近眼显示系统的制作方法

1.本实用新型实施例通常是关于可穿戴装置，并且更特定地是关于近眼显示(near eye display,ned)系统。


背景技术：

2.归因于各种电子部件(例如，晶体管、二极管、电阻器、电容器等)的整合密度的不断提高，半导体工业已经历快速增长。在很大程度上，整合密度的提高由最小特征大小的迭代减小导致，此允许将更多部件整合到给定区域中。
3.半导体工业的发展使可穿戴装置成为可能。可穿戴装置是智能电子装置(例如，具有微控制器)，此等装置靠近使用者的皮肤表面及/或在皮肤表面上穿戴。可穿戴装置侦测、分析，及发送例如关于身体信号及周围数据的信息。需要提供具有较佳效能、较低功耗，以及较小尺寸及重量的可穿戴装置。


技术实现要素：

4.根据本揭示内容的一些实施方式，一种近眼显示系统包含框架、至少一个近眼感测器、第一近眼显示器、第二近眼显示器及处理单元。框架包含主体及两个镜腿。至少一个近眼感测器安装在主体上。第一近眼显示器安装在主体上。第二近眼显示器安装在主体上。处理单元位于两个镜腿的至少一者处。
5.在本实用新型的一实施例中，该至少一个近眼感测器是至少一个互补式金属氧化物半导体影像感测器。
6.在本实用新型的一实施例中，该至少一个近眼感测器是至少一个飞行时间感测器。
7.在本实用新型的一实施例中，该处理单元为控制器、中央处理单元、多处理器、分散式处理系统、特殊应用集成电路或其组合。
8.在本实用新型的一实施例中，该第一近眼显示器及该第二近眼显示器的每一者包括多个rgb像素，每个rgb像素包含一控制晶体管及一发光装置，其中该控制晶体管电性连接到该发光装置。
9.在本实用新型的一实施例中，该控制晶体管是硅基晶体管。
10.根据本揭示内容的一些实施方式，一种近眼显示系统包含框架、至少一个飞行时间近眼感测器、至少一个近眼显示器及处理单元。框架包含主体及两个镜腿。至少一个飞行时间近眼感测器安装在主体上。至少一个飞行时间近眼感测器包括发射器及侦测器。至少一个近眼显示器安装在主体上。处理单元位于两个镜腿的至少一者处。
11.在本实用新型的一实施例中，该发射器为发光二极管、发光二极管的阵列、激光二极管或激光二极管的阵列。
12.在本实用新型的一实施例中，该侦测器为互补式金属氧化物半导体成像感测器、电荷耦合装置或单光子突崩二极管。
13.根据本揭示内容的一些实施方式，一种近眼显示系统包含框架、至少一近眼感测器、至少一近眼显示器、处理单元、记忆体装置、电池、图形处理单元、通讯单元及接口端口。框架包含主体及两个镜腿。至少一近眼感测器安装在主体上。至少一近眼显示器安装在主体上。处理单元位于两个镜腿的至少一者处。记忆体装置位于两个镜腿的其中一者处。电池位于两个镜腿的其中一者处。图形处理单元位于两个镜腿的其中一者处。通讯单元位于两个镜腿的其中一者处。接口端口位于两个镜腿的其中一者处。
附图说明
14.当结合随附附图阅读时，自以下详细描述将最好地理解本案的态样。应注意，根据工业中的标准实务，各个特征并非按比例绘制。事实上，出于论述清晰的目的，可任意增加或减小各个特征的尺寸。
15.图1是图示根据一些实施例的示例性ned系统的示意图；
16.图2是图示根据一些实施例的示例性近眼感测器的示意图；
17.图3a至图3d是图示根据一些实施例的近眼侦测器的示例性应用的示意图；
18.图4是图示根据一些实施例的示例性近眼显示器的附图；
19.图5是图示根据一些实施例的图1所示的示例性近眼显示器系统的操作的示意图；
20.图6是根据一些实施例的在图5所示的数据库中维持的示例性数据；
21.图7是图示根据一些实施例的用于操作近眼显示系统的示例性方法的流程图。
22.【符号说明】
23.100:近眼显示(ned)系统
24.102:框架
25.103:主体
26.104a:镜腿
27.104b:镜腿
28.106:近眼显示器
29.106a:近眼显示器
30.106b:近眼显示器
31.108a:近眼感测器
32.108b:近眼感测器
33.110a:扬声器
34.110b:扬声器
35.112:麦克风
36.114:调谐按钮
37.120:处理单元
38.122:图形处理单元(gpu)
39.124:电池
40.126:记忆体装置
41.128:通讯单元
42.130:接口端口
43.132:辅助站
44.202:发射器
45.204:侦测器
46.206:光
47.208a:带通滤波器
48.208b:带通滤波器
49.210a:透镜
50.210b:透镜
51.260:角膜
52.302:瞳孔
53.304:晶体
54.306:视网膜
55.402:眼睛
56.404:rgb像素
57.406:像素
58.408:影像
59.410:控制晶体管
60.412:多层互连(mli)结构
61.414:发光装置
62.422:垂直互连特征
63.424:水平互连特征
64.502:微控制器单元(mcu)
65.506:输入产生器
66.552:使用者眼睛参数
67.554:使用者调谐指令
68.556:mcu输入信号
69.558:初始推荐设置
70.560:最终使用者设置
71.562:显示控制信号
72.590:显示控制信号
73.592:数据库
74.600:数据
75.602:条目
76.700:方法
77.702:操作
78.704:操作
79.706:操作
80.708:操作
81.a:使用者
82.b:使用者
83.c:使用者
84.d:使用者
85.e:使用者
86.fp:焦点
87.l:光线
88.p1:光路
89.p2:光路
90.p3:光路
91.p4:光路
92.p5:光路
93.p6:光路
94.p7:光路
95.p8:光路
96.p9:光路
97.p10:光路
具体实施方式
