TW201945791A - 透視型近眼光學模組 - Google Patents

Abstract

一種透視型透明(或半透明)近眼光學模組包含：一透明稀疏充填近眼顯示器，其包括複數個像素或像素貼片；及一稀疏充填微透鏡陣列，其包括複數個微透鏡，該複數個微透鏡定位為與該稀疏充填透明近眼顯示器之該複數個像素或像素貼片光學對準。該稀疏充填透明近眼顯示器具有能夠使該近眼顯示器為至少部分地透明之一像素填充因數。源自該透明稀疏充填近眼模組外側之光射線穿過該透明近眼模組之該透明稀疏充填近眼顯示器及該稀疏充填微透鏡陣列而到達一使用者之一眼睛以形成該使用者所感知之一實像。該透明稀疏充填近眼顯示器進一步產生藉助於主動像素產生之光射線，該等光射線穿過經對準微透鏡以形成該使用者之該眼睛所感知之一虛像。一使用者之該眼睛所感知之該實像與該虛像之組合引起該使用者對擴增實境或混合實境之感知。由該透明近眼顯示器減少或阻擋經投射遠離該使用者之該眼睛之光射線。

Description

透視型近眼光學模組

本發明係關於擴增實境及混合實境之領域。更特定而言，本發明係關於一種將一實像及一虛像兩者提供給使用者之透明近眼光學模組。

在大多數情形中，當今之擴增及/或混合實境系統具有一大形式因子且係笨重的、沉重的、高耗電的、時尚有限的且昂貴的。為使此等系統具有一經增加採用水平，需要一重大轉型技術改變。本文中所揭示之創新教示AR (擴增實境)及MR (混合實境)眼鏡/頭戴系統之此一轉型突破。

根據本發明之實施例，一種透明近眼光學模組包含：一透明近眼顯示器，其包括複數個像素，該複數個像素有時跨越該近眼顯示器配置成像素貼片；及一微透鏡陣列，其與該近眼顯示器之一或多個像素(或像素貼片)間隔開且定位為與該一或多個像素(或像素貼片)光學對準。該透明近眼光學模組係一透視型透明近眼光學模組。一光區塊視情況放置於每一像素後面且位於距一使用者之眼睛最遠之側上。該透明近眼光學模組可係密封的。該透明近眼光學模組藉助於一電連接(僅藉由實例方式，一薄撓性電纜或印刷電路)來啟用。僅藉由實例方式，該透明近眼光學模組亦可視情況含有以下各項中之一或多者：電連接器、感測器、材料間隔件、空氣間隙、光區塊、遮光孔隙、奈米孔、在像素或像素貼片之基底周圍之光學元件、額外小透鏡或者光學(諸如僅藉由實例方式)像素貼片或像素之方塊。

如本文中所使用，僅藉由實例方式，一透明近眼顯示器係為一透明近眼微型顯示器。在特定實施例中，該透明光學模組包括在一個端處或附近固定至該近眼顯示器及在相對端處或附近固定至該微透鏡陣列之四個側。當該透明光學模組包括四個側時，該透明近眼光學模組可係密封的。在特定實施例中，該透明近眼光學模組可係氣密密封的。該密封可覆蓋整個透明近眼光學模組。在特定其他實施例中該透明近眼光學模組具有兩個側，且在其他實施例中該透明光學模組沒有側。

該透明近眼光學模組係透視的。在特定實施例中，該透明近眼顯示器係透視的。在特定實施例中，該透明近眼顯示器在經調變為關斷時係透視的。在特定實施例中，該微透鏡陣列係透視的。在特定實施例中，該微透鏡陣列在經關斷時係透視的。在特定實施例中，僅藉由實例方式，具有支撐複數個像素或像素貼片之一透明基板或透明背襯之該近眼顯示器可利用具有能夠使該近眼顯示器為至少部分地透明之一像素填充因數之OLED及/或iLED (微型LED)。在其他實施例中，僅藉由實例方式，具有支撐複數個像素或像素貼片之一透明基板或透明背襯之該透明近眼顯示器可利用能夠使該近眼顯示器為至少部分地透明之TOLED。

如本文中所使用，一稀疏充填近眼顯示器可係：該近眼顯示器之區之像素密度小於在近眼顯示器充分充填有像素之情況下之密度。如本文中所使用，一稀疏充填近眼顯示器可係為：一充分充填近眼顯示器在以使得主動像素數目係一充分充填完全相同近眼顯示器之主動像素數目之5%或更小之一方式經修改或變更之後。主動像素意味能夠經照射之像素。僅藉由實例方式，修改或變更意味一硬體或軟體修正。如本文中所使用，一間隙係可缺乏材料或填充有材料之一空間。一間隙可係為呈(僅藉由實例方式)一材料層之形式之一空氣間隙或一材料間隔件。該材料層可係為一低折射率材料。

如本文中所使用，一充分充填近眼顯示器可藉由關斷複數個像素以致使近眼顯示器在使用時用作一稀疏充填近眼顯示器而經修改至一稀疏充填近眼顯示器，因此出於此專利申請案之目的而成為一稀疏充填近眼顯示器。此意味在近眼顯示器處於使用中之任一給定時間，存在顯示器「不」能夠被照亮或未被照亮因此使其為稀疏充填之複數個區，此乃因其與近眼顯示器之實際主動像素有關(與可含有主動像素之總的可能近眼顯示器區相比較)。主動像素係能夠被照亮且未經編程或控制以保持恆定地關斷之像素。

如本文中所使用，一稀疏充填微透鏡陣列係一微透鏡陣列，其中該微透鏡陣列之區之微透鏡或小透鏡密度小於在該微透鏡陣列充分充填有微透鏡之情況下之密度。

如本文中所使用，僅藉由實例方式，一近眼顯示器可由以下各項中之一或多者組成；OLED、TOLED、iLED (微型LED)、PHOLED (發磷光OLED)、WOLED (白色OLED)、FOLED (撓性OLED)、ELED (電致發光顯示器)、TFEL (薄膜電致發光)、TDEL (厚介電電致發光)或量子點雷射。

如本文中所使用，一微透鏡陣列(MLA)可由以下各項中之一或多者組成，僅藉由實例方式，係以下各項之一光學器件；平凸、雙凸、凸面、凹面、非球面、消色差、繞射、折射、菲涅爾透鏡、伽伯超級透鏡、GIN透鏡、稜鏡、經圖案化電極、電主動小透鏡、電主動透鏡、電主動光學器件或液體透鏡(電潤濕及/或機械)。僅藉由實例方式，此一微透鏡陣列可由一塑膠材料、玻璃材料或兩者之一組合製成。

在特定實施例中，透明近眼顯示器可由上面具有像素及/或一或多個像素貼片之方塊組成。此等方塊然後跨越透明近眼顯示器散佈。在特定實施例中，透明近眼顯示器可沒有方塊，但由跨越透明近眼顯示器間隔開散佈之像素或像素貼片組成。該等像素或像素貼片可與一微透鏡陣列之微透鏡對準且其之間有距離地分開。

在特定實施例中，透明近眼顯示器稀疏充填有像素。在特定實施例中，透明近眼顯示器充分充填有像素。在特定實施例中，一不透明材料或元件(光區塊)定位於像素(或像素貼片)後面(距使用者之眼睛較遠)以減少且(若可能)消除自像素遠離使用者之眼睛之向外光之量。一個光區塊可位於像素貼片後面或一光區塊可位於一像素後面。因此，複數個光區塊可係透明近眼顯示器之一部分。僅藉由實例方式，此材料可係一不透明材料或元件。在其他實施例中，僅藉由實例方式，當利用一TOLED作為近眼顯示器時，此不透明材料或元件阻擋來自真實世界之向外光射線(光區塊)及向內光射線兩者，該等向外光射線(光區塊)及向內光射線在不具有不透明材料或元件之情況下可行進穿過一透明像素貼片，然後穿過該微透鏡陣列之一經對準微透鏡。

在所有此等實施例中，當利用此一不透明材料或元件(光區塊)時，僅藉由實例方式，材料或元件之大小可係像素貼片之大小或稍微更大，或者與像素貼片對準之微透鏡之大小或稍微更大。僅藉由實例方式，不透明材料或元件之外周界形狀可係為像素、像素貼片或與像素貼片對準之微透鏡之形狀。一個不透明材料或元件(光區塊)可與下一最靠近不透明材料或元件(光區塊)有距離地分開。因此，藉由利用彼此分開且經塑形、經定大小且與其各別像素貼片(像素貼片)對準且進一步與微透鏡(在較佳實施例中，其與像素貼片對準)對準之複數個不透明材料或元件(光區塊)，可能維持透明光學模組之一高透明度。

在一特定實施例中，透明近眼顯示器稀疏充填有像素且微透鏡陣列稀疏充填有微透鏡陣列之微透鏡。在此等實施例中，微透鏡陣列之微透鏡與透明近眼顯示器之像素或像素貼片對準。在此實施例中，微透鏡陣列之微透鏡係靜態的(意味始終具有光學倍率)。因此，微透鏡陣列係靜態的。

在一特定實施例中，透明近眼顯示器充分充填有像素且微透鏡陣列充分充填有微透鏡陣列之微透鏡。在此等實施例中，微透鏡陣列之微透鏡與透明近眼顯示器之像素或像素貼片對準。在此等實施例中，微透鏡陣列之微透鏡係電子可接通及關斷的。因此，微透鏡陣列係動態的。

在一特定實施例中，透明近眼顯示器稀疏充填有像素且微透鏡陣列充分充填有微透鏡陣列之微透鏡。在此等實施例中，微透鏡陣列之微透鏡與透明近眼顯示器之像素或像素貼片對準。在此等實施例中，微透鏡陣列之微透鏡係電子可接通及關斷的。因此，微透鏡陣列係動態的。

在一特定實施例中，透明近眼顯示器充分充填有像素且微透鏡陣列稀疏充填有微透鏡陣列之微透鏡。在此等實施例中，微透鏡陣列之微透鏡與透明近眼顯示器之像素或像素貼片對準。在此等實施例中，微透鏡陣列之微透鏡係可電子接通及關斷的。因此，微透鏡陣列係動態的。

在一特定實施例中，透明近眼顯示器稀疏充填有像素且微透鏡陣列稀疏充填有微透鏡陣列之微透鏡。在此等實施例中，微透鏡陣列之微透鏡與透明近眼顯示器之像素或像素貼片對準。在此等實施例中，微透鏡陣列之微透鏡係可電子接通及關斷的。因此，微透鏡陣列係動態的。

如本文中所使用，一稀疏充填透明近眼顯示器可具有不同稀疏性位準。一稀疏充填透明近眼顯示器之輕微稀疏性係具有小於100%低至75%之透明近眼顯示器之一像素填充因數。一稀疏充填透明近眼顯示器之中等稀疏性係具有小於75%低至50%之透明近眼顯示器之一像素填充因數。一稀疏充填透明近眼顯示器之顯著稀疏性係具有小於50%低至25%之透明近眼顯示器之一像素填充因數。一稀疏充填透明近眼顯示器之極端稀疏性係具有小於25%至僅僅稍微大於0% (例如，高於0.1%)之透明近眼顯示器之一像素填充因數。

如本文中所使用，一稀疏充填微透鏡陣列可具有不同稀疏性位準。一稀疏充填微透鏡陣列之輕微稀疏性係具有95%低至75%之微透鏡陣列之一微透鏡(小透鏡)填充因數。一稀疏充填透明近眼顯示器之中等稀疏性係具有小於75%低至50%之微透鏡陣列之一微透鏡(小透鏡)填充因數。一稀疏充填微透鏡陣列之顯著稀疏性係具有小於50%低至25%之微透鏡陣列之一微透鏡(小透鏡)填充因數。一稀疏充填微透鏡陣列之極端稀疏性係具有小於25%至僅僅稍微大於0% (例如，高於0.1%)之微透鏡陣列之一微透鏡(小透鏡)填充因數。

該透明近眼顯示器係一透視型近眼顯示器。該透明近眼顯示器利用一透明基板。該透明基板支撐該透明近眼顯示器之像素或發光體。該透明近眼顯示器之導體係透明的。僅藉由實例方式，該等導體由ITO製成。該透明近眼顯示器可使起源於在透明近眼模組前面(距使用者之眼睛最遠)之一距離之光射線透射穿過近眼顯示器而到達透明近眼模組之一使用者之一眼睛以形成該使用者所感知之一實像。形成該實像之此等光射線穿過近眼顯示器及微透鏡陣列兩者。近眼顯示器進一步能夠產生藉助於近眼顯示器之主動像素產生之光射線以形成使用者所感知之一虛像。形成該虛像之光射線藉助於近眼顯示器而發出且在進入使用者之一眼睛之前進一步穿過微透鏡陣列之一或多個微透鏡。

透明近眼顯示器可係為一動態透明近眼顯示器。動態透明近眼顯示器意味該顯示器可係(僅藉由實例方式)以下各項中之一或多者；經調變，具有一工作循環接通及關斷，提供側向及/或垂直像素調變接通及關斷，或關斷特定像素及/或像素貼片。可僅藉由實例方式由以下各項中之一或多者控制顯示器之動態態樣；控制器、驅動器、處理器或軟體。

在一實施例中，兩個透明近眼顯示器(用於XR、AR或MR中之一者)可控制使用者之眼睛之會聚度。藉由變更兩個透明近眼顯示器(一個透明近眼顯示器位於每一眼睛前面)中之每一者所使用之主動像素之間的距離，可能致使使用者之眼睛會聚。僅藉由實例方式，倘若使用者具有遠至63 mm及近至59 mm之一距離IPD (瞳孔間距離)，則兩個透明近眼顯示器可將兩個近眼顯示器之對應主動像素(或像素貼片)之間的距離提供為63 mm以看到放置於(僅藉由實例方式)無限遠處之一虛像，且然後操作控制器/驅動器之軟體可將兩個透明近眼顯示器之對應主動像素(或像素貼片)之間的距離變更為在59 mm處以看到將在2英尺處看到(僅藉由實例方式)之一虛像。因此，關於此實施例，兩個透明近眼顯示器可控制使用者之眼睛之會聚度。

以若干種方式，此與一眼睛追蹤器相反，其中眼睛移動，且眼睛追蹤器追蹤眼睛且然後變更顯示器上之影像。在此情形中，該或該等透明近眼顯示器正在致使使用者之該或該等眼睛固定在對應虛像上以改變其視線之方向。因此，僅藉由實例方式，倘若包括一鳥之一影像之視訊或靜止內容具有與其相關聯之一注釋，該注釋指示鳥應在距眼睛20英尺之一距離處顯示為一虛像，則兩個透明近眼顯示器將提供兩個透明近眼顯示器之完全相同主動像素(或像素貼片)之間的一距離，使得與像素相對於瞳孔之中心之位置對應之注視方向在距眼睛20英尺之所需距離處提供一會聚度。若另一方面(僅藉由實例方式)一紙杯蛋糕之一影像具有指示該紙杯蛋糕應在2英尺處顯示為一虛像之一注釋，則兩個近眼顯示器將提供兩個透明近眼顯示器之完全相同主動像素(或像素貼片)之間的一距離，從而在距眼睛2英尺處(較靠近於使用者之近IPD)提供兩個注視方向之一會聚度。IPD可針對每一使用者在各種距離處(自遠處至中間至近處)經量測且確立且然後針對一特定使用者編程至AR系統之記憶體中。在特定情形中，致使使用者之眼睛針對一近或較靠近虛像之會聚可利用兩個透明近眼顯示器之較低且較靠近在一起之對應主動像素(或像素貼片)，然而針對一額外影像之會聚可利用兩個透明近眼顯示器之較高且進一步分開之像素。

