況下對元件之功能及配置進行各種改變。

又，將一些具體實例描述為描繪為流程圖或方塊圖之製程。儘管每一具體實例可將操作描述為依序製程，但操作中之許多者可並行地或同時來執行。另外，可重新配置操作之次序。程序可具有未包括於圖式中之額外步驟。此外，可藉由硬體、軟體、韌體、中間軟體、微碼、硬體描述語言或其任何組合實施方法之具體實例。當實施於軟體、韌體、中間軟體或微碼中時，用以執行相關聯任務之程式碼或碼段可儲存於諸如儲存媒體之電腦可讀媒體中。處理器可執行相關聯任務。

所屬技術領域具有通常知識者將顯而易見，可根據特定要求作出實質性變化。舉例而言，亦可使用定製硬體或專用硬體，及/或特定元件可實施於硬體、軟體（包括便攜式軟體，諸如小程式等）或兩者中。此外，可使用至其他計算裝置（諸如，網路輸入/輸出裝置）之連接。

參看附圖，可包括記憶體之組件可包括非暫時性機器可讀媒體。術語「機器可讀媒體」及「電腦可讀媒體」可指參與提供使機器以特定方式操作之資料的任何儲存媒體。在上文所提供之具體實例中，各種機器可讀媒體可能涉及將指令/程式碼提供至處理單元及/或其他裝置以供執行。另外或替代地，機器可讀媒體可用以儲存及/或載運此等指令/程式碼。在許多實施中，電腦可讀媒體為實體及/或有形儲存媒體。此媒體可呈許多形式，包括但不限於非揮發性媒體、揮發性媒體及傳輸媒體。電腦可讀媒體之常見形式包括例如磁性及/或光學媒體，諸如緊密光碟（compact disk；CD）或數位化通用光碟（digital versatile disk；DVD）；打孔卡；紙帶；具有孔圖案之任何其他實體媒體；RAM；可程式化唯讀記憶體（programmable read-only memory；PROM）；可抹除可程式化唯讀記憶體（erasable programmable read-only memory；EPROM）；FLASH-EPROM；任何其他記憶體晶片或卡匣；如下文中所描述之載波；或可供電腦讀取指令及/或程式碼之任何其他媒體。電腦程式產品可包括可表示程序、函式、子程式、程式、常式、應用程式（App）、次常式、模組、軟體套件、類別，或指令、資料結構或程式陳述式之任何組合的程式碼及/或機器可執行指令。

所屬技術領域中具有通常知識者將瞭解，可使用多種不同技術及技藝中的任一者來表示用以傳達本文中所描述之訊息的資訊及信號。舉例而言，可由電壓、電流、電磁波、磁場或磁粒子、光場或光粒子或其任何組合表示遍及以上描述可能參考的資料、指令、命令、資訊、信號、位元、符號及碼片。

如本文中所使用，術語「及」及「或」可包括多種含義，該等含義亦預期至少部分地取決於使用此等術語之上下文。典型地，「或」若用以關聯清單，諸如，A、B或C，則意欲意謂A、B及C（此處以包括性意義使用），以及A、B或C（此處以排它性意義使用）。此外，如本文中所使用之術語「一或多個」可用於以單數形式描述任何特徵、結構或特性，或可用以描述特徵、結構或特性之某一組合。然而，應注意，此僅為一說明性實例且所主張之主題不限於此實例。此外，術語「中之至少一者」若用以關聯一清單（諸如，A、B或C），則可解譯為意謂A、B及/或C之任何組合，諸如A、AB、AC、BC、AA、ABC、AAB、AABBCCC等。

此外，雖然已使用硬體與軟體之特定組合描述了某些具體實例，但應認識到，硬體與軟體之其他組合亦為可能的。可僅以硬體或僅以軟體或使用其組合來實施某些具體實例。在一個實例中，可藉由電腦程式產品來實施軟體，該電腦程式產品含有電腦程式碼或指令，該等電腦程式碼或指令可由一或多個處理器執行以用於執行本發明中所描述之步驟、操作或製程中之任一者或全部，其中電腦程式可儲存於非暫時性電腦可讀媒體上。本文中描述之各種製程可以任何組合實施於相同處理器或不同處理器上。

在裝置、系統、組件或模組描述為經配置以執行某些操作或功能之情況下，可例如藉由設計電子電路以執行操作、藉由程式化可程式化電子電路（諸如，微處理器）以執行操作（諸如，藉由執行電腦指令或程式碼，或經程式化以執行儲存於非暫時性記憶體媒體上之程式碼或指令的處理器或核心，或其任何組合）實現此組態。製程可使用多種技術來通信，包括但不限於用於製程間通信之習知技術，且不同對製程可使用不同技術，或同一對製程可在不同時間使用不同技術。

因此，應在說明性意義上而非限制性意義上看待說明書及圖式。然而，將顯而易見，可在不脫離如申請專利範圍中所闡述的更廣泛精神及範圍之情況下對本發明做出添加、減去、刪除以及其他修改及改變。因此，儘管已描述特定具體實例，但此等具體實例並不意欲為限制性的。各種修改及等效者在以下申請專利範圍之範圍內。