98.以下揭示内容提供许多不同的实施例或实例，用于实施所提供标的的不同特征。下文描述元件及布置的具体实例以简化本案。当然，此等仅为实例且并不意欲为限制性。例如，以下描述中在第二特征上方或第二特征上形成第一特征可包括以直接接触形成第一特征及第二特征的实施例，且亦可包括在第一特征与第二特征之间形成额外特征以使得第一特征及第二特征可不处于直接接触的实施例。此外，本案可在各个实例中重复元件符号及/或字母。此重复是出于简便性及清晰的目的且本身并不指示所论述的各个实施例及/或配置之间的关系。
99.另外，为了便于描述，本文可使用例如“在
……
下方”、“在
……
之下”、“下部”、“在
……
之上”、“上部”及类似术语的空间相对性术语来描述如附图中所示出的一个元件或特征与另一元件或特征的关系。除了附图所描绘的定向外，空间相对性术语意欲涵盖使用或操作中装置的不同定向。设备可经其他方式定向(旋转90度或处于其他定向)且由此可同样地解读本文所使用的空间相对性描述词。
100.描述了本案的一些实施例。可在此等实施例中描述的阶段之前、期间，及/或之后提供额外操作。所描述的一些阶段可以针对不同实施例替代或消除。下文描述的一些特征可经替代或消除并且可以针对不同实施例添加额外特征。尽管将一些实施例论述为具有以特定次序执行的操作，此等操作可以另一逻辑次序执行。
101.近眼显示(near eye display,ned)装置，亦称为安装的显示器或可穿戴显示器，是新兴的可穿戴装置。ned装置可在使用者的一只或两只眼睛的视野中产生虚拟影像。就像耳机和耳塞产生了个人的听觉体验，而扬声器产生了共享的听觉体验一样，与电视或显示器等大屏幕相比，ned设备产生了小型、便携和个人的观看体验。由此，与传统的大屏幕相比，ned装置具有一些优点，包括体积小、重量轻、便于携带及功耗低。
102.ned装置具有不同类别，包括沉浸式ned装置及透视式ned装置。沉浸式ned装置阻挡使用者对现实世界的观看，并且替代地为使用者产生大视野影像。沉浸式ned装置可以用于虚拟实境(virtual reality,vr)及影院眼镜。另一方面，透视式ned装置几乎不影响使用者的视线，并且用透明或不透明影像作为补充。透视式ned装置通常仅阻挡使用者对现实世界的视线的一小部分，通常在其周边区域处。透视式ned装置可以用于增强实境(augmented reality,ar)及智能眼镜。
103.由于上述提及的ned装置的优点，ned装置可可用于各种应用，在工业及消费背景下，包括工业vr显示、vr训练模拟器、远端控制机器人、设备修理及组装、仓库库存管理、vr/ar游戏、智能电话附件、3d电影、智能眼镜及户外活动监控器。
104.关于沉浸式ned装置，提供重量轻同时支持强大功能的产品是具有挑战性的。一些沉浸式ned装置是重型护目镜或头戴式耳机，使用者在使用一段时间之后会感到不舒服。那些重型护目镜或头戴式耳机的制造商甚至推荐每三十分钟至少中断一次(十到十五分钟)。使用者可能频繁感到头晕、迷失方向、晕动病、或恶心。此外，ned装置的解析度归因于其相对较小的大小而不如其他显示器(例如，监控器、平板显示器、智能电话显示器)高。因此，需要提高ned装置的解析度以增强使用者体验。最后但并非最不重要的是，大部分ned装置具有一些预设设置，而没有针对每个独立使用者有效调整或调节。例如，同时具有近视及散光的使用者可能需要与操作战斗机的战斗机飞行员显著不同的设置。
105.根据本案的一些态样，提供了近眼显示系统及其操作方法。在一些实施方式中，近眼显示系统是呈具有框架的眼镜的形式。安装在框架的主体上的两个近眼感测器经配置为量测穿戴近眼显示系统的使用者的使用者眼睛参数，每个近眼感测器用于使用者的两只眼睛中的一只。使用者眼睛参数可包括下列参数的一或多个：角膜厚度、角膜曲率、瞳孔直径、透镜厚度、聚焦范围、瞳孔间距(interpupillary distance,ipd)、球面度数(sphere，亦即，近视或远视看清所需的透镜放大率)、散光度数(cylinder，亦即，矫正散光所需的透镜放大率)，及类似者。近眼显示系统亦包括在主体上安装的两个近眼显示器。其中的每一者经配置为形成在使用者的左眼或右眼的视网膜上投影的影像。近眼显示系统亦包括例如位于镜腿处的处理单元。处理单元经配置为至少基于使用者眼睛参数产生显示控制信号，并且显示控制信号由此驱动近眼显示器。
106.在一些实施方式中，处理单元可以基于使用者眼睛参数产生初始推荐设置(例如，针对近眼显示器的每一者的解析度、亮度、对比度、饱和度、刷新率、色域等)。在一些实例中，机器学习(machine learning,ml)技术(例如神经网络引擎)可以用于产生初始推荐设置。初始推荐设置随后用于产生显示控制信号。不同的使用者得到不同且个性化的初始推荐设置558，此等初始推荐设置自动补偿及适应每个使用者的独特眼睛参数。由此，归因于下文详细描述的自动补偿及调整，改进了使用者体验。近眼显示系统及其操作方法的细节将在下文参考图1至图7描述。
107.图1是图示根据一些实施例的示例性近眼显示(ned)系统100的示意图。示例性ned系统100是沉浸式ned系统并且为一副眼镜的形式。应当理解，此不意欲为限制性。本文揭示的技术通常适用于呈其他类型或形式的ned系统。
108.在图1所示的实例中，ned系统100尤其包括具有主体103及两个镜腿104a及104b的框架102，在主体103上安装的两个近眼显示器106a及106b，在主体103上安装的两个近眼感
测器108a及108b，分别位于两个镜腿104a及104b处的两个扬声器110a及110b，位于主体103处的麦克风112，位于镜腿104a处的多个调谐按钮114，位于镜腿104b处的处理单元120，位于镜腿104a处的图形处理单元(graphics processing unit,gpu)，位于镜腿104a处的电池124，位于镜腿104a处的记忆体装置126，位于镜腿104a处的通讯单元128，及位于镜腿处的接口端口130。应当理解，此配置不意欲为限制性。在其他实施方式中，电池124可以位于例如镜腿104a及104b两者上以提供较大电池容量。