此軟體實施例在與適當硬體一起利用時允許使所感知虛像沿著Z軸自使用者之一眼睛或兩個眼睛向前及向後移動任一距離。在特定情形中，IPD可針對女士設定為近至55 mm與60 mm之間的預設值且針對大眼眶之男士設定為60 mm與65 mm之間的預設值。在其他情形中，IPD可定製化至使用者之精確IPD。

在其中深度感知(用於XR、AR或MR)對於用例係重要之另一實施例中，使用兩個透明近眼顯示器(如在先前實施例中)來控制使用者之兩個眼睛之會聚度。然而，在此實施例中，用於右眼之透明近眼顯示器之對應主動像素(或像素貼片)及用於左眼之近眼顯示器之對應主動像素(或像素貼片)未經啟動以便針對使用者之眼睛確立相同精確會聚距離。換言之，至同一虛像之不同部分之會聚距離故意地設定在一不同距離處以便增強用於立體視覺之深度感知。一個近眼顯示器之主動像素(或像素貼片)就另一顯示器之對應主動像素(或像素貼片)之相對位置而言蓄意地稍微不對準。此一不對準致使使用者之右眼及使用者之左眼會聚且在稍微不同距離處看到虛像。不對準量/程度使使用者之兩個眼睛不對準，但保持在使用者之帕努姆式融合區內，因此提供使用者之眼睛所看到之虛像之深度感知。

在其中期望經增強深度感知之又一實施例(僅藉由實例方式，如一3D全像)中，一第一影像藉助於一第一透明近眼顯示器(在右眼前面)呈現給右眼且一不同影像藉助於第二透明近眼顯示器(在左眼前面)呈現給左眼。兩個影像之特徵經設計以經求和/合併以形成一類3D全像影像或一顯著3D影像。僅藉由實例方式，將影像求和或合併到一起之方式係藉由比使用者之右眼可感知調變更快速地調變由右透明近眼顯示器顯示之影像及亦比使用者之左眼可感知調變更快速地調變左透明近眼顯示器所顯示之影像。因此，使用者之眼睛不能夠感知任何調變且大腦將兩個影像合併到一起以便形成具有顯著深度及立體視覺之一個經增強影像。在又一實施例中，藉由使用右及左所顯示影像之時間調變，使得一個所顯示影像相對於另一所顯示影像延遲在50毫秒至150毫秒內，可達成顯著深度感知。

在特定實施例中，具有相關聯暗示之軟體可用於提示一控制器/驅動器關於將虛像相對於使用者之眼睛定向於何處。僅藉由實例方式，與(僅藉由實例方式)一兒童之影像相關聯之一特定暗示可將該兒童之虛像定位於一近距離處。與(僅藉由實例方式)一兒童之影像相關聯之一不同暗示可將該兒童之虛像定位於一中間距離處。且與(僅藉由實例方式)一兒童之影像相關聯之又一不同暗示可將該兒童之虛像定位於一遠距離處。在其他實施例中，具有相關聯暗示之特定軟體可提示一第一透明近眼顯示器以一特定工作循環調變虛像，同時該軟體提示一第二透明近眼顯示器以相同工作循環但以使得第二顯示器之工作循環相對於第一顯示器之工作循環稍微時間延遲之一方式進行調變。在特定實施例中，具有一特定暗示之軟體可將虛像對準在沿著Z軸距一使用者之眼睛(或兩個眼睛)之一距離處。在特定實施例中，具有一特定暗示之軟體可致使使用者之眼睛所看到之虛像具有深度。在特定實施例中，具有一特定暗示之軟體可致使使用者之眼睛所看到之虛像具有深度感知。在特定實施例中，具有一特定暗示之軟體可致使使用者之眼睛所看到之虛像具有顯著深度感知。在特定實施例中，具有一特定暗示之軟體可致使使用者之眼睛所看到之虛像具有一全像之感知。

在另一實施例中，藉由影像放大率提供一額外立體且適應性暗示。在一項實施例中，微透鏡陣列具有經設計以將虛像投影在一固定距離(僅作為一實例，20英吋)處之一固定影像放大率。在另一實施例中，微透鏡陣列具有由(作為實例)具有動態聚焦元件之小透鏡提供之一可變放大率或近眼顯示器與微透鏡陣列之間的距離，以便在與由放置於同伴眼睛前面之近眼顯示器形成之虛像組合時使虛像之立體距離變化。兩個顯示器中之經啟動像素之位置確保一會聚距離相等由兩個眼睛中之虛像之影像放大率所暗示之立體距離。

在可用於視力受損的人之再一實施例中，因微透鏡陣列距近眼顯示器之距離而產生之放大率可經調整以提供虛像在使用者之眼睛上之放大率之經增加或經減小位準。僅藉由實例方式，微透鏡陣列與近眼顯示器之間的一較窄空間/間隙或距離將引起虛像在使用者之眼睛之視網膜上之一較高放大率且微透鏡陣列與近眼顯示器之間的一較大空間/間隙或距離將引起虛像在使用者之眼睛之視網膜上之一較小放大率。因此，可能為一輔助視力裝置(低視力裝置)提供一所顯示虛像之一所要放大率位準以幫助視力受損的人看得更清楚。

在本文中所揭示之特定實施例中，微透鏡陣列係為一動態可切換(接通-關斷)微透鏡陣列。在本文中所揭示之其他實施例中，微透鏡陣列係一靜態(始終接通)微透鏡陣列。在特定實施例中，微透鏡陣列充分充填有微透鏡。在其他實施例中，微透鏡陣列部分地充填有微透鏡。在本文中所揭示之特定實施例(其利用無限共軛光學器件)中，微透鏡陣列之微透鏡準直穿過微透鏡陣列之微透鏡之光射線，從而致使光射線在射到使用者之眼睛之角膜上時彼此平行。當發生此情形時，使用者之眼睛之光學結構將光聚焦於使用者之眼睛之中央凹上(假定使用者之眼睛係正視眼的)。且若並非如此，則僅藉由實例方式，將佩戴校正鏡片(眼鏡或隱形鏡片)。當使用無限共軛光學器件時，使用者之眼睛所看到之影像正面朝上。在本文中所揭示之其他實施例(其利用有限共軛光學器件)中，微透鏡陣列之微透鏡聚焦穿過微透鏡陣列之微透鏡之光射線，從而致使光射線會聚且在使用者之眼睛前面形成一影像。所形成影像由眼睛在眼睛前面看到，然而形成於視網膜上之影像顛倒/倒置。若使用者並非正視眼的，則僅藉由實例方式，將佩戴校正鏡片(眼鏡或隱形鏡片)。當利用有限共軛光學器件時，使用者之眼睛所看到之影像係倒置的。因此，在此等實施例中，利用有限共軛光學器件，近眼顯示器經編程以呈現一顛倒影像使得使用者之眼睛所看到之合成影像恰當地定向(與顛倒相反)。構成實像之光射線在到達眼睛時並非顛倒的，此乃因其未穿過微透鏡陣列之有限共軛光學器件。應進一步指出，形成實像(如一使用者之眼睛所看到)之光射線穿過整個透明光學模組。形成虛像(如一使用者之眼睛所看到)之光射線僅穿過透明光學模組之一部分。

藉由變更一或多個特徵(僅藉由實例方式)、像素大小、像素間距、厚度、MLA微透鏡光學倍率或間隙距離(空氣間隙或材料間隔件)，如本文中所教示之透明近眼光學模組可(僅藉由實例方式)與在使用者之眼睛附近利用之任何近眼顯示器裝置一起利用、附接至該任何近眼顯示器裝置或嵌入於該任何近眼顯示器裝置內。僅藉由實例方式，1)所有形式之眼鏡(藉由實例；運動眼鏡、射擊眼鏡、騎行眼鏡、安全眼鏡、工業眼鏡、空間護目鏡、衣服眼鏡、軍事眼鏡、低視力眼鏡；及/或2)所有形式之頭戴物，僅藉由實例；頭盔、護面罩等；及/或3)醫療器械。在上文之特定情形中，利用與感測眼睛移動及眼睛位置之感測器相關聯地工作之一或若干眼睛追蹤器。

透明近眼顯示器光學模組可針對一個眼睛被單目地利用或為雙目的或在使用兩個此類模組時被雙目地利用；一個模組用於每一眼睛。在特定實施例中，需要相對於室外真實世界環境光之亮度等級而控制虛像之亮度等級。透明近眼顯示器可使用發光體，僅藉由實例方式，OLED、TOLED或微型LED。可利用一或多個光感測器來量測環境光位準(室外或室內)。在此一實施例中，向上及向下控制室外之透明近眼顯示器亮度以維持在室外真實世界光環境亮度之+/- 25%之範圍內。在此一實施例中，向上及向下控制室外之透明近眼顯示器亮度以維持在室內光環境亮度之+/- 25%之範圍內。在特定情形中，透明近眼顯示器在室外使用時以高於50%但低於100%之一工作循環來調變以便降低透明近眼顯示器之亮度強度。在特定實施例中，需要相對於室內環境光之亮度等級來控制虛像之亮度等級。在此一實施例中，向上及向下控制室外之透明近眼顯示器亮度以維持在室內光環境亮度之+/- 25%之範圍內。在特定情形中，透明近眼顯示器在室內使用時以低於50%之一工作循環來調變以便降低透明近眼顯示器模組之亮度強度。在特定實施例中，近眼顯示器光學模組可更改穿過透明近眼顯示器模組之來自真實世界之光之透光百分比。此可藉助於正向基板或在其上面係(僅藉由實例方式)光致變色、電致變色或熱致變色之一塗層(距使用者之眼睛最遠)來完成。

下文提供本發明之各種態樣。

態樣A1。一種透明近眼顯示器光學模組，其中該模組包括與一或多個經光學對準微透鏡陣列間隔開之一稀疏充填透明近眼顯示器，其中該稀疏充填近眼顯示器之主動像素密度(僅藉由實例方式，OLED及/或iLED)表示該透明近眼顯示器之面積之小於50%、小於35%、小於25%、小於15%、小於10%或小於5%，其中形成一實像(如一使用者之眼睛所看到)之來自真實世界之光射線穿過該透視型近眼顯示器、該近眼顯示器與該微透鏡陣列之間的空間及該微透鏡陣列(其可係為一空氣間隙或一材料間隔件)，其中形成一虛像(如一使用者之眼睛所看到)之光射線藉助於該稀疏充填近眼顯示器之主動像素來產生，該等光射線行進穿過該近眼顯示器與該微透鏡陣列之間的該空間且然後穿過該微透鏡陣列之一或多個微透鏡。該近眼顯示器可視情況經構造以減少發射遠離佩戴者之眼睛之向外光。當看著無限遠處之使用者之眼睛需要校正光學倍率來將光聚焦於其視網膜上時，此一校正鏡片位於使用者之眼睛與微透鏡陣列之間。如本文中所使用之措辭「主動像素」之使用意欲係能夠在任何一個時間發射光之(一或若干像素)。此意味像素可在顯示一影像時點亮且尚未被故意地關斷或經程式化以被關斷以便使透明近眼顯示器係為一透明稀疏充填近眼顯示器。

態樣A2。在涉及透明像素之其他實施例(諸如僅藉由實例方式，TOLED)中，像素密度可係一稀疏充填透明近眼顯示器之像素密度(小於一充分充填透明近眼顯示器之100%之一量)或一充分充填透明近眼顯示器之像素密度(此限制此一充分充填近眼顯示器在任何一個時間之主動像素以致使充分充填近眼顯示器行動/模仿一稀疏充填近眼顯示器)。僅藉由實例方式，藉由限制一TOLED顯示器之主動像素數目，來自真實世界之適當光射線量可透射穿過TOLED顯示器以便形成使用者之眼睛所看到之一實像，同時准許TOLED顯示器提供/產生適當量光射線以用於形成使用者之眼睛所看到之虛像。

態樣A3。在又其他實施例中，一透明近眼顯示器可經調變且具有接通及關斷之一工作循環，以便准許實像在僅一時間週期(當沒有像素產生光時)內被看到且虛像在僅一時間週期(當大多數像素產生光時)內被看到。此然後繼續反覆重複自身。此一工作循環可在1.0%至50%之範圍內。當利用此一實施例時，亦可調變相關聯經對準微透鏡陣列，以便具有模仿近眼顯示器之工作循環且與近眼顯示器之工作循環同步之一工作循環(關斷及接通)。當關斷微透鏡陣列且微透鏡陣列具有極少光學倍率時，來自真實世界之光射線可很大程度上變更地穿過。

態樣A5。 一種透明近眼顯示器光學模組，其中該模組包括一透明近眼顯示器及一或多個經光學對準微透鏡陣列，其中該近眼顯示器之「主動像素密度」表示透明近眼顯示器之面積之小於25%、小於20%、小於15%、小於10%或小於5%，其中形成一實像之來自真實世界之光射線穿過該透視型近眼顯示器，其中形成一虛像之光射線藉助於該近眼顯示器之經照亮像素來產生且其中該近眼顯示器經構造以便減少發射遠離佩戴者之眼睛之光。

態樣A6。如前述態樣中任一項之微透鏡陣列，其中調變該微透鏡陣列使得複數個微透鏡使來自該稀疏充填透明近眼顯示器之複數個主動像素之光射線通過，從而小於50%之時間形成虛像。

態樣A7。如前述態樣中任一項之微透鏡陣列，其中調變該微透鏡陣列使得複數個微透鏡使來自該稀疏充填透明近眼顯示器之複數個主動像素之光射線通過，從而小於25%之時間形成虛像。

態樣A8。如前述態樣中任一項之透明近眼顯示器光學模組，其中該模組係為一光子光學模組。

態樣A9。如前述態樣中任一項之光學模組，其中該模組附接至一眼鏡框架且其中此附接係藉助於在眼鏡之正面、橋接件、鏡腿中之一者上或中之一軌道。

態樣A10。 如前述態樣中任一項之稀疏充填透明近眼顯示器，其中該稀疏充填透明近眼顯示器包括一TOLED顯示器。

態樣A11。 如前述態樣中任一項之透明近眼顯示器，其中該透明近眼顯示器包括一透視型微型LED顯示器。

態樣A12。如前述態樣中任一項之透明近眼顯示器，其中該透明近眼顯示器包括一透視型OLED顯示器。

態樣A13。如前述態樣中任一項之稀疏充填透明近眼顯示器，其中該稀疏充填透明近眼顯示器包括複數個有距離地分開之像素貼片。

態樣A14。如前述態樣中任一項之稀疏充填透明近眼顯示器，其中該稀疏充填透明近眼顯示器包括複數個有距離地分開之像素方塊。

態樣A15。如前述態樣中任一項之稀疏充填透明近眼顯示器，其中該稀疏充填透明近眼顯示器包括複數個有距離地分開之像素方塊或貼片，且其中該等像素方塊或貼片之間的距離在150微米至500微米之範圍內。

