TW202334702A - 具有用於像差感測偵測器的收集光學件的顯示系統 - Google Patents

Abstract

本發明提供一種顯示系統，其可包括：一像差感測偵測器、收集光學件及一第一透鏡組合件。該第一透鏡組合件可包括：一第一投影儀，其用以輸出與一第一影像相關聯之一第一顯示光；及一第一波導，其用以將該第一顯示光傳播至該收集光學件，其中該收集光學件用以將該第一顯示光引導至該像差感測偵測器。該顯示系統亦可包括一第二透鏡組合件，該第二透鏡組合件包括：一第二投影儀，其用以輸出與一第二影像相關聯之一第二顯示光；及一第二波導，其用於將該第二顯示光傳播至該收集光學件，其中該收集光學件用以將該第二顯示光引導至該像差感測偵測器。

Description

具有用於像差感測偵測器的收集光學件的顯示系統

本專利申請案大體上關於顯示系統，且更具體而言，關於包括用於將光引導至像差感測偵測器的收集光學件的顯示系統。收集光學件具有相對較小的佔據面積以使顯示系統能夠在不顯著增加顯示系統之大小之情況下執行像差感測。 相關申請案之交叉參考

本申請案主張2022年1月05日申請的美國非臨時申請案第17/569381號之優先權，該申請案特此以引用之方式併入。

隨著技術之最近進步，內容創建及遞送之流行及擴散近年來大大增加。特定而言，互動式內容，諸如虛擬實境（virtual reality；VR）內容、擴增實境（augmented reality；AR）內容、混合實境（mixed reality；MR）內容及真實及/或虛擬環境（例如，「元宇宙」）內且與其相關聯之內容，已經變得對消費者有吸引力。

為了促進此及其他相關內容之遞送，服務提供商已努力提供各種形式之穿戴式顯示系統。一個此類範例可為頭戴式裝置（head-mounted device；HMD），諸如穿戴式頭戴裝置、穿戴式眼鏡或眼鏡。在一些範例中，頭戴式裝置（HMD）可採用第一投影儀及第二投影儀以分別經由各各別透鏡處之一或多個中間光學組件來引導與第一影像及第二影像相關聯之光，以產生「雙目」視覺以供使用者觀看。

本發明之一態樣為一種顯示系統，其包含：像差感測偵測器；收集光學件；第一透鏡組合件，其包含：第一投影儀，其用以輸出與第一影像相關聯之第一顯示光；及第一波導，其用於將該第一顯示光傳播至該收集光學件，其中該收集光學件用以將該第一顯示光引導至該像差感測偵測器；及第二透鏡組合件，其包含：第二投影儀，其用以輸出與第二影像相關聯之第二顯示光；及第二波導，其用於將該第二顯示光傳播至該收集光學件，其中該收集光學件用以將該第二顯示光引導至該像差感測偵測器。

本發明之另一態樣為一種設備，其包含：像差感測偵測器；光引導裝置；第一波導，其用以將第一顯示光傳播至該光引導裝置，其中該光引導裝置用以將該第一顯示光引導至該像差感測偵測器；及第二波導，其用以將第二顯示光傳播至該光引導裝置，其中該光引導裝置用以將該第二顯示光引導至該像差感測偵測器。

本發明之另一態樣為一種穿戴式眼鏡，其包含：像差感測偵測器；收集光學件；第一部分，其支撐一第一透鏡組合件，該第一透鏡組合件具有第一波導，該第一波導用以將第一顯示光傳播至該收集光學件且用於供該眼鏡之使用者觀看；第二部分，其支撐第二透鏡組合件，該第二透鏡組合件具有第二波導，該第二波導用以將第二顯示光傳播至該收集光學件且用於供該使用者觀看；及橋接器，其連接該第一部分及該第二部分，該橋接器支撐該像差感測偵測器及該收集光學件。

出於簡單及說明性目的，藉由主要參考其範例來描述本申請案。在以下描述中，闡述眾多特定細節以便提供對本申請案之透徹理解。然而，將顯而易見，可在不限於此等特定細節之情況下實踐本申請案。在其他情況下，未詳細描述所屬技術領域中具有通常知識者所容易理解之一些方法及結構以免不必要地混淆本申請案。如本文中所使用，術語「一（a及an）」意欲表示特定元件中之至少一者，術語「包括（includes）」意謂包括但不限於，術語「包括（including）」意謂包括但不限於，且術語「基於」意謂至少部分地基於。

一些顯示系統（諸如基於AR之頭戴式裝置及/或眼鏡裝置）採用具有多工光柵之波導來將與影像相關聯之光從投影儀傳播至人眼窗口（eyebox）。亦即，顯示系統可具有將第一顯示光從第一投影儀傳播至第一人眼窗口之第一透鏡組合件。顯示系統亦可具有將第二顯示光從第二投影儀傳播至第二人眼窗口之第二透鏡組合件。第一人眼窗口可顯示由使用者之第一眼睛（例如，左眼或右眼）觀看之第一影像，且第二人眼窗口可顯示由使用者之第二眼睛（例如，左眼或右眼中之另一者）觀看之第二影像。

在許多情況下，第一影像及第二影像之顯示意欲彼此同步。舉例而言，顯示第一影像及第二影像使得第一及第二影像彼此緊密交疊。然而，在某些情況下，顯示第一影像及第二影像中之任一者或兩者之位置可存在偏移。此可歸因於投影儀與波導之間的未對準、製造容許界限內之誤差及/或類似者而出現。當此類偏移出現時，顯示系統之使用者可體驗較差視覺敏感度及顯著視覺不適，此可引起頭暈、眼睛疲勞或其他副作用。

在一些情況下，可採用顯示資訊之專用源及感測器來判定第一影像及第二影像是否相對於彼此未對準。顯示資訊之專用源可與分別輸出第一影像及第二影像之第一投影儀及第二投影儀分離。顯示資訊之專用源因此可為顯示系統上之額外組件。因此，顯示資訊之專用源之使用在顯示系統的製造中可能需要額外製造步驟。顯示資訊之專用源亦可使顯示系統具有相對較大大小且可在後置安裝顯示系統中使用顯示資訊之專用源變得困難或不可能。「後置安裝」顯示系統可定義為第一及第二投影儀後置安裝（亦即，靠近使用者之眼睛且遠離顯示影像）之顯示系統。

本文中揭示顯示系統、設備及穿戴式眼鏡，其可包括用以偵測例如在顯示系統之各別人眼窗口中顯示第一影像及第二影像的方位之像差感測偵測器。本文中亦揭示收集光學件，其可將從第一及第二波導接收到之光引導至像差感測偵測器。舉例而言，第一投影儀可將第一顯示光輸出至第一波導，且第二投影儀可將第二顯示光輸出至第二波導。第一波導可將第一顯示光傳播至收集光學件，且第二波導可將第二顯示光傳播至收集光學件。收集光學件可收集且將第一顯示光及第二顯示光聚焦至像差感測偵測器。

第一顯示光可包括第一測試影像，且第二顯示光可包括第二測試影像。第一測試影像及第二測試影像可各自為例如相對較小的點或其他簡單影像。像差感測偵測器可偵測感測器上偵測第一測試影像及第二測試影像之方位。控制器可比較所偵測方位以判定在顯示第一顯示光與及第二顯示光之方位之間是否存在像差。在一些範例中，控制器可判定像差之方向及/或量值且可補償像差。在一些範例中，控制器可藉由使第一投影儀將第一顯示光偏移一或多個像素及/或使第二投影儀將第二顯示光偏移一或多個像素來補償像差。控制器可使第一顯示光及/或第二顯示光以使像差減小或消除之方式偏移。

如本文中所揭示，收集光學件可包括光引導裝置，其用於從各別波導接收第一顯示光及第二顯示光且將接收到之顯示光引導至像差感測偵測器。光引導裝置可包括如本文中所揭示之多個各種類型之光引導裝置中之任一者。舉例而言，光引導裝置可包括稜鏡、薄波導、反射器、其組合及/或類似者。收集光學件亦可包括透鏡（或多個透鏡），其可將來自光引導裝置之光聚焦或以其他方式引導至像差感測偵測器。