109.近眼显示器108a及108b(统称为“108”)位于主体103处并且分别对应于使用者的右眼及左眼。近眼显示器108a及108b经配置为得到或量测使用者眼睛参数。使用者眼睛参数是关于使用者的眼睛的生物学参数。使用者眼睛参数可包括下列的一或多个：角膜厚度、角膜曲率、瞳孔直径、透镜厚度、聚焦范围、瞳孔间距(interpupillary distance,ipd)、球面度数(亦即，近视或远视看清所需的透镜放大率)、散光度数(亦即，矫正散光所需的透镜放大率)，及类似者。彼等参数中的一些关于单只眼睛(亦即，右眼或左眼)，而其他参数(例如，ipd)关于两只眼睛。
110.在一些实施方式中，近眼感测器108a及108b是互补式金属氧化物半导体(complementary metal-oxide-semiconductor,cmos)影像感测器(cmos image sensor,cis)。cmos影像感测器通常包括聚焦光的微透镜，分离出红色、绿色，及蓝色(亦即，“rgb”)分量的滤色器，及得到过滤的光的光电二极管。在一些实例中，近眼感测器108a及108b是前侧照明(front-side illumination,fsi)cmos影像感测器。在其他实例中，近眼感测器108a及108b是后侧照明(backside illumination,bsi)cmos影像感测器。
111.在其他实施方式中，近眼感测器108a及108b是飞行时间(time of flight,tof)感测器。基于tof的成像用于许多应用中，包括测距、深度剖析及3d成像(例如光成像)、侦测，及定向(光学雷达，lidar)。通常存在两种类型的tof量测，亦即直接tof量测及间接tof量测。直接tof量测包括直接量测从发射器发射辐射与在从物体或其他目标反射之后由侦测器感测辐射之间的时间长度。另一方面，间接tof量测包括通过发射器发射的信号的幅度的相位调制及量测在侦测器处接收的回波信号的相位(例如，相对于延迟或偏移)来决定到目标的距离。近眼感测器及其操作的细节将在下文参考图2至图3d描述。
112.近眼显示器106a及106b(统称为“106”)经配置为形成在使用者的视网膜上投射的影像。近眼显示器106a及106b的每一者具有高解析度及低功耗。在一个实例中，近眼显示器106a及106b的每一者具有高清晰度(high definition，亦即hd)的高解析度，其中宽度为1920个像素并且高度为1080个像素。换言之，近眼显示器106a及106b的每一者可以呈现约两百万个像素，对应于约六百万个子像素(亦即，rgb像素)。在另一实例中，近眼显示器106a及106b的每一者具有超高清晰度(ultra-high definition，亦即uhd或“4k”)的高解析度，其中宽度为3840个像素并且高度为2160个像素。换言之，近眼显示器106a及106b的每一者可以呈现约八百万个像素，对应于约二千四百万个rgb像素。应当理解，此等实例不意欲为限制性，并且近眼显示器106a及106b可以视需要具有其他解析度。
113.在一个实施例中，近眼显示器106a及106b是不透明的并且在硅基板上制造。换言之，近眼显示器106a及106b不可以是透视式的，并且使用者基于在其视网膜上投影的影像来与世界交互。在一个实施方式中，近眼显示器106a及106b的每个rgb像素尤其包括控制晶体管及发光装置。控制晶体管使用线程前端(front-end-of-line,feol)工艺在硅基板上制
造。控制晶体管连接到发光装置并且提供电流源以控制发光装置的强度或亮度。硅基的近眼显示器的细节将在下文参考图4描述。
114.应当理解，尽管在图1所示的实例中的近眼显示器106a及106b具有椭圆形状，其不意欲为限制性。取决于框架102的主体103及使用者的偏好与品位，可以使用各种形状(例如矩形)。
115.处理单元120经配置为执行在记忆体装置126中储存的计算机程序码以便导致近眼显示系统100实现其各种功能。在一些实施方式中，处理单元120是控制器、中央处理单元(central processing unit,cpu)、多处理器、分散式处理系统、特殊应用集成电路(application specific integrated circuit,asic)、其他适当的处理单元、或其任何组合。
116.gpu 122是用于近眼显示器106a及106b的专用图形呈现装置，并且在操纵计算机图形及影像处理方面是非常有效的。gpu 122经配置为快速地操纵及更改记忆体以加速在讯框缓冲器中产生意欲用于输出到近眼显示器106a及106b的影像。
117.记忆体装置126经配置为储存通过处理单元120(在一些实施例中，与gpu 122共同)执行的计算机程序码及实现近眼显示系统100的各种功能所需的其他信息。在一些实施方式中，记忆体装置126包括下列的一或多个：半导体或固态记忆体、随机存取记忆体(random access memory,ram)(例如静态ram(static ram,sram))、只读记忆体(read-only memory,rom)。在一些实施方式中，记忆体装置126包括快闪记忆体装置。在其他实施方式中，记忆体装置包括下列的一或多个：新兴记忆体装置，例如电阻式随机存取记忆体(resistive random-access memory,rram)、相变随机存取记忆体(phase-change random-access memory,pcram)、磁阻式随机存取记忆体(magnetoresistive random-access memory,mram)。应当理解，上文提及的实例不意欲为限制性并且亦可以采用其他类型的记忆体装置。