態樣A16。如前述態樣中任一項之像素，其中該等像素具有在1微米至5微米之範圍內之一大小。

態樣A17。如前述態樣中任一項之微透鏡，其中該微透鏡具有在25 微米至750微米之範圍內之一大小。

態樣A18。如前述態樣中任一項之微透鏡陣列，其中該微透鏡陣列之一個微透鏡與複數個像素光學通信。

態樣A19。如前述態樣中任一項之微透鏡陣列，其中該微透鏡陣列之一個微透鏡與一特定像素貼片光學通信。

態樣A20。如前述態樣中任一項之微透鏡陣列，其中該微透鏡陣列之一個微透鏡與一(若干)特定像素方塊或貼片光學通信。

態樣A21。如前述態樣中任一項之微透鏡陣列，其中該微透鏡陣列之每一微透鏡位於彼此相距75微米至1 mm之範圍內。

態樣A22。如前述態樣中任一項之像素貼片或方塊，其中一像素貼片或方塊包含在625至10,000個像素之範圍內之像素數目。

態樣A23。如前述態樣中任一項之像素貼片或方塊，其中在該等像素貼片或方塊內之每一像素位於彼此相距1微米至5微米之範圍內。

態樣A24。如前述態樣中任一項之像素貼片或方塊，其中每一像素貼片或方塊量測為在150微米×150微米至750微米×750微米之範圍內。

態樣A25。如前述態樣中任一項之稀疏充填透明近眼顯示器，其中該稀疏充填透明近眼顯示器包括複數個有距離地分開之貼片或方塊，且其中佩戴者之一眼睛可在任何一個時間一次看到16至36個貼片或方塊。

態樣A26。如前述態樣中任一項之稀疏充填透明近眼顯示器，其中與該稀疏充填透明近眼顯示器相關聯地利用一眼睛追蹤器，且其中當該眼睛移動跨越該近眼顯示器時關斷特定主動像素。

態樣A27。如前述態樣中任一項之稀疏充填透明近眼顯示器，其中與該稀疏充填透明近眼顯示器相關聯地利用一眼睛追蹤器，且其中當該眼睛移動跨越該近眼顯示器時接通特定主動像素。

態樣A28。如前述態樣中任一項之稀疏充填透明近眼顯示器，其中該稀疏充填透明近眼顯示器提供在1至10倍之範圍之間的虛像之一放大率。

態樣A29。如前述態樣中任一項之模組，其中該模組彎曲至與其光學通信之眼鏡鏡片之前基弧。

態樣A30。如前述態樣中任一項之模組，其中該模組在水平方向上彎曲至與其光學通信之眼鏡鏡片之水平曲線。

態樣A31。如前述態樣中任一項之透明近眼顯示器，其中該透明近眼顯示器包括像素貼片或方塊，該等像素貼片或方塊係有小面或傾斜的以便在透視一像素貼片或一像素方塊之一區段時隨著佩戴者之眼睛之視線水平移動跨越透明近眼顯示器之一區段而允許佩戴者之視線在垂直線之零至10、15、20或25度內。

態樣A32。如前述態樣中任一項之模組，其中該模組包括一空氣間隙腔。

態樣A33。如前述態樣中任一項之模組，其中該模組位於一眼鏡鏡片前面，且其中該模組與該眼鏡鏡片之該前面之間存在一間隙(空氣間隙或材料間隔件)。

態樣A34。如前述態樣中任一項之間隙(材料間隔件或空氣間隙)，其中該間隔(空氣間隙或材料間隔件)厚度在25微米與2.0 mm之範圍內。

態樣A35。如前述態樣中任一項之間隙(材料間隔件或空氣間隙)，其中該間隔(空氣間隙或材料間隔件)厚度在50微米與150微米之範圍內。

態樣A36。如前述態樣中任一項之微透鏡陣列，其中該微透鏡陣列厚度在0.3 mm與2.0 mm之範圍內。

態樣A37。如前述態樣中任一項之微透鏡陣列，其中該微透鏡陣列厚度在0.5 mm與1.0 mm之範圍內。

態樣A38。如前述態樣中任一項之透明近眼顯示器，其中該透明近眼顯示器厚度在0.3 mm與2.0 mm之範圍內。

態樣A39。如前述態樣中任一項之透明近眼顯示器，其中該透明近眼顯示器厚度在0.35 mm與1.0 mm之範圍內。

態樣A40。如前述態樣中任一項之透明近眼顯示器模組，其中該透明近眼顯示器模組具有在1.0 mm與4.0 mm之範圍內之一厚度。

態樣A41。如前述態樣中任一項之透明近眼顯示器，其中該透明近眼顯示器係一有小面顯示器。

態樣A42。如前述態樣中任一項之透明近眼顯示器，其中該透明近眼顯示器具有係傾斜之多個像素貼片或方塊。

態樣A43。如前述態樣中任一項之透明近眼顯示器，其中該透明近眼顯示器具有係有小面之多個像素貼片或方塊。

態樣A44。如前述態樣中任一項之透明近眼顯示器，其中該透明近眼顯示器具有係稀疏充填、傾斜且有小面之像素。

態樣A45。如前述態樣中任一項之透明近眼顯示器，其中該透明近眼顯示器具有對來自複數個彩色像素之色彩求積分之複數個積分器。

態樣A46。如前述態樣中任一項之透明近眼顯示器，其中該透明近眼顯示器係單色的。

態樣A47。如前述態樣中任一項之透明近眼顯示器，其中該透明近眼顯示器提供多個色彩。

態樣A48。如前述態樣中任一項之透明近眼顯示器，其中該透明近眼顯示器係QVGA。

態樣A49。如前述態樣中任一項之透明近眼顯示器，其中該透明近眼顯示器大於一QVGA。

態樣A50。如前述態樣中任一項之透明近眼顯示器，其中該透明近眼顯示器係一全VGA。

態樣A51。如前述態樣中任一項之透明近眼顯示器模組，其中該透明近眼顯示器模組引起一虛像與一實像之一時間定序調變。

態樣A52。如前述態樣中任一項之透明近眼顯示器模組，其中該透明近眼顯示器模組致使同時看到該虛像及該實像。

態樣A53。如前述態樣中任一項之透明近眼顯示器模組，其中該透明近眼顯示器模組可以可釋放方式附接至複數個不同眼鏡框架。

態樣A54。如前述態樣中任一項之透明近眼顯示器模組，其中該透明近眼顯示器模組之該底部邊緣可位於佩戴者之眼睛之瞳孔之上部邊緣處或上面。

態樣A55。如前述態樣中任一項之透明近眼顯示器模組，其中該透明近眼顯示器模組可相對於一佩戴者之眼睛之一瞳孔係可調整的。

態樣A56。如前述態樣中任一項之透明近眼顯示器模組，其中該透明近眼顯示器模組可調變該虛像。

態樣A57。如前述態樣中任一項之透明近眼顯示器模組，其中該透明近眼顯示器模組可以1至15尼特照射一使用者之眼睛之瞳孔。

態樣A58。如前述態樣中任一項之近眼顯示器，其中該近眼顯示器係一微型OLED顯示器。

態樣A59。如前述態樣中任一項之近眼顯示器，其中該近眼顯示器係一微型iLED顯示器。

態樣A60。如前述態樣中任一項之近眼顯示器，其中該近眼顯示器由OLED或TOLED組成。

態樣A61。如前述態樣中任一項之近眼顯示器，其中該近眼顯示器由iLEDS組成。

態樣A62。如前述態樣中任一項之近眼顯示器，其中該近眼顯示器具有一透明電極區段。

態樣A63。如前述態樣中任一項之近眼顯示器，其中該近眼顯示器具有在像素貼片或方塊之間的透明或半透徹區段。

態樣A64。如前述態樣中任一項之近眼顯示器，其中該近眼顯示器具有在像素貼片或方塊之間的透明或半透徹區段。

態樣A65。如前述態樣中任一項之近眼顯示器，其中該近眼顯示器具有在像素之間的透明或半透徹區段。

態樣A66。如前述態樣中任一項之近眼顯示器，其中該近眼顯示器具有在遠離佩戴者之眼睛之側上不透明之在像素貼片或方塊之間的透明或半透徹區段。

態樣A67。如前述態樣中任一項之近眼顯示器，其中該近眼顯示器具有在遠離或接近佩戴者之眼睛之側上不透明之在像素貼片或方塊之間的透明或半透徹區段。

態樣A68。如前述態樣中任一項之近眼顯示器，其中該近眼顯示器具有50%、40%、30%、20%、10%、5%或更少像素之一填充因數。

態樣A69。如前述態樣中任一項之近眼顯示器，其中該近眼顯示器具有10%或更少像素之一填充因數。

態樣A70。如前述態樣中任一項之近眼顯示器，其中該近眼顯示器具有20%或更少像素貼片之一填充因數。

態樣A71。如前述態樣中任一項之近眼顯示器，其中該近眼顯示器具有5%或更少像素貼片之一填充因數。

態樣A72。如前述態樣中任一項之微透鏡陣列，其中該微透鏡陣列具有75%或50%或更少之一填充因數。

態樣A73。如前述態樣中任一項之微透鏡陣列，其中該微透鏡陣列具有50%或更少之一填充因數。

態樣A74。如前述態樣中任一項之近眼顯示器，其中該近眼顯示器係一TOLED顯示器。

態樣A75。如前述態樣中任一項之近眼顯示器，其中該近眼顯示器係一OLED顯示器。

態樣A76。如前述態樣中任一項之近眼顯示器，其中該近眼顯示器係一iLED或微型LED顯示器。

態樣A77。如前述態樣中任一項之近眼顯示器，其中近眼顯示器之在一像素或若干像素貼片後面在該像素或該等像素貼片之距佩戴者之眼睛最遠之側上之(若干)區段係不透明的，且其中該等像素及/或像素貼片之間的該等區段係透明的。

態樣A78。如前述態樣中任一項之近眼顯示器，其中近眼顯示器之在一像素或若干像素貼片後面在該像素或該等像素貼片之距佩戴者之眼睛最遠之側上之(若干)區段係不透明的，且其中該等像素及/或像素貼片之間的該等區段係半透明的。

態樣A79。如前述態樣中任一項之近眼顯示器，其中該近眼顯示器之該(等)電子匯流排定向在垂直方向上。

態樣A80。如前述態樣中任一項之近眼顯示器，其中該近眼顯示器之該(等)電子匯流排定向在該水平方向上且位於近眼顯示器之上部區域中。

態樣A81。如前述態樣中任一項之近眼顯示器，其中該視線可在不與一電子匯流排交叉之情況下通達該近眼顯示器。

態樣A82。如前述態樣中任一項之近眼光學模組，其中該光學模組包括一微透鏡陣列。

態樣A83。如前述態樣中任一項之微透鏡陣列，其中該微透鏡陣列包括複數個微透鏡且其中該等微透鏡準直來自該近眼顯示器之光。

態樣A84。如前述態樣中任一項之近眼顯示器，其中該近眼顯示器提供佩戴者/使用者之眼睛所看到之正面朝向之經顛倒影像。

態樣A85。如前述態樣中任一項之微透鏡陣列，其中該微透鏡陣列包括複數個微透鏡，且其中該等微透鏡聚焦來自該近眼顯示器之光。

態樣A86。如前述態樣中任一項之近眼顯示器，其中該近眼顯示器具有佩戴者/使用者之眼睛所看到之正面朝上之一經恰當定向影像。

態樣A87。如前述態樣中任一項之微透鏡陣列，其中該微透鏡陣列稀疏充填有微透鏡。

態樣A88。在特定實施例中，該透明近眼顯示器稀疏充填有像素。在特定實施例中，該透明近眼顯示器充分充填有像素。在特定實施例中，材料或元件定位於像素(或像素貼片)後面(距使用者之眼睛較遠)以減少且(若可能)消除自像素遠離使用者之眼睛之向外光之量。僅藉由實例方式，此材料可係一不透明材料或元件。在其他實施例中，僅藉由實例方式，當利用一TOLED作為近眼顯示器時，此不透明材料或元件阻擋來自真實世界之向外光及向內光兩者，該等向外光及向內光在不具有此不透明材料或元件之情況下可行進穿過一透明像素貼片，然後穿過微透鏡陣列之一經對準微透鏡。

態樣A89。在實施例中，當利用此一不透明材料或元件時，僅藉由實例方式，材料或元件之大小可係像素貼片之大小或稍微更大，或者與像素貼片對準之微透鏡之大小或稍微更大。僅藉由實例方式，不透明材料或元件之外周界形狀可係為像素貼片或與像素貼片對準之微透鏡之形狀。一個不透明材料或元件可與下一最靠近不透明材料或元件有距離地分開。因此，藉由利用經塑形、經定大小且與其各別像素貼片(像素之貼片)對準且進一步與微透鏡(其與像素貼片對準)對準之複數個不透明材料或元件，可能維持透明光學模組之一高透明度。

態樣B1。一種AR模組，其包括一透明近眼顯示器、空氣間隙及微透鏡陣列，其中該微透鏡陣列與該近眼顯示器對準，其中該近眼顯示器包括小於50%、小於40%、小於30%、小於20%、小於10%或小於5%之一像素填充因數，且其中微透鏡陣列將來自該透明近眼顯示器之光射線朝向佩戴者之眼睛準直。

態樣B2。如態樣B1之AR模組，其中該AR模組係透明的。

態樣B3。如態樣B1或B2之AR模組，其中該AR模組獨立於眼鏡片。

態樣B4。如態樣B1至B3中任一項之AR模組，其中該AR模組可附接至一眼鏡鏡片之前表面、嵌入於一眼鏡鏡片之前表面內、經有距離地分開且對準在一眼鏡鏡片之前表面前面。

態樣B5。如態樣B1至B4中任一項之近眼顯示器，其中該近眼顯示器包括發射光射線之複數個像素貼片，其中使來自每一像素貼片之該等光射線透射穿過一經對準微透鏡，且其中每一像素貼片可在佩戴者之眼睛之視網膜上形成一虛像。