經由本揭示之特徵之實施，可避免對用以判定可需要額外製造（亦即，製造步驟）之多個影像之間是否存在像差之顯示資訊之專用源之需求。此外，本文中所揭示之特徵可實現像差分析及校正，同時減小或消除顯示器與像差感測路徑之間的干擾。如本文中所揭示，收集光學件可整合至透鏡組合件及/或顯示系統之框架中，且因此可具有相對較小的形狀因素。因此，本文中所揭示之收集光學件可在不使用顯示資訊之額外專用源的情況下判定後置安裝顯示系統中之影像當中之色散。

本文中所描述之顯示系統（例如，基於AR之頭戴式裝置（HMD）或眼鏡）可具有分別包括第一波導及第二波導之透鏡組合件。另外，第一顯示光及第二顯示光可各自與影像相關聯，當影像顯示於顯示系統之人眼窗口上時影像可由顯示系統之使用者觀看。第一及第二波導可各自包括複數個光柵，顯示光可依序經由該複數個光柵傳播。

本文中所描述之複數個光柵可與基於體積布拉格光柵（VBG）之波導顯示裝置相關聯。如本文中所使用，體積布拉格光柵（VBG）可指可展現折射率之週期性變化（例如，使用體積布拉格光柵（VBG））之實質上及/或完全透明的光學裝置或組件。如在以下範例中進一步所論述，一或多個體積布拉格光柵（VBG）可經設置或整合於顯示系統之波導組件內。如本文中所使用，波導可為在一或多個方向上傳播多種信號（例如，光信號、電磁波、聲波等）之任何光學結構。採用物理原理，可使用任何數目個波導或類似組件來引導包含於此類信號中之資訊。

如本文中所使用，「未使用的」光可包括可傳播至波導組態及/或在波導組態內傳播但不從波導組態傳播或不傳播至波導組態之外以供頭戴式裝置（HMD）之使用者或穿戴者觀看目的的任何光。此外，如本文中所使用，「像差」可指與供使用者觀看之影像之投影相關聯的任何問題（例如，次佳或次標準態樣）。在大多數情況下，此類像差可指與由顯示裝置提供以供使用者觀看之第一影像及第二影像相關聯的問題，其中使用者對第一及第二影像之感知似乎自身或相對於彼此未合併、移位、偏移、旋轉或變形，或展現需要校正以供使用者適當觀看之其他特性。此外，「像差感測」可指偵測顯示裝置中之與此類像差相關聯之任何存在、或事件或變化。

圖1說明根據範例之包括近眼顯示器之人工實境系統環境100的方塊圖。如本文中所使用，「近眼顯示器」可指可緊靠著使用者之眼睛之裝置（例如，光學裝置）。如本文中所使用，「人工實境」可指「元宇宙」或真實及虛擬元件之環境之態樣等等，且可包括與虛擬實境（VR）、擴增實境（AR）及/或混合實境（MR）相關聯之技術之使用。如本文中所使用，「使用者」可指「近眼顯示器」之使用者或穿戴者。

如圖1中所展示，人工實境系統環境100可包括近眼顯示器120、視情況選用的外部成像裝置150及視情況選用的輸入/輸出介面140，其中各者可耦接至控制台110。在一些情況下，由於控制台110之功能可整合於近眼顯示器120中，因此控制台110可為視情況選用的。在一些範例中，近眼顯示器120可為向使用者呈現內容之頭戴式顯示器（HMD）。

在一些情況下，對於近眼顯示器系統，通常可需要擴展人眼窗口、降低顯示混濁度、改善影像品質（例如，解析度及對比度）、減小實體大小、提高功率效率及增加或擴展視野（field of view；FOV）。如本文中所使用，「視野」（FOV）可指如由使用者所見之影像之角度範圍，其典型地以如由一隻眼睛（對於單目HMD）或兩隻眼睛（對於雙目HMD）所觀測的度為單位來量測。此外，如本文中所使用，「人眼窗口」可為可安置於使用者之眼睛之前方的二維眶中，從其可觀看來自影像源之顯示影像。

在一些範例中，在近眼顯示器系統中，來自周圍環境之光可橫穿波導顯示器之「透視」區（例如，透明基板），以達至使用者之眼睛。舉例而言，在近眼顯示器系統中，所投影影像之光可耦合至波導之透明基板中，在波導內傳播，且在一或多個方位處耦合或引導至波導之外，以複製出射光瞳且擴展人眼窗口。

在一些範例中，近眼顯示器120可包括可剛性地或非剛性地彼此耦接之一或多個剛體。在一些範例中，剛體之間的剛性耦接可使得所耦接剛體充當單一剛性實體，而在其他範例中，剛體之間的非剛性耦接可允許剛體相對於彼此移動。

在一些範例中，近眼顯示器120可以任何合適之形狀因素來實施，包括HMD、一對眼鏡或其他類似穿戴式眼鏡或裝置。下文關於圖2及3進一步描述近眼顯示器120之範例。另外，在一些範例中，本文中所描述之功能性可用於可組合近眼顯示器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）之HMD或頭戴裝置中。因此，在一些範例中，近眼顯示器120可用經產生的及/或經交疊數位內容（例如，影像、視訊、聲音等）來增強近眼顯示器120外部之實體、真實世界環境的影像，以向使用者呈現擴增實境。

在一些範例中，近眼顯示器120可包括任何數目個顯示電子件122、顯示光學件124及眼睛追蹤單元130。在一些範例中，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。在一些範例中，近眼顯示器120可省略眼睛追蹤單元130、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（IMU）132中之任一者，或可包括額外元件。

在一些範例中，顯示電子件122可根據從例如視情況選用的控制台110接收到之資料向使用者顯示影像或促進向使用者顯示影像。在一些範例中，顯示電子件122可包括一或多個顯示面板。在一些範例中，顯示電子件122可包括任何數目個像素以發射諸如紅色、綠色、藍色、白色或黃色之主要顏色的光。在一些範例中，顯示電子件122可例如使用由二維面板產生之立體效應來顯示三維（three-dimensional；3D）影像，以產生對影像深度之主觀感知。

在一些範例中，顯示光學件124可光學地顯示影像內容（例如，使用光波導及/或耦接器），或放大從顯示電子件122接收到之影像光，校正與影像光相關聯之光學誤差，及/或向近眼顯示器120之使用者呈現經校正之影像光。在一些範例中，顯示光學件124可包括單一光學元件或各種光學元件之任何數目個組合以及機械耦接器，以維持組合中之光學元件之相對間隔及位向。在一些範例中，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、過濾塗層及/或不同光學塗層之組合。

在一些範例中，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。二維誤差之範例可包括桶形失真、枕形失真、縱向色像差及/或橫向色像差。三維誤差之範例可包括球面像差、色像差場曲率及像散（astigmatism）。

在一些範例中，一或多個定位器126可為相對於彼此且相對於近眼顯示器120上之參考點位於特定位置中之物件。在一些範例中，視情況選用的控制台110可識別由視情況選用的外部成像裝置150擷取之影像中的一或多個定位器126，以判定人工實境頭戴裝置之位置、位向或兩者。一或多個定位器126可各自為發光二極體（light-emitting diode；LED）、角隅反射器、反射標記、與近眼顯示器120操作之環境形成對比之一種類型的光源或其任何組合。

在一些範例中，外部成像裝置150可包括一或多個相機、一或多個視訊相機、能夠擷取包括一或多個定位器126之影像的任何其他裝置，或其任何組合。視情況選用的外部成像裝置150可經組態以在視情況選用的外部成像裝置150之視野中偵測從一或多個定位器126發射或反射之光。

在一些範例中，一或多個位置感測器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。一或多個位置感測器128之範例可包括任何數目個加速計、回轉儀、磁力計及/或其他運動偵測或誤差校正感測器或其任何組合。

在一些範例中，慣性量測單元（IMU）132可為基於從一或多個位置感測器128接收到之量測信號產生快速校準資料之電子裝置。一或多個位置感測器128可位於慣性量測單元（IMU）132外部、慣性量測單元（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，慣性量測單元（IMU）132可產生快速校準資料，該快速校準資料指示近眼顯示器120之可相對於近眼顯示器120之初始位置的經估計位置。舉例而言，慣性量測單元（IMU）132可隨時間推移對從加速計接收到之量測信號進行整合以估計速度向量，且隨時間推移對速度向量進行整合以判定近眼顯示器120上之參考點的經估計位置。替代地，慣性量測單元（IMU）132可將經取樣量測信號提供至視情況選用的控制台110，從而可判定快速校準資料。