118.通讯单元128经配置为促进在近眼显示系统100与外部世界之间的通讯。例如，近眼显示系统100可以经由通讯单元128获取关于待在近眼显示器106a及106b上呈现的影像或视频的数据。近眼显示系统100可通过无线通讯或有线通讯与外部世界通讯。在一些实施方式中，通讯单元128包括射频(radio frequency,rf)模块。在其他实施方式中，通讯单元128包括wifi模块。应当理解，此等实例不意欲为限制性并且可以视需要利用各种通讯协定。
119.接口端口130经配置为提供到近眼显示系统100的连接性。在一些实施方式中，接口端口130是用于数据及电力的通用串列总线(universal serial bus,usb)接口。电池124可以经由usb接口充电，并且数据可以同时经由usb接口传输。在一个实例中，usb接口是usb类型-c端口。应当注意，此等实例不意欲为限制性并且可以视需要采用各种类型的接口端口及规格。在一些实例中，近眼显示系统100可以与以下装置的一或多个通讯：智能手机、膝上型计算机、智能tv、智能扬声器、智能家庭设施、印刷机、汽车、全球定位系统(global positioning system,gps)追踪装置、机器，及其他可穿戴装置。
120.电池124将电源供应器提供到近眼显示系统100。在一个实施方式中，电池124是锂离子电池。在另一实施方式中，电池124是使用固态电解质替代液体或聚合物凝胶电解质的固态电池。如上文提及，若电池的电力密度相同，则电池124可以位于镜腿104a及104b两者
处以提供较高电池容量。在一些实施例中，电池124可以经由接口端口充电。在其他实施例中，电池124可以通过导电无线充电技术来充电。
121.扬声器110a及110b分别位于镜腿104a及104b处并且经配置为将电信号转换为声音。其等分别紧密靠近使用者的右耳及左耳。麦克风112位于主体103的中间并且经配置为将声音(例如，使用者的语音控制指令)转换为电信号。应当理解，图1所示的扬声器110a及110b及麦克风112的配置不意欲为限制性。
122.调谐按钮114位于镜腿104a处。在其他实施方式中，调谐按钮114可位于镜腿104a及104b两者处。使用者可以点击调谐按钮114以手动控制近眼显示系统100的操作(例如，通电、断电、音量增大、音量减小、停止、暂停、播放、亮度增大、亮度减小、对比度增大、对比度减小等)。在一些实施方式中，手动控制与在近眼显示器106a及106b上显示的指令及/或通过扬声器110a及110b输出的声音指令相结合。应当注意，近眼显示系统100可包括图1所示的额外部件。配置的尺寸大小不意欲为限制性。
123.此外，辅助站132可用作补充近眼显示系统100的功能的附件。换言之，使用者不一定使用辅助站132。辅助站132可以例如使用腕带、臂带、皮带，及类似者附接到使用者的身体。在一个实施例中，辅助站132可以用于利用其自身的具有较高电池容量的电池(亦即，用作电池组)对电池124充电。同时，辅助站132可以向近眼显示系统100提供额外的计算能力，并且近眼显示系统100可以将其计算任务的一部分委托给位于辅助站处的额外处理单元、gpu，及记忆体装置。在一些实施方式中，辅助站132以有线通讯方式经由接口端口130连接到近眼显示系统100并且与近眼显示系统100通讯。在其他实施方式中，辅助站132不连接到近眼显示系统100，而是以无线通讯方式与近眼显示系统100通讯。
124.图2是图示根据一些实施例的示例性近眼感测器108的示意图。在图2所示的实例中，近眼感测器108尤其包括发射器202及侦测器204。在一些实施方式中，近眼感测器108是tof近眼感测器。发射器202发射光(例如，红外光)206。在经过带通滤波器208a及透镜210a之后，光206在眼睛402的角膜260的外表面上反射。反射光206穿过透镜210b及带通滤波器208b行进并且随后由侦测器204接收。通过量测在发射光206与侦测光206之间的时间长度，若已知光206的速度，则可以计算在角膜260与近眼感测器108之间的距离。图2绘示晶体304、视网膜306及焦点fp。
125.在一些实施方式中，发射器202是发光二极管(light emitting diode,led)或led的阵列。在其他实施方式中，发射器202是激光二极管或激光二极管的阵列。在一些实施方式中，侦测器204是成像感测器(例如，cmos成像感测器或电荷耦合装置(charge-coupled device,ccd))或成像感测器的阵列。在其他实施方式中，侦测器204是光电侦测器或光电侦测器的阵列。在一个实例中，光电侦测器是单光子突崩二极管(single-photon avalanche diode,spad)。spad是基于在电压va下反向偏置的p-n接合区的半导体装置，此电压超过p-n接合区的崩溃电压vb。在偏压va下，电场如此之高使得注入到空乏层(depletion layer)中的单个电荷载流子可以触发自维持突崩(self-sustaining avalanche)。因此，电流迅速上升(例如，在亚奈秒级)到宏观稳定水平。突崩脉冲(avalanche pulse)的前沿标记侦测的光子的到达时间。
126.在图2所示的实例中，光路p1及光路p2对应于通过发射器202发射的光206的不同角度。由于可以计算光路p1及光路p2的长度，可以计算在不同位置处的侦测器204与角膜
260的外表面之间的距离。换言之，可以获得角膜260的外表面的轮廓。
127.图3a至图3d是图示根据一些实施例的近眼感测器108的示例性应用的示意图。在图3a所示的实例中，眼睛402的角膜260的厚度通过图2所示的近眼感测器108量测。光朝向角膜260发射并且在角膜260的外表面处反射，如在图3a中示出为光路p3。另一方面，另一光朝向角膜260发射并且在角膜260的内表面处反射，如示出为光路p4。由于可以计算光路p3及光路p4的长度，可以由此计算与光路p3及光路p4的长度之间的差成比例的角膜260的厚度。图3a绘示光线l。
