TW202414032A - 用於虛擬實境頭戴裝置之透明微發光二極體顯示器 - Google Patents

用於虛擬實境頭戴裝置之透明微發光二極體顯示器 Download PDF

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史密特 喬哈奈 威廉 赫門 西里微
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Abstract

本發明揭示一種虛擬實境(VR)頭戴裝置、系統及製造方法。該VR頭戴裝置包含：一框架；一透明顯示器，其包含一發光二極體(LED)陣列；及一暗化層，其具有一可控不透明度；及一處理器，其控制該顯示器及暗化層。一近接感測器偵測一潛在碰撞，且該不透明度回應於偵測到該潛在碰撞而自不透明變成透明。該不透明度回應於一虛擬使用者輸入啟動或預定眼動而改變。

Description

用於虛擬實境頭戴裝置之透明微發光二極體顯示器
本發明係關於稀疏發光二極體(LED)陣列、系統及應用。
與習知光源相比，LED提供一高效且相對較小光源。LED之使用已自提供純照明之系統演進至依除僅提供一區域之照明之外的各種方式使用光之更複雜系統。因此，吾人在不斷努力改良使用LED陣列之技術以及發現LED陣列之額外用途。
優先權 本專利申請案主張2022年6月15日申請之美國臨時專利申請案第63/352,517號之優先權權利，該案特此以引用方式全部併入本文中。
由微LED實現之本文中所描述之透明顯示器之使用能夠藉由提供標牌、互動選單、進入準則、公共資訊及諸多其他情況來擴展使用者體驗之能力。例如，可藉由允許豐富擴增實境(AR)及/或虛擬實境(VR)體驗、娛樂及諸多其他情況來增強使用者體驗。
為了本發明，術語「微LED」意欲與一稀疏LED陣列之一LED同義，如本文中所界定。吾人在不斷努力改良微LED顯示器技術。例如，諸如直視式顯示器及投影式顯示器之顯示器可使用微LED來提高效率及增加亮度。應注意，術語「實質上透明」及「透明」在本文中可互換地用於係指來自微LED之光通過其且實質上不(不超過幾個百分點)被吸收或反射之材料(諸如金屬氧化物或非常薄金屬)。
在一直視式微LED顯示器中，LED可佔據顯示面積之一相對較小部分。因為大部分顯示面積不受LED影響，所以LED實質上不會更改LED組裝於其上之表面之光學性質。例如，一黑色表面可在存在LED安裝於黑色表面上時保持黑色。類似地，一反射表面可在存在LED安裝於反射表面上時保持反射。亦可使用其他實例及光學表面性質。
在一些實例中，微LED可組裝至一透明及/或可撓性基板上。透明可撓性基板可接著層壓至具有所要光學性質(諸如反射性等等)之一基板上。依此方式使用透明可撓性基板可允許微LED應用於一彎曲或不規則形狀基板，彎曲或不規則形狀基板可不與使用諸如一晶圓之一剛性平坦基板之微LED組裝技術相容。
在一些實例中，可撓性基板可使用具有足以囊封微LED之厚度之一透明黏著劑來LED側向下層壓至基板上。針對此等實例及其他，透明基板及黏著劑亦可充當可保護微LED免受環境影響之一障壁。因為透明基板可為微LED提供保護，所以透明基板可減少或無需使用一額外透明蓋或保護層來為微LED提供保護。
圖1展示一光源100之一實例之一橫截面側視圖。光源100可包含：LED 102 (「微LED」)之一稀疏陣列，其安置於一透明可撓性基板104上；及一剛性基板106，其用一黏著層108黏著至透明可撓性基板104，使得LED 102之稀疏陣列位於剛性基板106與透明可撓性基板104之間。LED 102之稀疏陣列可囊封於黏著層108之黏著劑110中。
透明可撓性基板104可為一聚合物片材，其歸因於吸收及散射電磁光譜之可見部分(諸如在約400 nm至約700 nm之波長之間)而具有相對較高透射率或等效地，相對較低損耗。適合於透明可撓性基板104之材料可包含透明聚醯亞胺(PI)、聚萘二甲酸乙二酯(PEN)、聚對苯二甲酸乙二酯(PET)及其他。透明可撓性基板104可具有約20 µm至約200 µm之間的一厚度，儘管亦可使用超出此厚度範圍之一厚度。
LED 102之稀疏陣列可安置於透明可撓性基板104上。為了本發明，術語「稀疏」意欲表示陣列之一發光表面積小於或顯著小於陣列之一總表面積。例如，陣列之一填充因數(例如發光表面積與全表面積之一比率)可小於或等於一特定臨限值，諸如10%、5%、4%、3%、2%、1%或另一適合臨限值。作為一特定實例，LED 102可配置成一矩形陣列，其中沿一個維度之中心至中心間距由間距x標示。各LED 102可具有沿一個維度設定大小之一發光面積大小s。s除以x之比率可小於或等於0.1。在一正交維度上，應用一類似比率，其中一發光面積之線性大小小於或等於LED 102之線性中心至中心間距之1/10。組合兩個線性維度，LED 102之發光面積之表面積小於或等於陣列之表面積之1%。在一些實例中，各LED之發光面積可邊長小於200 µm。在一些實例中，各LED之發光面積可邊長小於50 µm。電跡線可沈積於透明可撓性基板104上以供電給(例如，使電流來回載送於) LED 102。在一些實例中，電跡線可為足夠窄以在一般觀看條件下不可見之金屬跡線。在一些實例中，電跡線可由一或多個透明導電材料(諸如氧化銦錫(ITO))形成。電跡線之此等實例之各者(例如窄金屬跡線及透明導電材料)可被視為提供透明電跡線。
在一些實例中，LED 102之稀疏陣列可包含發射一相同波長(或色彩)之光之兩個或更多個LED 102。在一些實例中，LED 102之稀疏陣列可包含全部發射一相同波長之光之LED 102。例如，一裝置(諸如一顯示器)可包含全部發射紅光之LED 102之一稀疏陣列、全部發射綠光之LED 102之一稀疏陣列及全部發射藍光之LED 102之一稀疏陣列。在一些實例中，LED 102之稀疏陣列可包含發射不同波長之光之兩個或更多個LED 102。例如，一裝置(諸如一顯示器)可包含其中一些LED 102發射紅光、一些LED 102發射綠光及一些LED 102可發射藍光之LED 102之一稀疏陣列。紅色、綠色及藍色LED 102可配置成重複叢集，其中各叢集形成裝置之一彩色像素。在一些實例中，LED 102之稀疏陣列可包含發射一可見波長(例如，在約400 nm至約700 nm之間)之光之至少一個LED。在一些實例中，LED 102之稀疏陣列可包含發射一紅外波長(例如，大於約700 nm)之光之至少一個LED。此等紅外波長可用於生物特徵感測或其他感測技術。
因為LED 102之稀疏陣列(包含LED 102之發光面積、對應電跡線及任何對應電路系統)可具有一相對較小填充因數，LED 102之稀疏陣列之大部分表面積可為透明的。例如，入射於LED 102之稀疏陣列上之光(自透明可撓性基板104入射或入射於透明可撓性基板104上)大部分通過LED 102之稀疏陣列，且僅一相對小部分由LED 102之稀疏陣列之發光面積及電跡線阻擋。
因此，LED 102之稀疏陣列可在具有一額外功能之一表面及/或一光學元件上(諸如在剛性基板106上，下文將描述)產生光。例如，表面及/或光學元件可包含具有一特定反射率值之一反射器。作為另一實例，表面及/或光學元件可包含針對一或多個特定波長具有一特定反射率、透射率或吸收率之一光譜濾波器。亦可使用其他適合功能。
剛性基板106可黏著至透明可撓性基板104。在一些實例中，剛性基板106可為透明的。適合於一透明剛性基板106之應用可包含一建築物窗戶、一抬頭顯示器、一擴增實境頭戴裝置及其他。適合於一透明剛性基板106之透明材料可包含玻璃、夾層玻璃、聚碳酸酯或諸如聚(甲基丙烯酸甲酯)(PMMA)之一工程塑膠。
在一些實例中，剛性基板106可反射。在一些實例中，剛性表面可鏡面反射(例如，可具有在反射時引起相對較少散射或漫射之一相對平滑反射表面)。適合於一反射剛性基板106之應用可包含一鏡子，諸如可顯示資訊之一車用後視鏡或側視鏡。明確而言，剛性基板106之鏡面反射表面可執行反射來自一車輛後面之光之功能，同時LED 102之稀疏陣列可顯示疊加於反射光上之資訊。
在一些實例中，剛性基板106可為保護性及/或裝飾性的，諸如一行動裝置(諸如一智慧型電話)之一外殼材料。剛性基板106可包含其他適合光學性質且亦執行其他適合功能。
剛性基板106可為平坦(例如，實質上平坦)或彎曲的。彎曲基板可用於車輛擋風玻璃、擴增實境頭戴裝置、可穿戴裝置或其他適合裝置中。在一些實例中，剛性基板106形成為一單一整體。在其他實例中，剛性基板106可包含多個剛性基板元件。例如，多個剛性基板元件可用於在一智慧型電話或其他行動裝置中形成一折疊顯示器。客製工具可在層壓程序中支援此等彎曲基板，下文將描述。
黏著劑可將剛性基板106黏著至透明可撓性基板104。在一些實例中，黏著劑可形成為一黏著層108，使得LED 102之稀疏陣列位於剛性基板106與透明可撓性基板104之間。亦可使用其他適合組態。適合於黏著層108之黏著劑之材料可包含聚矽氧、環氧矽、丙烯酸膜、環氧膜及其他。
在一些實例中，黏著層108之黏著劑可由具有一折射率之一材料形成，折射率可匹配或實質上匹配透明可撓性基板104及/或剛性基板106之一折射率或可落在透明可撓性基板104與剛性基板106之折射率之間。依此方式選擇一折射率可減少或消除黏著層108與透明可撓性基板104之間的介面處及/或黏著層108與剛性基板106之間的介面處之反射。例如，黏著層108之黏著劑可由具有在約1.4至約1.7之間的一折射率之一材料形成。使用在約1.4至約1.7之範圍內之一折射率可減少黏著層108與透明可撓性基板104之間的非想要反射及黏著層108與剛性基板106之間的非想要反射。光學薄膜抗反射塗層亦可用於幫助減少或消除相鄰不同材料之間或一材料與空氣之間的一或多個介面處之非想要反射。
在一些實例中，黏著層108可完全囊封LED 102之稀疏陣列。藉由完全囊封LED 102之稀疏陣列，黏著層108可保護LED 102之稀疏陣列免受環境影響且可與剛性基板106形成一平滑完整介面。為完全囊封LED 102之稀疏陣列，黏著層108之黏著劑可具有足夠低之一樹脂黏度，使得當黏著劑沈積時，黏著劑圍繞LED 102流動。另外，為完全囊封LED 102之稀疏陣列，黏著層108可足夠厚以完全覆蓋LED 102之稀疏陣列之拓撲。
圖2展示可包含圖1之光源100之一可視化系統10之一實例之一方塊圖。可視化系統10可包含一可穿戴外殼12，諸如一頭戴裝置或護目鏡。外殼12可機械支撐且收容下文所詳述之元件。在一些實例中，下文所詳述之元件之一或多者可包含於可與可穿戴外殼12分離且可無線及/或經由一有線連接耦合至可穿戴外殼12之一或多個額外外殼中。例如，一單獨外殼可減輕可穿戴護目鏡之重量，諸如藉由包含電池、無線電及其他元件。外殼12可包含一或多個電池14，其等可供電給下文所詳述之任何或所有元件。外殼12可包含可電耦合至一外部電源供應器(諸如一壁面插座)以使電池14再充電之電路系統。外殼12可包含用於經由一適合協定(諸如WiFi)與一伺服器或網路無線通信之一或多個無線電16。
可視化系統10可包含一或多個感測器18，諸如光學感測器、音訊感測器、觸覺感測器、熱感測器、陀螺儀感測器、飛行時間感測器、基於三角量測之感測器及其他。在一些實例中，感測器之一或多者可感測一使用者之一位置、一定位及/或一定向。在一些實例中，感測器18之一或多者可回應於感測到之位置、定位及/或定向而產生一感測器信號。感測器信號可包含對應於一感測到之位置、定位及/或定向之感測器資料。例如，感測器資料可包含周圍環境之一深度圖。在一些實例中，諸如針對一擴增實境系統，感測器18之一或多者可捕捉鄰近一使用者之周圍環境之一即時視訊影像。
可視化系統10可包含一或多個視訊產生處理器20。一或多個視訊產生處理器20可自一伺服器及/或一儲存媒體接收表示三維場景之場景資料，諸如場景中之物體之一組位置座標或場景之一深度圖。一或多個視訊產生處理器20可自一或多個感測器18接收一或多個感測器信號。回應於場景資料(其表示周圍環境)及至少一個感測器信號(其表示使用者相對於周圍環境之位置及/或定向)，一或多個視訊產生處理器20可產生對應於場景之一視圖之至少一個視訊信號。在一些實例中，一或多個視訊產生處理器20可產生分別表示來自使用者之左眼及右眼之一視角之場景之一視圖之兩個視訊信號，使用者之每個眼睛一個。在一些實例中，一或多個視訊產生處理器20可產生超過兩個視訊信號且組合視訊信號以為兩個眼睛提供一個視訊信號、為兩個眼睛提供兩個視訊信號或其他組合。