態樣B6。如態樣B1至B5中任一項之近眼顯示器，其中該近眼顯示器具有大於60%、70%、80%、90%之一透明度。

態樣B7。如態樣B1至B6中任一項之近眼顯示器，其中該近眼顯示器具有大於90%之一透明度。

態樣B8。如態樣B1至B7中任一項之AR模組，其中該AR模組在佩戴者之眼睛之視網膜上引起由一像素貼片形成之影像之30倍、20倍、10倍或更少之一放大率。

態樣B9。如態樣B1至B8中任一項之AR模組，其中該AR模組提供一正或負12.5度或25度視域。

態樣B10。如態樣B1至B9中任一項之AR模組，其中該AR模組在佩戴者之眼睛之視網膜上提供QVGA解析度。

態樣B11。如態樣B1至B0中任一項之AR模組，其中該AR模組係氣密密封的。

相關申請案之交叉參考
本申請案依賴於2018年6月14日提出申請之第16/008,707號美國專利申請案及具有申請日期及標題之以下美國臨時專利申請案之申請日期之揭示內容且主張該等申請案之優先權及益處，該等申請案之揭示內容以其全文引用方式併入本文中。
於07/05/2018提出申請之62/694,222：Optimizing Micro-Lens Array for use with TOLED for Augmented Reality or Mixed Reality
於07/19/2018提出申請之62/700,621：LC Switchable See-Through TOLED Optical Combiner for Augmented Reality or Mixed Reality
於07/19/2018提出申請之62/700,632：Improved See-Through TOLED Optical Combiner for Augmented Reality or Mixed Reality
於07/27/2018提出申請之62/703,909：Near Eye See-Through Display Optical Combiner for Augmented Reality or Mixed Reality
於07/27/2018提出申請之62/703,911：LC Switchable Near Eye See-Through Display Combiner for Augmented Reality or Mixed Reality
於07/30/2018提出申請之62/711,669：Near Eye See-Through Display Optical Combiner Comprising LC Switchable Lensing System for Augmented Reality or Mixed Reality
於08/10/2018提出申請之62/717,424：Near Eye See-Through Display Optical Combiner for Augmented Reality or Mixed Reality and HMD
於08/20/2018提出申請之62/720,113：Sparsely Populated Near Eye Display Optical Combiner and Static Micro-Optic Array for AR and MR
於08/21/2018提出申請之62/720,116：Sparsely Populated Near Eye Display Optical Combiner for AR and MR
於09/07/2018提出申請之62/728,251：Figures For Eyewear Comprising a See-Through Eye Display Optical Combiner
於09/17/2018提出申請之62/732,039：Eyewear Comprising a Dynamic See-Through Near Eye Display Optical Combiner
於09/17/2018提出申請之62/732,138：Binocular See-Through Near Eye Display Optical Combiner
於10/02/2018提出申請之62/739,904：See-Through Near Eye Display Optical Combiner Module and Attachment Mean
於10/02/2018提出申請之62/739,907：Dynamic See-Through Near Eye Display Optical Combiner Module and Attachment Mean
於10/30/2018提出申請之62/752,739：Photonic Optical Combiner Module
於10/31/2018提出申請之62/753,583：Improved Photonic Optical Combiner Module
於11/02/2018提出申請之62/754,929：Further Improved Photonic Optical Combiner Module
於11/05/2018提出申請之62/755,626：Near Eye Display See Through Optical Combiner
於11/05/2018提出申請之62/755,630：Static See Through Near Eye Display Optical Combiner
於11/06/2018提出申請之62/756,528：Detachable Attachable Two Section Frame Front for XR
於11/06/2018提出申請之62/756,542：Spectacle Lens in Optical Communication with See-Through Near Eye Display Optical Combiner
於11/20/2018提出申請之62/769,883：Enhanced Near Eye Display Optical Combiner Module
於11/21/2018提出申請之62/770,210：Further Enhanced Near Eye Display Optical Combiner Module
於11/26/2018提出申請之62/771,204：Adjustable Virtual Image Near Eye Display Optical Combiner Module
於12/03/2018提出申請之62/774,362：Integrated Lens with NSR Optical Combiner
於12/06/2018提出申請之62/775,945：See-Through Near Eye Display Optical Combiner Module With Front Light Blocker
於12/13/2018提出申請之62/778,960：See-Through Near Eye Display Having Opaque Pixel Patches
於12/13/2018提出申請之62/778,972：Improved See-Through Near Eye Display Optical Combiner Module With Front Light Blocker
於12/17/2018提出申請之62/780,391：See-Through Modulated Near Eye Display With Light Emission Away From The Eye of a Wearer Reduced or Blocked
於12/17/2018提出申請之62/780,396：Modulated MLA and/or Near Eye Display Having Light Emission Away From The Eye of a Wearer Reduced or Blocked
於12/21/2018提出申請之62/783,596：Modulated MLA and/or Near Eye Display With Light Emission Away From Eye of User
於12/21/2018提出申請之62/783,603：Improved Modulated MLA and/or Near Eye Display With Light Emission Away From Eye of User
於12/27/2018提出申請之62/785,284：Advanced See-Through Modulated Near Eye Display With Outward Light Emission Reduced or Blocked
於01/03/2018提出申請之62/787,834：Advanced Integrated Lens with NSR Optical Combiner
於01/04/2019提出申請之62/788,275：Advanced See-Through Near Eye Display Optical Combiner
於01/07/2019提出申請之62/788,993：Fabricating an Integrated Lens with See-Through Near Eye Display Optical Combiner
於01/07/2019提出申請之62/788,995：Further Advanced See-Through Near Eye Display Optical Combiner
於01/10/2019提出申請之62/790,514：Further, Further Advanced See-Through Near Eye Display Optical Combiner
於01/10/2019提出申請之62/790,516：Advanced, Advanced See-Through Near Eye Display Optical Combiner
於01/16/2019提出申請之62/793,166：Near Eye Display See-Through Module for XR
於01/21/2019提出申請之62/794,779：Near Eye Module Invention Summary
於01/24/2019提出申請之62/796,388：Transparent Near Eye Display Invention Summary
於01/24/2019提出申請之62/796,410：Transparent Near Eye Module Summary

現將詳細參考本發明之各種例示性實施例。應理解，對例示性實施例之以下論述不意欲作為對本發明之一限制。確切而言，提供以下論述以給予讀者對本發明之特定態樣及特徵之一更詳細理解。

根據本發明之實施例(參見圖1a及圖1b)，一透明近眼光學模組包含：一透明近眼顯示器，其包括複數個像素，該複數個像素有時跨越該近眼顯示器配置成像素貼片；及一微透鏡陣列，其與該近眼顯示器之一或多個像素(或像素貼片)間隔開且定位為與該一或多個像素(或像素貼片)光學對準。一光區塊視情況放置於每一像素後面且位於距一使用者之眼睛最遠之側上。該透明近眼光學模組可係密封的。僅藉由實例方式，該密封可係以下各項中之一或多者：氣密密封的、嵌入於眼鏡鏡片內且經外塗覆、嵌入於眼鏡鏡片樹脂內且經固化以與透鏡矩陣係連續的。僅藉由實例方式，一個多層塗層可視需要施加至透明近眼光學模組以用於提供氣密密封。僅藉由實例方式，此一塗層可係諸如交替地沈積之多個帕利靈(paralyne)-C及SiOx層之一密封劑。通常，施加5至12個層，從而提供大約25微米[範圍10至30微米]之一總厚度。該氣密密封可覆蓋透明近眼光學模組之整個外表面區或其一部分。該密封劑亦可在減少自透明近眼顯示器光學模組之外部表面之光反射中發揮作用。該透明近眼光學模組藉助於一電連接(僅藉由實例方式，一薄撓性電纜或印刷電路)來啟用。僅藉由實例方式，該透明近眼光學模組亦可視情況含有感測器、電連接器、材料間隔件、空氣間隙、遮光孔隙、奈米孔、在一或若干像素貼片之底座周圍之光學元件、額外小透鏡或者像素貼片或像素之光學(諸如僅藉由實例方式)方塊。

在本發明中，近眼顯示器(NED)定義為放置於距眼睛之光學系統之主平面之一距離處之一電子或機械顯示器，其中無論眼睛之容納能力如何，NED之所產生視網膜影像皆係模糊的，使得影像超出影像辨識臨限值而係模糊的。如本文中所利用，一NED一般係一透明電子微型顯示器。(如本文中所使用之術語「透明」意欲包含半透明)。

僅藉由實例方式，可與近眼顯示器一起利用以下光源或發光體中之任一者或利用以下光源或發光體中之任一者作為近眼顯示器：OLED微型顯示器、iLED (微型LED)、TOLED (透明有機發光二極體)、PHOLED (發磷光OLED)、FOLED (撓性OLED)、WOLED (白色OLED)、ELD (電致發光顯示器)、TFEL (薄膜電致發光)、TDEL (厚介電電致發光)或以上各項中之任何者之一組合。

該透明近眼顯示器係一透視型近眼顯示器。該透明近眼顯示器利用一透明基板。該透明基板支撐該透明近眼顯示器之像素或發光體。該透明近眼顯示器之導體係透明的。僅藉由實例方式，該等導體由ITO製成。該透明近眼顯示器可使起源於在透明近眼模組前面(距使用者之眼睛最遠)之一距離之光射線透射穿過該近眼顯示器而到達透明近眼模組之一使用者之一眼睛以形成使用者所感知之一實像。形成實像之此等光射線穿過近眼顯示器及微透鏡陣列兩者。該近眼顯示器進一步能夠產生藉助於近眼顯示器之主動像素產生之光射線以形成使用者所感知之一虛像。形成該虛像之光射線藉助於近眼顯示器而發出且在進入使用者之一眼睛之前進一步穿過微透鏡陣列之一或多個微透鏡。

該透明近眼顯示器可包括透明像素及/或其中光在距一佩戴者之眼睛最遠之側上經阻擋或減少且在像素及/或像素貼片之間具有將允許真實世界光射線穿過的顯示器之透明或半透明區段的像素。像素或像素貼片由一透明基板支撐。在特定實施例中，利用稱為一光區塊之一不透明特徵來減少經投射遠離透明近眼顯示器之使用者之眼睛之光。該光區塊可位於像素或像素貼片之距使用者之眼睛最遠之側上。一光區塊可位於一像素後面。一光區塊可位於一像素貼片後面。一個光區塊可與毗鄰光區塊有距離地分開以准許來自真實世界之光穿過，因此使透明近眼顯示器為透明的。

在特定實施例中，該近眼顯示器之像素可係透明的。在特定實施例中，該近眼顯示器之像素可係不透明的，然而，像素之間的空間可係透明的。在特定實施例中，該透明近眼顯示器可包括像素貼片，每一像素貼片具有位於該像素貼片後面在該像素貼片之距使用者之眼睛最遠之側上不透明之一光區塊，其中該透明近眼顯示器之區段在毗鄰光區塊之間係透明的。在其他實施例中，該近眼顯示器可包括像素，每一像素具有位於該像素後面在該像素之距使用者之眼睛最遠之側上不透明之一光區塊，其中該透明近眼顯示器之區段在毗鄰光區塊之間係透明的。該近眼顯示器可係半透徹的。該近眼顯示器可係透明。該近眼顯示器可係半透明的。該透明近眼顯示器可由一被動矩陣或一主動矩陣製成。

在一特定實施例中，該透明近眼顯示器可使其像素或其像素貼片面對使用者之眼睛而定位於位於透明近眼顯示器上或中之光學井內。該等像素或其像素貼片凹陷於該等井內。該等井之形狀致使光射線以一大部分經準直方式朝向使用者之眼睛投射。在另一實施例中，該透明近眼顯示器可使其像素或其像素貼片面對使用者之眼睛而定位於位於透明近眼顯示器上或中之光學井內。該等像素或其像素貼片凹陷於該等井內。每一井之一微透鏡覆蓋可致使該等光射線以一經準直方式朝向使用者之眼睛投射。在另一實施例中，該透明近眼顯示器可使其像素或其像素貼片面對使用者之眼睛而定位於位於透明近眼顯示器上或中之光學井內。該等像素或其像素貼片凹陷於該等井內。附接(直接或間接)至該透明近眼顯示器之一經對準微透鏡陣列可致使該等光射線以一經準直方式朝向使用者之眼睛投射。在另一實施例中，該透明近眼顯示器包括經對準且與附接(直接或間接)至該透明近眼顯示器從而致使該等光射線以一經準直方式朝向使用者之眼睛投射之一微透鏡陣列之一或多個微透鏡有距離地分開的像素或像素貼片。在本文中所揭示之大多數但並非所有實施例中，一微透鏡以某一方式與像素(該微透鏡對準於其中)有距離地分開。

一微透鏡陣列可係形成於一透明基板上之一微透鏡陣列，其中僅藉由實例方式，包括該微透鏡陣列之每一微透鏡可係以下各項中之一或多者：平凸、雙凸、非球面、消色差、繞射、折射、相位包繞菲涅耳透鏡、菲涅耳透鏡或形成一伽伯完美透鏡之正透鏡與負透鏡之一組合、一透鏡與一稜鏡之一組合或一梯度折射率(GRIN)透鏡。(例如，參見圖2a、圖2b、圖2c。) 在大多數但並非所有情形中，MLA (微透鏡陣列)抗反射塗佈於一個或兩個側上。

本文中所教示之一透明近眼模組包含能夠使真實世界光射線傳遞/透射穿過其以形成如一使用者之眼睛所感知之一實像之任何近眼顯示器(具有或不具有一相關聯透鏡式陣列)，同時亦自該近眼顯示器產生或發出形成一虛像之光射線，因此允許其一使用者或佩戴者看到擴增實境或混合實境。該透鏡式陣列可係為一微透鏡陣列或一微光學陣列。一或多個像素貼片可位於該近眼顯示器之一方塊內。僅藉由實例方式，單像素貼片可包括9個像素。(參見圖3a、圖3b。) 僅藉由實例方式，一個方塊可包括64像素貼片。(參見圖4a、圖4b。) 該透明近眼顯示器可具有各自具有一或多個像素貼片之複數個方塊，其中每一像素貼片具有複數個像素。

在一項實施例中，使用一透明近眼顯示器光學模組，其中該模組包括與一或多個經光學對準微透鏡陣列間隔開之一稀疏充填透明近眼顯示器(僅藉由實例方式，此間隔可係一空氣間隙或一材料間隔件)，其中該稀疏充填近眼顯示器之主動像素密度(僅藉由實例方式，OLED及/或iLED)表示透明近眼顯示器之面積之小於50%、小於35%、小於25%、小於15%、小於10%或小於5%。在實施例中，形成一實像之來自真實世界之光射線穿過透視型近眼顯示器、近眼顯示器與微透鏡陣列之間的空間及微透鏡陣列，其中行進穿過近眼顯示器與微透鏡陣列之間的空間及然後微透鏡陣列之一或多個微透鏡之形成一虛像之光射線藉助於稀疏充填近眼顯示器之主動像素而產生，且其中近眼顯示器經如此構造以減少發射遠離佩戴者之眼睛之向外光。當使用者之眼睛(在看向無限遠處時)需要校正光學倍率來將光聚焦於其視網膜上時，此一校正鏡片可位於使用者之眼睛與微透鏡陣列之間。如本文中所使用之措辭「主動像素」之使用意欲為經啟動從而在任何一個時間發射光之像素。如本文中所使用之措辭間隙係為透明近眼顯示器之一像素與微透鏡陣列之經對準微透鏡之間的一空間或距離。該間隙可填充有一材料、空氣或一氣體。該間隙可具有範圍介於自25微米至2 mm之一距離。

在涉及透明像素之其他實施例(僅藉由實例方式，諸如TOLED)中，像素密度可係一稀疏充填近眼顯示器之像素密度(小於一充分充填近眼顯示器之100%之一量)或一充分充填近眼顯示器之像素密度(此在任何一個時間限制此一充分充填近眼顯示器之主動像素以致使該充分充填近眼顯示器充當一稀疏充填近眼顯示器)。藉由限制一TOLED顯示器之主動像素數目，來自真實世界之適當光射線量可透射穿過TOLED顯示器以便形成如使用者之眼睛所看到之一實像，同時准許TOLED顯示器提供/產生適當光射線量以用於形成如使用者之眼睛所看到之虛像。

在特定實施例中，該透明近眼顯示器稀疏充填有像素。在特定實施例中，該透明近眼顯示器充分充填有像素。在特定實施例中，材料或元件(光區塊)定位於像素(或像素貼片)後面(進一步遠離使用者之眼睛)以減少且(若可能)消除自像素遠離使用者之眼睛之向外光之量。僅藉由實例方式，此材料可係一不透明材料或元件(光區塊)。在其他實施例中，僅藉由實例方式，當利用一TOLED作為近眼顯示器時，此不透明材料或元件(光區塊)阻擋來自真實世界之向外光及向內光兩者，該等向外光及向內光在不具有此不透明材料或元件(光區塊)之情況下可行進穿過一透明像素貼片，然後穿過微透鏡陣列之一經對準微透鏡。

在此等實施例中，當利用此一不透明材料或元件(光區塊)時，僅藉由實例方式，該材料或元件(光區塊)之大小可係像素或像素貼片之大小或稍微更大，或與像素或像素貼片對準之微透鏡之大小或稍微更大。僅藉由實例方式，該不透明材料或元件(光區塊)之外周界形狀可係為像素或像素貼片或與像素貼片對準之微透鏡之形狀。一個不透明材料或元件(光區塊)可與下一最靠近不透明材料或元件(光區塊)有距離地分開。因此，藉由利用經塑形、經定大小且與其對應像素或像素貼片(像素貼片)對準且進一步與微透鏡(其與對應像素或像素貼片對準)對準之複數個不透明材料或元件(光區塊)，可能維持透明近眼光學模組之一高透明度。