128.在图3b所示的实例中，眼睛402的角膜260的曲率通过图2所示的近眼感测器108量测。如上文解释，可以计算各个光路的长度，并且此等长度对应于在图2所示的近眼感测器108与各个位置处的角膜260的外表面之间的距离。由此，可以获得角膜260的外表面的轮廓，并且可以基于轮廓计算角膜260的曲率。
129.在图3c所示的实例中，眼睛402的瞳孔302的瞳孔直径通过图2所示的近眼感测器108量测。眼睛402的瞳孔302是位于眼睛402的虹膜中心的孔，此孔允许光206经过晶体304到达视网膜306。在一个实施方式中，图2所示的近眼感测器108可以扫描模式跨瞳孔302的中心从瞳孔302的一侧向瞳孔302的另一侧发射光。在图3c所示的实例中，当所发射的光206从光路p5(当光206不可以经过瞳孔302时)转换到光路p6(当光206可以经过瞳孔302时)时，光路p5及光路p6的长度显著改变。因此，图2所示的近眼感测器108可以告知何处发生显著改变，由此知道在图3c所示的实例中的瞳孔302的上边界。同样，当所发射的光206从光路p7(当光206不可以经过瞳孔302时)转换为光路p8(当光206可以经过瞳孔302时)时，光路p7及光路p8的长度显著改变。因此，图2所示的近眼感测器108可以告知何处发生显著改变，由此知道在图3c所示的实例中的瞳孔302的下边界。基于所侦测的上边界及下边界，可以由此计算瞳孔302的瞳孔直径。
130.在图3d所示的实例中，眼睛402的晶体304的厚度通过图2所示的近眼感测器108量测。光朝向晶体304发射并且在晶体304的外表面处反射，如在图3d中示出为光路p9。另一方面，另一光朝向晶体304发射并且在晶体304的内表面处反射，如示出为光路p10。由于可以计算光路p9及光路p10的长度，可以由此计算与光路p9及光路p10的长度之间的差成比例的角膜304的厚度。
131.应当注意，图3a至图3d所示的应用是各种应用之中的四个实例并且不意欲为限制性。其他使用者眼睛参数可基于上文参考图3a至图3d所解释的类似原理通过图2所示的近眼感测器108得到。
132.图4是图示根据一些实施例的示例性近眼显示器106的附图。在图4所示的实例中，近眼显示器106形成在眼睛402的视网膜上投影的影像408。近眼显示器106具有以行及列布置的像素406，并且每个像素406包括分别对应于红色、绿色，及蓝色的三个子像素(亦即，rgb像素)404。如上文提及，近眼显示器106具有高解析度。例如，近眼显示器106可具有hd解析度，其中宽度为1920个像素406并且高度为1080个像素406。换言之，在近眼显示器106上布置有2,073,600个像素406及6,220,800个rgb像素404。
133.在一些实施方式中，每个rgb像素404具有在图4所示的放大部分中示出的结构。在图4所示的实例中，rgb像素404尤其包括控制晶体管410、多层互连(multi-layer interconnect,mli)结构412，及发光装置414。控制晶体管410经由mli结构412电性连接到
发光装置414，并且通过提供电流源来驱动及控制发光装置414。控制晶体管410是使用feol工艺在例如硅基板上制造的晶体管。换言之，控制晶体管410是硅基晶体管。在一些实例中，控制晶体管410是鳍式场效晶体管(fin field-effect transistor.finfet)。在其他实例中，控制晶体管410是栅极全包围(gate-all-around,gaa)场效晶体管(fet)。在又一些实例中，控制晶体管410是多桥通道(multi-bridge channel,mbc)场效晶体管(fet)。应当理解，此等实例不意欲为限制性并且亦可采用其他类型的晶体管。当控制晶体管410通过将适当电压施加到控制晶体管410的栅极来接通时，控制晶体管410接通。通过控制晶体管410提供的电流可以通过将不同电压施加到控制晶体管410的漏极来调谐。通过控制晶体管410提供的调谐电流用于控制发光装置414。
134.mli结构412包括经配置为形成各种互连结构的介电层及导电层的组合。导电层经配置为形成垂直互连特征422(例如，装置水平触点、通孔等)及水平互连特征424(例如，在水平面中延伸的导线)。垂直互连特征通常连接mli结构412的不同层(例如，通常指示为“m1”的第一金属层及通常指示为“m5”的第五金属层)中的水平互连特征。应当理解，尽管在图4中描绘了具有给定数量的介电层及导电层的mli结构412，本案预期mli结构具有更多或更少的介电层及/或导电层，取决于rgb像素404的设计需求。
135.发光装置414经由mli结构412接收通过控制晶体管410提供的电流。由于电流稳定并且可以精细调谐，发光装置414的强度或亮度可以精细调谐并且亦保持稳定。在一个实施例中，发光装置414是有机发光二极管(organic light-emitting diode,oled)。oled具有为有机材料膜的发射电致发光层，此层回应于通过控制晶体管410提供的电流而发射光。有机材料膜位于两个电极之间。为了使光从oled中逃逸，至少一个电极是透明的。有机分子由于部分或全部分子上方共轭引起的pi电子离域而电性导电。此等有机材料具有从绝缘体到导体变化的导电性水平，并且由此被认为是有机半导体。有机半导体的最高占据及最低未占据的分子轨道(亦即，最高占据分子轨域(highest occupied molecular orbital,homo)及最低未占分子轨域(lowest unoccupied molecular orbital,lumo))类似于无机半导体(例如硅、氮化镓、碳化硅，及类似者)的价带及导带。与作为小点光源的led不同，oled通常由作为漫射光源的片材制成。来自oled的漫射光允许其等非常靠近使用者的眼睛402使用，而不会对使用者产生眩光。并且因为oled靠近眼睛402，可以使用较少的总光以便实现期望的照明水平。