視覺化系統10可包含可為視覺化系統10之一顯示器提供光之一或多個光源22 (諸如圖1之光源100)。適合光源22可包含一發光二極體、一單片發光二極體、複數個發光二極體、一發光二極體陣列、安置於一共同基板上之一發光二極體陣列、安置於一單一基板上且具有可個別定址及控制(及/或可按組及/或子集控制)之發光二極體元件之一分段發光二極體、一微發光二極體(微LED)陣列及其他。在一些實例中，光源22之一或多者可包含：一稀疏LED陣列，其安置於一透明可撓性基板上；及一剛性基板，其用一黏著層黏著至透明可撓性基板，使得稀疏LED陣列位於剛性基板與透明可撓性基板之間。
一發光二極體可為白光發光二極體。例如，一白光發光二極體可發射激發光，諸如藍光或紫光。白光發光二極體可包含一或多個磷光體，其等可吸收一些或所有激發光且可回應性地發射具有大於激發光之一波長的一波長之磷光(諸如黃光)。
一或多個光源22可包含具有不同色彩或波長之發光元件。例如，一光源可包含可發射紅光之一紅色發光二極體、可發射綠光之一綠色發光二極體及可發射藍光之一藍色發光二極體。紅光、綠光及藍光依特定比率組合以產生可在電磁光譜之一可見部分中視覺感知之任何適合色彩。
可視化系統10可包含一或多個調變器24。調變器24可在至少兩個組態之一者中實施。
在一第一組態中，調變器24可包含可直接調變光源22之電路系統。例如，光源22可包含一發光二極體陣列，且調變器24可直接調變導引至陣列中之各發光二極體之電力、電壓及/或電流以形成調變光。調變可依一類比方式及/或一數位方式執行。在一些實例中，光源22可包含一紅色發光二極體陣列、一綠色發光二極體陣列及一藍色發光二極體陣列，且調變器24可直接調變紅色發光二極體、綠色發光二極體及藍色發光二極體以形成調變光以產生一特定影像。
在一第二組態中，調變器24可包含一調變面板，諸如一液晶面板。光源22可產生均勻照明或近乎均勻照明來照射調變面板。調變面板可包含像素。各像素可回應於一電調變信號而選擇性衰減調變面板面積之一各自部分以形成調變光。在一些實例中，調變器24可包含可調變不同色彩之光之多個調變面板。例如，調變器24可包含可衰減來自諸如一紅色發光二極體之一紅色光源之紅光之一紅色調變面板、可衰減來自諸如一綠色發光二極體之一綠色光源之綠光之一綠色調變面板及可衰減來自諸如一藍色發光二極體之一藍色光源之藍光之一藍色調變面板。
在第二組態之一些實例中，調變器24可接收來自諸如一白光發光二極體之一白色光源之均勻白光或近乎均勻白光。調變面板可包含調變面板之各像素上之波長選擇性濾波器。面板像素可配置成組(諸如三個或四個一組)，其中各組可形成一彩色影像之一像素。例如，各組可包含具有一紅色濾波器之一面板像素、具有一綠色濾波器之一面板像素及具有一藍色濾波器之一面板像素。亦可使用其他適合組態。
可視化系統10可包含一或多個調變處理器26，其等可諸如自一或多個視訊產生處理器20接收一視訊信號且可回應性地產生一電調變信號。針對其中調變器24直接調變光源22之組態，電調變信號可驅動光源24。針對其中調變器24包含一調變面板之組態，電調變信號可驅動調變面板。
可視化系統10可包含一或多個光束組合器28 (亦稱為分束器28)，其等可組合不同色彩之光束以形成一單一多色光束。針對其中光源22可包含不同色彩之多個發光二極體之組態，可視化系統10可包含可組合不同色彩之光以形成一單一多色光束之一或多個波長敏感(例如二向色)分束器28。
可視化系統10可在至少兩個組態之一者中將調變光導向觀看者之眼睛。在一第一組態中，可視化系統10可充當一投影器且可包含可將調變光投影至一或多個螢幕32上之適合投影光學件30。螢幕32可定位成與使用者之一眼睛相距一適合距離。可視化系統10可視情況包含可將一螢幕32之一虛擬影像定位於眼睛之一適合距離(諸如一最近對焦距離，諸如500 mm、700 mm或另一適合距離)處之一或多個透鏡34。在一些實例中，可視化系統10可包含一單一螢幕32，使得調變光可被導向使用者之兩個眼睛。在一些實例中，可視化系統10可包含兩個螢幕32，使得來自各螢幕32之調變光可被導向使用者之一各自眼睛。在一些實例中，可視化系統10可包含超過兩個螢幕32。在一第二組態中，可視化系統10可將調變光直接導引至一觀看者之一或兩個眼睛中。例如，投影光學件30可在使用者之一眼睛之一視網膜上形成一影像或在使用者之兩個眼睛之各視網膜上形成一影像。
針對擴增實境系統之一些組態，可視化系統10可包含一至少部分透明顯示器，使得一使用者可透過顯示器觀看使用者之周圍環境。針對此等組態，擴增實境系統可產生對應於周圍環境之擴增而非周圍環境本身之調變光。例如，在展示一座椅之一零售店之實例中，擴增實境系統可將對應於座椅而非房間之剩餘部分之調變光導向一螢幕或一使用者之一眼睛。
圖3及圖4展示各種組裝階段中之圖1之光源100之側視圖。依此方式組裝光源100可幫助避免空氣閉塞，其可降低成品裝置之外觀及光學效能。亦可使用其他組裝技術。
在圖3中，LED 102之一稀疏陣列已安置(例如安裝、生長、沈積或依其他方式形成)於透明可撓性基板104上。透明可撓性基板104已可移除地安裝於一框架302中或上。層壓工具304可使框架302朝向已沈積於一支撐膜308上之一黏著層306推進。替代地，層壓工具304可使黏著層306朝向框架302推進或使兩者朝向彼此推進。LED 102之稀疏陣列將接觸已沈積於支撐膜308上之黏著層306。黏著層306之黏著劑在室溫可呈固體形式。黏著劑已塗覆於支撐膜308上且已由一覆膜(未展示)覆蓋。具有允許黏著劑流動且保形地覆蓋LED陣列拓撲之一溫度範圍之一真空層壓機可將黏著層306層壓至LED 102之稀疏陣列上以將LED 102之稀疏陣列囊封於黏著層108中。在層壓之後，可移除支撐膜308。
在圖4中，層壓工具404 (視情況為相同於圖3之層壓工具304)可使透明可撓性基板104及黏著層108及囊封於黏著層108中之LED 102之稀疏陣列朝向剛性基板106推進。替代地，層壓工具404可使剛性基板106朝向透明可撓性基板104及黏著層108推進或使兩者朝向彼此推進。層壓工具可將黏著層108及囊封於黏著層108中之LED 102之稀疏陣列層壓至剛性基板106上。在黏著層108層壓至剛性基板106上之後，整個分層結構可經受一溫度循環、暴露於紫外光或其他適合固化技術以固化黏著劑。
在上述實例中，已層壓透明可撓性基板104且LED側面向剛性基板106，使得LED 102位於兩個基板之間且由黏著劑囊封。替代地，可層壓透明可撓性基板104且LED側背向剛性基板106，使得LED 102暴露，且透明可撓性基板104位於暴露LED 102與剛性基板106之間。
在一些實例中，額外組件可組裝至透明可撓性基板上，諸如積體電路(IC)、微IC或用於顯示器背板之電晶體。再者，額外層可整合至一裝置中以形成一電容式或電阻式觸控螢幕。
在一些實施例中，一LED包含製造至像素中之生長於一基板(例如一藍寶石基板)上之多個半導體層。基板可為能夠使磊晶層生長於其上之任何基板，諸如藍寶石。基板可具有其上生長磊晶層之圖案。像素可由氮化鎵(GaN)形成以具有相鄰於基板之一n型半導體、一p型半導體及位於n型半導體與p型半導體之間的一主動區域。主動區域可為(例如)其中產生光用於自像素發射之一多量子井結構。在處理之後，可在一些實施例中移除基板。
在蝕刻磊晶GaN層之前，可沈積或依其他方式形成允許均勻電流分佈及光學耦合之晶片級封裝(CSP)之晶粒層。例如，p型半導體中之均勻電流注入可藉由在p型半導體上沈積諸如氧化銦錫(ITO)、氧化銦鋅(IZO)、氧化鋅或氧化錫(ZnO)之一透明導電氧化物(TCO)層來獲得。此等TCO層之各者可被視為一透明塗層。
圖5A繪示根據一些實例之一稀疏陣列之一LED 500a之一橫截面圖。LED 500a可含有n型及p型半導體(例如GaN、InGaN、AlInGaP、GaAs、InGaAs)之一磊晶堆疊510。磊晶堆疊510之厚度可在自約3 µm至約15 µm之範圍內，通常約5 µm。磊晶堆疊510之n型半導體及p型半導體可分別經由一n接點512a及一p接點512b與一基板516上之跡線514電接觸。n接點512a及p接點512b (或互連材料)可由諸如Au、Sn、AuSn、In、各向異性導電膜(ACF)/ACInk、自對準接點(SAC)之一金屬或化合物形成。接點512a及p接點512b之厚度可在自約0.02 µm至約5 µm之範圍內，通常約0.1 µm。跡線514可由一TCO材料形成。跡線514之厚度可在自約0.5 µm至約10 µm之範圍內，通常約1 µm。n接點512a及p接點512b可經圖案化且由可沈積於磊晶堆疊510上之一金屬(諸如(例如)銅(Cu)、鎳(Ni)、金(Au)、銀(Ag)及/或鈦(Ti))形成。基板516可為由(例如)玻璃、PET、聚醯胺醯亞胺、聚醚醯亞胺或透明聚醯亞胺形成之上述剛性或可撓性基板。基板516之厚度可在自約50 µm至約1000 µm之範圍內，通常約100 µm。金屬導體518可與跡線514接觸以將電力及其他信號路由至磊晶堆疊510。金屬導體518可由諸如Au、Cu、Al、Ti、Ni或Mo之一金屬或化合物形成。金屬導體518之厚度可在自約0.5 µm至約30 µm之範圍內，通常約1 µm。
在一些實施例中，含有磷光體粒子之一光轉換層520可安置於磊晶堆疊510上或相鄰於磊晶堆疊510。例如，光轉換層520可將由磊晶堆疊510發射之光轉換成白光。
一透鏡530及/或其他光學元件可安置於磊晶堆疊510上方，如所展示。透鏡530及/或其他光學元件可併入黏著層中。儘管未展示，但其他基板可安置於透鏡530上。
圖5B繪示根據一些實例之另一稀疏陣列之一LED 500b之一橫截面圖。如所指示，圖5B之LED 500b與圖5A之LED 500a之間的差異係存在一子基板522 (為方便起見，圖5B中未展示選用光轉換層520及透鏡530)。子基板522可為由(例如)玻璃或矽形成之一剛性基板。子基板522之厚度可在自約5 µm至約100 µm之範圍內，通常約20 µm。互連材料在子基板522之兩側上可相同。
在一些實施例中，垂直單一化LED可具有約3 µm×約3 µm之一最小x-y尺寸及約15 µm×約15 µm之一最大x-y尺寸。在各種實施例中，橫向及覆晶LED可具有約3 µm×約6 µm之一最小x-y尺寸及約50 µm×約75 µm之一最大x-y尺寸。在此情況中，一127 µm×127 µm面板具有200個像素/英寸(ppi)及一40×40 µm微IC、25×25 µm LED子基板、用於供應微IC之2×10 µm×127 µm跡線、用於供應LED之2×10 µm×＜50 µm跡線，一片塊之總不透明或半不透明面積係5765 µm 2，200 ppi中之每像素總面積係16129 µm 2，且分率面積係35%覆蓋，65%透明。類似地，一362 µm×362 µm面板具有70 ppi及一40×40 µm微IC、25×25 µm LED子基板、用於供應微IC之2×10 µm×362 µm跡線、用於供應LED之2×10 µm×＜150 µm跡線，片塊之總不透明或半不透明面積係12465 µm 2，70 ppi中之每像素總面積係131044 µm 2，且分率面積係10%覆蓋，90%透明。此等之任一者可提供具有足夠透明度之面板以透視面板。即，在一稀疏顯示器中，稀疏LED陣列之LED之間的一距離容許文數字及影像資訊之至少一者顯示，同時提供穿過透明材料之可見性。
如上所述，顯示器始終具有發射光之一觀看側及充滿電子器件及操作以產生光及影像之組件之一側。由微LED實現之透明顯示器可具有一發射側及一背板側。在一些應用中，可期望自顯示器之一側發射光而不自一反面發射光；然而，在其他應用中，此一限制可為不實際的，且真正防漏光可藉由不同於固有設計之方式來解決。在本文中所描述之當前實施例中，用於透明顯示器整合之理想表面可具有自外至內及自內至外之用途，且在諸多使用情況中，此等係排他的。因此，可自兩側提供類似品質之影像之一顯示器可在有效利用其尺寸及整合努力同時極大地增強顯示器之實用性。