眼睛追蹤單元130可包括一或多個眼睛追蹤系統。如本文中所使用，「眼睛追蹤」可指判定眼睛之位置或相對位置，包括使用者之眼睛之位向、方位及/或凝視。在一些範例中，眼睛追蹤系統可包括擷取眼睛之一或多個影像之成像系統，且可視情況包括可產生經引導至眼睛之光之光發射器，使得由眼睛反射之光可由成像系統擷取。在其他範例中，眼睛追蹤單元130可擷取由微型雷達單元發射之經反射無線電波。與眼睛相關聯之此等資料可用於判定或預測眼睛位置、位向、移動、方位及/或凝視。

在一些範例中，近眼顯示器120可使用眼睛之位向以引入深度提示（例如，使用者之主要視線外部之模糊影像），收集關於虛擬實境（VR）媒體中之使用者互動的啟發（例如，隨經曝光刺激而變之花費在任一特定個體、物件或框架上之時間）、部分地基於使用者之眼睛中之至少一者的位向之一些其他功能或其任何組合。在一些範例中，因為可針對使用者之兩個眼睛判定位向，故眼睛追蹤單元130可能夠判定使用者正看向哪裏或預測任何使用者模式等。

在一些範例中，輸入/輸出介面140可為允許使用者將動作請求發送至視情況選用的控制台110之裝置。如本文中所使用，「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。範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視情況選用的控制台110的任何其他合適裝置。在一些範例中，由輸入/輸出介面140接收到之動作請求可經傳達至視情況選用的控制台110，從而可執行對應於經請求動作之動作。

在一些範例中，視情況選用的控制台110可根據從外部成像裝置150、近眼顯示器120及輸入/輸出介面140中之一或多者接收到之資訊將內容提供至近眼顯示器120以呈現給使用者。舉例而言，在圖1中所顯示之範例中，視情況選用的控制台110可包括應用程式商店112、頭戴裝置追蹤模組114、虛擬實境引擎116及眼睛追蹤模組118。相比於結合圖1所描述之模組，視情況選用的控制台110之一些範例可包括不同或額外模組。下文進一步所描述之功能可以與此處所描述之方式不同的方式分佈在視情況選用的控制台110之組件當中。

在一些範例中，視情況選用的控制台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取儲存媒體。處理器可包括並行地執行指令之多個處理單元。非暫時性電腦可讀取儲存媒體可為諸如硬碟機、可移除式記憶體或固態硬碟（例如，快閃記憶體或動態隨機存取記憶體（dynamic random access memory；DRAM））之任何記憶體。在一些範例中，結合圖1描述之視情況選用的控制台110之模組可經編碼為非暫時性電腦可讀取儲存媒體中之指令，該等指令在由處理器執行時使得該處理器執行下文進一步所描述之功能。應瞭解，可或可不需要視情況選用的控制台110，或視情況選用的控制台110可與近眼顯示器120整合或分離。

在一些範例中，應用程式商店112可儲存用於供視情況選用的控制台110執行之一或多個應用程式。應用程式可包括在由處理器執行時產生內容以呈現給使用者之一組指令。應用程式之範例可包括遊戲應用程式、會議應用程式、視訊回放應用程式或其他合適應用程式。

在一些範例中，頭戴裝置追蹤模組114可使用來自外部成像裝置150之緩慢校準資訊來追蹤近眼顯示器120之移動。舉例而言，頭戴裝置追蹤模組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。另外，在一些範例中，追蹤模組追蹤模組114可使用快速校準資訊、緩慢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。在一些範例中，頭戴裝置追蹤模組114可將近眼顯示器120之經估計或經預測未來位置提供至虛擬實境引擎116。

在一些範例中，虛擬實境引擎116可執行人工實境系統環境100內之應用程式，且從頭戴裝置追蹤模組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。在一些範例中，虛擬實境引擎116亦可從眼睛追蹤模組118接收經估計眼睛位置及位向資訊。基於所接收資訊，虛擬實境引擎116可判定要提供至近眼顯示器120以呈現給使用者之內容。

在一些範例中，眼睛追蹤模組118可從眼睛追蹤單元130接收眼睛追蹤資料，且基於眼睛追蹤資料判定使用者之眼睛之位置。在一些範例中，眼睛之位置可包括眼睛相對於近眼顯示器120或其任何元件之位向、方位或兩者。因此，在此等範例中，因為眼睛之旋轉軸線隨眼睛在其眼窩中之方位而變，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位向。

在一些範例中，可調整顯示系統之投影儀之方位以實現任何數目個設計修改。舉例而言，在一些情況下，投影儀可位於觀看者之眼睛之前方（亦即，「前置安裝」佈局）。在前置安裝佈局中，在一些範例中，顯示系統之投影儀可位於遠離使用者之眼睛（亦即，「世界側」）。在一些範例中，頭戴式顯示器（HMD）裝置可利用前置安裝佈局以將光朝向使用者之眼睛傳播以投影影像。

圖2說明根據範例之呈頭戴式顯示器（HMD）裝置200之形式的近眼顯示器之透視圖。在一些範例中，HMD裝置200可為虛擬實境（VR）系統、擴增實境（AR）系統、混合實境（MR）系統、使用顯示器或穿戴式裝置之另一系統或其任何組合之一部分。在一些範例中，HMD裝置200可包括主體220及頭部條帶230。圖2展示透視圖中之主體220之底側223、前側225及左側227。在一些範例中，頭部條帶230可具有可調整或可延伸長度。特定而言，在一些範例中，在HMD裝置200之主體220與頭部條帶230之間可存在足夠的空間，以允許使用者將HMD裝置200安裝至使用者的頭部上。在一些範例中，HMD裝置200可包括額外、較少及/或不同組件。

在一些範例中，HMD裝置200可向使用者呈現包括具有電腦產生之元素之實體、真實世界環境的虛擬及/或增強視圖之媒體或其他數位內容。由HMD裝置200呈現之媒體或數位內容之範例可包括影像（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。在一些範例中，影像及視訊可由經圍封在HMD裝置200之主體220中之一或多個顯示組合件（圖2中未示）呈現給使用者的各眼睛。

在一些範例中，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/或眼睛追蹤感測器。此等感測器中之一些可出於感測目的使用任何數目個結構化或非結構化光圖案。在一些範例中，HMD裝置200可包括用於與控制台110通信之輸入/輸出介面140，如關於圖1所描述。在一些範例中，HMD裝置200可包括虛擬實境引擎（圖中未示），但類似於關於圖1所描述之虛擬實境引擎116，其可在HMD裝置200內執行應用程式，且從各種感測器接收HMD裝置200之深度資訊、位置資訊、加速度資訊、速度資訊、經預測未來位置或其任何組合。

在一些範例中，由虛擬實境引擎116接收到之資訊可用於產生至一或多個顯示組合件之信號（例如，顯示指令）。在一些範例中，HMD裝置200可包括定位器（圖中未示），但類似於圖1中所描述之虛擬定位器126，其可相對於彼此且相對於參考點位於HMD裝置200之主體220上之固定位置中。定位器中之各者可發射可由外部成像裝置偵測之光。此對於頭部追蹤或其他移動/定向之目的可能有用。應瞭解，除了此類定位器之外或代替此類定位器，亦可使用其他元件或組件。

應瞭解，在一些範例中，安裝於顯示系統中之投影儀可置放成靠近及/或更接近於使用者之眼睛（亦即，「眼睛側」）。在一些範例中，且如本文中所論述，用於形狀像眼鏡之顯示系統之投影儀可安裝或定位於眼鏡之鏡腿中（亦即，透鏡側之頂部遠角）。應瞭解，在一些情況下，利用後置安裝之投影儀佈局可幫助減小顯示系統所需之任何所需外殼的大小或體積，此亦可促使顯著改善使用者的使用者體驗。

圖3為根據範例之呈一對眼鏡（或其他類似眼鏡）之形式的近眼顯示器300之透視圖。在一些範例中，近眼顯示器300可為圖1之近眼顯示器120的特定實施，且可經組態以操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。

在一些範例中，近眼顯示器300可包括框架305及顯示器310。在一些範例中，顯示器310可經組態以向使用者呈現媒體或其他內容。在一些範例中，顯示器310可包括類似於關於圖1至2所描述之組件的顯示電子件及/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可包括液晶顯示器（liquid crystal display；LCD）顯示面板、發光二極體（LED）顯示面板或光學顯示面板（例如，波導顯示組合件）。在一些範例中，顯示器310亦可包括任何數目個光學組件，諸如波導、光柵、透鏡、鏡面等。