136.从oled发射的颜色通过所使用的有机材料的类型决定。在一些实施例中，oled是小分子oled(small-molecule oled,sm-oled)，并且所使用的有机材料是小分子，例如有机金属螯合物、荧光及磷光染料以及共轭树枝状聚合物。sm-oled的生产经常涉及真空中的热蒸发，此使得能够形成良好控制且均质的膜，以及构造复杂的多层结构。在其他实施例中，oled是聚合物发光二极管(pled或p-oled)，并且所使用的有机材料是当连接到外部电压时发光的电致发光导电聚合物。与sm-oled不同，不需要真空中热蒸发。聚合物可以在溶液中处理，并且旋涂经常用于沉积薄聚合物膜。p-oled是非常有效的并且针对所产生的光量需要相对小量的电力。
137.图5是图示根据一些实施例的图1所示的示例性近眼显示系统100的操作的示意图。微控制器单元(microcontroller unit,mcu)502用作在各个输入源与近眼显示器106a/106b之间的桥。mcu 502从输入产生器506接收mcu输入信号556并且由此产生显示控制信号
562。显示控制信号562随后驱动近眼显示器106a及106b以形成在使用者590的眼睛402的视网膜上投影的影像408。
138.如上文解释，近眼感测器108a及108b得到使用者眼睛参数552，例如角膜厚度、角膜曲率、瞳孔直径、透镜厚度、聚焦范围、瞳孔间距(ipd)、球面度数、散光度数，及类似者。在一些实施方式中，近眼感测器108a及108b是飞行时间(tof)感测器并且如图2所示操作。将使用者眼睛参数552馈送到输入产生器506。
139.输入产生器506经配置为收集各种输入，包括使用者眼睛参数552，并且产生mcu输入信号556。在一些实施例中，输入产生器506亦经配置为收集使用者调谐指令554，此将在下文详细描述。在其他实施例中，输入产生器506亦经配置为从数据库592收集数据，此将在下文详细描述。输入产生器506从各种来源收集各种输入并且随后基于各种输入产生mcu输入信号556。在图5所示的实例中，输入产生器506在mcu 502外部。但此是示例性而非限制性的。在一些实施例中，输入产生器506是mcu 502的一部分。
140.mcu 502是晶片上的小计算单元，晶片含有一或多个cpu连同记忆体及可程序设计输入/输出周边设备，mcu 502在输入产生器506与近眼显示器106a及106b之间连接。在图5所示的实例中，mcu 502亦连接到图1所示的处理单元120及记忆体装置126。由于mcu 502亦包括其自身的cpu及记忆体装置，mcu 502具有足够的计算容量及记忆体容量以授权图5中描述的操作。
141.在一个实施例中，mcu输入信号556为使用者眼睛参数552的形式，并且mcu 502基于使用者眼睛参数552产生初始推荐设置558。在一个实例中，使用者眼睛参数552包括左眼球面度数、左眼散光度数、左眼瞳孔直径、右眼球面度数、右眼散光度数、右眼瞳孔直径及使用者590的瞳孔间距。在一个实例中，通过mcu 502针对使用者590产生的初始推荐设置558包括下列的一或多个：针对近眼显示器106a及106b的每一者的解析度、亮度、对比度、饱和度、刷新率、色域。应当理解，初始推荐设置558是示例性而非限制性的，并且可以采用其他类型的初始推荐设置。初始推荐设置558基于使用者590的使用者眼睛参数552来针对使用者590定制或个性化。不同的使用者得到不同且个性化的初始推荐设置558，此等初始推荐设置自动补偿及适应每个使用者的独特眼睛参数。由此，归因于本文描述的自动补偿及调整，改进了使用者体验。
142.此外，相同使用者590的不同眼睛402可得到不同且定制的初始推荐设置558，此自动补偿及适应左眼及右眼中的差异。例如，使用者590可对于他的左眼及右眼具有不同的球面度数值及散光度数值。因此，mcu 502为近眼显示器106a及106b产生不同的初始推荐设置558，用于补偿左眼参数及右眼参数中的差异。以此种方式，使用者590可以同时得到双眼的最佳设置。总而言之，mcu 502可以为每个独立使用者590及他或她的每只眼睛402产生定制或个性化的推荐设置。
143.mcu 502随后基于初始推荐设置558产生显示控制信号562。在一个实例中，显示控制信号562包括控制信号，针对图4所示的rgb像素404，此等控制信号调谐通过图4所示的控制晶体管410提供的电流，并且电流继而调谐图4所示的发光装置414。在一个实施方式中，针对图4所示的每个rgb像素404，控制信号包括栅极电压信号(亦即，vg)及漏极电压信号(亦即，vd)。栅极电压信号接通或断开控制晶体管410，而漏极电压信号控制电流的量值。在一个实施方式中，控制晶体管410是使用feol工艺在硅基板上制造的晶体管。电流可以高精
确水平控制并且在近眼显示器106a及106b的操作期间保持稳定。
144.在一些实施例中，使用者590可以通过发送使用者调谐指令554来调谐初始推荐设置558。使用者调谐指令554通过输入产生器506接收，此将在mcu输入信号556中反映。基于mcu输入信号556，mcu 502可以由此产生最终使用者设置560及显示控制信号562。因此，由此调节近眼显示器106a及106b的设置。换言之，显示控制信号562基于使用者调谐指令554产生。使用者调谐指令554将前向反馈回路提供到近眼显示系统100。