圖5C繪示根據一些實例之另一稀疏陣列之一LED之一橫截面圖。圖5C之覆晶或橫向LED 500c可為自兩側實質上等效發射之一微LED，意謂結構之n側及p側兩者存在透明接點及區域以與結構之n側及p側進行電接觸。如圖5C中所展示，LED 500c可在可包含多量子井結構之一主動區域532c之對置側上含有一p型半導體532a及一n型半導體532b。一透明接點534a可安置於p型半導體532a上。類似地，模仿透明接點534a之一透明保護塗層536或圖案可形成於n型半導體532b上。p型半導體532a及主動區域532c可經蝕刻以暴露n型半導體532b之一部分。一透明(或非透明)接點534b可形成於n型半導體532b之暴露部分上。因此，顯示器背板可為實質上透明的，包含主發射區域及連接至發射區域之大量導電跡線。候選材料之實例包含用於基板之玻璃、PET、聚醯胺醯亞胺、聚醚醯亞胺或透明聚醯亞胺及用於導電跡線之ITO及ZnO。透明接點可為(例如)非常薄之金屬，諸如50埃至80埃厚度之Ni。亦可使用其他薄金屬，諸如(例如) Al、Ti、Au、Ag、Mo。亦可使用實質上透明且具有良好控制之透射率之用於LED至背板之一互連或接合系統。
應注意，可期望LED頂部與底部之間的透射率大致相等，而不論晶粒類型如何，如所描述之垂直或橫向/覆晶。在一覆晶LED之情況中，一寬接點(例如ITO/Ag)可用於p接點之台面上，且由於裝置之對置側通常不具有有接點，因此此表面上無金屬，一層(透明保護塗層536或圖案)可用於使傳輸等效於接觸表面。透明保護塗層536或圖案可類似於實際接觸金屬，但亦可為不同的(例如，可使用一金屬或氧化物或兩者之一組合)。
圖5D繪示根據一些實例之另一稀疏陣列之一LED之一橫截面圖。圖5D之垂直LED 500d在可包含多量子井結構之主動區域542c之對置側上含有一p型半導體542a及一n型半導體542b。一透明接點544a、544b可分別安置於p型半導體542a及n型半導體542b上。當圖5C及圖5D之主動區域532c、542c在所有方向上發射時，可自透明接點及圖5C及圖5D之結構中之塗層(若有)兩者發射光。
儘管圖5C及圖5D未展示，但可存在其他層，諸如在半導體結構之側壁上沈積或依其他方式形成一反射材料以限制自主動區域發射之光自半導體結構之一邊緣發射。即，自主動區域發射之光實質上全部自半導體結構之一表面在半導體結構之一生長方向(即，在透明接點之間的一方向)上發射。反射材料可由一或多個金屬層(例如Cu)或含有(例如)不同折射率之氧化物層之一多層布拉格(Bragg)反射器結構形成。
圖6展示一實例性面板600之一俯視圖。面板600含有多個相鄰(接觸)片塊602a、602b。各片塊602a、602b含有一LED陣列610。各LED陣列610含有依一稀疏分佈配置之多個LED 612，類似於上述稀疏分佈。各LED 612可發射相同色彩之光或可發射不同色彩之不同光。為方便起見，未展示在LED 612之間及自LED 612至諸如一驅動器之其他(外部)組件之電連接。不同色彩之多個LED 612可配置於LED 612之各個別(像素)位置處。
如所展示，面板600可由相鄰LED陣列610 (片塊602a、602b)形成。在一些實施例中，各LED陣列610可具有相同大小且可具有相同數目個LED 612。各LED陣列610內之LED 612可在兩個正交(x-y)方向上間隔一均勻距離或實質上均勻距離D。最靠近各LED陣列610之邊緣之各LED 612安置成與LED陣列610之邊緣相距一半均勻距離D/2。
儘管LED 612在圖6中展示為安置成一正方形LED陣列610 (即，LED 612在各正交方向上之數目相同)，但任何形狀之LED陣列(例如矩形、三角形)可用於面板600中，只要LED陣列能夠一起配合以在所有側上與另一LED陣列接觸且LED 612之間的間距保持恆定。驅動器及其他控制電路系統可安置於一個電子邊緣620或各片塊602a、602b之對置邊緣處。電子邊緣620可正交於片塊602a、602b之間的一共同邊緣。電子邊緣620可含有各經組態以驅動各像素中之一或多個微LED之多個驅動器。
因此，由面板600形成之一顯示器可基本上無邊緣。即，至多三側可不含任何可見電力導體或信號匯流排。此一顯示器可由具有基本上相同特性及像素(LED)之間的實質上均勻距離之多個片塊602a、602b形成以形成一較大顯示器。
儘管未展示，但在一些實施例中，每一面板或片塊可含有一或多個控制組件。控制組件可包含一或多個感測器以偵測靠近面板及/或片塊之使用者及將回饋提供至處理器。另外，面板或片塊可包含其他感測器(諸如觸控感測器)以允許面板或片塊亦用作一使用者輸入裝置，而非僅顯示資訊。在此情況中，面板或片塊可(例如)使用面板或片塊在含有稀疏LED陣列之一側視窗上顯示一文數字鍵區(其顯示可基於面板中之一近接感測器偵測到一使用者存在來啟動)。面板或片塊亦可包含用於向面板或片塊供應電力之至外部數位信號、導體及介面之一或多個連接器以及其他控制電路系統。向一或多個像素之LED供應電流之積體電路可經包含用於每第n像素。另外，除使一預定電流能夠輸送至LED之電力及數位信號導體之外，每一像素可包含不同色彩之多個LED (例如紅色、綠色及藍色LED)。
圖7繪示具有一單一片塊之一面板之一實例。面板700可包含一第一片塊，其具有一稀疏LED陣列702、一電子邊緣704及電耦合至電子邊緣704之一連接器706。上文描述各種組件。在一切斷模式中，面板700係透明的。面板700可在一單側或對置側上提供顯示，如本文中所描述。
圖8A至圖8B繪示具有多個顯示片塊之一面板之一實例。類似於圖7，圖8A及圖8B中之面板800a、800b之各片塊可包含一稀疏LED陣列802、一電子邊緣804及電耦合至電子邊緣804之一連接器806。針對圖8A至圖8B中所展示之矩形片塊，在圖8A中，面板800a之電子邊緣804可沿形成面板800a之各片塊之長邊之一單一連續邊緣安置(其中短邊在矩形片塊之間共用)；在圖8B中，面板800b之電子邊緣804可沿形成面板800b之各片塊之短邊之對置邊緣安置(其中長邊在矩形片塊之間共用)。在一切斷模式中，面板800b係透明的。面板800b可在一單側上或對置側上提供顯示。在圖8A及圖8B中，片塊係相同大小；在其他實施例中，片塊可為不同大小，只要像素(其等含有多個不同色彩LED)之間的距離相同。
圖9A及圖9B展示一稀疏LED陣列配置之實例。如本文中所描述，雙面面板900a、900b (例如一雙面顯示器)可包含含有背對背安置之多個稀疏LED陣列之一面板914。稀疏LED陣列912a、912b之個別(或像素組)。稀疏LED陣列912a、912b之各者可安置於一非透明基板上，藉此限制投影至僅一個半球之資訊之觀看。諸如一電纜或佈線之一連接918可藉由面板914之一處理器經由連接至控制稀疏LED陣列912a、912b之面板914之電子器件之跡線916提供電力且實現控制。如圖9A中所展示，面板914可安置於由透明材料910形成之一空腔內。電力連接918之一端可保持在透明材料910內以提供與跡線916之一穩健電連接。如圖9B中所展示，面板914可替代地安置於透明材料910上且由一保護層920 (諸如PET)保護。如圖9A及圖9B中所描述之一雙面稀疏LED陣列配置之使用可允許在透明材料910之對置側上向觀察者顯示不同資訊而不限制在任一方向上透過透明材料910觀看。
圖10展示一實例性顯示器。顯示器1000可包含一顯示堆疊1002，其包含(例如)圖6中所展示之面板中之稀疏陣列中之圖5C或圖5D中所展示之LED。顯示堆疊1002可因此包含自顯示器1000之兩側實質上等效發射之LED (諸如微LED)，如由圖5C或圖5D中之結構之n側及p側兩者之透明接點及區域提供。另外，顯示器1000之背板(圖10中未展示)可為實質上透明的，包含主發射區域(LED陣列之區域)及向陣列之LED (及模板之其他組件)提供電力及控制之大部分導電跡線。基板可因此由諸如玻璃、PET、聚醯胺醯亞胺、聚醚醯亞胺或透明聚醯亞胺之一或多個材料形成且導電跡線可由諸如ITO之一或多個TCO材料形成。LED至背板之一互連或接合系統亦可為實質上透明的。
一暗化層1004a、1004b可安置於顯示堆疊1002之各側之最外側上。暗化層1004a、1004b可安置於實質上透明接點上或可作為顯示器1000上之一單獨層與面板分離。暗化層1004a、1004b可為可選擇以暗化(藉此提供可選暗化)使得光僅自顯示器1000之一側發射。暗化層1004a、1004b可由一電致變色材料形成或可包含電致變色材料(藉此在所揭示標的中提供一電致變色結構)，該材料回應於一電信號而改變不透明度，藉此能夠提供(例如)電致變色暗化。電致變色材料亦可包含一液晶顯示器(LCD)，其中單元中之液晶之偏振改變90°以阻擋來自顯示堆疊1002之光(其可由LED上及/或與顯示堆疊1002對置之暗化層1004a、1004b之側上之一偏振膜偏振)。顯示器1000之一側上之暗化層1004a、1004b之啟動可提供提高對比度以在顯示器1000之對置側上看到來自顯示堆疊1002之光。在一些實施例中，可使用一虹膜或其他機械啟動層而非使用一電致變色材料來提供暗化層1004a、1004b。
暗化層1004a、1004b可由一處理器控制。處理器可為面板或顯示器1000之部分或可在顯示器1000係其一部分之系統內。在一些實施例中，暗化層1004a、1004b之整個區域可由處理器作為一單一元件控制，即，整個暗化層1004a、1004b可具有相同狀態(透明、不透明或一中間狀態)。在其他實施例中，暗化層1004a、1004b可分成多個區域及由處理器個別地控制之區域。
在一些實施例中，暗化層1004a、1004b可回應於感測器資訊而控制。一或多個感測器可將感測器資訊提供至處理器。如同暗化層1004a、1004b，感測器可整合至面板或顯示器1000中或可在顯示器1000可為其一部分之系統內。
感測器可包含一近接感測器及/或一(電容式)觸控感測器。近接感測器或觸控感測器可分別實現存在偵測及使用偵測以提供使用者體驗。近接感測器可感測一使用者位於顯示器1000之哪一側且正確定向顯示器影像。近接感測器可使用紅外光來判定一使用者存在於顯示器1000之一側上。處理器可在一預定時間量(例如，大於約5秒)內判定使用者存在且啟動使用者所在之顯示器1000之另一側上之暗化層1004a、1004b。替代地，近接感測器可包含一攝影機且處理器可自由攝影機捕捉之影像之面部識別判定使用者存在。
一般而言，顯示器1000中之各像素可在圍繞法向於其上安置像素之下部之一法向方向對稱之一方向上發射光。在一些實施例中，例如，來自各像素之光可依一朗伯(Lambertian)場型輻射。然而，光在法向方向上之傳播可導致不在朗伯場型之主瓣內之個體之觀察能力降低，因為光之很大一部分被導向無法被看見之一方向。為此，在一些實施例中，稀疏陣列中之一或多個光學元件可用於基於偵測到之使用者位置將發射角調整為其中發射光之(朗伯)場型以一觀看位置之一主要非法向視角為中心之一最佳化方向。眼球追蹤資訊亦可用於調整類似於擴增實境/虛擬實境系統之光發射角。
替代地，除使用圖5C或圖5D中所展示之LED之外，在其他實施例中，可在圖10中所展示之實施例中使用圖9A或圖9B中所展示之雙面陣列。在此情況中，由於陣列可經獨立控制，且因此能夠展示相同資訊或不同資訊，所以暗化層1004a、1004b可或可不存在。
圖11展示一實例性系統。系統1100可包含一或多個光源1110a、1110b。一第一光源1110a可包含本文中所描述之稀疏LED陣列1112之一或多者。第一光源1110a可包含本文中亦描述之局部驅動器1114。第一光源1110a可安置於一設備上或內之各種位置中，如本文中更詳細描述。一第二光源1110b可存在且可包含一或多個非稀疏LED陣列1116 (例如微LED陣列、迷你LED陣列或其他)。第二光源1110b可安置於含有系統1100之一設備上或內之各種其他位置中。
第一光源1110a及/或第二光源1110b中之LED可含有微LED。一微LED陣列含有發射光且可個別控制或依像素組(例如5×5像素組)控制之數千個至數百萬個微LED。微LED很小(例如邊長＜0.07 mm)且可使用諸如上文所指示之無機半導體材料提供通常為紅色、綠色、藍色或黃色之單色或多色光。其他LED可具有(例如)約4 mm 2、250微米×250微米或更大之一大小。微LED可(例如)歸因於其厚度約為一5 μm厚而被使用(類似於薄膜LED)，且因為微LED本身無基板，所以微LED能夠直接放置於一背板上。此導致具有實質上小於使用其他LED之光源之一總厚度之一光源。由微LED提供之個別控制允許顯示器之驅動電子器件使用驅動電晶體之一主動矩陣陣列或一全驅動器微IC個別強度控制。微LED之使用可用於使各LED操作進行大量微調。