在一些範例中，近眼顯示器300可進一步包括框架305上或內之各種感測器350A、350B、350C、350D及350E。在一些範例中，各種感測器350A至350E可包括任何數目個深度感測器、運動感測器、位置感測器、慣性感測器及/或環境光感測器，如所展示。在一些範例中，各種感測器350A至350E可包括任何數目個影像感測器，該等影像感測器經組態以產生表示在一或多個不同方向上之不同視野之影像資料。在一些範例中，各種感測器350A至350E可用作輸入裝置，以控制或影響近眼顯示器300之經顯示內容，及/或將互動式虛擬實境（VR）、擴增實境（AR）及/或混合實境（MR）體驗提供至近眼顯示器300之使用者。在一些範例中，各種感測器350A至350E亦可用於立體成像或其他類似應用程式。

在一些範例中，近眼顯示器300可進一步包括將光投影至實體環境中之一或多個照明器330。所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。在一些範例中，一或多個照明器330可用作定位器，諸如上文關於圖1至2所描述之一或多個定位器126。

在一些範例中，近眼顯示器300亦可包括相機340或其他影像擷取單元。相機340例如可擷取視野中之實體環境之影像。在一些情況下，經擷取影像可例如由虛擬實境引擎（例如，圖1之虛擬實境引擎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之實體物件，且經處理影像可藉由顯示器310顯示給使用者以用於擴增實境（AR）及/或混合實境（MR）應用程式。

圖4說明根據範例之近眼顯示系統中之光學系統400的示意圖。在一些範例中，光學系統400可包括影像源410及任何數目個投影儀光學件420（其可包括具有如本文中所論述之光柵之波導）。在圖4中所展示之實例中，影像源410可定位於投影儀光學件420前方，且可朝向投影儀光學件420投影光。在一些範例中，影像源410可位於使用者之眼睛490之視野（FOV）外部。在此情況下，投影儀光學件420可包括一或多個反射器、折射器或定向耦合器，該一或多個反射器、折射器或定向耦合器可使來自在使用者之眼睛490之視野（FOV）外部的影像源410之光偏轉，以使影像源410似乎在使用者之眼睛490前方。來自影像源410上之區域（例如，像素或發光裝置）之光可由投影儀光學件420準直及引導至出射光瞳430。因此，在不同視角（亦即，視野（FOV））下，影像源410上之不同空間方位處之物件可似乎為遠離使用者之眼睛490之物件。來自不同視角之準直光接著可由使用者之眼睛490的晶狀體聚焦至使用者之眼睛490之視網膜492上的不同方位上。舉例而言，光之至少一些部分可聚焦於視網膜492上之中央窩494上。來自影像源410上之區域且從同一方向入射於使用者之眼睛490上的準直光線可聚焦至視網膜492上之同一方位上。因此，影像源410之單個影像可形成於視網膜492上。

在一些情況下，使用人工實境系統之使用者體驗可取決於光學系統之若干特性，包括視野（FOV）、影像品質（例如，角解析度）、人眼窗口之大小（適應眼睛及頭部移動），及人眼窗口內之光之亮度（或對比度）。此外，在一些範例中，為了建立完全沉浸式視覺環境，可能需要較大視野（FOV），因為較大視野（FOV）（例如，大於約60°）可提供「處於」影像「中」之感覺，而非僅僅觀看影像。在一些情況下，較小視野亦可能排除一些重要視覺資訊。舉例而言，具有較小視野（FOV）之頭戴式顯示器（HMD）系統可使用手勢介面，但使用者可能不容易在較小視野（FOV）中看到他們的手來確保他們正使用正確的運動或移動。另一方面，較寬視野可能需要較大顯示器或光學系統，其可影響頭戴式顯示器（HMD）自身之大小、重量、成本及/或舒適度。

在一些範例中，波導可用於將光耦合至顯示系統中及/或之外。特定而言，在一些範例中且如下文進一步描述，經投影影像之光可使用任何數目個反射或繞射光學元件（諸如光柵）經耦合至波導中或之外。舉例而言，如下文進一步描述，一或多個體積布拉格光柵（VBG）可用於基於波導的後置安裝顯示系統（例如，一對眼鏡或類似眼鏡）中。

在一些範例中，一或多個體積布拉格光柵（VBG）（或同一光柵之兩個部分）可用於將顯示光從投影儀繞射至使用者之眼睛。此外，在一些範例中，一或多個體積布拉格光柵（VBG）亦可幫助補償由彼此引起之顯示光之任何色散，以減少基於波導之顯示系統中之整體色散。

圖5繪示根據範例之波導500之圖式。在一些範例中，波導500可包括複數個層，諸如至少一個基板501及至少一個光聚合物層502。在一些範例中，基板501可由聚合物或玻璃材料構成。在一些範例中，光聚合物層502可為透明的或「透視的」，且可包括任何數量的感光材料（例如，光熱折射玻璃）或其他類似材料。

在一些範例中，至少一個基板501及至少一個光聚合物層502可光學地接合（例如，膠合在彼此之頂部上）以形成波導500。在一些範例中，基板501可在任何位置處具有約0.1至1.0毫米（mm）之間或其他厚度範圍的厚度。在一些範例中，光聚合物層502可為在任何位置處具有約10至800微米（µm）之間或其他範圍之厚度的膜層。

在一些範例中，一或多個體積布拉格光柵（VBG）可設置在（或曝光至）光聚合物層502中。亦即，在一些範例中，一或多個體積布拉格光柵可藉由將干擾圖案503產生至光聚合物層502中而曝光。在一些範例中，干擾圖案503可藉由疊置兩個雷射以產生空間調變而產生，該空間調變可在光聚合物層502中及/或貫穿該光聚合物層產生干擾圖案503。在一些範例中，干擾圖案503可為正弦圖案。此外，在一些範例中，干擾圖案503可經由化學、光學、機械或其他類似製程而變得持久。

藉由將干擾圖案503曝光於光聚合物層502中，例如可更改光聚合物層502之折射率，且體積布拉格光柵可設置在光聚合物層502中。實際上，在一些範例中，複數個體積布拉格光柵或一或多組體積布拉格光柵可曝光於光聚合物層502中。應瞭解，此技術可稱作「多工」。亦應瞭解，亦可提供用以在光聚合物層502中或上提供體積布拉格光柵（VBG）之其他各種技術。

圖6說明根據範例之包括體積布拉格光柵（VBG）之配置的波導組態600之圖式。在一些範例中，波導組態600可用於類似於圖3之近眼顯示系統300的顯示系統中。如所顯示，波導組態600可包括輸入體積布拉格光柵（VBG）602（「輸入光柵」或「IG」）、第一中間體積布拉格光柵（VBG）604（「第一中間光柵」或「MG1」）、第二中間體積布拉格光柵（VBG）606（「第二中間光柵」或「MG2」）及輸出體積布拉格光柵（VBG）608（「輸出光柵」或「OG」）。

在一些範例中，顯示系統之投影儀612可將顯示光614傳輸至波導組態600中之體積布拉格光柵（VBG）602至608的配置。如所展示，投影儀612可將顯示光614輸出至輸入光柵602。輸入光柵602可包括可將從投影儀612接收到之顯示光614傳播至第一中間光柵604之光柵組態。第一中間光柵604可包括可將所接收顯示光614傳播至第二中間光柵606之光柵組態。第二中間光柵606可包括可將顯示光614傳播至輸出光柵608之光柵組態。輸出光柵608可包括可將所接收顯示光614傳播至人眼窗口616或使用者之眼睛（圖中未示）之光柵組態。顯示光614可與影像618相關聯，該影像可在人眼窗口616上顯示或使用者可以其他方式看到影像618。

輸入光柵602、第一中間光柵604、第二中間光柵606及輸出光柵608中之各者可包括使所接收光傳播（例如，折射、繞射及/或反射）至如由箭頭610所展示之某些方向的光柵組態。應理解，圖6中所描繪之箭頭610可表示複數個光線，該複數個光線可例如隨著光線從輸入光柵602、第一中間光柵604、第二中間光柵606及輸出光柵608傳播而擴展。