所利用之光區塊位於每一像素或像素貼片之背側上。該光區塊位於像素或像素貼片之位於距使用者之眼睛最遠之背側上。在特定實施例中，光區塊位於像素或像素貼片正後面且毗鄰於像素或像素貼片。在其他實施例中，光區塊位於支撐像素或像素貼片之透明基板上且位於像素或像素貼片正後面。在又其他實施例中，光區塊位於支撐像素或像素貼片之透明基板內且位於像素或像素貼片正後面。僅藉由實例方式，該光區塊可係一膜、塗料、油墨、塗層、蝕刻或不透明材料層中之一者。

在又其他實施例中，一透明近眼顯示器可經調變且具有接通及關斷之一工作循環，以便准許實像在僅一時間週期(例如，當沒有像素產生光時)內被看到且在僅一時間週期(例如，當大多數像素產生光時)內被看到。此一工作循環可在1%至50%之範圍內。當利用此一實施例時，亦可調變相關聯經對準微透鏡陣列，以便具有模仿近眼顯示器之工作循環且與近眼顯示器之工作循環同步之一工作循環(關斷及接通)。當關斷微透鏡陣列時，其幾乎沒有光學倍率且來自真實世界之光射線可很大程度上不變更地穿過(意味來自真實世界之光射線在不由一微透鏡嚙合之情況下穿過)。

為了清晰，透明近眼模組之正面係距佩戴者/使用者之眼睛最遠之部分。透明近眼模組之背面係距佩戴者/使用者之眼睛最近之部分。因此，僅藉由實例方式，若透明近眼顯示器嵌入於一眼鏡鏡片之前側中或附接至該前側，則透明近眼顯示器之正面將在眼鏡鏡片之距佩戴者/使用者之眼睛最遠之側上且近眼顯示器之背面將距佩戴者/使用者之眼睛最近(類似於眼鏡鏡片之情形)。為了清晰，近眼光學模組之前表面係距佩戴者/使用者之眼睛最遠之部分。近眼光學模組之後表面係距佩戴者/使用者之眼睛最近之部分。此容易混淆，因為近眼顯示器之背面可形成近眼顯示器光學模組之正面且微透鏡陣列之背面可形成近眼顯示器光學模組之背面。當透明近眼模組嵌入至一眼鏡鏡片之前表面中時，透明近眼光學模組之前表面(其係近眼顯示器之背面)可保形於眼鏡鏡片之前表面，透明近眼光學模組之前表面嵌入或附接至眼鏡鏡片之前表面(例如，參見圖5a、圖5b、圖5c)。近眼顯示器之背面可係彎曲的以在其係以下情況中之一者時反映眼鏡片之前表面基弧；嵌入於眼鏡框架中、附接至眼鏡框架或固定至眼鏡框架且定位於一眼鏡鏡片(例如，眼鏡鏡片或頭戴鏡片)前面。眼鏡片可具有光學校正功率或沒有光學校正功率(平面功率)。如本文中所使用，一像素係為一發光體且一像素亦可稱為一子像素發射區。因此，一像素及子像素發射區兩者可係相同的。

一透明近眼光學模組可包括一近眼顯示器及與該近眼顯示器間隔開之一經光學對準微透鏡陣列(MLA)。該間隔可係藉助於一空氣間隙及/或一材料層間隔(參見圖16a至圖16d)。該近眼顯示器可係稀疏像素化的以再現透明度(參見圖6a至圖6d)。該近眼顯示器可由一TOLED、OLED或微型LED之稀疏充填圖符組成。該近眼顯示器可由稀疏充填像素貼片組成。該近眼顯示器可由稀疏充填像素組成。該近眼顯示器可由稀疏充填圖符組成。該微透鏡陣列可與該透明近眼顯示器附接且光學對準。該透明近眼顯示器之該複數個像素可與複數個微透鏡光學對準且光學通信(參見圖2a、圖2b、圖2c、圖7a、圖7b及圖7c)。該微透鏡陣列可附接至該透明近眼顯示器，使得該微透鏡陣列之複數個微透鏡與該透明近眼顯示器之複數個像素對準，且該複數個微透鏡與該複數個像素對準，從而使一或多個微透鏡與一或多個像素對準且光學通信。該微透鏡陣列可附接至該透明近眼顯示器，使得該微透鏡陣列之複數個微透鏡與該透明近眼顯示器之複數個像素貼片對準。此使一個微透鏡與單像素貼片(像素貼片)對準且光學通信。僅藉由實例方式，單像素貼片可包括9個像素。僅藉由實例方式，一個方塊可包括64像素貼片。

在特定實施例中，該微透鏡陣列放置於近眼顯示器與一眼鏡片之間。在其他實施例中，該微透鏡陣列可放置於近眼顯示器與真實環境之間且一第二微透鏡陣列可放置於近眼顯示器與眼鏡片之間。該微透鏡陣列可經配置以形成一無限或有限共軛光學器件。本文中所揭示之本發明之一實施例可係一透明近眼光學模組之實施例，其包括與一或多個經光學對準微透鏡陣列有距離地分開之一稀疏充填透明近眼顯示器。該微透鏡陣列可直接或間接附接至一透明近眼顯示器，同時其之間具有空間。該空間或間隙可係為一空氣間隙或一材料填充之間隙/間隔件。在特定實施例中，該空間或間隙填充有一低折射率材料層，僅藉由實例方式，諸如具有在1.41至1.45之範圍內之一折射率之聚矽氧。

在實施例中，該稀疏充填近眼顯示器之主動像素密度表示透明近眼顯示器之面積之小於50%或小於40%，且其中形成一實像(如一使用者之一眼睛所看到)之來自真實世界之光射線穿過透明近眼顯示器，其中形成一虛像(如一使用者之眼睛所看到)之光射線藉助於該稀疏充填近眼顯示器之主動像素來產生。該透明近眼顯示器可視情況經組態以減少發射遠離佩戴者之眼睛之光。(參見圖1a、圖2a、圖2c、圖3b、圖6d、圖7c及圖8)。該稀疏充填透明近眼顯示器可具有小於透明近眼顯示器之面積之30%或20%之一主動像素密度，其中形成一實像(如一使用者之眼睛所看到)之來自真實世界之光射線穿過該透視型近眼顯示器，且形成一虛像(如使用者之眼睛所看到)之光射線藉助於該稀疏充填近眼顯示器之主動像素來產生。該近眼顯示器視情況經組態以減少發射遠離佩戴者之眼睛之光。該稀疏充填透明近眼顯示器可具有一極端稀疏性，因此具有透明近眼顯示器之面積之小於15%、小於10%或小於5%之一主動像素密度，使得形成一實像(如一使用者之眼睛所看到)之來自真實世界之光射線穿過透明近眼顯示器之透視態樣且形成一虛像(如一使用者之眼睛所看到)之光射線藉助於該稀疏充填近眼顯示器之主動像素來產生。該透明近眼顯示器視情況經構造使得發射遠離佩戴者之眼睛之光減少(例如，參見圖2a、圖2c及圖3b)。

在大多數但並非所有實施例中，該近眼光學模組係密封的。因此，附接該近眼顯示器與該微透鏡陣列，並且封圍且密封該空氣間隙或材料間隔件。換言之，大部分(若並非所有)透明近眼顯示器之正面(其面對使用者之眼睛)及微透鏡陣列之區段(距使用者之眼睛最遠)連同其之間的空氣間隙或材料間隔件由一材料壁環繞且係密封的。該密封可係為一氣密密封。(例如，參見圖1a及圖1b。)

特定而言，圖6c展示具有一虛像之主動像素調變(主動像素為「多色的或單色的」)之一模式之一實施例。此模式展示形成如一使用者之眼睛所看到之一實像之來自真實世界之光射線及由來自主動像素之穿過微透鏡陣列之微透鏡之光射線產生之如一使用者之眼睛所看到之一虛像。此圖展示複數個方塊、不透明部件或元件、像素貼片、其中一個微透鏡與單像素貼片(像素貼片)對準之微透鏡。其亦展示與一個微透鏡及單像素貼片對準之一個不透明部件或元件(其在此情形中由在微透鏡及像素貼片周圍之框指示)。重要的係應注意，經塑形為一框之不透明部件或元件亦可具有微透鏡之外周界形狀(因此係圓形的或某一其他形狀)。在同一時間週期性地看到虛像(如使用者之眼睛所看到)及實像(如使用者之眼睛所看到)兩者，其中在實施例中，比看到虛像更多地看到實像。為了清晰，透明近眼顯示器始終使形成實像(如使用者之眼睛所看到)之來自真實世界之光射線透射穿過透明近眼顯示器，無論是以其工作循環接通還是關斷來調變。然而，相同透明近眼顯示器僅產生在透明近眼顯示器以其工作循環接通來調變時形成虛像(如使用者之眼睛所看到)之光。該稀疏充填透明近眼顯示器可係極其稀疏的。在此實施例中，主動像素對透明近眼顯示器之透明空間之填充因數係15%或更少。透明近眼顯示器之此透明空間可使來自模組外側之光射線通過。具有此實施例之圖式展示OLED像素經接通。(例如，參見圖6c。)

圖6d展示具有一虛像之主動像素「關斷」調變(主動像素「不透明」)之一模式之一實施例。此圖展示複數個方塊、不透明部件或元件、像素貼片及其中一個微透鏡與單像素貼片(像素貼片)對準之微透鏡。其亦展示與一個微透鏡及單像素貼片對準之一個不透明部件或元件(其在此情形中由在微透鏡及像素貼片周圍之框指示)。經塑形為一框之(光區塊)不透明部件或元件亦可具有微透鏡之外周界形狀(因此係圓形的或某一其他形狀)，或僅藉由實例方式，具有像素、像素貼片或微透鏡(該不透明部件或元件定位於其後面)中之一者之形狀。此一光區塊之大小可等於或稍微大於像素、像素貼片或微透鏡中之一者之大小。此模式進一步展示形成如一使用者之眼睛所看到之一實像之來自真實世界之光射線，該等光射線在OLED像素周圍通過。一使用者之眼睛由於關斷OLED像素而未看到虛像，而來自真實世界之光穿過透明近眼顯示器之透明區且在微透鏡陣列之微透鏡之間通過。該圖展示在透明空間可使來自模組外側之光射線通過時關斷之OLED像素。在經充填透明近眼顯示器之像素密度係極其稀疏之此實施例中，主動像素對透明空間之填充因數係15%或更少。在經充填透明近眼顯示器之像素密度係極其稀疏之特定其他實施例中，稀疏充填透明近眼顯示器可具有透明近眼顯示器之面積之10%或更少之一主動像素密度，其中形成一實像(如一使用者之眼睛所看到)之來自真實世界之光射線穿過透視型近眼顯示器且形成一虛像(如一使用者之眼睛所看到)之光射線藉助於稀疏充填透明近眼顯示器之主動像素來產生。該透明近眼顯示器視情況經構造以減少來自一或多個像素貼片之發射遠離使用者之眼睛之光，而且在特定實施例中，減少或消除可穿透透明近眼顯示器之透明像素貼片因此然後穿過微透鏡陣列之微透鏡之真實世界光射線。

在特定實施例中，單個像素與一微透鏡陣列之個別微透鏡光學通信。在特定實施例中，像素貼片與一單個微透鏡光學通信。在特定實施例中，一單個像素貼片與一微透鏡陣列之一單個微透鏡光學通信。在特定實施例中，一像素貼片與一微透鏡陣列之多個微透鏡光學通信。在特定實施例中，多個像素貼片與一單個微透鏡對準。在特定實施例中，單個像素與一微透鏡陣列之微透鏡對準。在特定實施例中，多個像素貼片與一單個微透鏡對準。在特定實施例中，一單個像素貼片與一微透鏡陣列之多個微透鏡光學對準。在特定實施例中，多個像素貼片與一單個微透鏡對準。在其他實施例中，一個像素貼片與一個微透鏡對準。

該微透鏡陣列可係稀疏充填的。僅藉由實例方式，在特定實施例中，當微透鏡對微透鏡陣列之總體面積之填充因數小於75%但不小於50%時，一微透鏡陣列可具有一中等稀疏性。該微透鏡陣列可具有在微透鏡陣列之微透鏡之間的區段，其中來自真實世界之光射線可很大程度上無變更地通過。僅藉由實例方式，在特定實施例中，當微透鏡對微透鏡陣列之總體面積之填充因數小於50%但不小於25%時，一微透鏡陣列可具有一顯著稀疏性。僅藉由實例方式，在特定實施例中，當微透鏡對微透鏡陣列之總體面積之填充因數小於25%但大於0%時，一微透鏡陣列可具有一極端稀疏性。在特定實施例中，一稀疏充填透明近眼顯示器可包括複數個像素。在特定實施例中，一稀疏充填透明近眼顯示器可包括複數個像素貼片。在特定實施例中，該稀疏充填透明近眼顯示器可具有50%但不小於25%之像素貼片之一填充因數，因此係為顯著稀疏性。在特定實施例中，該稀疏充填透明近眼顯示器可具有小於25%但大於0%之像素貼片之一填充因數，因此係為極端稀疏性。在特定實施例中，該稀疏充填透明近眼顯示器可具有10%或更少之像素貼片之一填充因數。在特定實施例中，該稀疏充填透明近眼顯示器可具有5%或更少之像素貼片之一填充因數。未填充有像素貼片之區可係透明的。未填充有像素貼片之區可係半透明的。未填充有像素貼片之區可係半透徹的。一像素貼片可位於距下一最靠近像素貼片之3微米至1,000微米之範圍內。一像素貼片可在距下一最靠近像素貼片之15微米至500微米之範圍內。未填充有像素之區可係透明的。未填充有像素之區可係半透明的。未填充有像素之區可係半透徹的。未填充有微透鏡之微透鏡陣列之區可允許來自真實世界之光很大程度上不變更地穿過且由佩戴者/使用者之眼睛聚焦。該透明近眼顯示器可係一TOLED顯示器。該透明近眼顯示器可係一OLED顯示器。該近眼顯示器可係一微型OLED顯示器。該透明近眼顯示器可係一微型iLED顯示器。該透明近眼顯示器可由TOLED組成。該透明近眼顯示器可由OLED組成。該透明近眼顯示器可由iLEDS (微型LED)組成。該透明近眼顯示器可具有一透明電極區段。該近眼顯示器可具有一半透徹電極區段。該近眼顯示器可具有在像素貼片之間的透明或半透徹區段。該近眼顯示器可具有在像素之間的透明或半透徹區段。該近眼顯示器可具有在像素之間的在遠離佩戴者之眼睛之側上係不透明之透明或半透徹區段。該近眼顯示器可具有在像素之間的在遠離佩戴者之眼睛之側上係不透明之透明或半透徹區段。該等像素可係透明或半透徹的，但具有減少發射遠離佩戴者之眼睛之光之一不透明部件或元件(光區塊)。該等像素可係透明或半透徹的，但具有阻擋發射遠離佩戴者之眼睛之光之一不透明部件或元件(光區塊) (例如，參見圖8)。

該等像素可係透明或半透徹的，但具有阻擋來自真實世界之向內光穿過與該或該等相關聯像素對準之微透鏡之一不透明部件或元件。一像素貼片由複數個像素組成。該像素貼片可係透明、半透明或半透徹的。該等個別像素可在與每一像素相對之距使用者之眼睛最遠之側上具有阻擋光射線遠離使用者之眼睛且阻擋來自真實世界之光射線穿過與相關聯像素貼片對準之一或若干微透鏡的一不透明部件或元件(光區塊)。一個光區塊與毗鄰光區塊有距離地分開，因此形成在一像素貼片內之一定量之透明度。另外，一像素貼片與一毗鄰像素貼片有距離地分開，因此形成一額外量之透明度。在特定實施例中，複數個光區塊位於一像素貼片之複數個像素中之每一者後面(距使用者之眼睛最遠)，或位於複數個像素貼片中之每一者後面。在其他實施例中，複數個光區塊位於複數個像素貼片中之每一者後面(距使用者之眼睛最遠)。