145.在一个实施方式中，使用者调谐指令554通过按压、敲击或滑动图1所示的调谐按钮114来产生。使用者590可以按压或敲击调谐按钮114以调谐设置，例如增加亮度。在一些实例中，当使用者590正调谐设置时，他或她可以看到在近眼显示器106a及106b的至少一者上显示的一些控制信息。所显示的控制信息可呈选单、对话框、下拉列表、滑动条及类似者的形式。因此，使用者590可以具有与完成设置调谐所必要的近眼显示系统100的交互。
146.在另一实施方式中，使用者调谐指令554是通过图1所示的麦克风112接收的语音指令。使用者590可以讲话，并且语音指令(例如，“亮度增大”、“对比度减小”、“解析度到4k”等)可以经由麦克风112接收。语音指令通过mcu 502处理及解译，mcu 502配备有嵌入mcu 502中的语音识别模块。在一些实施方式中，语音识别模块利用人工智能(artificial intelligence,ai)技术，例如机器学习(ml)技术。同样，在一些实例中，当使用者590正在调谐设置时，他或她可以看到在近眼显示器106a及106b的至少一者上显示的一些控制信息。在其他实例中，使用者590可以听到由图1所示的扬声器110a及100b输出的一些控制信息。因此，使用者590可以具有与完成设置调谐所必要的近眼显示系统100的交互。
147.在另一实施方式中，使用者调谐指令554可以通过按压调谐按钮114并且通过使用麦克风112接收语音指令来产生。换言之，使用者调谐指令554来自两个来源。应当注意，尽管此等实施方式不意欲为限制性，并且亦可采用其他适当实施方式。
148.如上文简要描述，在一些实施例中，输入产生器506亦经配置为从数据库592收集数据。数据库592维持并且更新关于不同使用者、其眼睛参数、其初始推荐设置，及其最终使用者设置，及类似者的数据。一旦获得使用者590的使用者眼睛参数552，ai技术(例如，机器学习技术)可以用于使用数据库592中的数据产生初始推荐设置558。
149.在一个实施方式中，基于使用者590的使用者眼睛参数552与其他使用者的使用者眼睛参数之间的类似性，使用神经网络引擎决定使用者590的初始推荐设置558。使用者眼睛参数越类似，初始推荐设置越类似。在一个实例中，使用者590的使用者眼睛参数552及其他使用者的使用者眼睛参数分别定性为特征向量。每个特征向量对应于一个使用者的使用者眼睛参数。则类似性是对应于使用者590的特征向量与对应于其他使用者的特征向量之间的余弦类似性(cosine similarity)。应当注意，基于神经网络引擎的实施方式不意欲为限制性，并且可以采用其他ai技术来为使用者590产生初始推荐设置558。
150.另一方面，使用者590的初始推荐设置558及/或最终使用者设置560可以储存在数据库592中。因此，数据库592可以随着时间的推移为不同使用者累积越来越多的数据，以授权更好的初始设置推荐。
151.图6是根据一些实施例的在图5所示的数据库592中维持的示例性数据600。在图6所示的实例中，数据600包括许多(例如，数千、数万、或类似者)条目602。这些条目602关于不同使用者(例如，在图6中指示为“使用者id(user id)”)及不同产品模型(例如，指示为“模型#(model#)”)。例如，条目#1关于穿戴模型#0001的使用者a，而条目#2关于穿戴模型#0002的使用者a。针对穿戴不同模型的相同使用者，使用者眼睛参数552是相同的，但初始推荐设置558针对不同模型变化。类似地，针对穿戴相同模型(例如，条目#5及条目#7)的不同使用者，使用者眼睛参数552是不同的，并且初始推荐设置558针对不同使用者不同。
152.最终使用者设置560亦维持在数据库中。在初始推荐设置558与最终使用者设置560之间的比较亦可以用于评估推荐有多好。此外，其可以分析初始推荐设置558及最终使用者设置560的差异与使用者眼睛参数552如何关联。知道关联可以帮助改进初始设置推荐。
153.图7是图示根据一些实施例的用于操作近眼显示系统的示例性方法700的流程图。在图7所示的实例中，方法700包括操作702、704、706及708。可执行额外操作。此外，应当理解，上文参考图7论述的各个操作的序列是出于说明性目的提供，因此其他实施例可利用不同序列。操作的这些各种序列将包括在实施例的范畴内。
154.于操作702，使用者眼睛参数(例如，图5所示的使用者眼睛参数552)通过至少一个近眼感测器(例如，图1所示的近眼感测器108a及108b)量测。
155.于操作704，第一近眼显示器(例如图1所示的近眼显示器106a)及第二近眼显示器(例如，图1所示的近眼显示器106b)的初始推荐设置(例如，图5所示的初始推荐设置558)至少基于使用者眼睛参数通过处理单元(例如，图5所示的mcu 502)产生。
156.于操作706，显示控制信号(例如，图5所示的显示控制信号562)基于初始推荐设置通过处理单元产生。
157.于操作708，第一影像(例如，图4所示的影像408)及第二影像(例如，图4所示的影像408)分别通过第一近眼显示器及第二近眼显示器形成。第一影像及第二影像分别在第一眼睛(例如，图3c所示的眼睛402)的第一视网膜(例如，图3c所示的视网膜306)及第二眼睛的第二视网膜上投影。
158.根据本案的一些态样，提供了一种近眼显示系统。近眼显示系统包括：框架，包含主体及两个镜腿；至少一个近眼感测器，安装在主体上并且经配置为量测多个使用者眼睛参数；第一近眼显示器，安装在主体上并且经配置为形成在第一眼睛的第一视网膜上投影的第一影像；第二近眼显示器，安装在主体上并且经配置为形成在第二眼睛的第二视网膜上投影的第二影像；以及处理单元，位于两个镜腿的至少一者处并且经配置为至少基于使用者眼睛参数产生显示控制信号，其中显示控制信号驱动第一近眼显示器及第二近眼显示器。
159.根据本案的一些实施例，至少一个近眼感测器包括用于第一眼睛的第一近眼感测器及用于第二眼睛的第二近眼感测器。