如上文所論述，波導組態600可包括任何數目個可曝光至「透視」光聚合物材料中之任何數目個體積布拉格光柵（VBG）。以此方式，整個波導組態600可相對透明，使得使用者可透視波導組態600之另一側。同時，具有體積布拉格光柵602至608之配置之波導組態600可（除了其他以外）從投影儀612接收經傳播之顯示光614，且可使經傳播之顯示光614在使用者之眼睛前方顯示為影像618以供觀看。舉例而言，波導組態600可使對應於顯示光614之影像618顯示在人眼窗口616上。以此方式，任何數目個擴增實境（AR）及/或混合實境（MR）環境可提供至使用者且由使用者體驗。

在一些範例中，輸入光柵602及輸出光柵608可具有相對於彼此相同的光柵向量。另外，第一中間光柵604及第二中間光柵606可具有相對於彼此相同的光柵向量。因此，可抵消經由輸入光柵602、第一中間光柵604、第二中間光柵606及輸出光柵608傳播之光色散。為了併入預期範圍之視野及光譜，光柵602至608中之各者可含有多工光柵間距以支援預期範圍之視野及光譜。

圖7A及7B分別說明根據範例之具有像差感測偵測器之呈穿戴式眼鏡（例如，眼鏡）的形狀之顯示系統700之後置安裝配置的圖式。在一些範例中，顯示系統700可包括安裝於框架703上之第一透鏡組合件702及第二透鏡組合件704。如所展示，橋接器705可耦接第一透鏡組合件702及第二透鏡組合件704。透鏡組合件702、704中之各者可包括等效於圖6中所描繪之波導組態600的波導組態。舉例而言，第一透鏡組合件702可包括波導組態706，該波導組態可包括輸入光柵708、第一中間光柵710、第二中間光柵712及輸出光柵714。儘管未展示，但第一透鏡組合件702可包括定位於輸出光柵714後方之人眼窗口616。舉例而言，波導組態706可形成於第一光聚合物層中，且人眼窗口616可形成於鄰近第一光聚合物層之第二光聚合物層中。

另外，第二透鏡組合件704可包括波導組態720，該波導組態可包括輸入光柵722、第一中間光柵724、第二中間光柵726及輸出光柵728。第二透鏡組合件704亦可包括定位於輸出光柵728後方之人眼窗口616。舉例而言，波導組態720可形成於第一光聚合物層中，且人眼窗口616可形成於鄰近第一光聚合物層之第二光聚合物層中。

如圖7A及7B中所展示，顯示系統700可包括當顯示系統700相對於使用者之眼睛定位時可緊鄰使用者之右鏡腿定位的第一鏡腿730。顯示系統700亦可包括當顯示系統700相對於使用者之眼睛定位時可緊鄰使用者之左鏡腿定位的第二鏡腿732。第一鏡腿730及第二鏡腿732可各自鉸接連接至框架703。第一投影儀734可定位於第一鏡腿730附近或其上，且第二投影儀736可安置在第二鏡腿732附近或其上。舉例而言，第一投影儀734可安裝在右鏡腿730之內部側，且第二投影儀736可安裝在左鏡腿732之內部側。第一投影儀734及第二投影儀736中之各者可類似於圖6中所描繪之光源612（例如，投影儀612）。在此方面，第一投影儀734可經定位且經組態以將來自第一投影儀734之顯示光738引導至輸入光柵708中，使得對應於第一影像之顯示光738可經由光柵708至714傳播以顯示在例如第一透鏡組合件702的人眼窗口上。同樣地，第二投影儀736可經定位且經組態以將顯示光740引導至輸入光柵722中，使得對應於第二影像之顯示光740可經由光柵722至728傳播以顯示在例如第二透鏡組合件704之人眼窗口上。

在圖7A及7B中所展示之範例中，第一投影儀734及第二投影儀736經「後置安裝」以分別位於第一波導組態706及第二波導組態720之後方（亦即，更靠近使用者之眼睛且遠離所顯示影像）。在其他範例中，第一投影儀734及第二投影儀736可經「後置安裝」以分別位於第一波導組態706及第二波導組態720之前方（亦即，遠離使用者之眼睛且朝向所顯示影像）。

在一些範例中，第一透鏡組合件702及第二透鏡組合件704可分別呈現第一影像及第二影像以當穿戴顯示系統700時由使用者之各別眼睛觀看以產生同步「雙目」觀看。亦即，在一些範例中，由第一透鏡組合件702投影之第一影像及投影在第二透鏡組合件704上之第二影像可均勻地且對稱地「合併」以針對顯示系統700的使用者產生雙目視覺效應。

如本文中所論述，經由第一透鏡組合件702觀看之第一影像與經由第二透鏡組合件704觀看之第二影像之間可存在像差。像差可由投影儀734、736與波導706、720之間的未對準、製造容許界限內之誤差及/或類似者引起。像差可引起經由第一透鏡組合件702及第二透鏡組合件704觀看之未合併及/或移位影像。當此出現時，穿戴顯示系統700（例如，眼鏡）之使用者除了其他以外可體驗較差視覺敏感度及顯著視覺不適，此可引起眩暈、眼睛疲勞或其他副作用。

應瞭解，此類像差可為各種類型中之任一者。範例可包括任何數目個移位、失真，或未經對準/未經合併之影像。在一些範例中，諸如未對準之像差可存在於顯示投影組合件之一或多個投影儀與顯示投影組合件或顯示系統中之一或多個波導組態之間。在此等範例中，一或多個投影儀可相對於彼此靜止。在其他範例中，未對準可存在於顯示投影組合件或顯示系統之一或多個透鏡或顯示面板之間，其中一或多個投影儀可相對於彼此未對準。在其他範例中，由於包括於顯示投影組合件或顯示系統中之波導組態之低階變形可存在例如未對準之像差。可由於未對準而產生之其他問題可包括位向問題，諸如「傾斜」及「翻轉」。此等問題可包括但可不限於任何偏移、旋轉、移位、失真或需要校正以供使用者恰當觀看之其他感知像差特性。此外，應瞭解，在一些情況下，主動偵測及校正可能對於實現顯示系統之後置安裝配置為必不可少的。

如圖7A及7B中所繪示，使用者可觀看可已經由顯示系統700之波導706、720傳播及從其傳播出之顯示光738、740。在其中波導706、720可包括第一組體積布拉格光柵（VBG）及第二組體積布拉格光柵（VBG）之範例中，可穿過第一組體積布拉格光柵（VBG）（亦即，由其繞射）之顯示光中之一些可不穿過第二組體積布拉格光柵（VBG）（亦即，由其繞射）。換言之，可需要可穿過第一組體積布拉格光柵（VBG）及第二組體積布拉格光柵（VBG）之顯示光中之一些滿足第一組體積布拉格光柵（VBG）及第二組體積布拉格光柵（VBG）的布拉格條件。然而，對於第一組體積布拉格光柵（VBG）中之一或多者可存在可不滿足布拉格條件之顯示光，且第二組體積布拉格光柵（VBG）可保持未使用。當顯示光不經引導以供使用者觀看時，顯示光可視為未使用。

參考圖8，根據範例顯示與針對一個固定波長之光柵之配置相關聯的各種繞射之表示800。在此範例中，與x軸相關聯的單位及與y軸相關聯的單位可為度。在此範例中，第一垂直線可對應於光柵（例如，輸入耦合光柵）之第一配置，且水平線可對應於光柵（例如，中間光柵）之第二配置。在此範例中，光柵之第一配置及光柵之第二配置可包括在波導（例如，波導706、720）中，且可採用不同光柵結構。

在此範例中，滿足光柵之第一配置及光柵之第二配置兩者的布拉格條件之光可由垂直線與水平線之交叉點表示（亦即，滿足兩個布拉格條件）。在一些情況下，此可表示可「使用過的」光。此外，在此範例中，可表示在兩個交叉點之間的線上之光可不穿過且離開波導（亦即，「未使用的」光）。另外，在此範例中，可表示為不在線上（亦即，在垂直線與水平線之間）之光亦可不穿過且離開波導（亦即，「未使用的」光）。因此，在其中投影儀（例如，發光二極體（LED）投影儀）可提供寬頻光源之情況下，與寬頻光源相關聯之各波長可以類似方式具有使用過的及未使用的光。