一控制器1130可包含一處理器1132，其可用於控制系統1100之各種功能。亦如所展示，控制器1130可含有另外組件，諸如經組態以尤其驅動由處理器1132控制之第二光源1110b之一驅動器1134。在一些實施例中，驅動器1134亦可經組態以提供第一光源1110a之稀疏LED陣列1112之非局部驅動。
如上所述，稀疏LED陣列1112及非稀疏LED陣列1116之LED可由一或多個無機材料(例如諸如砷化鎵(GaAs)之二元化合物、諸如砷化鋁鎵(AlGaAs)之三元化合物、諸如磷化銦鎵(InGaAsP)之四元化合物、氮化鎵(GaN)或其他適合材料)形成，通常為III-V族材料(由元素週期表之列界定)或II-VI族材料。不同陣列中之LED可發射可見光譜(約400 nm至約800 nm)中之光及/或可發射紅外光譜(約800 nm以上)中之光。至少一些LED可藉由在尤其(例如)藍寶石氧化鋁(Al 2O 3)或氮化矽之一剛性基板(其可有紋理)上組合n型及p型半導體來形成。特定而言，在LED製造期間在基板上沈積及處理各種層。基板之表面可經預處理以在各種層沈積之前使表面退火、蝕刻、拋光等。原始基板可移除且由一薄透明剛性基板(諸如玻璃)或一可撓性基板(例如塑膠)替換。
一般而言，各種LED層可使用用於沈積一或多個半導體層之磊晶半導體沈積(例如，藉由金屬有機化學氣相沈積)、金屬沈積(例如，藉由濺鍍)、氧化物生長以及蝕刻、剝離及清潔以及其他操作來製造。基板可在製造之後及在經由金屬接合(諸如，經由導線或球形接合)連接至一背板上之接點之後自LED結構移除。背板可為含有積體電路(IC)之一印刷電路板或晶圓，諸如一CMOS IC晶圓。半導體沈積操作可用於產生具有其中發生電子-電洞重組且產生來自LED之光之一主動區域之一LED。主動區域可為(例如)一或多個量子井。金屬接點可用於將電流自其上安置LED之背板之IC (諸如驅動器)驅動提供至n型及p型半導體。沈積材料、層及薄膜之方法可包含(例如)濺鍍沈積、原子層沈積(ALD)、化學氣相沈積(CVD)、物理氣相沈積(PVD)、電漿增強原子層沈積(PEALD)、電漿增強化學氣相沈積(PECVD)及其等之組合等。
在一些實施例中，一或多個其他層(諸如含有磷光體粒子之磷光體轉換層)可安置於一些或所有LED或一些或所有LED陣列1112、1116上以將來自LED之光之至少一部分轉換成一不同波長之光。例如，來自GaN LED之藍光可由磷光體轉換層轉換成近紅外光或白光。
光源1110a、1110b可包含至少一個透鏡及/或諸如反射器之其他光學元件。在不同實施例中，一單一透鏡可安置於LED陣列1112、1116之一或多者上方，多個透鏡可安置於LED陣列1112、1116之一或多者上方且一單一透鏡安置於LED陣列1112、1116之一或多者上方，或多個透鏡可安置於LED陣列1112、1116之一或多者上方且一單一透鏡安置於LED陣列1112、1116之各者之LED之一或多者上方。至少一個透鏡及/或其他光學元件可將由LED陣列1112、1116之一或多者發射之光導向一目標。
處理器1132亦可控制包含一多像素偵測器1122之一感測器1120。感測器1120可感測由第二LED陣列1116發射且由一目標反射之一或多個波長之光及/或由目標發射之輻射。感測器1120可(例如)為一雷達或光達感測器，或處理器1132可用於判定附近特定物體(例如其他車輛、人、路標)之存在。感測器1120可包含用於捕捉輻射之光學元件(例如至少一個感測器透鏡)。多像素偵測器1122可包含(例如)光二極體或能夠偵測所關注之(若干)波長範圍內之光之一或多個其他偵測器。
多像素偵測器1122可包含用於感測可見及/或紅外光之多個不同陣列。多像素偵測器1122可具有一或多個分段(其等能夠感測相同波長/波長範圍或不同波長/波長範圍)，類似於LED陣列1116。
在一些實施例中，代替設置於感測器1120中或除設置於感測器1120中之外，一多像素偵測器可設置於第二光源1110b中。在一些實施例中，第二光源1110b及感測器1120可整合於一單一模組中，而在其他實施例中，第二光源1110b及感測器1120可為安置於一印刷電路板(PCB)或其他底座上之單獨模組。在其他實施例中，第二光源1110b及感測器1120可附接至不同PCB或底座。
LED陣列1112、1116之各者中之LED可依一類比或數位方式驅動，即，使用一直流電(DC)驅動器或脈寬調變(PWM)。如所展示，驅動器1114、1134可用於分別驅動LED陣列1112、1116中之LED以及諸如致動器之其他組件。
圖10中所展示之車輛系統1100之組件可使用一電源供應器1140 (諸如一電池)提供電力。
第一光源1110a可經配置以依稀疏分佈發射光，使得LED佔據一小面密度以實現由第一光源1110a提供之資訊之視覺觀察，同時容許沿通過LED之間的區域之一視線透過LED之間的區域之底層透明(可撓性)基板觀看。此可允許第一光源1110a之發射側上之一觀察者觀看由第一光源1110a投影之資訊及基本場景。在其中底層基板可完全反射可見光或可鏡面反射之其他實施例中，LED之間的區域無法被看到。
由第一光源1110a投影之資訊可為靜態或動態的，類似於能夠由一非稀疏光源形成之資訊。第一光源1110a之LED可使用基板上之導電跡線電連接，導電跡線經組態以將驅動電流自驅動器1114提供至LED。如上所述，導電跡線可為透明的且包含一或多個TCO層。即使由一非透明金屬形成，但導電跡線可相對較窄且隔開足夠遠以容許無實質干擾地穿過基板進行視覺觀察。導電跡線可(例如)小於約110 µm寬。LED可沿一列及行之各者經由導電跡線串聯或並聯連接至含有控制電路系統(及電源供應器)之一或多個邊緣且可個別地或依LED組定址。用於各像素之第一光源1110a中之驅動器1114及其他控制裝置亦可指稱一微IC。
圖12繪示根據一些實施例之一通用裝置之一實例。裝置1200可為(例如)一車載顯示器。各種元件可設置於上文所指示之一背板上，而其他元件可為本端或遠端的。如本文中所描述，實例可包含或可操作邏輯或數個組件、模組或機構。
模組及組件係能夠執行指定操作之有形實體(例如硬體)且可依某種方式組態或配置。在一實例中，電路可作為一模組依一指定方式配置(例如，在內部或相對於諸如其他電路之外部實體)。在一實例中，一或多個電腦系統(例如一獨立、用戶端或伺服器電腦系統)或一或多個硬體處理器之全部或部分可由韌體或軟體(例如指令、一應用程式部分或一應用程式)組態為操作執行指定操作之一模組。在一實例中，軟體可駐留於一機器可讀媒體上。在一實例中，軟體在由模組之基本硬體執行時引起硬體執行指定操作。
因此，術語「模組」(及「組件」)應理解為涵蓋一有形實體，其係經物理構造、特別組態(例如，硬接線)或暫時(例如，臨時)組態(例如，程式化)以依一指定方式操作或執行本文中所描述之任何操作之部分或所有之一實體。考量其中暫時組態模組之實例，無需在任何時刻例示各模組。例如，當模組包括使用軟體組態之一通用硬體處理器時，通用硬體處理器可在不同時間組態為各自不同模組。例如，軟體可相應地組態一硬體處理器在一時刻構成一特定模組且在一不同時刻構成一不同模組。
電子裝置1200可包含一硬體處理器(或等效地，處理電路系統) 1202 (例如一中央處理單元(CPU)、一GPU、一硬體處理器核心或其等之任何組合)、一記憶體1204 (其可包含主及靜態記憶體)，其等之一些或所有可經由一互連(例如匯流排) 1208彼此通信。記憶體1204可含有可抽換儲存器及不可抽換儲存器、揮發性記憶體或非揮發性記憶體之任何者或所有。電子裝置1200可進一步包含一顯示器/光源1210 (諸如上述LED或一視訊顯示器)、一文數字輸入裝置1212 (例如一鍵盤)及一使用者介面(UI)導覽裝置1214 (例如一滑鼠)。在一實例中，顯示器/光源1210、輸入裝置1212及UI導覽裝置1214可為一觸控螢幕顯示器。電子裝置1200可另外包含一儲存裝置(例如驅動單元) 1216、一信號產生裝置1218 (例如一揚聲器)、一網路介面裝置1220、一或多個攝影機1228及一或多個感測器1230，諸如一全球定位系統(GPS)感測器、羅盤、加速度計或諸如本文中所描述之其他感測器。電子裝置1200可進一步包含一輸出控制器(諸如一串列(例如通用串列匯流排(USB))、並行或其他有線或無線(例如紅外(IR)、近場通信(NFC)等)連接)以通信或控制一或多個周邊裝置(例如一印表機、讀卡器等)。諸如提供顯示器/光源1210之一或多個稀疏陣列之一些元件可遠離其他元件且可由硬體處理器1202控制。
儲存裝置1216可包含一非暫時性機器可讀媒體1222 (下文中簡稱為機器可讀媒體)，其上儲存體現本文中所描述之技術或功能之任何一或多者或由該任何一或多者利用之一或多組資料結構或指令1224 (例如軟體)。指令1224亦可在其由電子裝置1200執行期間完全或至少部分駐留於記憶體1204及/或硬體處理器1202內。儘管機器可讀媒體1222經繪示為一單一媒體，但術語「機器可讀媒體」可包含經組態以儲存一或多個指令1224之一單一媒體或多個媒體(例如一集中式或分散式資料庫及/或相關聯快取記憶體及伺服器)。
術語「機器可讀媒體」可包含能夠儲存、編碼或攜載由電子裝置1200執行之指令且引起電子裝置1200執行本發明之技術之任何一或多者或能夠儲存、編碼或攜載由此等指令使用或與此等指令相關聯之資料結構之任何媒體。非限制性機器可讀媒體實例可包含固態記憶體及光學及磁性媒體。機器可讀媒體之具體實例可包含：非揮發性記憶體，諸如半導體記憶體裝置(例如電可程式化唯讀記憶體(EPROM)、電可擦除可程式化唯讀記憶體(EEPROM))及快閃記憶體裝置；磁碟，諸如內部硬碟及可抽換磁碟；磁光碟；隨機存取記憶體(RAM)；及CD-ROM及DVD-ROM磁碟。
指令1224可進一步利用數個無線區域網路(WLAN)傳輸協定或一SPI或CAN匯流排之任一者經由網路介面裝置1220使用一傳輸媒體1226通過一通信網路傳輸或接收。實例性通信網路可包含一區域網路(LAN)、一廣域網路(WAN)、一分組資料網路(例如網際網路)、行動電話網路(例如蜂巢式網路)、普通老式電話(POTS)網路及無線資料網路。網路通信可包含一或多個不同協定，諸如電氣與電子工程師協會(IEEE) 802.11標準系列(稱為Wi-Fi)、IEEE 802.14標準系列(稱為WiMax)、IEEE 802.14.4系列標準、一長期演進(LTE)標準系列、一通用行動電信系統(UMTS)標準系列、對等(P2P)網路、下一代(NG)/第六代(6G)標準等等。在一實例中，網路介面裝置1220可包含一或多個實體插孔(例如乙太網、同軸或電話插孔)或用於連接至傳輸媒體1226之一或多個天線。
應注意，本文中所使用之術語「電路系統」係指‎硬體組件、係硬體組件之部分或包含硬體組件，諸如一電子電路、一邏輯電路、一處理器(共用、專用或組)及/或記憶體(共用、專用或組)、一專用積體電路(ASIC)、一場可程式化裝置(FPD)(例如一場可程式化閘陣列(FPGA)、一可程式化邏輯裝置(PLD)、一複雜PLD (CPLD)、一高容量PLD (HCPLD)、一結構化ASIC或一可程式化SoC)、數位信號處理器(DSP)等，其等經組態以提供所描述之功能。在一些實施例中，電路系統可執行一或多個軟體或韌體程式以提供至少一些所描述之‎功能。術語「電路系統」亦可係指一或多個硬體元件(或用於一電或電子系統中之電路之一組合)與用於執行程式碼之功能之程式碼之一組合。在此等實施例中，硬體元件與程式碼之組合可指稱一特定類型之電路系統。
因此，本文中所使用之術語「處理器電路系統」或「處理器」係指能夠循序及自動執行一算術或邏輯運算序列或記錄、儲存及/或傳送數位資料之電路系統、係該電路系統之部分或包含該電路系統。術語「處理器電路系統」或「處理器」可係指一或多個應用處理器、一或多個基頻處理器、一實體中央處理單元(CPU)、一單核或多核處理器及/或能夠執行或依其他方式操作電腦可執行指令(諸如程式碼、軟體模組及/或功能程序)之任何其他裝置。
攝影機1228可感測由LED發射之至少一或多個波長之光。攝影機1228可包含能夠收集自一受照區域反射及/或由受照區域發射之照明之反射光之光學元件(例如至少一個攝影機鏡頭)。攝影機鏡頭可將反射光導引至一多像素感測器(亦指稱一光感測器)上以在多像素感測器上形成一影像。