160.根据本案的一些实施例，至少一个近眼感测器是至少一个互补式金属氧化物半导体影像感测器。
161.根据本案的一些实施例，至少一个近眼感测器是至少一个飞行时间感测器。
162.根据本案的一些实施例，这些使用者眼睛参数包括下列参数的一或多个：角膜厚度、角膜曲率、透镜厚度、聚焦范围、球面度数、散光度数及瞳孔间距。
163.根据本案的一些实施例，第一近眼显示器及第二近眼显示器的每一者包括多个rgb像素，每个rgb像素包含控制晶体管及发光装置，其中控制晶体管电性连接到发光装置
并且经配置为通过提供电流源来驱动及控制发光装置。
164.根据本案的一些实施例，控制晶体管是硅基晶体管。
165.根据本案的一些实施例，发光装置是有机发光二极管。
166.根据本案的一些实施例，处理单元亦经配置为至少基于这些使用者眼睛参数产生第一近眼显示器及第二近眼显示器的多个初始推荐设置。
167.根据本案的一些实施例，基于这些使用者眼睛参数及数据库产生这些初始推荐设置，数据库包括关于其他使用者的多个眼睛参数、这些其他使用者的多个初始推荐设置的数据。
168.根据本案的一些实施例，使用机器学习技术且基于这些使用者眼睛参数及数据库产生这些初始推荐设置。
169.根据本案的一些实施例，这些初始推荐设置包括下列的一或多个：解析度、亮度、对比度、饱和度、刷新率及色域。
170.根据本案的一些实施例，处理单元亦经配置为基于多个使用者调谐指令产生显示控制信号。
171.根据本案的一些态样，提供了一种操作近眼显示系统的方法。方法包括以下步骤：通过至少一个近眼感测器量测多个使用者眼睛参数；通过处理单元至少基于使用者眼睛参数产生第一近眼显示器及第二近眼显示器的多个初始推荐设置；通过处理单元基于初始推荐设置产生显示控制信号；以及通过第一近眼显示器及第二近眼显示器形成分别在第一眼睛的第一视网膜及第二眼睛的第二视网膜上投影的第一影像及第二影像。
172.根据本案的一些实施例，基于这些使用者眼睛参数及数据库产生这些初始推荐设置，数据库包括关于其他使用者的多个眼睛参数及这些其他使用者的初始推荐设置的数据。
173.根据本案的一些实施例，第一近眼显示器及第二近眼显示器的每一者包括多个rgb像素，每个rgb像素包含控制晶体管及发光装置，其中控制晶体管电性连接到发光装置并且经配置为通过提供电流源来驱动及控制发光装置。
174.根据本案的一些态样，提供了一种近眼显示系统。近眼显示系统包括：至少一个近眼感测器，经配置为量测多个使用者眼睛参数；至少一个近眼显示器，经配置为形成在眼镜的视网膜上投影的第一影像；以及处理单元，经配置为至少基于使用者眼睛参数产生显示控制信号以控制至少一个近眼显示器，其中显示控制信号驱动至少一个近眼显示器。
175.根据本案的一些实施例，这些使用者眼睛参数包括下列的一或多个：角膜厚度、角膜曲率、透镜厚度、聚焦范围、球面度数、散光度数及瞳孔间距。
176.根据本案的一些实施例，至少一个近眼显示器包括多个rgb像素，每个rgb像素包含控制晶体管及发光装置，其中控制晶体管电性连接到发光装置并且经配置为通过提供电流源来驱动及控制发光装置。
177.根据本案的一些实施例，处理单元亦经配置为至少基于这些使用者眼睛参数产生至少一个近眼显示器的多个初始推荐设置，并且其中这些初始推荐设置包括下列的一或多个：解析度、亮度、对比度、饱和度、刷新率及色域。
178.根据本案的一些态样，提供了一种近眼显示系统，其包含框架、至少一个近眼感测器、第一近眼显示器、第二近眼显示器及处理单元。框架包含主体及两个镜腿。至少一个近
眼感测器安装在主体上。第一近眼显示器安装在主体上。第二近眼显示器安装在主体上。处理单元位于两个镜腿的至少一者处。
179.根据本案的一些实施例，至少一个近眼感测器是至少一个互补式金属氧化物半导体影像感测器。
180.根据本案的一些实施例，至少一个近眼感测器是至少一个飞行时间感测器。
181.根据本案的一些实施例，处理单元为控制器、中央处理单元、多处理器、分散式处理系统、特殊应用集成电路或其组合。
182.根据本案的一些实施例，第一近眼显示器及第二近眼显示器的每一者包括多个rgb像素，每个rgb像素包含一控制晶体管及一发光装置，其中控制晶体管电性连接到发光装置。
183.根据本案的一些实施例，控制晶体管是硅基晶体管。
184.根据本案的一些态样，提供了一种近眼显示系统，其包含框架、至少一个飞行时间近眼感测器、至少一个近眼显示器及处理单元。框架包含主体及两个镜腿。至少一个飞行时间近眼感测器安装在主体上。至少一个飞行时间近眼感测器包括发射器及侦测器。至少一个近眼显示器安装在主体上。处理单元位于两个镜腿的至少一者处。
185.根据本案的一些实施例，发射器为发光二极管、发光二极管的阵列、激光二极管或激光二极管的阵列。
186.根据本案的一些实施例，侦测器为互补式金属氧化物半导体成像感测器、电荷耦合装置或单光子突崩二极管。
187.根据本案的一些态样，提供了一种近眼显示系统，其包含框架、至少一近眼感测器、至少一近眼显示器、处理单元、记忆体装置、电池、图形处理单元、通讯单元及接口端口。框架包含主体及两个镜腿。至少一近眼感测器安装在主体上。至少一近眼显示器安装在主体上。处理单元位于两个镜腿的至少一者处。记忆体装置位于两个镜腿的其中一者处。电池位于两个镜腿的其中一者处。图形处理单元位于两个镜腿的其中一者处。通讯单元位于两个镜腿的其中一者处。接口端口位于两个镜腿的其中一者处。
188.上文概述若干实施例的特征，使得熟悉此项技术者可更好地理解本案的态样。熟悉此项技术者应了解，可轻易使用本案作为设计或修改其他工艺及结构的基础，以便执行本文所介绍的实施例的相同目的及/或实现相同优点。熟悉此项技术者亦应认识到，此类等效构造并未脱离本案的精神及范畴，且可在不脱离本案的精神及范畴的情况下产生本文的各种变化、取代及更改。