在具有各自位於一像素貼片之個別像素後面之光區塊之實施例中，該像素貼片係透明或半透明的，此乃因像素彼此有距離地分開且同樣地該複數個光區塊彼此有距離地分開。在此實施例中，可在像素之間且另外在像素貼片之間看到來自真實世界之光。在實施例中，當一單個光區塊位於一單個像素貼片後面時，像素貼片係不透明的，且透明近眼顯示器之透明度藉由在毗鄰像素貼片或毗鄰光區塊之間看到來自真實世界之光而實現。

在其他實施例中，包括複數個像素之一貼片可與一或多個微透鏡或一微透鏡陣列對準。(例如，參見圖2a、圖2b、圖2c、圖7a、圖7b及圖7c。) 特定而言，圖14展示一微透鏡陣列(亦即， OLED–MLA單元)之一單個小透鏡組件環繞產生一對應視網膜子影像(右側)之一OLED貼片(左側)之一對準之一實施例。僅藉由實例方式，展示OLED貼片(200微米/側)及直徑為450微米之小透鏡(微透鏡)之例示性尺寸。在此實施例中，每一OLED貼片與一微透鏡對準，藉此其之間的間隔係2.5 mm。僅藉由實例方式，對應視網膜影像之例示性尺寸係64個像素，+/- 2.5度或65個像素，+/- 2.4度，此覆蓋或大部分地覆蓋使用者之眼睛之中央凹且展示於圖之右邊。圖6a展示產生一全視網膜影像(右側)之呈(僅藉由實例方式)一5×5佈局(左側)之複數個TOLED-MLA單元之一實施例。特定而言，圖6a展示像素貼片相對於MLA之複數個有距離地分開之個別微透鏡(小透鏡)之對準。此等微透鏡彼此分開且亦如所指示而經對準且與其對應像素貼片有距離地分開。圖6a展示與一稀疏充填微透鏡陣列對準同時彼此有距離地分開之一稀疏充填近眼顯示器。在此實施例中，主動像素對透明空間之填充因數小於50%，藉此促進透明度。在圖之右側上，展示自(僅藉由實例方式) 5×5視網膜子影像產生之視網膜影像。由於TOLED顯示器係稀疏充填的，因此一個像素貼片產生每一視網膜子影像。所展示之總體視網膜影像對應於+/- 2.5度(或5度)之一視域。圖6b展示OLED及MLA單元可係更密集充填的，(僅藉由實例方式，每一像素貼片中心之間的650微米)藉此存在產生一個視網膜子影像之在一方塊內之9個像素貼片之一群組，其中此一分組產生子影像之經增加亮度。

圖7a及圖7b展示與一微透鏡有距離地分開且對準且另外在其之間具有環繞像素貼片之一孔隙之一像素貼片。該孔隙結構位於像素貼片周圍且自顯示器之表面朝向有距離地分開且經對準微透鏡之表面隆起。僅藉由實例，該孔隙可係為近似一經對準微透鏡之外徑之一突起開環、稍微大於一經對準微透鏡之外徑之一突起開環或一敞開圓柱。該突起環可係透明的且具有重新引導不需要光射線以便不穿透微透鏡陣列之一微透鏡的一光學倍率。該突起環可係半透徹的且具有重新引導不需要光射線以便不穿透微透鏡陣列之一微透鏡的一光學倍率。該突起環可係不透明的且具有重新引導不需要光射線以便不穿透微透鏡陣列之一微透鏡的一光學倍率。敞開孔隙之內側壁可係不透明的。敞開孔隙之內側壁可係為熄滅試圖穿透其之光射線之一光學設計。在特定實施例中，該孔隙在z軸上具有填充近眼顯示器與微透鏡陣列之間的空間或間隙之一厚度同時沿著x及y軸限於在像素貼片周圍之區。在特定實施例中，該孔隙係允許來自像素貼片之光進入且行進穿過經對準微透鏡之一敞開孔隙。在特定實施例中，該孔隙係允許來自多個像素之光進入且行進穿過經對準微透鏡之一敞開孔隙。在特定實施例中，該孔隙係允許來自一像素之光進入且行進穿過經對準微透鏡之一敞開孔隙。在孔隙周圍之底板之外周界可係為任何形狀；僅藉由實例方式，圓形、橢圓形、正方形或矩形。

圖6c及圖6d展示用於以一主動像素貼片調變一虛像從而提供彩色或單色之一實施例，其中環表示與居中且形成於一方塊上之單個主動像素貼片對準的微透鏡陣列之一單個透鏡。雖然大多數圖解說明為了簡單及清晰而展示每方塊之一單個像素貼片，但在特定實施例中，存在每方塊之多個像素貼片，使得每一像素貼片與一微透鏡陣列之一個微透鏡對準。圖7c展示與一單個微透鏡對準之一單個像素貼片，藉此在像素貼片後面及周圍以正方形之形式存在一不透明背襯。

圖6c展示與一稀疏充填微透鏡陣列(未展示)對準且有距離地分開之一稀疏充填透明近眼顯示器。僅藉由實例方式，稀疏充填透明近眼顯示器之像素填充因數小於5%。僅舉例而言，經對準微透鏡陣列之微透鏡填充因數小於50%。圖6c圖解說明稀疏充填透明近眼顯示器係接通之工作循環。當透明近眼顯示器之工作循環係接通時，存在主動且與稀疏充填微透鏡陣列之複數個有距離地分開之微透鏡對準之複數個像素貼片。在每一像素貼片之底座周圍之框指示阻擋或減少來自真實世界之光行進穿過像素貼片且進一步阻擋或減少來自像素貼片之光遠離使用者之眼睛向外投射的不透明背襯。雖然圖6c展示主動且使光透射以對於使用者之眼睛形成虛像之像素貼片，但其亦展示來自真實世界之光穿過在像素貼片之間且亦在微透鏡陣列之微透鏡之間的透明空間因此形成如使用者之眼睛所看到之一實像。圖6d圖解說明稀疏充填透明近眼顯示器係關斷之工作循環。當透明近眼顯示器之工作循環係關斷時，該複數個像素貼片係關斷的，但其保持與稀疏充填微透鏡陣列之複數個有距離地分開之微透鏡對準。(亦參見圖3a、圖3b。) 在每一像素貼片之底座周圍之框指示在像素係主動時阻擋或減少來自真實世界之光行進穿過像素貼片且進一步阻擋或減少來自像素貼片之光遠離使用者之眼睛向外投射的不透明背襯。圖6d展示不主動且因此不使光透射以對於使用者之眼睛形成虛像之像素貼片，然而，其進一步展示來自真實世界之光穿過在非主動像素貼片之間且亦在微透鏡陣列之微透鏡之間的透明空間因此形成如使用者之眼睛所看到之一實像。圖6d僅展示位於像素貼片後面之不透明背襯(部件或元件)。該不透明背襯(部件或元件)阻擋或減少穿過像素貼片或像素且穿過微透鏡陣列之微透鏡之光。此外，該不透明背襯(部件或元件)阻擋或減少光遠離使用者之眼睛向外投射。應指出，該不透明背襯可係為任何形狀。該不透明背襯(部件或元件)可呈一圓形、橢圓形、正方形、矩形或三角形之形狀。

如圖2a、圖2b及圖2c中所展示，當透視透明近眼光學模組時100%之時間看到形成實像之光。然而，在特定實施例中，在准許調變對使用者看起來無縫隙之一時間序列，可將虛像調變至始終出現之實像。此可藉由將透明近眼顯示器調變為接通及關斷來完成。

以下各項表示近眼顯示器光學模組之調變之各種「實例性類型」：
a.利用一稀疏充填透明近眼顯示器(僅藉由實例，諸如一TOLED)及一充分充填且經對準MLA，使得使用電子可切換光學器件以電子方式接通及關斷該MLA且該近眼顯示器藉由其接通/關斷工作循環來調變。當以電子方式關斷該MLA時，佩戴者之眼睛以經增加保真度看到實像。
b.利用一稀疏充填透明近眼顯示器(僅藉由實例，諸如一TOLED)及一稀疏充填且經對準MLA，使得使用電子可切換光學器件以電子方式接通及關斷該MLA且該近眼顯示器藉由其接通/關斷工作循環來調變。當以電子方式關斷該MLA時，佩戴者之眼睛以經增加保真度看到實像。
c.利用一充分充填透明近眼顯示器(僅藉由實例，諸如一TOLED)及一稀疏充填且經對準MLA，使得使用電子可切換光學器件以電子方式接通及關斷該MLA且該近眼顯示器藉由其接通/關斷工作循環來調變。當以電子方式關斷該MLA且同時將該近眼顯示器調變為關斷時，佩戴者之眼睛以經增加保真度看到實像。當以電子方式接通該MLA且同時將該近眼顯示器調變為接通時，佩戴者之眼睛看到虛像。
d.利用一稀疏充填透明近眼顯示器(僅藉由實例，諸如一TOLED)及一稀疏充填且經對準MLA，使得使用電子可切換光學器件以電子方式接通及關斷該MLA且該近眼顯示器藉由其接通/關斷工作循環來調變。當以電子方式關斷該MLA且同時將該近眼顯示器調變為關斷時，佩戴者之眼睛以經增加保真度看到實像。當以電子方式接通該MLA且同時將該近眼顯示器調變為接通時，佩戴者之眼睛看到虛像。
e.利用一稀疏充填透明近眼顯示器(僅藉由實例，諸如一TOLED)及一充分充填且經對準MLA，使得使用電子可切換光學器件以電子方式接通及關斷該MLA且該近眼顯示器藉由其接通/關斷工作循環來調變。當以電子方式關斷該MLA且同時將該近眼顯示器調變為關斷時，佩戴者之眼睛以經增加保真度看到實像。當以電子方式接通該MLA且同時將該近眼顯示器調變為接通時，佩戴者之眼睛看到虛像。
f.利用一稀疏充填透明近眼顯示器(僅藉由實例，諸如一OLED或微型LED顯示器)及一稀疏充填且經對準MLA。
g.利用一稀疏充填透明近眼顯示器(僅藉由實例，諸如一TOLED顯示器)及一稀疏充填且經對準MLA。

一視網膜影像將暫存一神經回應之最短時間係13毫秒。此意味透明近眼顯示器之再新可處於77赫茲之一最大速率。該視網膜影像不應持續超過40毫秒以使其平滑地摻合至下一圖片中。因此，若調變虛像，則虛像之時間調變或持續時間之範圍係13毫秒至40毫秒，或25赫茲至77赫茲。若調變實像，則相同範圍適用於實像。在態樣中，工作循環控制實像及虛像之亮度且必須總計達100%。若正在調變實像及虛像兩者，則一適合範圍對於虛像可係5%至25%且對於實像係5%至75%之一範圍，此取決於環境照射位準，且因此，對於虛像係25%至95%。然而，在其中調變虛像且恆定地看到實像之實施例中，虛像應具有50%或更少之時間之一工作循環；在其他實施例中40%或更少之時間。在又其他實施例中，30%或更少之時間。在特定實施例中，20%或更少之時間。且又在其他實施例中，10%或更少之時間。僅藉由實例方式，當觀看AR/MR以增強實像時可使用此一實施例。

此調變亦可藉助於接通及關斷像素、像素貼片或像素貼片方塊或就此而言近眼顯示器中之任何一或多者而以相同方式發生。該調變可使得佩戴者之眼睛50%或更多、40%或更多、30%或更多、20%或更多或者10%或更多或者5%或更多之時間看到虛像。假定近眼顯示器及微透鏡陣列兩者在大多數但並非所有實施例中係稀疏充填之事實，100%之時間看到形成實像之來自真實世界之光。僅藉由實例方式，其中100%之時間未看到實像之實施例係當利用一液晶快門來阻擋來自真實世界之光射線通過或利用一充分充填電子可切換微透鏡陣列時。當100%之時間未看到來自真實世界之光時，以一方式以形成近眼顯示器之光調變形成實像之光使得准許使用者之眼睛感知與一實像組合之一恆定虛像，因此感知擴增實境或混合實境。

在特定實施例中，調變微透鏡陣列且不調變電子近眼顯示器(除電子顯示器之正常再新速率以外)。在其他實施例中，調變電子近眼顯示器且不調變微透鏡陣列。在又其他實施例中，調變微透鏡陣列及電子近眼顯示器兩者。且在又其他實施例中，既不調變微透鏡陣列，亦不調變電子近眼顯示器。當發生此情況(不調變虛像或實像)時，藉由眼睛及大腦組合虛像與實像而達成擴增實境/混合實境。當陳述調變電子近眼顯示器時，如本文中所使用之調變意義不同於電子近眼顯示器之標準再新速率。雖然該意義係不同的，但該調變速率與標準再新速率可係相同。

在又另一實施例中，虛像之調變藉由接通與MLA之複數個微透鏡對準之複數個貼片或像素貼片方塊(在彩色或單色中(例如，參見圖6c))且然後關斷此等貼片或像素貼片方塊(參見圖6d)而發生。在此實施例中，當虛像展示給一使用者之眼睛時，亦存在實像。當虛像未展示給一使用者之眼睛時，僅展示實像。

該透明近眼光學模組可係為一光子光學模組。該透明近眼光學模組可藉助於一軌道附接至一眼鏡框架。該透明近眼光學模組可附接至眼鏡框架之正面、橋接件及/或鏡腿中之一或多者(例如，參見圖9、圖10及圖11)。一鏡腿、橋接件或鏡框正面之一脊形件可係一軌道。該透明近眼光學模組可嵌入於一眼鏡鏡片之前表面中或附接至該前表面(例如，參見圖3H至圖3I)。該透明近眼顯示器光學模組可附接至眼鏡框架之眼鏡邊且插入於眼鏡鏡片中(例如，參見圖5a、圖5b及圖5c)。該稀疏充填透明近眼顯示器可由一TOLED組成。該透明近眼顯示器可由一透視型微型iLED顯示器組成。該透明近眼顯示器可由一透視型微型LED顯示器組成。該透視型近眼顯示器可由任何發光源組成，其中當透視近眼顯示器時可看到實像。該透視型近眼顯示器可係稀疏充填的。該稀疏充填透明近眼顯示器可包括複數個有距離地分開之像素貼片。該稀疏充填透明近眼顯示器可包括複數個像素貼片方塊。該稀疏充填透明近眼顯示器可包括複數個有距離地分開之像素貼片，且其中像素貼片之間的距離在150微米至750微米之範圍內。位於像素貼片內之像素可具有在1.5微米至10微米之範圍內之一大小。像素大小可更佳地在1.5微米至5微米之範圍內。一像素可與一微透鏡對準。一像素貼片可與一微透鏡對準。複數個像素可與一微透鏡對準。

一微透鏡可具有在25微米至750微米之範圍內之一大小。複數個微透鏡可係一微透鏡陣列之一部分。該微透鏡陣列可係一稀疏充填微透鏡陣列。一微透鏡可係與一像素貼片之大小相同之大小。一微透鏡可大於一像素貼片。僅藉由實例方式，150微米×150微米之一像素貼片可與直徑係450微米之一微透鏡(小透鏡)光學通信且對準。因此，僅藉由實例方式，一微透鏡可係一像素貼片之大小之1.5倍至5倍。藉由具有比與其對準之像素貼片大之微透鏡，減少繞射。關於包括一靜態微透鏡陣列之透明近眼光學模組之實施例，使微透鏡陣列之微透鏡大於與微透鏡對準之像素貼片係較佳的。(例如，參見圖12、圖13及圖14。) 然而，為了允許真實世界光射線在稀疏充填微透鏡陣列之微透鏡之間通過，微透鏡之大小應經定大小以大於經對準像素貼片，但不大至與真實世界光射線介接。關於包括一動態可切換(接通/關斷)微透鏡之透明近眼顯示器光學模組之實施例，微透鏡之總體大小可係較大的。