處理器1202可經由一或多個驅動器來控制及驅動LED。例如，處理器1202可視情況獨立於LED陣列中之另一或多個LED來控制LED陣列中之一或多個LED以依一指定方式照射一區域。
另外，感測器1230可併入攝影機1228及/或光源1210中。感測器1230可感測可見及/或紅外光且可進一步感測環境光及/或環境光之變動/閃爍以及接收來自LED之反射光。感測器可具有一或多個分段(其等能夠感測相同波長/波長範圍或不同波長/波長範圍)，類似於LED陣列。
圖13A至圖13G繪示根據一些實施例之製造稀疏陣列之一程序1300之一實例。圖14繪示根據圖13A至圖13G中所展示之程序操作來製造稀疏陣列之一方法1400之一實例。同時參考圖13A至圖13G及圖14，程序在圖13A中自一透明可撓性片材1302開始。在圖14中之操作1402中，可將透明可撓性片材1302附接至一載體晶圓1304 (或其他類型之載體基板)，如圖13B中所描繪。在操作1404中，可將金屬跡線1306沈積於透明可撓性片材1302上，如圖13C中所展示。在操作1406中，可將LED陣列1308組裝於金屬跡線1306上，如圖13D中所展示。在操作1408中，可自載體晶圓1304釋放含有金屬跡線1306及LED陣列1308之透明可撓性片材1302，如圖13E中所展示。在操作1410中，可將一黏著層1310層壓於透明可撓性片材1302上以覆蓋金屬跡線1306及LED陣列1308，如圖13F中所展示。在操作1412中，可翻轉透明可撓性片材1302且將其層壓至一印刷電路板1312上，如圖13G中所展示。
在其他實施例中，具有跡線之一背板可形成於透明基板上。稀疏LED陣列(其可含有微LED)可與背板一起轉移至透明基板上。轉移可(例如)使用一質量轉移程序來執行以提供稀疏LED陣列。質量轉移可用於藉由挑選具有印記之位置且使用(例如)一黏著層繫住或錨定轉移材料來將微LED (及微IC)質量沈積於透明基板上。在另一實例中，轉移可使用平行排列之一或多個列印噴嘴來執行以在一真空噴嘴轉移程序中提供稀疏LED陣列。列印噴嘴可為適用於此程序之一ENJET工具。在任一情況中，可接著形成層壓結構。在其他實施例中，在轉移之後，特定微LED可使用ENJET工具來修復或替換。
替代地，跡線可形成於透明基板上。LED可接著形成於透明基板及如上所形成之層壓結構上。
圖15繪示根據所揭示標的之各種實施例之操作一VR頭戴裝置之一程序之一實例。在程序1500期間，在操作1502中提供VR頭戴裝置。在操作1504中，VR頭戴裝置中之一暗化層之不透明度可基於VR互動或潛在碰撞改變。此在下文關於圖17更詳細描述。
儘管本文中詳細討論稀疏陣列，但在其他實施例中，具有圖5C或圖5D中所描述之結構之微LED之使用可用於非稀疏陣列中以提供類似於上述顯示器(例如，如圖10中所展示)的顯示器。
圖16展示根據所揭示標的之各種實施例之一系統之一實例之一方塊圖。系統1600可使用微LED提供AR/VR功能。系統1600可包含一可穿戴外殼1612，諸如一頭戴裝置或護目鏡。可穿戴外殼1612可機械地支撐及容置下文詳細描述之元件。在一些實例中，下文詳細描述之元件之一或多者可包含於可與可穿戴外殼1612分離且可無線地及/或經由一有線連接耦合至可穿戴外殼1612之一或多個額外可穿戴外殼中。例如，一單獨可穿戴外殼可減輕可穿戴護目鏡之重量，諸如藉由包含電池、無線電及其他元件。可穿戴外殼1612可包含一或多個電池1614，其等可供電給下文詳細描述之元件之任何者或全部。可穿戴外殼1612可包含可電耦合至一外部電源供應器(諸如一壁面插座)以向電池1614再充電之電路系統。可穿戴外殼1612可包含用於經由一適合協定(諸如WiFi)與一伺服器或網路無線通信之一或多個無線電1616。
系統1600可包含一或多個感測器1618，諸如光學感測器、音訊感測器、觸覺感測器、熱感測器、陀螺儀感測器、飛行時間感測器、基於三角量測之感測器、近接感測器、眼球追蹤感測器及其他。在一些實例中，感測器之一或多者可感測一使用者之一位置、一定位及/或一定向。在一些實例中，感測器1618之一或多者可回應於穿戴者之感測之位置、定位及/或定向而產生一感測器信號。感測器信號可包含對應於一感測位置、定位及/或定向之感測器資料。例如，感測器資料可包含周圍環境之一深度圖。在一些實例中，諸如針對一AR系統，感測器1618之一或多者可捕捉靠近一使用者之周圍環境之一即時音訊影像。
系統1600可包含一或多個視訊產生處理器1620。一或多個視訊產生處理器1620可接收表示三維場景之場景資料，諸如場景中之物體之一組位置座標或場景之一深度圖。此資料可自一伺服器及/或一儲存媒體接收。一或多個視訊產生處理器1620可自一或多個感測器1618接收一或多個感測器信號。回應於表示周圍環境之場景資料及表示使用者相對於周圍環境之位置及/或定向之至少一個感測器信號，一或多個視訊產生處理器1620可產生對應於場景之一視圖之至少一個視訊信號。在一些實例中，一或多個視訊產生處理器1620可產生兩個視訊信號，一個用於使用者之每只眼睛，分別表示自使用者之左眼及右眼之一視角之場景之一視圖。在一些實例中，一或多個視訊產生處理器1620可產生超過兩個視訊信號且組合視訊信號以提供用於雙眼之一個視訊信號、用於兩個眼睛之兩個視訊信號或其他組合。
系統1600可包含針對系統1600之一顯示器提供光之一或多個光源1622。例如，適合光源1622可包含上文之微LED。一或多個光源1622可包含具有不同色彩或波長之發光元件。例如，一光源可包含發射紅光之一紅色發光二極體、發射綠光之一綠色發光二極體及發射藍光之一藍色發光二極體。紅光、綠光及藍光以特定比率組合以產生在電磁光譜之一可見部分中視覺可感知之任何適合色彩。系統之各像素可包含3個或更多個微LED (諸如一白色發光微LED，其中含有螢光體粒子之一波長轉換層將來自微LED之光轉換為白光)。
系統1600可包含一或多個調變器1624。調變器1624可依至少兩個組態之一者實施。在一第一組態中，調變器1624可包含直接調變光源1622之電路系統。例如，光源1622可包含一LED (諸如微LED)陣列，且調變器1624可直接調變引導至陣列中之各發光二極體之電力、電壓及/或電流以形成調變光。調變可依一類比方式(電流)及/或一數位方式(PWM)執行。在一些實例中，光源1622可包含一紅色發光二極體陣列、一綠色發光二極體陣列及一藍色發光二極體陣列，且調變器1624可直接調變紅色發光二極體、綠色發光二極體及藍色發光二極體以形成調變光以產生一指定影像。
在一第二組態中，調變器1624可包含一調變面板，諸如一液晶面板。光源1622可產生均勻照明或幾乎均勻照明以照明調變面板。調變面板可包含像素。各像素可回應於一電調變信號而選擇性地衰減調變面板區域之一各自部分以形成調變光。在一些實例中，調變器1624可包含調變不同色彩之光之多個調變面板。例如，調變器1624可包含衰減來自諸如一紅色發光二極體之一紅色光源之紅光之一紅色調變面板、衰減來自諸如一綠色發光二極體之一綠色光源之綠光之一綠色調變面板、及衰減來自諸如一藍色發光二極體之一藍色光源之藍光之一藍色調變面板。
在第二組態之一些實例中，調變器1624可自諸如一白光發光二極體之一白色光源接收均勻白光或幾乎均勻白光。調變面板可在調變面板之各像素上包含波長選擇濾波器。面板像素可配置成組(諸如三個或四個之組)，其中各組形成一彩色影像之一像素。例如，各組可包含具有一紅色濾波器之一面板像素、具有一綠色濾波器之一面板像素及具有一藍色濾波器之一面板像素。亦可使用其他適合組態。
系統1600可包含一或多個調變處理器1626，其等接收諸如來自一或多個視訊產生處理器1620之一視訊信號，且作為回應而產生一電調變信號。針對其中調變器1624直接調變光源1622之組態，電調變信號可驅動光源1622。針對其中調變器1624包含一調變面板之組態，電調變信號可驅動調變面板。
系統1600可包含一或多個分束器1628 (亦稱為光束組合器)，其組合不同色彩之光束以形成一單一多色光束。針對其中光源1622可包含不同色彩之多個發光二極體之組態，系統1600可包含一或多個波長敏感(例如，二向色)分束器1628，其組合不同色彩之光以形成一單一多色光束。
系統1600可依至少兩個組態之一者將調變光朝向觀察者之眼睛引導。在一第一組態中，系統1600可充當一投射器，且可包含將調變光投射至一或多個螢幕1632上之適合投影光學件1630。螢幕1632可位於距使用者之一眼睛之一適合距離。系統1600可視情況包含一或多個透鏡1634，其等可在距眼睛之一適合距離(諸如一近焦距離，諸如500 mm、750 mm或另一適合距離)處定位一螢幕1632之一虛擬影像。在一些實例中，系統1600可包含一單一螢幕1632，使得調變光可朝向使用者之雙眼引導。在一些實例中，系統1600可包含兩個螢幕1632，使得來自各螢幕1632之調變光可朝向使用者之一各自眼睛引導。在一些實例中，系統1600可包含超過兩個螢幕1632。在一第二組態中，系統1600可將調變光直接引導至一觀察者之一隻或兩隻眼睛中。例如，投影光學件1630可在使用者之一眼睛之一視網膜上形成一影像，或在使用者之兩隻眼睛之各視網膜上形成一影像。
針對AR系統之一些組態，系統1600可包含至少部分透明之顯示器，使得一使用者可透過顯示器觀看使用者之周圍環境。針對此等組態，AR系統可產生對應於周圍環境之擴增而非周圍環境本身之調變光。例如，在一零售商展示一椅子之實例中，AR系統可將對應於椅子而非房間之剩餘部分之調變光朝向一螢幕或朝向一使用者之一眼睛引導。
圖17繪示根據所揭示標的之各種實施例之一實例性VR頭戴裝置。VR頭戴裝置1700可包含如上所述之數目個組件。VR頭戴裝置1700可將使用者與真實世界隔離且用在使用者眼前產生之一虛擬世界來刺激使用者之視覺感覺。維持虛擬世界之錯覺之一個態樣係透過使用一完全不透明之螢幕來完全遮擋來自現實世界之光學信號，以允許使用者享受身臨其境之VR體驗。VR頭戴裝置1700可依數目形式因數之任何者提供，例如諸如護目鏡或一頭盔。
VR頭戴裝置1700可包含其上安置多個組件之一框架1710。框架1710可由諸如(例如)丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)、高密度聚乙烯(HDPE)或聚碳酸酯之一高抗衝擊不透明材料形成。
組件可包含一或多個感測器，諸如一近接感測器1712、一暗化層1714、一顯示器1716及提供額外功能之組件1718。在一些實施例中，暗化層1714、顯示器1716及組件1718可形成一層堆疊。額外功能可另外或替代地經由定位於顯示器1716前面或後面之一或多個其他透明微LED陣列引入。顯示器1716可由轉移至一背板上之微LED形成，且使用窄跡線來維持一高透明度，此係歸因於如上所述至微LED之小尺寸及相關節距。例如，顯示器1716可含有諸如圖5C或圖5D中所描述之陣列之一稀疏陣列或非稀疏陣列。
暗化層1714可類似於圖10之暗化層1004a、1004b且因此可具有一可控不透明度。暗化層1714可(例如)為由組件1718中之一處理器1718a控制之一LCD層。顯示器1716可比暗化層1714更靠近一使用者(中心位置1720)且因此更遠離框架1710。例如，暗化層1714可安置於顯示器1716與框架1710之間。替代地，併入框架1710本身中之暗化層1714或框架1710可安置於顯示器1716與暗化層1714之間(即，暗化層1714可安置於框架1710之外側上且由一保護上層保護)。
暗化層1714可經控制以調整不透明度。例如，當暗化層1714完全不透明時，VR頭戴裝置1700可充當一標準VR頭戴裝置，允許使用者享受一沉浸式VR體驗。然而，暗化層1714可經調整以變成透明且VR影像關閉，將使用者自虛擬世界立即帶回真實世界(允許使用者透過透明暗化層1714透過透明顯示器1716看到真實世界)，而無需移除VR頭戴裝置1700。暗化層1714之不透明度可在不透明與透明之間依預定降級次數調整。即，暗化層1714可具有複數個模式，包含其中外部光經阻擋而使使用者不可見且VR影像由顯示器1716提供給使用者之一不透明模式，及其中使用者能夠透過顯示器1716看到外面且顯示器1716不供應VR影像之一透明模式。