返回參考圖7A及7B，未使用的光750可在朝向橋接器705之方向上經引導至第一波導706之輸出光柵714之外。類似地，未使用的光752可朝向橋接器705經引導至第二波導720之輸出光柵728之外。另外或替代地，未使用的光750、752可經引導之第一及第二波導706、720中之光柵之其他者之外。在一些情況下，未使用的光750、752可為經由第一及第二波導706、720傳播顯示光之副產物。在其他情況下，可製造第一及第二波導706、720以朝向橋接器705引導未使用的光750、752。

在一些範例中，由顯示系統700中之投影儀734、736投影之大量光可未使用。另外，因為未使用的光750、752可包括與使用者可觀看之已使用的光相同的視野（FOV）資訊，故未使用的光750、752可用於像差判定及校正。藉由利用未使用的光750、752，可避免對可需要額外製造（亦即，製造步驟）之顯示資訊之專用源的需求。此外，在一些範例中，將未使用的光750、752用於像差分析及校正可減小或消除顯示路徑與像差感測路徑之間的干擾。

在一些範例中，第一及第二像差感測埠754、756可經定位以從各別波導706、720接收未使用的顯示光750、752。特定而言，在一些範例中且如以下進一步論述，像差感測埠754、756可關於波導706、720經定位以使能夠接受傳播至波導706、720及/或該等波導內之未使用的顯示光750、752。

第一像差感測埠754可位於框架703之橋接器705附近。在一些範例中，第一像差感測埠754可經組態（例如，經定位）以接收可從第一投影儀734傳播之未使用的光750。因此，在一些範例中，第一像差感測埠754可接收可經由輸入體積布拉格光柵（VBG）708但不經由第一中間體積布拉格光柵（VBG）710及第二中間體積布拉格光柵（VBG）712傳播之（未使用的）光。在其他範例中，第一像差感測埠754可接收可經由輸入體積布拉格光柵（VBG）708及經由第一中間體積布拉格光柵（VBG）710但不經由第二中間體積布拉格光柵（VBG）712傳播之（未使用的）光。

在一些範例中，第一像差感測埠754及第二像差感測埠756可經設計為可包括一或多個體積布拉格光柵（VBG）之波導組態。此外，在一些範例中，第一像差感測埠754及第二像差感測埠756可物理地及/或功能上以此方式耦接以便作為一個元件操作。

在一些範例中，第二像差感測埠756可位於橋接器705附近。在一些範例中，第二像差感測埠756可經組態（例如，經定位）以接收可從第二投影儀736傳播之未使用的光。因此，在一些範例中，第二像差感測埠756可接收可經由輸入體積布拉格光柵（VBG）722但不經由第一中間體積布拉格光柵（VBG）724及第二中間體積布拉格光柵（VBG）726傳播之（未使用的）光。在其他範例中，第二像差感測埠756可接收可經由輸入體積布拉格光柵（VBG）722及經由第一中間體積布拉格光柵（VBG）724但不經由第二中間體積布拉格光柵（VBG）726傳播之（未使用的）光。

在一些範例中，第一像差感測埠754可從第一投影儀734接收未使用的光，且第二像差感測埠756可從第二投影儀736接收未使用的光，且可將未使用的光從此等源引導至收集光學件760。收集光學件760可將未使用的光引導至像差感測偵測器762，如本文中更詳細地所論述。因此，在一些範例中，第一像差感測埠754及第二像差感測埠756可經組態以接收未使用的光且將其提供（例如，「輸送」或「引導」）至收集光學件760。

在一些範例中，第一及第二像差感測埠754、756可將未使用的顯示光750、752傳遞至顯示系統700之各種元件。舉例而言，且如本文中更詳細地所論述，像差感測埠754、756可將未使用的顯示光750、752傳遞至可將未使用的顯示光750、752引導至像差感測偵測器762之收集光學件760。同樣如本文中所論述，像差感測偵測器762可偵測所接收未使用的顯示光750、752，其中由像差感測偵測器762偵測之顯示光可用於判定第一顯示光738及第二顯示光740中是否存在像差。若發現，則可採用校正性量測以減小或移除像差。像差感測偵測器762之範例可包括可用於偵測經傳播之光之各種態樣的光探測器、影像感測器及/或類似者。

在一些範例中，像差感測偵測器762可位於像差感測埠754、756中之任一者或兩者後方。此外，在一些範例中，像差感測埠754、756中之各者可位於波導板表面附近。因此，在一個範例中，第一像差感測埠754可位於第一透鏡組合件702之人眼窗口616附近。在另一範例中，第一像差感測埠754可位於輸出體積布拉格光柵（VBG）714上方。特定而言，在一些範例中，第一像差感測埠754可位於輸出體積布拉格光柵（VBG）714上方之2毫米（mm）與10毫米（mm）之間。

應瞭解，第一及第二像差感測埠754、756之方位可包括可獲得任何未使用的光之任何位置，任何未使用的光可含有與可由使用者觀看之光（亦即，使用過的）相同之視野（FOV）資訊。在一些範例中，第一及第二像差感測埠754、756可各自經定位以確保接收可足以供像差感測偵測器762分析及/或校正像差之未使用的光之量。在一個範例中，第一及第二像差感測埠754、756可經定位以確保接收未使用的光之最大量。應瞭解，除了接收未使用的光之量之外，像差感測埠754、756之方位亦可基於其他準則，諸如與顯示系統700相關聯之使用者體驗及該顯示系統之重量以及美觀性。

根據範例，第一及第二像差感測埠754、756可各自為各別波導706、720中之光柵。舉例而言，第一及第二像差感測埠754、756中之各者可形成為波導706、720中之體積布拉格光柵（VBG），以朝向收集光學件760折射、繞射、反射及/或類似者分別所接收未使用的顯示光750、752。像差感測埠754、756因此可經圖案化至第一及第二透鏡組合件702、704之層中。在其他範例中，像差感測埠754、756可為反射器、鏡面、稜鏡、光柵或其組合及/或其他類似元件或組件。在一些範例中，第一像差感測埠754及第二像差感測埠754中之各者可類似於輸入體積布拉格光柵（VBG）708、722及/或輸出體積布拉格光柵（VBG）714、728而經設計。

圖9A及9B分別描繪根據範例之顯示系統900（例如，設備、穿戴式眼鏡等）之示意圖。顯示系統900可等效於圖7A及7B中所描繪之顯示系統700且因此可包括許多相同組件。因此，圖9A及9B中之相同參考編號等效於圖7A及7B中之參考編號。

如圖9A中所展示，顯示系統900可包括第一透鏡組合件702及第二透鏡組合件704。第一透鏡組合件702描繪為包括第一波導706及第一投影儀734。第二透鏡組合件704描繪為包括第二波導720及第二投影儀736。第一投影儀734可例如經由透鏡輸出第一顯示光738且將該第一顯示光輸出至第一波導706中。第二投影儀736可例如經由透鏡輸出第二顯示光740且將該第二顯示光輸出至第二波導720中。

如本文中所論述，第一波導706及第二波導720可包括各別光柵組以引導第一顯示光738及第二顯示光740以供使用者觀看。亦如本文中所論述，第一顯示光738中之一些（例如，未使用的第一顯示光750）及第二顯示光740中之一些（例如，未使用的第二顯示光752）可經引導至收集光學件760。另外，收集光學件760可將所接收光引導至像差感測偵測器762。在一些範例中，收集光學件760可包括光引導裝置及透鏡902，其中透鏡902可將來自光引導裝置之光聚焦至像差感測偵測器762。透鏡902可為菲涅爾透鏡（Fresnel lens）、繞射平坦透鏡（例如，體積布拉格光柵、表面浮雕光柵、偏振體積全息照相及/或類似者）等。

在一些範例中，第一顯示光738及第二顯示光740可各自包括點或其他元素之影像。在此等範例中之任一者中，像差感測偵測器762可判定在像差感測偵測器762上偵測包括於第一顯示光738及第二顯示光740中之點或其他元素之方位。如圖9A中所展示，像差感測偵測器762可判定在第一方位904處偵測第一顯示光738中之第一元素。像差感測偵測器762可判定在第二方位906處偵測第二顯示光740中之第二元素。

在一些範例中，像差感測偵測器762可將所偵測方位904、906傳達至控制器910。控制器910可基於由像差感測偵測器762偵測之方位904、906而判定包含於第一顯示光738及第二顯示光740中之影像之間是否存在足夠像差。舉例而言，控制器910可判定像差是否超出預定義像差級別且可基於超出預定義像差級別之像差而判定存在足夠像差。預定義像差級別可為使用者定義的、基於測試的、基於建模的及/或類似者。