在圖33中，中央凹具有5度(+/- 2.5度)之一角度尺寸，且用於固定。其具有最高解析度且需要用於要求最精細解析度之視覺任務。視覺感知在一大得多之區(具有20度(+/- 10度)之一角度尺寸之黃斑)內延伸，即使影像解析度隨著距中央凹之距離增加而急劇下降。

在圖33及圖34中，展示中央凹及黃斑之結構及尺寸。中央凹負責敏銳中央視覺(亦稱為中央凹視覺)，此對於其中視覺細節至關重要之活動(諸如閱讀及駕駛)係人類必需的。該中央凹被近中央凹帶及旁中央凹外區域環繞。近中央凹係中間帶，其中神經節細胞層由五個以上單元列以及最高密度之視錐構成；旁中央凹係最外區域，其中神經節細胞層含有兩個至四個單元列且其中視敏度低於最佳值。旁中央凹含有對比在大部分中央凹中每100微米50個視錐為甚至更低之一視錐密度(具有每100微米12個視錐)。此又被一較大周邊區環繞，該較大周邊區域遵循中央凹成像中之壓縮模式而遞送低解析度之高度壓縮資訊。

因此，若允許虛像完全佔據中央以及周邊視覺，則眼睛可看到之虛像之最大大小係大約+/- 10度。對於大多數應用，+/- 5度之一角寬度對於虛像係充足的，其中實像佔據黃斑之剩餘部分。寬度大於+/- 5度之一虛像將引起眼睛移動，此乃因眼睛將力圖注視虛像之各個部分。

在圖34中，展示視錐密度隨距小凹之角度間隔而變。
以上表1展示顯示器在距眼睛之各個距離處所需要以便達成指定位準之視網膜影像品質之像素大小。對於在距眼睛25 mm處之一近眼顯示器，需要60至90微米之一最小像素大小來達成在20/40至20/60之範圍中之一影像品質。

僅藉由實例方式，上文展示，若透明近眼光學模組之所有光學態樣係完美的且僅藉由實例方式未發生繞射以達成20/20視覺，則其將需要各自具有複數個像素貼片之複數個方塊，每一像素貼片具有複數個3微米像素(總共3,300個像素)。僅藉由實例方式，上文展示，若透明近眼光學模組之所有光學態樣係完美的且僅藉由實例方式未發生繞射以達成20/40視覺，則其將需要各自具有複數個像素貼片之複數個方塊，每一像素貼片具有複數個6微米像素(總共1,650個像素)。

該微透鏡陣列可與複數個像素光學通信。該微透鏡陣列之一個微透鏡可與一特定像素貼片光學通信。該微透鏡陣列可與一特定像素方塊光學通信。該微透鏡陣列之該等微透鏡可位於彼此相距75微米至1 mm之範圍內。一像素貼片或方塊可係為在2,500至10,000個像素之範圍內之若干個像素。在該等像素貼片或方塊內之像素可位於彼此相距1微米至5微米之範圍內。像素貼片或像素方塊之間的間距按需經判定以最少化來自相鄰像素貼片或方塊之雜散光。一像素貼片或方塊可係為在150微米×150微米至750微米×750微米之範圍內之一大小。像素或像素貼片之方塊可在150微米×150微米至750微米×750微米之範圍內。

如圖6a及圖6b中所見，藉由增加一貼片內之像素數目或使該若干個像素貼片或方塊移動為更靠近在一起(因此減小像素貼片之間的間隔)，可能增加一佩戴者之眼睛之視網膜上之亮度等級同時亦增加眼眶。

可與涉及一大眼眶之稀疏充填透明近眼顯示器相關聯地利用一眼睛追蹤器。當眼睛移動跨越近眼顯示器時，接通特定主動像素、像素貼片或像素方塊或圖符中之一或多者且可關斷特定其他者。進行此操作以阻止在視網膜上一次形成兩個或兩個以上重疊影像。稀疏充填透明近眼顯示器可提供在1至10之範圍內之放大率之虛像。

透明近眼光學模組可在不增加厚度之情況下增加其垂直及水平大小。透明光學模組之面積可與佩戴者之眼睛之瞳孔一樣小(僅藉由實例方式， 5mm×5 mm)或可與一頭戴安裝式護目鏡之前表面一樣大。取決於大小，透明近眼顯示器光學模組之重量可小至2克或更小。透明近眼顯示器光學模組可嵌入於一眼鏡鏡片之前表面內且係為比眼鏡鏡片之前表面積小之一大小。透明近眼顯示器光學模組可嵌入於一頭戴安裝式護目鏡之前表面內且係為比頭戴安裝式護目鏡之前表面積小之一大小。

在特定實施例中，透明近眼顯示器光學模組可在使用者之眼睛之瞳孔內提供超過15尼特且在其他情形中提供1至8尼特。在特定實施例中，透明近眼顯示器光學模組可在使用者之眼睛之瞳孔內提供1至15尼特且在其他情形中提供1至8尼特。假定透明近眼模組在大多數情形中位於距使用者之眼睛30 mm或更少處，透明近眼模組所發出之光達到使用者之眼睛之瞳孔之光效率可大於80%。在特定實施例中，透明近眼模組所發出之光到達使用者之眼睛之瞳孔之光效率可大於90%。

透明近眼模組可彎曲至與其光學通信之眼鏡鏡片之前基弧。透明近眼顯示器光學模組可在水平方向上彎曲至與其光學通信之眼鏡鏡片之水平曲線。透明近眼顯示器可包括跨越眼鏡鏡片之一區段或在一眼鏡鏡片前面有小面或傾斜之像素貼片方塊，以便允許佩戴者之視線在透視一像素貼片之一區段時隨著佩戴者之眼睛之視線水平移動跨越透明近眼顯示器之一區段而在垂直線之零度至10度內。(例如，參見圖15a、圖15b、圖15c、圖15d、圖15e、圖15f及圖15g。) 透明近眼光學模組可包括一空氣間隙腔。如圖15a、圖15b、圖15c、圖15d、圖15e、圖15f及圖15g中所展示，空氣間隙位於透明近眼顯示器與微透鏡陣列之間。空氣間隙或材料層間隔件可在25微米與2.0 mm之範圍內。空氣間隙或材料層間隔件可在50微米與150微米之範圍內。微透鏡陣列可具有在0.3 mm與2.0 mm之範圍內之一厚度。透明近眼顯示器可具有在0.3 mm與2.0 mm之範圍內之一厚度。透明近眼模組可具有在1.0 mm與4.0 mm之範圍內之一厚度。

透明近眼顯示器可係一有小面顯示器。透明近眼顯示器可具有係傾斜之多個像素方塊(參見圖16a、圖16b、圖16c及圖16d))。透明近眼顯示器可具有係有小面之多個像素貼片或方塊(參見圖16a、圖16b、圖16c及圖16d)。透明近眼顯示器可具有稀疏充填之像素及係傾斜且有小面之像素方塊。透明近眼顯示器可包括對來自複數個彩色像素之色彩求積分之複數個積分器。一單個積分器可與複數個彩色像素光學通信。多個積分器可位於MLA與該複數個像素之間(參見圖16b及圖16c)。

圖1a展示一透明近眼光學模組之一實施例之一俯視圖。如圖15a、圖15b、圖15c、圖15d、圖15e、圖15f、圖15g、圖16a、圖16b、圖16c及圖16d中所展示，組件經配置使得最前面組件(距佩戴者之眼睛最遠)經展示在圖之頂部處，其中額外組件層朝向圖之底部配置使得底部層距佩戴者之眼睛最近。如所展示，頂部區段表示其中一有小面稀疏充填近眼顯示器定位於微透鏡陣列前面之透明近眼光學模組，因此透明近眼光學模組定位於眼鏡片前面，其之間具有一間隙(空氣間隙或材料間隔件)。該透明近眼光學模組自身可具有安置於稀疏充填透明近眼顯示器與稀疏充填微透鏡陣列之間的一空氣間隙或材料層間隔件，如(舉例而言)圖1b中所展示。

圖16a、圖16b、圖16c及圖16d圖解說明一傾斜且有小面像素貼片陣列在稀疏充填透明近眼顯示器組件內，其中透明空間允許自模組外側在個別貼片之間的光透射。在特定實施例中，稀疏充填透明近眼顯示器係包括像素貼片之一傾斜且有小面方塊陣列，其中透明空間允許自模組外側在個別貼片之間的光透射。在稀疏充填微透鏡陣列組件中展示與安置於稀疏充填微透鏡陣列前面之稀疏充填透明近眼顯示器之個別像素貼片對準且光學通信之個別微透鏡或小透鏡。與佩戴者之視線之此對準在圖16a、圖16b、圖16c及圖16d中由虛線繪示。圖16b展示其中一色彩積分器安置於近眼顯示器內在個別小透鏡中之每一者與像素貼片中之每一者之間的一實施例。圖7a、圖16d、圖17a及圖17b展示其中一不透明微型孔隙安置於個別微透鏡或小透鏡中之每一者與有距離地分開像素貼片中之每一者之間的實施例。此外，熟習此項技術者將瞭解，以上實施例之其他變化形式歸屬於本發明之範疇內，諸如併入一微型孔隙及一色彩積分器、一或多個額外空氣間隙等。圖16a、圖16b、圖16c及圖16d中之實線圖解說明當佩戴者之眼睛看穿近眼顯示器且水平轉動時，佩戴者之一眼睛之視線隨著佩戴者之眼睛移動而在複數個像素之水平線之零度至10度內。

該稀疏充填透明近眼顯示器可提供單色光。該近眼顯示器可提供多個色彩。該稀疏充填透明近眼顯示器可提供四分之一視訊圖形陣列(QVGA)。該稀疏充填透明近眼顯示器可提供比QVGA更好之效果。該稀疏充填透明近眼顯示器可提供全視訊圖形陣列(VGA)。該稀疏充填透明近眼顯示器可具有範圍介於0.50%與50%之間的一像素填充因數。較佳地，該像素填充因數介於1%與10%之間。

圖5a、圖16a、圖16b、圖16c及圖16d展示該透明近眼顯示器光學模組及其組件可彎曲至與其光學通信之眼鏡鏡片之前基弧。該透明近眼顯示器光學模組及其組件可係平坦的且平鋪的。該透明近眼顯示器光學模組及其組件可在水平方向上彎曲至與其光學通信之眼鏡鏡片之水平曲線。該稀疏充填透明近眼顯示器可由係有小面或傾斜之像素組成以便允許佩戴者之視線在透視一像素區段時隨著佩戴者之眼睛之視線水平移動跨越稀疏充填透明近眼顯示器之一區段而在垂直線之零度至10度內，更佳地在零度至5度內。該稀疏充填透明近眼顯示器可包括複數個有距離地分開之像素貼片或像素貼片方塊，其中佩戴者之一眼睛可一次看到16至36個像素貼片。可與近眼顯示器相關聯地利用一選用眼睛追蹤器，使得當眼睛移動跨越近眼顯示器時關斷特定主動像素或像素貼片。透明近眼顯示器光學模組可包括在稀疏充填透明近眼顯示器與有距離地分開但經對準稀疏充填微透鏡陣列之間的一空氣間隙腔。透明近眼顯示器光學模組可包括一材料間隔件(填充有與包括稀疏充填微透鏡陣列之材料不同之折射率之一介質的空間)。透明近眼顯示器光學模組可包括在稀疏充填透明近眼顯示器與有距離地分開但經對準稀疏充填微透鏡陣列之間的一材料間隔件。透明近眼顯示器光學模組可係以下情況中之一者；位於一使用者所佩戴之一眼鏡鏡片之前表面前面、附接至該前表面或嵌入於該前表面中。

空氣間隙厚度(位於透明近眼顯示器與微透鏡陣列之間)可在25微米與2.0 mm之範圍內。間隙(空氣間隙或材料層間隔件)厚度可在25微米與150微米之範圍內。微透鏡陣列厚度可在0.2 mm與2.0 mm之範圍內。微透鏡陣列厚度可在0.5 mm與1.0 mm之範圍內。該微透鏡陣列可在一側或兩側上具有一抗反射塗層。該近眼顯示器厚度可在0.3 mm與2.0 mm之範圍內。該近眼顯示器厚度可在0.35 mm與1.0 mm之範圍內。整個模組(包含稀疏充填透明近眼顯示器與稀疏充填微透鏡陣列之間的空氣間隙)之厚度可在範圍1.0 mm與3.0 mm內。

整個模組(包含稀疏充填透明近眼顯示器與稀疏充填微透鏡陣列之間的空氣間隙)之厚度可在範圍1.0 mm與3.0 mm之間，且較佳地在1.0 mm與2.0 mm之間。稀疏充填透明近眼顯示器可係一有小面顯示器。稀疏充填透明近眼顯示器可具有係傾斜且有小面之複數個像素貼片。透明近眼光學模組近眼顯示器可具有係傾斜且有小面之複數個像素貼片方塊。

雖然以上實施例教示一稀疏充填透明近眼顯示器，但可與一充分充填透明近眼顯示器一起使用具有傾斜且有小面像素貼片或像素貼片方塊之相同方法。

透明近眼光學模組可以可釋放方式附接至鏡框。透明近眼光學模組可嵌入於眼鏡鏡片之前表面內。可利用一低指數黏合劑來將透明近眼光學模組接合至眼鏡片。此低指數黏合劑可用於減少微透鏡陣列之繞射效率。在特定實施例中，可利用具有介於透明近眼光學模組之折射率與眼鏡片之折射率之間的一折射率之一黏合劑或樹脂來將透明近眼光學模組接合至眼鏡片。在特定實施例中，可利用具有在透明近眼光學模組之折射率與眼鏡片之折射率之間的50%之一折射率之一黏合劑或樹脂來將透明近眼光學模組接合至眼鏡片。

透明近眼光學模組可附接至鏡框且與眼鏡片空間上分開(例如，參見圖1及圖2)。透明近眼光學模組可嵌入或附接至一鏡片或眼鏡鏡片之前表面。透明近眼光學模組之稀疏充填透明近眼顯示器可由複數個稀疏充填像素貼片組成，其中複數個像素貼片受一眼睛追蹤組件控制，使得當佩戴者之眼睛使他或她的眼睛移動且沿著稀疏充填透明眼睛顯示器之一區段看時關斷特定像素貼片。稀疏充填透明近眼顯示器可由複數個稀疏充填像素貼片組成，其中複數個像素貼片受一眼睛追蹤組件控制，使得當佩戴者之眼睛使他或她的眼睛移動且沿著稀疏充填透明眼睛顯示器之一區段看時接通特定像素貼片。

透明近眼光學模組之稀疏充填透明近眼顯示器可由複數個稀疏充填像素組成，其中複數個像素受一眼睛追蹤組件控制，使得當佩戴者之眼睛使他或她的眼睛移動且沿著稀疏充填透明眼睛顯示器之一區段看時關斷特定像素。稀疏充填透明近眼顯示器可由複數個稀疏充填像素組成，其中複數個像素受一眼睛追蹤組件控制，使得當佩戴者之眼睛使他或她的眼睛移動且沿著稀疏充填透明眼睛顯示器之一區段看時接通特定像素。