例如，若與碰撞偵測結合，則暗化層1714之不透明度調整可為一安全特徵。一或多個近接感測器1712可用於碰撞偵測。近接感測器1712可安置於框架1710之一或多個側處。為此，近接感測器1712可發射/偵測紅外光或可週期性捕捉影像。判定潛在碰撞之週期性可為預定的(例如，每幾秒)或可取決於如由組件1718中之運動及定向感測器判定之使用者是否在移動(以及速度及前一影像捕捉中是否偵測到物體)。因此，若使用者未移動，則週期可為延長的或無限的，以節省向VR頭戴裝置1700供電之一電池之電池壽命。偵測之紅外光或影像可由處理器1718a處理以判定與一真實世界物體之一潛在碰撞是否可能。碰撞可能性之判定可(如上所述)基於使用者之移動速度及方向，以及至一偵測物體之距離(及速度)。
一旦偵測到一潛在碰撞係可能的(例如，大於一預定百分比，諸如60%)，處理器1817a即可將暗化層1714自動調整為透明且同時停止由顯示器1716提供之VR影像。替代地，處理器1718a可客製顯示器1716以替換由顯示器1716投射之VR影像之一部分或疊對VR影像上固有之一碰撞之一警示。
在一替代情況(警示之顯示)中，處理器1718a可控制暗化層1714以在提供警示之後變為透明或可等待直至提供一使用者輸入。使用者輸入可為框架1710上之一手動輸入。替代地，處理器1718a可控制顯示器1716以在螢幕上(例如顯示器之一隅角)插入使用者輸入。應注意，獨立可控之微LED之使用可使VR顯示器之其他區域用於提供文數字資訊(諸如時間/日期、溫度及通知等)。此等文數字資訊以及放置可由使用者透過一VR使用者輸入控制或遠端地控制(例如，使用例如一智慧型電話應用程式)。
組件1718可包含用於VR回應之眼球追蹤(即，一眼球追蹤器1718b)以及用於經由螢幕上使用者輸入(基於眼動之控制)控制暗化層1714之不透明度之一紅外反射器及偵測器。即，處理器1718a可控制顯示器1716以提供一虛擬使用者輸入，判定眼動是否滿足一預定準則，且回應於眼動滿足預定準則之一判定而改變暗化層之不透明度且停止顯示器1716顯示一VR影像。眼球追蹤器及處理器1718a可判定眼睛是否打開或閉合，且若眼睛打開，則判定眼睛之一凝視方向。例如，眼球追蹤器及處理器1718a可偵測使用者聚焦於使用者輸入以在一預定時間量(2至3秒)內改變不透明度且作為回應而改變不透明度。替代地，預定準則可包含一預定眼動(諸如兩次眨眼或三次眨眼或長時間眨眼)而非一螢幕上使用者輸入。
在另一使用情況中，在一現代辦公室中，VR頭戴裝置可顯示一使用者在其上執行工作之使用者工作螢幕(代替一電腦顯示器)之一虛擬影像。例如，若使用者將視線自由顯示器1716提供之虛擬螢幕移開以與同事互動(例如藉由移動其等眼睛或將其等頭轉向面對同事)，則VR頭戴裝置1700之不透明度可調整為透明。因此，上述預定準則可為取決於由顯示器1716提供之VR影像之一移動。
圖18繪示根據所揭示標的之各種實施例之另一實例性VR頭戴裝置。VR頭戴裝置1800包含覆蓋框架1810或與框架1810整合之上述層堆疊1802。儘管VR頭戴裝置1800經展示為具有一護目鏡形狀，但VR頭戴裝置1800可為任何適合形狀。微LED 1820可配置成一中心(矩形)陣列1822及一周邊群組1824，其可形成一圓形或橢圓形(例如，模仿一眼睛之形狀)。在一些實施例中，至少一些微LED 1820可發射紅外光以追蹤眼動及凝視方向，而其他微LED 1820可發射可見光。紅外發射微LED可包含提供眼睛之恆定照明之一第一組微LED且另一組微LED可提供眼睛之調變照明以進行眼球追蹤。
在一些實施例中，連接微LED 1820之背板可具有用於向微LED 1820提供電力之導電跡線。例如，微LED 1820可配置成對，且一對中之微LED 1820並聯連接以在微LED有缺陷或故障之情況下提供冗餘。微LED 1820對可配置成多個(例如兩個)串，其中各串具有多個(例如四個)對並聯連接之微LED 1820，其等由導電跡線串聯連接。
一層壓結構可用於製造微LED 1820。在一些實施例中，微LED 1820組可安置於一可撓性透明片(例如聚合物)上。經組態以供電給微LED 1820、一透明基板及一透明黏著劑片之導電路徑可定位於可撓性透明片與透明基板之間且接合至可撓性透明片及透明基板。微LED 1820及導電路徑可經配置以形成VR頭戴裝置1800之複數個透明微LED光源，其等可自層壓結構分離成用於VR頭戴裝置1800之個別組件。
在一些實施例中，微LED 1820可安置於具有導電跡線之一可撓性透明片上。微LED 1820可直接形成於透明片上，通常透明片由一下伏剛性支撐件支撐。替代地，微LED 1820可轉移至且附接至透明片。一層黏著劑可施加至可撓性透明片及一剛性層之一者或兩者。黏著劑(諸如(例如)聚矽氧或聚醯亞胺)可施加至透明片及微LED 1820。剛性基板可為平坦的或彎曲的或否則為不平坦的(例如，分面)。可使透明片及剛性層在一起以形成對可見光透明之一層壓結構，其中微LED 1820及黏著劑位於層之間。在一些實施例中，黏著劑可經固化或交聯以實現層之黏著。
若剛性層經固化(例如，若剛性層形成一頭盔或頭戴裝置之一彎曲透鏡或一彎曲遮光板或面板)，則可使可撓性透明片變形或保形為剛性層之彎曲形狀。此使微LED 1820附接至任何所要形狀之一剛性層，同時使微LED 1820製造於一平坦晶圓或基板上。
黏著劑可將層黏著在一起且將微LED 1820至少部分囊封於層之間。當使可撓性透明片符合剛性層之形狀(不論平坦、彎曲或其他非平面形狀)時，將層附接在一起可包含採取步驟以防止、避免或消除剛性層與透明片之間的氣泡或空隙。
在附接至剛性層之後，可撓性透明片可保持其可撓性或可變形狀態。透明片可在定位於剛性基板上且與其符合之後固化或交聯。例如，固化或交聯之透明片在固化或交聯之後可為剛性的，或可保持可撓性、柔韌性或可壓縮。透明片亦可自黏著至剛性層，即充當其自身之黏著劑。如上所述，透明片可包含一或多個材料，包含PI、PEN、PET或其他可撓性或可固化透明聚合物。剛性層可包含二氧化矽、光學玻璃、聚碳酸酯、PMMA、其他剛性透明聚合物或其他剛性透明材料中之一或多個材料。
圖19繪示根據所揭示標的之各種實施例之一實例性VR頭戴裝置。VR頭戴裝置1900可類似於圖17中所展示之VR頭戴裝置1700。即，VR頭戴裝置1900可包含其上可安置多個組件之一框架1910。組件可包含一或多個感測器，諸如一近接感測器1912、一暗化層1914、一顯示器1916及提供額外功能之組件，諸如一透鏡1918a。
顯示器1916 (如顯示器1716)可包含數個層。在一些實施例中，暗化層1914可為顯示器1916之最外層。暗化層1914可包含一電變色材料、LCD或電子油墨等。暗化層1914之厚度可在自約15 µm至約500 µm之範圍內，通常約50 µm。暗化層1914可使用透明黏著劑附接至一透明基板。透明黏著劑可包含聚矽氧、矽氧烷、環氧矽混合物、環氧樹脂或丙烯酸等。透明黏著劑之厚度可在自約2 µm至約100 µm之範圍內，通常約10 µm。透明基板可包含玻璃、PET或透明PI等。透明基板之厚度可在自約50 µm至約1000 µm之範圍內，通常約100 µm。透明基板之一者可為用於機械支撐之一虛設背板。
微LED陣列可嵌入一保形透明黏著劑中。保形透明黏著劑可包含聚矽氧、矽氧烷、環氧矽混合物、環氧樹脂或丙烯酸等。保形透明黏著劑之厚度可在自約10 µm至約100 µm之範圍內，通常約25 µm。各微LED可包含GaN、InGaN、AlInGaP、GaAs或InGaAs (即，發光半導體)。微LED之厚度可在自約3 µm至約15 µm之範圍內，通常約5 µm。
微LED可經由一互連金屬附接至一透明氧化物導體。互連金屬可包含Au、Sn、AuSn、In、ACF/ACInk或SAC等。互連金屬之厚度可在自約0.02 µm至約5 µm之範圍內，通常約0.1 µm。透明氧化物導體可包含ITO、ZnO或SnO等。透明氧化物導體之厚度可在自約0.5 µm至約10 µm之範圍內，通常約1 µm。
顯示器1916可更靠近一使用者(中心位置1920)，且因此比暗化層1914更遠離框架1910。暗化層1914可經控制以在透明與不透明之間調整不透明度。當暗化層1914完全不透明時，VR頭戴裝置1900可充當一標準VR頭戴裝置，允許使用者享受一沉浸式VR體驗。然而，暗化層1914可經調整以變得透明且關閉VR影像，將使用者自虛擬世界立即帶回真實世界(允許使用者通過透明顯示器1916透過透明暗化層1914看到現實世界)，而無需移除VR頭戴裝置1900。暗化層1914之不透明度可在不透明與透明之間依預定降級次數調整。
一或多個近接感測器可用於碰撞偵測。近接感測器1912可安置於框架1910之一或多個側處。由近接感測器1912獲得之偵測之紅外光或影像可由處理器處理以判定是否與真實世界物體之一潛在碰撞是否可能。
在一替代情況(警示之顯示)中，處理器可控制暗化層1914以在提供警示之後變為透明或可一直等至提供一使用者輸入。使用者輸入可為框架1910上之一手動輸入。替代地，處理器可控制顯示器1916以在螢幕上(例如顯示器之一隅角)插入使用者輸入，如上文所描述。
在一些實施例中，一人工智慧(AI)系統可用於判定碰撞可能性。例如，AI系統可查看物體之近接程度之變化率以判定碰撞概率。可能性臨限值可為預定的(例如，在VR頭戴裝置1900之0.5米內)或臨限值可為使用者設定的。一旦偵測到一潛在碰撞係可能的，處理器即可將暗化層1914自動調整為透明且同時停止由顯示器1916提供之VR影像。可替換地，處理器可控制顯示器1916以替換由顯示器1916投射之VR影像之一部分或疊對VR影像上固有之一碰撞之一警示。
一紅外發射器及偵測器可用於VR回應之眼球追蹤以及用於經由螢幕上使用者輸入控制暗化層1914之不透明度(基於眼動之控制)。處理器可控制顯示器1916以提供一虛擬使用者輸入，判定眼動是否滿足一預定準則，且回應於眼動滿足預定準則之一判定而改變暗化層之不透明度且停止顯示器1916顯示一VR影像。眼球追蹤器及處理器可判定眼睛是否打開或閉合，且若眼睛打開，則判定眼睛之一凝視方向。
在另一使用情況中，在一現代辦公室中，VR頭戴裝置1900可顯示一使用者在其上執行工作之使用者工作螢幕(代替一電腦顯示器)之一虛擬影像。例如，若使用者將視線自由顯示器1916提供之虛擬螢幕移開以與同事互動(例如藉由移動其等眼睛或將其等頭轉向面對同事)，則VR頭戴裝置1900之不透明度可調整為透明。因此，上述預定準則可為取決於由顯示器1916提供之VR影像之一移動。
透鏡1918a可為(例如)一菲涅爾透鏡。透鏡可將顯示器1916之影像定位於眼睛之一適合距離處，諸如無限遠處或在眼睛之一適合觀察距離處，諸如0.5m、1m等。在此情況中，可在顯示器1916之後安置另一透鏡1918b (即，在與透鏡1918a對置之顯示器1916之側上)以有效地取消透鏡1918a之聚焦效應，使得真實世界看起來像通常看到一般。例如，若透鏡1918a係一正透鏡，則顯示器1916之對置側上之另一透鏡1918b可為一負透鏡，視情況具有一相同但相反之光功率。類似地，若透鏡1918a係負透鏡，則顯示器1916之對置側上之另一透鏡1918b可為正透鏡，視情況具有一相同但相反之光功率。如所展示，另一透鏡1918b可安置於顯示器1916與暗化層1914之間。在其他實施例中，暗化層1914可安置於顯示器1916與另一透鏡1918b之間。在一些實施例中，透鏡1918a及另一透鏡1918b可為顯示堆疊之部分。在其他實施例中，另一透鏡1918b可安置於框架1910上。
在一些實施例中，暗化層1914可分成多個分段。暗化層1914之分段可(例如)符合VR頭戴裝置1900之觀看區域。即，若VR頭戴裝置1900之觀看區域係實質上圓形，則暗化層1914之分段可為同心環。處理器能夠個別地改變分段之不透明度，此對於物體避免可能特別有用。更明確而言，當使用周邊視覺獲得大量資訊時，當一物體進入近接感測器1912之框架時，處理器可將最外層同心環之不透明度變為透明且調整VR顯示器以避免使用暗化層1914之透明部分。此允許使用者之真實世界視場隨著物體變得越來越靠近而逐漸擴展。分段之數目及位置可為預定的或使用者設定的，允許更大靈活性。處理器打開暗化層1914可充當對使用者之一自動碰撞警告，而無需VR頭戴裝置1900向使用者提供一明確警告。
圖20繪示根據所揭示標的之各種實施例之一實例性VR頭戴裝置。VR頭戴裝置2000可類似於圖19中所展示之VR頭戴裝置1900。為簡潔起見，未重複大多數個別組件，其中VR頭戴裝置2000包含依相對於使用者之一類似方式安置(中心位置2020)之一框架2010、一近接感應器2012、一暗化層2014a、2014b、一顯示器2016及透鏡2018a、2018b。