另外，在一些範例中，控制器910可判定如何校正像差，例如是否調整由第一投影儀734及第二投影儀736中之任一者或兩者輸出之顯示光。控制器910可判定校（例如，影像之偏移）正之方向及/或量值。控制器910可為基於半導體之微處理器、中央處理單元（central processing unit；CPU）、特殊應用積體電路（application specific integrated circuit；ASIC）、場可程式化閘陣列（field-programmable gate array；FPGA）及/或其他合適硬體裝置。在一些範例中，控制器910整合於顯示系統900中，而在其他範例中，控制器910與顯示系統900分離。舉例而言，控制器910可為圖1中描繪之控制台110之部分。

現轉而參考圖9B，展示其中顯示光738、740之輸出已偏移之範例。舉例而言，控制器910可使包括於顯示光738、740中之任一者或兩者之影像偏移一或多個像素，以使在方位904、906處像差感測偵測器762偵測顯示光738、740中之元素在預定義像差級別內，例如已知偏移內。另外或替代地，可藉由物理地重新定向或機械地重新對準投影儀734、736及/或顯示光738、740直至實現影像904、906之對準來校正像差。經由校正之實施，第一及第二顯示光738、740中之影像可更好地相對於彼此對準，此可減少與未對準影像相關聯之問題。

圖10A至10F分別展示根據範例之顯示系統1000（例如，設備、穿戴式眼鏡等）之部分示意圖。顯示系統1000可等效於顯示系統900且特定描繪可在顯示系統900中採用以將第一及第二顯示光738、740引導至像差感測偵測器762之各種類型之收集光學件760，例如光引導裝置及透鏡。

在圖10A所展示之範例中，收集光學件760中之光引導裝置可為稜鏡1002。稜鏡1002可經組態且經配置以將第一及第二顯示光738、740（或未使用的光750、752）引導至透鏡902。透鏡902可將第一及第二顯示光738、740（或未使用的光750、752）聚焦至像差感測偵測器762上。已用點線描繪第一顯示光738（750）以將其與第二顯示光740（752）區分開。在一些範例中，稜鏡1002之壁可為平坦的，而在其他範例中，稜鏡1002之壁可為曲面的以朝向透鏡902聚焦顯示光738、740（或未使用的光750、752）。

在圖10B所繪示之範例中，收集光學件760中之光引導裝置可為反射器1004、1006。反射器1004、1006可經組態且經配置以將第一及第二顯示光738、740（或未使用的光750、752）反射至透鏡902。透鏡902可將第一及第二顯示光738、740（或未使用的光750、752）聚焦至像差感測偵測器762上。已用點線描繪第一顯示光738（750）以將其與第二顯示光740（752）區分開。在一些範例中，反射器1004、1006之壁可為平坦的，而在其他範例中，反射器1004、1006之壁可為曲面的以朝向透鏡902聚焦顯示光738、740（或未使用的光750、752）。

在圖10C所展示之範例中，收集光學件760中之光引導裝置可為包括反射器1010之稜鏡1008。稜鏡1008可朝向反射器1010引導顯示光738、740（或未使用的光750、752）。另外，反射器1010可經組態且經配置以將第一及第二顯示光738、740（或未使用的光750、752）反射至透鏡902。透鏡902可將第一及第二顯示光738、740（或未使用的光750、752）聚焦至像差感測偵測器762上。在圖10C中所展示之配置中，與圖10A及10B中展示之配置相比，透鏡902及像差感測偵測器762可定位於光引導裝置1008之相對側上，其中反射器1010繞水平軸線翻轉以便重新引導光。在一些範例中，稜鏡1008及/或反射器1010之壁可為平坦的，而在其他範例中，稜鏡1008及/或反射器1010之壁可為曲面的以朝向透鏡902聚焦顯示光738、740（或未使用的光750、752）。

在圖10D所展示之範例中，收集光學件760中之光引導裝置可為包括輸出光柵1014之稜鏡1012。稜鏡1012可朝向輸出光柵1014引導顯示光738、740（或未使用的光750、752）。另外，輸出光柵1014可經組態且經配置以將第一及第二顯示光738、740（或未使用的光750、752）引導至透鏡902。透鏡902可將第一及第二顯示光738、740（或未使用的光750、752）聚焦至像差感測偵測器762上。在一些範例中，輸出光柵1014可具有在空間上變化之間距，該等間距可為顯示光738、740（或未使用的光750、752）之輸送提供功率。在如圖10D中所展示之配置中，與圖10A及10B中展示之配置相比，透鏡902及像差感測偵測器762可定位於稜鏡1012之相對側上。在一些範例中，輸出光柵1014可置放於稜鏡1012之相對側處及/或經設計以具有高效率，例如以朝向可相對於稜鏡1012置放於任一側上之透鏡902及/或偵測器762繞射光。

在圖10E中所展示之範例中，收集光學件760中之光引導裝置可為包括輸入光柵1018、1020及輸出光柵1022之波導1016。如所展示，顯示光738、740（或未使用的光750、752）可經引導至輸入光柵1018、1020中，且波導1016可將顯示光738、740（或未使用的光750、752）傳播至輸出光柵1022。另外，輸出光柵1022可經組態且經配置以將第一及第二顯示光738、740（或未使用的光750、752）引導至透鏡902。透鏡902可將第一及第二顯示光738、740（或未使用的光750、752）聚焦至像差感測偵測器762上。在一些範例中，輸入光柵1018、1020及/或輸出光柵1022可具有在空間上變化之間距，該等間距可為顯示光738、740（或未使用的光750、752）之輸送提供功率。

在圖10F中所展示之範例中，收集光學件760中之光引導裝置可為包括輸入光柵1026、1028及輸出光柵1030之波導1024。如所展示，顯示光738、740（或未使用的光750、752）可經引導至輸入光柵1026、1028，且波導1024可將顯示光738、740（或未使用的光750、752）傳播至輸出光柵1030。另外，輸出光柵1030可經組態且經配置以將第一及第二顯示光738、740（或未使用的光750、752）引導至透鏡902。透鏡902可將第一及第二顯示光738、740（或未使用的光750、752）聚焦至像差感測偵測器762上。在一些範例中，輸入光柵1026、1028及/或輸出光柵1030可具有在空間上變化之間距，該等間距可為顯示光738、740（或未使用的光750、752）之輸送提供功率。應瞭解，在圖10E至10F中，舉例而言，輸入及輸出光柵可置放於波導之任一側上。此外，可添加任何數目個AR塗層以增加或改善任何所要方向中之耦合效率。

在前述描述中，描述各種發明性範例，包括裝置、系統、方法及類似者。出於解釋之目的，闡述特定細節以便提供對本揭示之範例之透徹理解。然而，顯然各種範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、組合件、方法及其他組件可以方塊圖形式展示為組件，以免以不必要之細節混淆範例。在其他情況下，可在無必要細節之情況下展示熟知的裝置、程序、系統、結構及技術，以免混淆範例。

圖式及描述不意欲為限定性的。已用於本揭示中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時不意欲排除所展示及描述之特徵的任何等效者或其部分。字詞｢範例｣在本文中用以意謂｢充當範例、個例或說明｣。不必將本文中描述為『範例』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優於其他具體實例或設計。

儘管如本文中所描述之方法及系統可主要針對數位內容（諸如視訊或互動式媒體），但應瞭解如本文中所描述之方法及系統亦可用於其他類型之內容或情境。如本文中所描述之方法及系統的其他應用或使用亦可包括社交網路連接、營銷、基於內容之推薦引擎及/或其他類型之知識或資料驅動系統。

