用于波导显示器的单芯片超光亮发光二极管阵列制造技术

本申请涉及用于波导显示器的单芯片超光亮发光二极管阵列。一种用于提供光的源组件包括源元件阵列和扫描反射镜组件。源元件阵列包括被配置成发光的超光亮二极管(SLED)的SLED阵列。SLED阵列位于单个芯片上。SLED阵列中的每个SLED可以发射相同颜色通道(例如，绿色)中的光。可以有多个SLED阵列，每个SLED阵列在各自的芯片上，并且每个SLED阵列与不同的颜色通道相关联(例如，一个是红色，一个是蓝色，一个是绿色)。扫描反射镜组件被配置成将从SLED阵列(和/或多个SLED阵列)发射的光作为扫描图像光扫描到输出波导(例如波导显示器的输出波导)的入射位置。导)的入射位置。导)的入射位置。

【技术实现步骤摘要】
用于波导显示器的单芯片超光亮发光二极管阵列
[0001]本申请是申请日为2019年2月12日，申请号为201980032762.0，专利技术名称为“用于波导显示器的单芯片超光亮发光二极管阵列”的申请的分案申请。
[0002]背景
[0003]本公开总体上涉及近眼显示器，特别地，涉及用于波导显示器的单芯片超光亮(superluminous)发光二极管(SLED)阵列。
[0004]在用于近眼显示器的传统显示器设计中，一些重要的考虑因素是亮度、帧速率、分辨率和紧凑性。传统近眼显示器中基于微机电系统(MEMS)微镜的二维(2D)扫描显示器的帧速率和分辨率通常受到MEMS微镜的谐振频率的限制。例如，在27千赫兹(kHz)操作并扫描1080行的光栅扫描MEMS微镜可能被限制在每秒35帧的帧速率(fps)。这个帧速率对于现代增强现实(augmented reality)和虚拟现实(virtual reality)应用来说是不够的。
[0005]概述
[0006]一种用于提供光的源组件。该源组件包括源元件阵列和扫描反射镜组件。源元件阵列包括被配置成发光的超光亮二极管(SLED)的SLED阵列。SLED阵列位于单个芯片上。在一些实施例中，SLED阵列中的每个SLED发射相同颜色通道(例如，绿色)中的光。在一些实施例中，有多个SLED阵列，每个SLED阵列在各自的芯片上，并且每个SLED阵列与不同的颜色通道相关联(例如，一个是红色，一个是蓝色，并且一个是绿色)。扫描反射镜组件被配置成将从SLED阵列(和/或多个SLED阵列)发射的光作为扫描图像光扫描到输出波导的入射位置(entrance location)。
[0007]在一些实施例中，源组件是波导显示器的一部分。波导显示器可以是人工现实(artificial reality)系统的一部分。波导显示器包括源组件和输出波导。输出波导包括输入区域和输出区域。输出波导被配置成在输入区域接收从扫描反射镜组件发射的扫描图像光。输出波导被配置成在至少一个维度上扩展接收的光，以形成扩展的图像光。输出波导被配置成从输出区域的一部分输出扩展的图像光。
[0008]在涉及源组件和波导显示器的所附权利要求中具体公开了根据本专利技术的实施例，其中，在一个权利要求类别(例如源组件)中提到的任何特征也可以在另一权利要求类别(例如波导显示器、系统、方法、存储介质和计算机程序产品)中被要求保护。在所附权利要求中的从属性或往回引用仅为了形式原因而被选择。然而，也可以要求保护由对任何前面权利要求的有意往回引用(特别是多项引用)而产生的任何主题，使得权利要求及其特征的任何组合被公开并可被要求保护，而不考虑在所附权利要求中选择的从属性。可以被要求保护的主题不仅包括如在所附权利要求中阐述的特征的组合，而且还包括在权利要求中的特征的任何其他组合，其中，在权利要求中提到的每个特征可以与在权利要求中的任何其他特征或其他特征的组合相结合。此外，本文描述或描绘的实施例和特征中的任一个可以在单独的权利要求中和/或以与本文描述或描绘的任何实施例或特征的任何组合或以与所附权利要求的任何特征的任何组合被要求保护。
[0009]在实施例中，一种源组件可以包括：
[0010]源元件阵列，该源元件阵列包括布置在单个芯片上的超光亮二极管(SLED)的SLED
阵列，该SLED阵列被配置成发光；以及
[0011]扫描反射镜组件，该扫描反射镜组件被配置成将光作为扫描图像光扫描到输出波导的入射位置。
[0012]SLED阵列中的SLED可以布置在一维线性阵列中。
[0013]SLED阵列中相邻SLED之间的间距可以是至少30微米。
[0014]SLED阵列的每个SLED可以包括各自的脊形波导结构，该脊形波导结构限制由有源区域发射的光的光学模式(optical mode)，使得所限制的光学模式在第一维度传播。
[0015]在实施例中，一种源组件可以包括：