透鏡2018a及另一透鏡2018b可經組態以提供光學調節且依類似於圖19中所描述之一方式安置。暗化層2014a、2014b亦可分成分段。暗化層2014a、2014b之分段可(例如)符合VR頭戴裝置2000之觀看區域。即，若VR頭戴裝置2000之觀看區域係實質上圓形，則暗化層2014a、2014b之分段可為同心環。處理器能夠基於來自近接感測器2012之資訊來個別地改變分段之不透明度，如上文所描述。然而，不同於VR頭戴裝置1900，VR頭戴裝置2000之暗化層2014a、2014b可為另一透鏡2018b上之一塗層。暗化層2014a、2014b可安置於另一透鏡2018b之一個或兩個表面上(例如，比框架2010之正面更靠近顯示器2016之內表面及/或比框架2010之正面更遠離顯示器2016之外表面)。在圖20中所展示之實例中，基於來自近接感測器2012之資訊，處理器已控制安置於另一透鏡2018b之外表面上之暗化層2014a、2014b，使得暗化層2014a之內部保持不透明，而暗化層2014b之外部係透明的。
在上述VR頭戴裝置之各種實施例中，可使用具有不同焦距之多個透鏡。處理器能夠取決於一特定模式(例如VR、真實世界)選擇一所要焦距，以及校正一使用者之視力問題(例如近視、遠視、散光)。其他光學元件可用於部分補償VR影像及/或真實世界之可視區域。在一些實施例中，處理器可(例如)藉由沿視軸或沿垂直於視軸之一軸線自動聚焦透鏡來機械地移位VR頭戴裝置中之透鏡。例如，此可允許選擇一特定透鏡，或自一補償光學件調整為不使用光學件。
在其他實施例中，上述VR頭戴裝置可使用使用者視圖內之一特定物體之影像識別來僅調整對應於特定物體之暗化層之分段之不透明度。例如，AI系統可判定使用者正試圖查看一電子裝置(例如智慧型電話、手錶、膝上型電腦)且使暗化層之對應分段透明以允許使用者實際查看真實世界中之物體。此可避免在偵測到特定物體之後使用過度處理，創建特定物體之一虛擬版本且創建特定物體之一疊對(相反，僅使(若干)特定分段透明)。剩餘分段可繼續提供VR影像。
實例
實例1係一種虛擬實境(VR)頭戴裝置，其包括：一框架，其經組態以接收一使用者之一頭部；一實質上透明顯示器，其包含經組態以顯示一VR影像之一稀疏微發光二極體(微LED)陣列；及一暗化層，其具有一可控不透明度，該暗化層安置於該框架之一前部與該實質上透明顯示器之間。
在實例2中，實例1之標的包含，其中該等微LED經組態以提供在該實質上透明顯示器之對置側上看到之光，該等微LED之間的一距離經組態以提供透過該陣列之可見性。
在實例3中，實例1至2之標的包含：一近接感測器，其經組態以偵測該VR頭戴裝置與一物體之一潛在碰撞；及一處理器，其經組態以回應於偵測到該潛在碰撞而使該暗化層之該不透明度自實質上不透明變成實質上透明。
在實例4中，實例3之標的包含，其中判定潛在碰撞之一週期性取決於該VR頭戴裝置之移動速度及方向。
在實例5中，實例3至4之標的包含，其中該處理器經組態以回應於偵測到該潛在碰撞而自動改變該暗化層之該不透明度且停止該顯示器顯示該VR影像。
在實例6中，實例3至5之標的包含，其中該處理器經組態以：控制該顯示器回應於偵測到該潛在碰撞而提供一虛擬使用者輸入；及回應於該虛擬使用者輸入之使用者啟動而改變該暗化層之該不透明度且停止該顯示器顯示該VR影像。
在實例7中，實例1至6之標的包含，其中該暗化層含有各具有一個別可控不透明度之複數個分段，且一處理器經組態以使該暗化層之該等分段之不透明度自實質上不透明變成實質上透明。
在實例8中，實例7之標的包含經組態以偵測該VR頭戴裝置與一物體之一潛在碰撞之一近接感測器，其中該處理器經組態以回應於偵測到該潛在碰撞而使該暗化層之該等分段之該不透明度自實質上不透明變成實質上透明。
在實例9中，實例8之標的包含，其中該處理器經組態以自一最外分段向內控制該暗化層之該等分段以隨著該VR頭戴裝置與該物體之近接度增加而增加一真實世界視場。
在實例10中，實例7至9之標的包含：一透鏡，其安置成比該顯示器至該VR影像更靠近該VR影像之一視點；及另一透鏡，其安置成比該顯示器至該VR影像更遠離該VR影像之該視點，該另一透鏡經組態以回應於該暗化層實質上透明而補償該透鏡。
在實例11中，實例10之標的包含，其中該暗化層係該另一透鏡上之一層。
在實例12中，實例7至11之標的包含，其中該處理器經組態以透過影像辨識來判定視圖內之一特定物體之存在且僅調整對應於該特定物體之該暗化層之分段之不透明度。
在實例13中，實例1至12之標的包含：一透鏡，其安置成比該顯示器至該VR影像更靠近該VR影像之一視點；及另一透鏡，其安置成比該顯示器至該VR影像更遠離該VR影像之該視點，該另一透鏡經組態以回應於該暗化層實質上透明而補償該透鏡。
在實例14中，實例1至13之標的包含：複數個透鏡，其等安置成比該顯示器至該VR影像更靠近該VR影像之一視點，該等透鏡之各者具有不同焦距；及一處理器，其經組態以進行在不同透鏡之使用之間機械移位、沿一視軸調整一特定透鏡及沿垂直於該視軸之一軸線調整該特定透鏡之至少一者。
在實例15中，實例1至14之標的包含一處理器，其經組態以：控制該顯示器提供一虛擬使用者輸入；及回應於該虛擬使用者輸入之使用者啟動而改變該暗化層之該不透明度且停止該顯示器顯示一VR影像。
在實例16中，實例1至15之標的包含：一眼球追蹤器，其經組態以追蹤一使用者眼睛之眼動；及一處理器，其經組態以：控制該顯示器提供一虛擬使用者輸入；判定由該眼球追蹤器追蹤之該眼動是否滿足一預定準則；及回應於判定該眼動滿足該預定準則而改變該暗化層之該不透明度且停止該顯示器顯示一VR影像。
在實例17中，實例16之標的包含，其中該預定準則係取決於該VR影像之一移動。
實例18係一種層堆疊，其包括：一實質上透明顯示器，其包含經組態以提供一虛擬實境(VR)影像之一微發光二極體(微LED)陣列；及一暗化層，其相鄰於該實質上透明顯示器且具有一可控不透明度。
在實例19中，實例18之標的包含，其中該等微LED經組態以提供在該實質上透明顯示器之對置側上看到之光，該等微LED之間的一距離經組態以提供透過該陣列之可見性。
在實例20中，實例18至19之標的包含，其中該暗化層含有各具有一個別可控不透明度之複數個分段。
在實例21中，實例20之標的包含，其中該暗化層之該等分段之不透明度回應於偵測到與一物體之一潛在碰撞而個別地控制。
在實例22中，實例21之標的包含，其中該暗化層之該等分段隨著該物體之近接度增加而自一最外分段向內控制。
在實例23中，實例20至22之標的包含：一透鏡，其安置於該顯示器之一第一側上且更靠近該顯示器而非該暗化層；及另一透鏡，其安置於與該第一側對置之該顯示器之一第二側上，該另一透鏡經組態以回應於該暗化層實質上透明而補償該透鏡。
在實例24中，實例23之標的包含，其中該暗化層係該另一透鏡上之一層。
在實例25中，實例20至24之標的包含，其中僅對應於一特定物體之該暗化層之分段之不透明度回應於判定該特定物體之存在而調整。
在實例26中，實例18至25之標的包含：一透鏡，其安置於該顯示器之一第一側上且更靠近該顯示器而非該暗化層；及另一透鏡，其安置於與該第一側對置之該顯示器之一第二側上，該另一透鏡經組態以回應於該暗化層實質上透明而補償該透鏡。
在實例27中，實例18至26之標的包含：複數個透鏡，其等安置於該顯示器之一第一側上，該暗化層安置於該顯示器之一第二側上，該等透鏡之各者具有不同焦距，該等透鏡經組態以在不同透鏡之使用之間個別地選擇及機械地移位、沿一視軸調整及沿垂直於該視軸之一軸線調整之至少一者。
在實例28中，實例18至27之標的包含，其中該暗化層之該不透明度改變，且該VR影像之顯示回應於一虛擬使用者輸入之使用者啟動而停止。
在實例29中，實例18至28之標的包含，其中該暗化層之該不透明度改變，且該VR影像之顯示回應於眼動滿足一預定準則之一判定而停止。
在實例30中，實例18至29之標的包含，其中該陣列中之該等微LED之間的一距離係均勻的。
實例31係一種虛擬實境(VR)系統，其包括：一框架，其經組態以接收一使用者之一頭部；一實質上透明顯示器，其包含經組態以提供VR影像之一個別可控微發光二極體(微LED)陣列；一暗化層，其具有一可控不透明度，該暗化層安置於該框架之一前部與該實質上透明顯示器之間；一處理器，其經組態以在其中實質上阻止外部光通過且該等VR影像由該實質上透明顯示器提供之一不透明模式與其中實質上使外部光透射穿過且該等VR影像未由該實質上透明顯示器提供之一實質上透明模式之間控制該暗化層之該不透明度；及一電池，其經組態以向該顯示器、該暗化層及該處理器提供電力。
在實例32中，實例31之標的包含經組態以偵測該VR頭戴裝置與一物體之一潛在碰撞之一近接感測器，其中該處理器經組態以回應於偵測到該潛在碰撞而使該暗化層之該不透明度自實質上不透明變成實質上透明。
在實例33中，實例32之標的包含，其中判定潛在碰撞之一週期性取決於該VR頭戴裝置之移動速度及方向。
在實例32中，實例32至33之標的包含，其中該處理器經組態以回應於偵測到該潛在碰撞而自動改變該暗化層之該不透明度且停止該顯示器顯示該VR影像。
在實例35中，實例32至32之標的包含，其中該處理器經組態以：控制該顯示器回應於偵測到該潛在碰撞而提供一虛擬使用者輸入；且回應於該虛擬使用者輸入之使用者啟動而改變該暗化層之該不透明度且停止該顯示器顯示該VR影像。
在實例36中，實例31至35之標的包含，其中該暗化層含有各具有一個別可控不透明度之複數個分段，且一處理器經組態以使該暗化層之該等分段之不透明度自實質上不透明變成實質上透明。
在實例37中，實例36之標的包含經組態以偵測該VR頭戴裝置與一物體之一潛在碰撞之一近接感測器，其中該處理器經組態以回應於偵測到該潛在碰撞而使該暗化層之該等分段之該不透明度自實質上不透明變成實質上透明。
在實例38中，實例37之標的包含，其中該處理器經組態以自一最外分段向內控制該暗化層之該等分段以隨著該VR頭戴裝置與該物體之近接度增加而增加一真實世界視場。
在實例39中，實例38之標的包含：一透鏡，其安置成比該顯示器至該VR影像更靠近該VR影像之一視點；及另一透鏡，其安置成比該顯示器至該VR影像更遠離該VR影像之該視點，該另一透鏡經組態以回應於該暗化層實質上透明而補償該透鏡。
在實例40中，實例10至39之標的包含，其中該暗化層係該另一透鏡上之一層。
在實例41中，實例38至40之標的包含，其中該處理器經組態以透過影像辨識來判定視圖內之一特定物體且僅調整對應於該特定物體之該暗化層之分段之不透明度。
在實例42中，實例31至41之標的包含：一透鏡，其安置成比該顯示器至該VR影像更靠近該VR影像之一視點；及另一透鏡，其安置成比該顯示器至該VR影像更遠離該VR影像之該視點，該另一透鏡經組態以回應於該暗化層實質上透明且該VR頭戴裝置提供一真實世界視圖而補償該透鏡。
在實例43中，實例31至42之標的包含複數個透鏡，其等安置成比該顯示器至該VR影像更靠近該VR影像之一視點，該等透鏡之各者具有不同焦距，其中該處理器經組態以進行在不同透鏡之使用之間機械移位、沿一視軸調整一特定透鏡及沿垂直於該視軸之一軸線調整該特定透鏡之至少一者。
在實例44中，實例31至43之標的包含一處理器，其經組態以：控制該顯示器提供一虛擬使用者輸入；及回應於該虛擬使用者輸入之使用者啟動而改變該暗化層之該不透明度且停止該顯示器顯示一VR影像。
在實例45中，實例31至44之標的包含：一眼球追蹤器，其經組態以追蹤一使用者眼睛之眼動；及一處理器，其經組態以：控制該顯示器提供一虛擬使用者輸入；判定由該眼球追蹤器追蹤之該眼動是否滿足一預定準則；及回應於判定該眼動滿足該預定準則之一判定而改變該暗化層之該不透明度且停止該顯示器顯示一VR影像。
在實例45中，實例45之標的包含，其中該預定準則係取決於該VR影像之一移動。
實例47係至少一個機器可讀媒體，其等包含在由處理電路系統執行時引起該處理電路系統執行實例1至46之任何者之操作之指令。
實例48係一種設備，其包括用於實施實例1至46之任何者之構件。
實例49係一種用於實施實例1至46之任一者之系統。
實例50係一種用於實施實例1至46之任一者之方法。
在一些實施例中，可存在其他組件，而在其他實施例中，並非所有組件可存在。如本文中所指示，儘管本文中使用術語「一」，但可在不同實施例中使用相關聯元件之一或多者。例如，經組態以執行特定操作之術語「一處理器」包含經組態以執行所有操作之一單一處理器以及經個別地組態以執行部分或全部操作(可重疊)使得處理器之組合執行所有操作之多個處理器兩者。此外，術語「包含」可被視為解譯為「包含至少」以下元件。