100:人工實境系統環境 110:控制台 112:應用程式商店 114:頭戴式裝置追蹤模組 116:人工實境引擎 118:眼睛追蹤模組 120:近眼顯示器 122:顯示電子件 124:顯示光學件 126:定位器 128:位置感測器 130:眼睛追蹤單元 132:IMU 140:輸入/輸出介面 150:外部成像裝置 200:HMD裝置 220:主體 223:底側 225:前側 227:左側 230:頭部綁帶 300:近眼顯示器 305:框架 310:顯示器 330:照明器 340:高解析度攝影機 350a:感測器 350b:感測器 350c:感測器 350d:感測器 350e:感測器 400:光學透視擴增實境系統 410:投影器 412:光源或影像源 414:投影器光學件 415:組合器 420:基板 430:輸入耦合器 440:輸出耦合器 450:光 460:所提取光 490:眼睛 495:眼眶 500:近眼顯示器（NED）裝置 510:光源 512:紅光發射器 514:綠光發射器 516:藍光發射器 520:投影光學件 530:波導顯示器 532:耦合器 540:光源 542:紅光發射器 544:綠光發射器 546:藍光發射器 550:近眼顯示器（NED）裝置 560:自由形式光學元件 570:掃描鏡面 580:波導顯示器 582:耦合器 590:眼睛 600:近眼顯示系統 610:影像源組裝件 620:控制器 630:影像處理器 640:顯示面板 642:光源 644:驅動器電路 650:投影器 700:圖表 800:影像 900:圖表 1000:系統 1010:顯示面板 1015:可撓性印刷電路板（FPCB） 1020:溫度感測器 1030:散熱片 1040:熱電加熱器/冷卻器裝置 1045:雙向熱流 1050:環境空氣 1060:控制器 1100:簡化流程圖 1110:區塊 1115:區塊 1120:區塊 1125:區塊 1130:區塊 1135:區塊 1200:系統 1205:系統 1210:系統 1220:眼杯 1225:加熱/冷卻裝置 1230:散熱片 1232:鰭片 1240:眼杯 1250:散熱片 1252:鰭片 1260:眼杯 1262:前部部分 1264:背面部分 1270:加熱/冷卻裝置 1300:實例電子系統 1310:處理器 1320:記憶體 1322:應用程式模組 1324:應用程式模組 1325:作業系統 1326:虛擬實境引擎 1330:無線通信子系統 1332:無線鏈路 1334:天線 1340:匯流排 1350:攝影機 1360:顯示模組 1370:使用者輸入/輸出模組 1380:硬體模組 1390:感測器

下文參考以下圖式詳細地描述說明性具體實例。

[圖1]為根據某些具體實例之包括近眼顯示器之人工實境系統環境之實例的簡化方塊圖。

[圖2]為呈用於實施本文中所揭示之一些實例的頭戴式顯示器（HMD）裝置之形式的近眼顯示器之實例的透視圖。

[圖3]為呈用於實施本文中所揭示之一些實例的一副眼鏡之形式的近眼顯示器之實例之透視圖。

[圖4]說明根據某些具體實例之包括波導顯示器之光學透視擴增實境系統的實例。

[圖5A]說明根據某些具體實例之包括波導顯示器之近眼顯示裝置的實例。

[圖5B]說明根據某些具體實例之包括波導顯示器之近眼顯示裝置的實例。

[圖6]說明根據某些具體實例之擴增實境系統中之影像源組裝件的實例。

[圖7]說明隨驅動電壓及操作溫度而變的顯示面板之實例中之光源的明度。

[圖8A]至[圖8I]說明展示隨時間而變之顯示面板的實例之溫度的一系列影像。

[圖9]包括展示隨溫度而變之Si的熱導率之圖表之實例。

[圖10A]及[圖10B]說明根據某些具體實例之用於調節顯示面板之溫度的系統之實例。

[圖11]為根據某些具體實例之說明用於調節顯示面板之溫度的方法之實例的簡化流程圖。

[圖12A]說明根據某些具體實例之用於調節顯示面板之溫度的系統之實例之一部分的模擬的溫度分佈。

[圖12B]說明根據某些具體實例之用於調節顯示面板之溫度的系統之實例之一部分的模擬的溫度分佈。

[圖12C]說明根據某些具體實例之用於調節顯示面板之溫度的系統之實例之一部分的模擬的溫度分佈。

[圖13]為根據某些具體實例之近眼顯示器之實例的電子系統之簡化方塊圖。

該等圖僅出於說明的目的描繪本發明之具體實例。所屬技術領域具有通常知識者將易於自以下描述認識到，在不脫離本發明之原理或稱讚之益處之情況下，可採用說明的結構及方法之替代性具體實例。

在附圖中，類似組件及/或特徵可具有相同參考標記。另外，可藉由在參考標記之後使用短劃線及在類似組件當中進行區分之第二標記來區分相同類型之各種組件。若在說明書中僅使用第一參考標記，則描述適用於具有相同第一參考標記而與第二參考標記無關的類似組件中之任一者。