[0016]控制器，该控制器被配置成调整施加到SLED阵列中的SLED的控制信号，以减轻扫描图像光中的条带化(banding)。
[0017]控制器可以被配置成通过调整施加到SLED的控制信号使得扫描图像光的具有最小线密度的区域比扫描图像光的具有最大线密度的区域更亮，来减轻条带化。
[0018]SLED阵列可以被配置成发射第一光波段中的光，并且源元件阵列可以包括：
[0019]第二SLED阵列，该第二SLED阵列被配置成发射不同于第一光波段的第二光波段中的光。
[0020]在实施例中，一种源组件可以包括：
[0021]组合组件，该组合组件被配置成组合第一光波段中的光和第二光波段中的光，其中组合的光是被扫描反射镜组件扫描以形成扫描图像光的光。
[0022]第二SLED阵列可以在该芯片上。
[0023]第二SLED阵列可以在第二芯片上。
[0024]SLED阵列可以被配置成发射第一光波段和第二光波段中的光。
[0025]源组件可以是波导显示器的一部分。
[0026]在实施例中，一种波导显示器可以包括：
[0027]源元件阵列，该源元件阵列包括布置在单个芯片上的超光亮二极管(SLED)的SLED阵列，该SLED阵列被配置成发光；
[0028]被配置成扫描光以形成扫描图像光的扫描反射镜组件；
[0029]包括输入区域和输出区域的输出波导，该输出波导被配置成：
[0030]在输入区域接收从扫描反射镜组件发射的扫描图像光，在至少一个维度上扩展接收的光以形成扩展的图像光；以及从输出区域的一部分输出扩展的图像光。
[0031]SLED阵列中的SLED可以布置在一个维度中。
[0032]SLED阵列的每个SLED可以包括各自的脊形波导结构，该脊形波导结构限制由有源区域发射的光的光学模式，使得所限制的光学模式在第一维度传播。
[0033]在实施例中，一种波导显示器可以包括：
[0034]控制器，该控制器被配置成调整施加到SLED阵列中的SLED的控制信号，以减轻扫描图像光中的条带化。
[0035]SLED阵列可以被配置成发射第一光波段中的光，并且源元件阵列可以包括：
[0036]第二SLED阵列，该第二SLED阵列被配置成发射不同于第一光波段的第二光波段中的光。
[0037]在实施例中，一种波导显示器可以包括：
[0038]组合组件，该组合组件被配置成组合第一光波段中的光和第二光波段中的光，其中组合的光是被扫描反射镜组件扫描的光。
[0039]第二SLED阵列可以在该芯片上。
[0040]第二SLED阵列可以在第二芯片上。
[0041]SLED阵列可以被配置成发射第一光波段和第二光波段中的光；和/或源组件可以是波导显示器的一部分。
[0042]在实施例中，一个或更多个计算机可读非暂时性存储介质可以体现软件，该软件在被执行时可操作来执行根据任何上面提到的实施例或在任何本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种固态器件，其被配置成发射可见光波段中的光，并且所发射的光具有20至200微米范围内的相干长度，以及具有小于2弧分的发散角。2.根据权利要求1所述的固态器件，其中，所述固态器件是布置在单个芯片上的超光亮二极管SLED阵列。3.根据权利要求2所述的固态器件，其中，所述SLED阵列被配置成发射第一光波段中的光，并且从所述SLED阵列发射的光和由第二光源发射的光被组合以形成组合光。4.根据权利要求3所述的固态器件，其中，从所述第二光源发射的光在不同于所述第一光波段的第二光波段中。5.根据权利要求3所述的固态器件，其中，从所述第二光源发射的光在所述第一光波段中，并且颜色转换器被配置成将来自所述第二光源的光转换到不同于所述第一光波段的第二光波段，以及所述组合光包括来自所述第二光源的已经被转换到所述第二光波段的光。6.根据权利要求3所述的固态器件，其中，所述第二光源是第二SLED阵列。7.根据权利要求6所述的固态器件，其中，所述SLED阵列与所述第二SLED阵列位于同一芯片上。8.根据权利要求6所述的固态器件，其中，所述SLED阵列与所述第二SLED阵列位于不同的芯片上。9.根据权利要求2所述的固态器件，其中，所述SLED阵列中的SLED布置在一维线性阵列中。10.根据权利要求2所述的固态器件，其中，所述SLED阵列中相邻SLED之间的间距至少是30微米。11.根据权利要求2所述的固态器件，其中，控制器被配置成调整施加到所述SLED阵列中的SLED的控制信号和施加到所述第二光源的控制信号，以减轻由所述组合光的扫描引起的条带化。12.根据权利要求1所述的固态器件，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：麦克斯韦尔，
申请(专利权)人：元平台技术有限公司，
类型：发明
国别省市：