儘管本文中僅繪示且描述系統及方法之某些特徵，但熟習技術者可想到諸多修改及改變。因此，應理解，隨附申請專利範圍意欲涵蓋所有此等修改及改變。方法操作可實質上同時或依一不同順序執行。
10:可視化系統 12:可穿戴外殼 14:電池 16:無線電 18:感測器 20:視訊產生處理器 22:光源 24:調變器 26:調變處理器 28:光束組合器/分束器 30:投影光學件 32:螢幕 34:透鏡 100:光源 102:發光二極體(LED) 104:透明可撓性基板 106:剛性基板 108:黏著層 110:黏著劑 302:框架 304:層壓工具 306:黏著層 308:支撐膜 404:層壓工具 500a:LED 500b:LED 500c:橫向LED 500d:垂直LED 510:磊晶堆疊 512a:n接點 512b:p接點 514:跡線 516:基板 518:金屬導體 520:光轉換層 522:子基板 530:透鏡 532a:p型半導體 532b:n型半導體 532c:主動區域 534a:透明接點 534b:透明/不透明接點 536:透明保護塗層 542a:p型半導體 542b:n型半導體 542c:主動區域 544a:透明接點 544b:透明接點 600:面板 602a:片塊 602b:片塊 610:LED陣列 612:LED 620:電子邊緣 700:面板 702:稀疏LED陣列 704:電子邊緣 706:連接器 800a:面板 800b:面板 802:稀疏LED陣列 804:電子邊緣 806:連接器 900a:雙面面板 900b:雙面面板 910:透明材料 912a:稀疏LED陣列 912b:稀疏LED陣列 914:面板 916:跡線 918:電力連接 920:保護層 1000:顯示器 1002:顯示堆疊 1004a:暗化層 1004b:暗化層 1100:系統 1110a:第一光源 1110b:第二光源 1112:稀疏LED陣列 1114:局部驅動器 1116:非稀疏LED陣列 1120:感測器 1122:多像素偵測器 1130:控制器 1132:處理器 1134:驅動器 1140:電源供應器 1200:電子裝置 1202:硬體處理器 1204:記憶體 1208:互連 1210:顯示器/光源 1212:文數字輸入裝置 1214:使用者介面(UI)導覽裝置 1216:儲存裝置 1218:信號產生裝置 1220:網路介面裝置 1222:非暫時性機器可讀媒體 1224:指令 1226:傳輸媒體 1228:攝影機 1230:感測器 1300:程序 1302:透明可撓性片材 1304:載體晶圓 1306:金屬跡線 1308:LED陣列 1310:黏著層 1312:印刷電路板 1400:方法 1402:操作 1404:操作 1406:操作 1408:操作 1410:操作 1412:操作 1500:程序 1502:操作 1504:操作 1600:系統 1612:可穿戴外殼 1614:電池 1616:無線電 1618:感測器 1620:視訊產生處理器 1622:光源 1624:調變器 1626:調變處理器 1628:分束器 1630:投影光學件 1632:螢幕 1634:透鏡 1700:VR頭戴裝置 1710:框架 1712:近接感測器 1714:暗化層 1716:顯示器 1718:組件 1718a:處理器 1718b:眼球追蹤器 1720:中心位置 1800:VR頭戴裝置 1802:層堆疊 1810:框架 1820:微LED 1822:中心(矩形)陣列 1824:周邊群組 1900:VR頭戴裝置 1910:框架 1912:近接感測器 1914:暗化層 1916:顯示器 1918a:透鏡 1918b:另一透鏡 1920:中心位置 2000:VR頭戴裝置 2010:框架 2012:近接感應器 2014a:暗化層 2014b:暗化層 2016:顯示器 2018a:透鏡 2018b:透鏡 2020:中心位置
圖1展示一光源之一實例之一橫截面圖。
圖2展示可包含圖1之光源之一可視化系統之一實例之一方塊圖。
圖3及圖4展示各種組裝階段中之圖1之光源之側視圖。
圖5A至圖5D各繪示根據一些實例之一稀疏陣列之一LED之一橫截面圖。
圖6展示根據所揭示標的之各種實施例之一實例性面板之一俯視圖。
圖7繪示根據所揭示標的之各種實施例之具有一單一片塊之一面板之一實例。
圖8A至圖8B繪示根據所揭示標的之各種實施例之具有多個顯示片塊之一面板之一實例。
圖9A及圖9B展示根據所揭示標的之各種實施例之一稀疏LED陣列配置之實例。
圖10展示根據所揭示標的之各種實施例之一實例性顯示器。
圖11展示根據所揭示標的之各種實施例之一實例性系統。
圖12繪示根據一些實施例之一通用裝置之一實例。
圖13A至圖13G係根據一些實施例之製造稀疏陣列之程序操作。
圖14繪示根據圖13A至圖13G中所展示之程序操作來製造稀疏陣列之一方法之一實例。
圖15繪示根據所揭示標的之各種實施例之操作一VR頭戴裝置之一程序之一實例。
圖16展示根據所揭示標的之各種實施例之一系統之一實例之一方塊圖。
圖17繪示根據所揭示標的之各種實施例之一實例性VR頭戴裝置。
圖18繪示根據所揭示標的之各種實施例之另一實例性VR頭戴裝置。
圖19繪示根據所揭示標的之各種實施例之一實例性VR頭戴裝置。
圖20繪示根據所揭示標的之各種實施例之一實例性VR頭戴裝置。
對應元件符號指示所有若干視圖中之對應部件。圖式中之元件未必按比例繪製。圖式中所展示之組態僅為實例且絕不應解釋為限制。
1900:虛擬實境(VR)頭戴裝置
1910:框架
1912:近接感測器
1914:暗化層
1916:顯示器
1918a:透鏡
1918b:另一透鏡
1920:中心位置

Claims (25)

  1. 一種虛擬實境(VR)頭戴裝置，其包括： 一框架，其經組態以接收一使用者之一頭部； 一實質上透明顯示器，其包含經組態以顯示一VR影像之一稀疏微發光二極體(微LED)陣列；及 一暗化層，其具有一可控不透明度，該暗化層安置於該框架之一前部與該實質上透明顯示器之間。
  2. 如請求項1之VR頭戴裝置，其中該等微LED經組態以提供在該實質上透明顯示器之對置側上看到之光，該等微LED之間的一距離經組態以提供透過該陣列之可見性。
  3. 如請求項1之VR頭戴裝置，其進一步包括： 一近接感測器，其經組態以偵測該VR頭戴裝置與一物體之一潛在碰撞；及 一處理器，其經組態以回應於偵測到該潛在碰撞而使該暗化層之該不透明度自實質上不透明變成實質上透明。
  4. 如請求項3之VR頭戴裝置，其中判定潛在碰撞之一週期性取決於該VR頭戴裝置之移動速度及方向。
  5. 如請求項3之VR頭戴裝置，其中該處理器經組態以回應於偵測到該潛在碰撞而自動改變該暗化層之該不透明度且停止該顯示器顯示該VR影像。
  6. 如請求項3之VR頭戴裝置，其中該處理器經組態以： 控制該顯示器回應於偵測到該潛在碰撞而提供一虛擬使用者輸入；及 回應於該虛擬使用者輸入之使用者啟動而改變該暗化層之該不透明度且停止該顯示器顯示該VR影像。
  7. 如請求項1之VR頭戴裝置，其中該暗化層含有各具有一個別可控不透明度之複數個分段，且一處理器經組態以使該暗化層之該等分段之該不透明度自實質上不透明變成實質上透明。
  8. 如請求項7之VR頭戴裝置，其進一步包括經組態以偵測該VR頭戴裝置與一物體之一潛在碰撞之一近接感測器，其中該處理器經組態以回應於偵測到該潛在碰撞而使該暗化層之該等分段之該不透明度自實質上不透明變成實質上透明。
  9. 如請求項8之VR頭戴裝置，其中該處理器經組態以自一最外分段向內控制該暗化層之該等分段以隨著該VR頭戴裝置與該物體之近接度增加而增加一真實世界視場。
  10. 如請求項7之VR頭戴裝置，其進一步包括： 一透鏡，其安置成比該顯示器至該VR影像更靠近該VR影像之一視點；及 另一透鏡，其安置成比該顯示器至該VR影像更遠離該VR影像之該視點，該另一透鏡經組態以回應於該暗化層實質上透明而補償該透鏡。
  11. 如請求項10之VR頭戴裝置，其中該暗化層係該另一透鏡上之一層。
  12. 如請求項7之VR頭戴裝置，其中該處理器經組態以透過影像辨識來判定視圖內之一特定物體之存在且僅調整對應於該特定物體之該暗化層之分段之該不透明度。
  13. 如請求項1之VR頭戴裝置，其進一步包括： 一透鏡，其安置成比該顯示器至該VR影像更靠近該VR影像之一視點；及 另一透鏡，其安置成比該顯示器至該VR影像更遠離該VR影像之該視點，該另一透鏡經組態以回應於該暗化層實質上透明而補償該透鏡。
  14. 如請求項1之VR頭戴裝置，其進一步包括： 複數個透鏡，其等安置成比該顯示器至該VR影像更靠近該VR影像之一視點，該等透鏡之各者具有不同焦距；及 一處理器，其經組態以進行在不同透鏡之使用之間機械移位、沿一視軸調整一特定透鏡及沿垂直於該視軸之一軸線調整該特定透鏡之至少一者。
  15. 如請求項1之VR頭戴裝置，其進一步包括一處理器，該處理器經組態以： 控制該顯示器提供一虛擬使用者輸入；及 回應於該虛擬使用者輸入之使用者啟動而改變該暗化層之該不透明度且停止該顯示器顯示一VR影像。
  16. 如請求項1之VR頭戴裝置，其進一步包括： 一眼球追蹤器，其經組態以追蹤一使用者眼睛之眼動；及 一處理器，其經組態以： 控制該顯示器提供一虛擬使用者輸入； 判定由該眼球追蹤器追蹤之該眼動是否滿足一預定準則；及 回應於判定該眼動滿足該預定準則而改變該暗化層之該不透明度且停止該顯示器顯示一VR影像。
  17. 如請求項16之VR頭戴裝置，其中該預定準則係取決於該VR影像之一移動。
  18. 一種層堆疊，其包括： 一實質上透明顯示器，其包含經組態以提供一虛擬實境(VR)影像之一微發光二極體(微LED)陣列；及 一暗化層，其相鄰於該實質上透明顯示器且具有一可控不透明度。
  19. 如請求項18之層堆疊，其中該暗化層含有各具有一個別可控不透明度之複數個分段，該等分段回應於偵測到與一物體之一潛在碰撞及一特定物體之存在之至少一者而個別地控制。
  20. 如請求項19之層堆疊，其進一步包括： 一透鏡，其安置於該顯示器之一第一側上且更靠近該顯示器而非該暗化層；及 另一透鏡，其安置於與該第一側對置之該顯示器之一第二側上，該另一透鏡經組態以回應於該暗化層實質上透明而補償該透鏡。
  21. 如請求項18之層堆疊，其中該暗化層之該不透明度改變，且該VR影像之顯示回應於一虛擬使用者輸入之使用者啟動及滿足一預定準則之眼動之偵測之至少一者而停止。
  22. 一種虛擬實境(VR)系統，其包括： 一框架，其經組態以接收一使用者之一頭部； 一實質上透明顯示器，其包含經組態以提供VR影像之一個別可控微發光二極體(微LED)陣列； 一暗化層，其具有一可控不透明度，該暗化層安置於該框架之一前部與該實質上透明顯示器之間； 一處理器，其經組態以在其中實質上阻止外部光通過且該等VR影像由該實質上透明顯示器提供之一不透明模式與其中使外部光實質上透射穿過且該等VR影像未由該實質上透明顯示器提供之一實質上透明模式之間控制該暗化層之該不透明度；及 一電池，其經組態以向該顯示器、該暗化層及該處理器提供電力。
  23. 如請求項22之VR系統，其進一步包括經組態以偵測與一物體之一潛在碰撞之一近接感測器，其中該處理器經組態以回應於偵測到該潛在碰撞而使該暗化層之該不透明度自實質上完全不透明變成實質上透明，該潛在碰撞之偵測之一週期性取決於該電池之電力及該VR系統之移動速度及方向。
  24. 如請求項23之VR系統，其中該暗化層含有各具有一個別可控不透明度之複數個分段，且一處理器經組態以回應於該潛在碰撞之偵測及一特定物體之存在之至少一者而使該暗化層之該等分段之該不透明度自實質上不透明變成實質上透明，該潛在碰撞及該特定物體之存在之至少一者之偵測之一週期性取決於該電池之電力及該VR系統之移動速度及方向。
  25. 如請求項22之VR系統，其進一步包括： 一透鏡，其安置成比該顯示器至該VR影像更靠近該VR影像之一視點；及 另一透鏡，其安置成比該顯示器至該VR影像更遠離該VR影像之該視點，該另一透鏡經組態以回應於該暗化層實質上透明而補償該透鏡。
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