100:人工實境系統環境

110:控制台

112:應用程式商店

114:頭戴式裝置追蹤模組

116:人工實境引擎

118:眼睛追蹤模組

120:近眼顯示器

122:顯示電子件

124:顯示光學件

126:定位器

128:位置感測器

130:眼睛追蹤單元

132:IMU

140:輸入/輸出介面

150:外部成像裝置

Claims (20)

1. 一種系統，其包含： 顯示面板； 溫度感測器，其經配置以量測該顯示面板之溫度； 熱電裝置，其耦接至該顯示面板且經配置以將熱傳遞至該顯示面板或自該顯示面板傳遞熱；及 控制器，其電耦接至該溫度感測器及該熱電裝置，該控制器經配置以： 接收包含由該溫度感測器量測之該顯示面板之該溫度的第一信號； 比較該顯示面板之該溫度與目標溫度； 在判定該顯示面板之該溫度大於該目標溫度之後，將第二信號發送至該熱電裝置，其中該第二信號使該熱電裝置自該顯示面板移除第一熱量；及 在判定該顯示面板之該溫度小於該目標溫度之後，將第三信號發送至該熱電裝置，其中該第三信號使該熱電裝置將第二熱量提供至該顯示面板。
2. 如請求項1之系統，其中該熱電裝置包括帕耳帖熱泵。
3. 如請求項2之系統，其中該第二信號及該第三信號為具有相反的電流流動方向之直流信號。
4. 如請求項1之系統，其中該熱電裝置包括加熱器及冷卻器。
5. 如請求項1之系統，其進一步包含耦接至該熱電裝置之散熱片，該散熱片包括熱傳導材料且經配置以將熱耗散至環境空氣或自環境空氣吸收熱。
6. 如請求項5之系統，其中該散熱片為眼杯之背面部分。
7. 如請求項1之系統，其中該控制器經進一步組態以： 在判定該顯示面板之該溫度大於該目標溫度之後，基於該顯示面板之該溫度與該目標溫度之間的第一差來判定該第一熱量；及 在判定該顯示面板之該溫度小於該目標溫度之後，基於該顯示面板之該溫度與該目標溫度之間的一第二差來判定該第二熱量。
8. 如請求項1之系統，其中該控制器經配置以在比例積分微分（PID）控制迴路中將該顯示面板之該溫度維持在該目標溫度的±5%內。
9. 如請求項1之系統，其中該溫度感測器嵌入該顯示面板內。
10. 如請求項1之系統，其中該顯示面板包含矽基板。
11. 如請求項10之系統，其中該熱電裝置之特徵在於面積是該顯示面板之面積之一部分。
12. 如請求項1之系統，其中該顯示面板包含複數個有機發光二極體（OLED）。
13. 如請求項1之系統，其中該顯示面板包括主動矩陣有機發光二極體（AMOLED）顯示器。
14. 如請求項1之系統，其中該目標溫度包括一溫度範圍。
15. 一種方法，其包含： 接收包含顯示面板之經量測溫度的第一信號； 比較該顯示面板之該經量測溫度與目標溫度；及 控制耦接至該顯示面板之熱電裝置，該控制包含： 在判定該顯示面板之該經量測溫度大於該目標溫度之後，將第二信號發送至該熱電裝置以使該熱電裝置自該顯示面板移除第一熱量；及 在判定該顯示面板之該經量測溫度小於該目標溫度之後，將第三信號發送至該熱電裝置以使該熱電裝置將第二熱量提供至該顯示面板。
16. 如請求項15之方法，其進一步包含： 在判定該顯示面板之該經量測溫度大於該目標溫度之後，基於該顯示面板之該經量測溫度與該目標溫度之間的第一差來判定該第一熱量；及 在判定該顯示面板之該經量測溫度小於該目標溫度之後，基於該顯示面板之該經量測溫度與該目標溫度之間的第二差來判定該第二熱量。
17. 如請求項15之方法，其進一步包含在比例積分微分（PID）控制迴路中重複執行該接收、該比較及該控制，以將該顯示面板之該經量測溫度維持在該目標溫度之±5%內。
18. 如請求項15之方法，其中該顯示面板之該經量測溫度藉由經嵌入該顯示面板內之溫度感測器來判定。
19. 如請求項15之方法，其中： 該熱電裝置包括帕耳帖熱泵；且 該第二信號及該第三信號為具有相反的電流流動方向之直流信號。
20. 一種有形地體現於非暫時性機器可讀儲存媒體中之電腦程式產品，該電腦程式產品包括經配置以使一或多個處理器執行包含以下各者之操作的指令： 接收包含顯示面板之經量測溫度的第一信號； 比較該顯示面板之該經量測溫度與目標溫度；及 控制耦接至該顯示面板之熱電裝置，該控制包含： 在判定該顯示面板之該經量測溫度大於該目標溫度之後，將第二信號發送至該熱電裝置以使該熱電裝置自該顯示面板移除第一熱量；及 在判定該顯示面板之該經量測溫度小於該目標溫度之後，將第三信號發送至該熱電裝置以使該熱電裝置將第二熱量提供至該顯示面板。

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