100:人工實境系統環境 110:控制台 112:應用程式商店 114:頭戴裝置追蹤模組 116:虛擬實境引擎 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:慣性量測單元 140:輸入/輸出介面 150:外部成像裝置 200:頭戴式顯示器裝置 220:主體 223:底側 225:前側 227:左側 230:頭部條帶 300:近眼顯示器 305:框架 310:顯示器 330:照明器 340:相機 350A:感測器 350B:感測器 350C:感測器 350D:感測器 350E:感測器 400:光學系統 410:影像源 420:投影儀光學件 430:出射光瞳 490:使用者之眼睛 492:視網膜 494:中央窩 500:波導 501:基板 502:光聚合物層 503:干擾圖案 600:波導組態 602:輸入體積布拉格光柵 604:第一中間體積布拉格光柵 606:第二中間體積布拉格光柵 608:輸出體積布拉格光柵 610:箭頭 612:投影儀/光源 614:顯示光 616:人眼窗口 618:影像 700:顯示系統 702:第一透鏡組合件 703:框架 704:第二透鏡組合件 705:橋接器 706:波導組態 708:輸入光柵 710:第一中間光柵 712:第二中間光柵 714:輸出光柵 720:波導組態 722:輸入光柵 724:第一中間光柵 726:第二中間光柵 728:輸出光柵 730:第一鏡腿 732:第二鏡腿 734:第一投影儀 736:第二投影儀 738:顯示光 740:顯示光 750:未使用的光 752:未使用的光 754:第一像差感測埠 756:第二像差感測埠 760:收集光學件 762:像差感測偵測器 800:表示 900:顯示系統 902:透鏡 904:第一方位 906:第二方位 910:控制器 1000:顯示系統 1002:稜鏡 1004:反射器 1006:反射器 1008:稜鏡 1010:反射器 1012:稜鏡 1014:輸出光柵 1016:波導 1018:輸入光柵 1020:輸入光柵 1022:輸出光柵 1024:波導 1026:輸入光柵 1028:輸入光柵 1030:輸出光柵

本揭示之特徵藉助於範例說明且不限於以下圖式，在該等圖式中，相同數字指示相同元件。所屬技術領域中具有通常知識者將從以下容易地認識到，可在不脫離本文中所描述之原理之情況下採用圖中所說明的結構及方法之替代性範例。 [圖1]說明根據範例之包括近眼顯示器之人工實境系統環境的方塊圖。 [圖2]說明根據範例之呈頭戴式顯示器（head-mounted display；HMD）裝置之形式的近眼顯示器之透視圖。 [圖3]為根據範例之呈一對眼鏡之形式的近眼顯示器之透視圖。 [圖4]說明根據範例之近眼顯示系統中之光學系統的示意圖。 [圖5]說明根據範例之波導之圖式。 [圖6]說明根據範例之包括體積布拉格光柵（volume Bragg grating；VBG）之配置的波導之圖式。 [圖7A及7B]分別說明根據範例之具有像差感測偵測器之呈眼鏡形狀的顯示系統之後置安裝配置之圖式。 [圖8]展示根據範例之與一個固定波長之光柵的配置相關聯之各種繞射之表示。 [圖9A及9B]分別描繪根據範例之顯示系統（例如，設備、穿戴式眼鏡等）之示意圖。 [圖10A至10F]分別展示根據範例之顯示系統（例如，設備、穿戴式眼鏡等）之部分示意圖。

600:波導組態

602:輸入體積布拉格光柵

604:第一中間體積布拉格光柵

606:第二中間體積布拉格光柵

608:輸出體積布拉格光柵

610:箭頭

612:投影儀/光源

614:顯示光

616:人眼窗口

618:影像

Claims (20)

1. 一種顯示系統，其包含： 像差感測偵測器； 收集光學件； 第一透鏡組合件，其包含： 第一投影儀，其用以輸出與第一影像相關聯之第一顯示光；及 第一波導，其用於將該第一顯示光傳播至該收集光學件，其中該收集光學件用以將該第一顯示光引導至該像差感測偵測器；及 第二透鏡組合件，其包含： 第二投影儀，其用以輸出與第二影像相關聯之第二顯示光；及 第二波導，其用於將該第二顯示光傳播至該收集光學件，其中該收集光學件用以將該第二顯示光引導至該像差感測偵測器。
2. 如請求項1之顯示系統，其進一步包含： 框架，其由一使用者佩戴作為眼鏡，其中該像差感測偵測器及該收集光學件位於該框架之中心附近。
3. 如請求項2之顯示系統，其中該第一透鏡組合件位於該框架之第一側上，且該第二透鏡組合件位於該框架之第二側上。
4. 如請求項2之顯示系統，其中該框架進一步包含： 第一鏡腿，其中該第一投影儀位於該第一鏡腿附近或該第一鏡腿上；及 第二鏡腿，其中該第二投影儀位於該第二鏡腿附近或該第二鏡腿上。
5. 如請求項1之顯示系統，其中該收集光學件包含將該第一顯示光及該第二顯示光引導至該像差感測偵測器之光引導裝置。
6. 如請求項5之顯示系統，其中該收集光學件包含將從該光引導裝置引導之光聚焦至該像差感測偵測器之透鏡。
7. 如請求項5之顯示系統，其中該光引導裝置包含將該第一顯示光及該第二顯示光引導至該像差感測偵測器之稜鏡。
8. 如請求項5之顯示系統，其中該光引導裝置包含將該第一顯示光及該第二顯示光引導至該像差感測偵測器之至少一個反射器。
9. 如請求項5之顯示系統，其中該光引導裝置包含將該第一顯示光及該第二顯示光引導至該像差感測偵測器之薄波導。
10. 一種設備，其包含： 像差感測偵測器； 光引導裝置； 第一波導，其用以將第一顯示光傳播至該光引導裝置，其中該光引導裝置用以將該第一顯示光引導至該像差感測偵測器；及 第二波導，其用以將第二顯示光傳播至該光引導裝置，其中該光引導裝置用以將該第二顯示光引導至該像差感測偵測器。
11. 如請求項10之設備，其進一步包含： 框架，其由該設備之一使用者佩戴作為眼鏡，該框架包括： 第一部分，其支撐一第一透鏡組合件，其中該第一波導形成於該第一透鏡組合件中； 第二部分，其支撐一第二透鏡組合件，其中該第二波導形成於該第二透鏡組合件中；及 橋接器，其連接該第一部分及該第二部分，該橋接器支撐該像差感測偵測器及該收集光學件。
12. 如請求項11之設備，其進一步包含： 第一投影儀，其用以將該第一顯示光輸出至該第一波導； 第二投影儀，其用以將該第二顯示光輸出至該第二波導； 第一鏡腿，其鉸接連接至該框架，其中該第一投影儀位於該第一鏡腿附近或該第一鏡腿上；及 第二鏡腿，其鉸接連接至該框架，其中該第二投影儀位於該第二鏡腿附近或該第二鏡腿上。
13. 如請求項10之設備，其進一步包含： 透鏡，其用以將從光引導裝置引導之光聚焦至該像差感測偵測器。
14. 如請求項10之設備，其中該光引導裝置包含稜鏡。
15. 如請求項10之設備，其中該光引導裝置包含至少一個反射器或一薄波導。
16. 一種穿戴式眼鏡，其包含： 像差感測偵測器； 收集光學件； 第一部分，其支撐一第一透鏡組合件，該第一透鏡組合件具有第一波導，該第一波導用以將第一顯示光傳播至該收集光學件且用於供該眼鏡之使用者觀看； 第二部分，其支撐第二透鏡組合件，該第二透鏡組合件具有第二波導，該第二波導用以將第二顯示光傳播至該收集光學件且用於供該使用者觀看；及 橋接器，其連接該第一部分及該第二部分，該橋接器支撐該像差感測偵測器及該收集光學件。
17. 如請求項16之穿戴式眼鏡，其進一步包含： 框架，其包括該第一部分、該第二部分及該橋接器； 第一投影儀，其用以將該第一顯示光輸出至該第一波導； 第二投影儀，其用以將該第二顯示光輸出至該第二波導； 第一鏡腿，其鉸接連接至該框架之第一側，其中該第一投影儀位於該第一鏡腿附近或該第一鏡腿上；及 第二鏡腿，其鉸接連接至該框架之第二側，其中該第二投影儀位於該第二鏡腿附近或該第二鏡腿上。
18. 如請求項16之穿戴式眼鏡，其中該收集光學件包含： 透鏡；及 光引導裝置，其用以將該第一顯示光及該第二顯示光引導至該透鏡，其中該透鏡用以將從該光引導裝置引導之該第一顯示光及該第二顯示光聚焦至該像差感測偵測器。
19. 如請求項18之穿戴式眼鏡，其中該光引導裝置包含稜鏡。
20. 如請求項18之穿戴式眼鏡，其中該光引導裝置包含至少一個反射器或一薄波導。

Images