透明近眼光學模組之充分充填透明近眼顯示器可由複數個充分充填像素貼片組成，其中複數個像素貼片受一眼睛追蹤組件控制，使得當佩戴者之眼睛使他或她的眼睛移動且沿著充分充填透明眼睛顯示器之一區段看時關斷特定像素貼片。該眼睛追蹤組件可係一眼睛追蹤裝置。該眼睛追蹤組件可係整合至透明近眼光學模組中之複數個感測器。該眼睛追蹤組件可係整合至透明近眼顯示器中之複數個感測器。該充分充填透明近眼顯示器可由複數個充分充填像素貼片組成，其中複數個像素貼片受一眼睛追蹤組件控制，使得當佩戴者之眼睛使他或她的眼睛移動且沿著充分充填透明眼睛顯示器之一區段看時接通特定像素貼片。

透明近眼光學模組之充分充填透明近眼顯示器可由複數個充分充填像素組成，其中複數個像素受一眼睛追蹤組件控制，使得當佩戴者之眼睛使他或她的眼睛移動且沿著充分充填透明眼睛顯示器之一區段看時關斷特定像素。充分充填透明近眼顯示器可由複數個稀疏充填像素組成，其中複數個像素受一眼睛追蹤組件控制，使得當佩戴者之眼睛使他或她的眼睛移動且沿著充分充填透明眼睛顯示器之一區段看時接通特定像素。

該透明近眼光學模組之下部邊緣可位於一使用者之眼睛之瞳孔之上部邊緣上面(參見圖18a)，或透明近眼光學模組之一邊緣可暫時定位至一使用者之眼睛之瞳孔，或透明近眼光學模組之一邊緣可在鼻部定位至一使用者之眼睛之瞳孔，或透明近眼光學模組之一邊緣可在下部定位至一使用者之眼睛之瞳孔，或透明近眼光學模組可部分地或完全地位於一使用者之眼睛之瞳孔前面。在特定實施例中，該透明近眼光學模組在附接至一眼鏡框架時可相對於佩戴者之眼睛之瞳孔係可調整的(參見圖18b及圖18c)。該透明近眼光學模組可沿著X、Y軸相對於佩戴者之眼睛之瞳孔係可調整的。該透明近眼顯示器光學模組可沿著X、Y及Z軸相對於佩戴者之眼睛之瞳孔係可調整的。該透明近眼顯示器光學模組可係雙目的。該透明近眼顯示器光學模組可係單目的。一個透明近眼顯示器光學模組可以可釋放方式附接至複數個不同眼鏡框架。

圖9、圖10、圖11a及圖11b展示根據一實施例之至一眼鏡框架之一透明近眼光學模組及附接構件。在圖9及圖10中展示該模組之一側視圖。該模組包含安置於鏡框邊之頂部上之一可附接/可拆卸AR/MR透明近眼顯示器光學模組。圖9及圖10展示包括附接至一眼鏡框架之透明近眼光學模組之可附接/可拆卸AR/MR單元之僅一實例，該眼鏡框架延伸超過鏡框邊之頂部，使得稀疏充填透明近眼顯示器及稀疏充填微透鏡陣列可自AR/MR單元垂直向下且平行於眼鏡片之一頂部部分延伸。在未展示之其他實施例中，透明近眼顯示器光學模組可完全覆蓋眼鏡片。透明近眼光學模組可藉助於諸如一螺絲、螺栓或銷之一緊固件固持在一起而且附接至眼鏡片。透明近眼光學模組可附接至一眼鏡鏡片之前表面。透明近眼顯示器光學模組可磁性附接至一眼鏡鏡片。透明近眼光學模組可相對於佩戴者向下延伸。透明近眼光學模組可自眼鏡鏡腿朝向佩戴者之眼睛延伸。透明近眼光學模組可自眼鏡框架向上朝向佩戴者之眼睛延伸。透明近眼光學模組可相對於佩戴者沿著眼鏡鏡片之前表面或在眼鏡鏡片之前表面前面向下延伸。透明近眼光學模組可沿著眼鏡鏡片之前表面或在眼鏡鏡片之前表面前面自眼鏡鏡腿朝向佩戴者之眼睛延伸。透明近眼光學模組可沿著眼鏡鏡片之前表面或在眼鏡鏡片之前表面前面自眼鏡框架朝向佩戴者之眼睛向上延伸。如圖9及圖10中所展示，模組可具有在眼鏡片與微透鏡陣列之間且與眼鏡片及微透鏡陣列通信以促進至鏡片之附接之一間隔件。該間隔件可連接至透明近眼光學模組或係透明近眼光學模組之一部分。在特定實施例中，該間隔件可不存在且透明近眼光學模組可擱置在一眼鏡鏡片之前表面上。在圖9及圖10兩者中，眼鏡片與透明近眼光學模組之間可存在一空間或空氣間隙。眼鏡片可係不具有或具有處方功率之一鏡片。透明近眼顯示器可包含如所展示之一電連接。

圖11a及圖11b展示透明近眼光學模組之一實施例之一前視圖，其展示一可以可釋放方式附接之AR裝置。在圖11a及圖11b中展示上面安置有AR/MR單元之眼鏡框架。在圖5b、圖5c及圖5d中，AR/MR單元可包含一微型控制器、可再充電電池、記憶體及射頻識別(RFID)。各圖中亦包含經組態以驅動稀疏充填透明近眼顯示器之圖形處理單元(GPU)，僅藉由實例方式，該稀疏充填透明近眼顯示器在此實施例中係一透明有機發光顯示器(TOLED)、一OLED或位於一透明基板上之一iLED (微型LED)中之一者。可附接/可拆卸實施例位於眼鏡片前面(距佩戴者之眼睛最遠之前側)。AR/MR單元可視情況包含如所展示之一相機或如未展示之若干相機。安置於眼鏡片前面之透明近眼顯示器可包含針對如所展示之眼鏡之每一鏡片之眼睛追蹤組件。

僅藉由實例方式，微透鏡陣列之一微透鏡可係；一球面凸透鏡、雙凸透鏡、球面凹透鏡、複合透鏡、兩個或兩個以上組件光學器件、一非球面透鏡、菲涅爾透鏡、繞射光學器件、折射光學器件、消色差光學器件、稜鏡光學器件、伽伯完美透鏡、梯度折射率透鏡(GRIN)經圖案化電極或液體透鏡。在其中一微透鏡陣列之每一微透鏡與透明近眼顯示器之每一像素光學通信之實施例中，微透鏡陣列中之微透鏡之填充因數比率與對應透明近眼顯示器中之像素之填充因數大致相同。在其中一個微透鏡陣列與一像素貼片光學通信之實施例中，微透鏡陣列中之微透鏡之填充因數比率大於對應透明近眼顯示器中之像素之填充因數。在其中一個微透鏡陣列與複數個像素貼片光學通信之實施例中，微透鏡陣列中之微透鏡之填充因數比率大於對應透明近眼顯示器中之像素之填充因數。微透鏡陣列可係一稀疏充填微透鏡陣列。

在其中一像素係為超過一微透鏡之大小之一大小之特定實施例中，一孔隙可放置於像素上方以快門關斷來自像素之光，使得可透過微透鏡以適當方式光學傳遞該光。該微透鏡陣列可係一稀疏充填微透鏡陣列。在其中一像素係為超過一微透鏡之大小之一大小之特定實施例中，一孔隙陣列可放置於像素上方以快門關斷來自像素之光，使得可透過經對準微透鏡以適當方式光學傳遞該光。該微透鏡陣列可係一稀疏充填微透鏡陣列。在其中一像素貼片係為超過一微透鏡之大小之一大小之特定實施例中，一孔隙陣列可放置於像素貼片上方以快門關斷來自像素貼片之光，使得可透過經對準微透鏡以適當方式光學傳遞該光。

該微透鏡陣列可係一充分充填微透鏡陣列。在其中一像素係為超過一微透鏡之大小之一大小之特定實施例中，一孔隙陣列可放置於像素上方以快門關斷來自像素之光，使得可透過經對準微透鏡以適當方式光學傳遞該光。(例如，參見圖8)。該微透鏡陣列可係一充分充填微透鏡陣列。在其中一像素貼片係為超過一微透鏡之大小之一大小之特定實施例中，一孔隙陣列可放置於像素貼片上方以快門關斷來自像素貼片之光，使得可透過經對準微透鏡以適當方式光學傳遞該光。

圖17b展示根據一實施例之一敞開孔隙遮光罩之結構之一俯視圖，且圖17a展示此實施例之一側視圖。圖解說明一個像素之一結構，將跨越近眼顯示器逐像素、逐貼片或逐方塊地複製該結構。在特定實施例中，該敞開孔隙遮光罩覆蓋一像素貼片(與僅僅覆蓋一像素相反)。如圖17a中所展示，一個別微透鏡及遮光材料環繞圖解說明之中心中之像素。遮光材料內之一孔形成在透明近眼顯示器處或附近開始之一垂直圓柱體。該圓錐體之內壁可與實際情況一樣係吸收性的或不透明的。此外，在特定實施例中，一個孔隙遮光孔可將光自一像素貼片提供至一微透鏡。近眼顯示器之一像素與微透鏡陣列之透鏡對準，其中孔安置於孔隙遮光材料內，從而在像素與透鏡之間形成在近眼顯示器處或附近開始之一垂直圓錐體。為了清晰，遮光罩可在透明近眼顯示器處開始而延伸半程且不觸碰MLA，或其可延伸全程且觸碰微透鏡陣列。孔隙遮光材料在圍繞複數個像素或像素貼片形成時形成一孔隙遮光陣列。然而，當孔隙遮光材料形成為一孔隙遮光陣列時，在像素貼片之間的孔隙遮光陣列之區段係透明的。

在圖1a及圖1b中，且在如圖15a、圖15b、圖15c、圖15d、圖15e、圖15f及圖15g中所展示之透明近眼顯示器光學模組中，設備可由在其外表面上密封之數個層或組件組成。該密封可係氣密密封的。發光體(或像素)所沈積至之背襯或襯底可係為一透明材料。光阻擋層減少或阻擋被照亮像素之光遠離一佩戴者/使用者之眼睛之向外發射。僅藉由實例方式，此光區塊可由一不透明材料遮擋物、不透明元件、所沈積不透明材料、快門(諸如一液晶快門)、所添加材料層或不透明發光體在距佩戴者/使用者之眼睛最遠之側上實施。

光阻擋層(不透明部件或元件)位於發光體後面在發光體之距使用者之眼睛最遠之側上。光阻擋層可係一像素或像素貼片之經對準對應微透鏡之大小。光阻擋層可係經對準對應微透鏡沿著x/y平面之外周界大小。光阻擋層可係經對準對應微透鏡沿著x/y平面之外周界形狀(參見圖2a、圖2c、圖3a及圖3b)。光阻擋層可比經對準對應微透鏡之大小大5%至20%。光阻擋層可在外周界上，比經對準對應微透鏡沿著x/y平面之大小大5%至20%。雖然光阻擋層之形狀可係圓形的，但其可係為任一形狀，僅藉由實例方式，矩形、正方形、卵形或三角形。材料間隔或空氣間隙可安置於透明近眼顯示器與經對準微透鏡陣列之間。(例如，參見圖15a、圖15b、圖15c、圖15d、圖15e、圖15f及圖15g。) 彼等圖圖解說明證明其他光區塊配置、近眼顯示器遮光罩、材料間隙以及透明近眼顯示器與微透鏡陣列之間的空氣間隙或腔之不同實施例，包含使用放置於近眼顯示器與微透鏡陣列之間及/或微透鏡陣列後面(距眼睛最近)之多個組件。

在特定實施例中，一經密封透明近眼光學模組包括藉由透明區彼此分開之複數個光區塊。在特定實施例中，一經密封透明近眼光學模組包括藉由透明區彼此分開之複數個發光體。在特定實施例中，一經密封透明近眼光學模組包括藉由透明區彼此分開之複數個遮光罩。在特定實施例中，一經密封透明近眼光學模組包括藉由透明區彼此分開之複數個色彩積分器。在特定實施例中，一經密封透明近眼光學模組包括藉由透明區彼此分開之複數個微透鏡。在特定實施例中，一經密封透明近眼光學模組包括藉由透明區彼此分開之複數個小透鏡。在特定實施例中，一經密封透明近眼光學模組包括藉由透明區彼此分開之複數個空氣間隙。在特定實施例中，一經密封透明近眼光學模組包括藉由透明區彼此分開之複數個材料間隔件。在特定實施例中，一經密封透明近眼光學模組包括位於複數個像素或像素貼片與經對準對應微透鏡中之每一者之間的一空氣間隙。熟習此項技術者可預期之本文中未圖解說明之其他組態亦歸屬於本發明之範疇內。

在其中一像素係為超過一微透鏡之大小之一大小之特定實施例中，一孔隙陣列可放置於像素上方以快門關斷來自像素之光，使得可透過微透鏡以適當方式光學傳遞該光。一孔隙陣列可由複數個孔隙組成。該等孔隙可係在複數個像素上方經對準之微型孔隙。舉例而言，一個孔隙可每像素經對準以用於使像素光的光闌縮小至孔隙之直徑且將光引導至一微透鏡陣列之一微透鏡，或微型孔隙可在一像素貼片上方經對準，從而使來自像素貼片之光停下來且將光引導至一微透鏡陣列之一微透鏡。如圖17a及圖17b中所指示，在特定實施例中，一微型孔隙陣列可具有帶有高度之微型孔隙。微型孔隙陣列可裝配於一像素或一像素貼片上方。微型孔隙陣列可在像素或像素貼片附近或毗鄰於像素或像素貼片而裝配。微型孔隙陣列可在微透鏡陣列附近或毗鄰於微透鏡陣列而裝配。一微型孔隙可與一像素及一微透鏡對準。一微型孔隙可與一像素貼片及一微透鏡對準。在其他實施例中，一微型孔隙陣列可具有微型孔隙，其不具有高度，而是僅為僅一薄材料層，僅藉由實例方式，一膜或一塗層。

除孔以外，該微型孔隙陣列亦可係不透明的。微型孔隙可具有阻止光穿過敞開孔隙或孔之壁之一光學結構。該光學結構可在孔隙或孔之外側上。該光學結構可在孔隙或孔之內側上。該光學結構可在孔隙或孔上。微型孔隙可具有阻止光穿過敞開孔隙或孔之壁之一塗層。該塗層可在孔隙或孔之外側上。該塗層可在孔隙或孔之內側上。該微型孔隙可具有阻止光穿過敞開孔隙或孔之壁之一防護層。該防護層可在孔隙或孔之外側上。該防護層可在孔隙或孔之內側上。

在特定實施例中，可利用一完全像素化TOLED近眼顯示器。然而，藉由在任一給定時間處關斷特定TOLED像素，可使像素化TOLED近眼顯示器模仿一稀疏充填像素化近眼顯示器。可藉由當透明近眼顯示器在使用中時關斷各種像素或像素貼片而達成「主動」像素在任何一個時間之相同像素填充因數作為一稀疏充填近眼顯示器之像素填充因數。因此，本文中所揭示之稀疏充填像素化近眼顯示器之實施例及實例中之每一者可由在任何一個時間使特定數目個其像素或像素貼片關斷之一充分充填像素化TOLED或透明OLED或iLED近眼顯示器來模仿。一透明OLED或iLED (微型LED)顯示器包括背襯之一透明基板，OLED或iLED沈積至該背襯。

在一充分像素化透明近眼顯示器之一特定實施例中，不同像素或像素貼片特定於近眼顯示器內之複數個不同位置而關斷且保持關斷。所利用之主動像素始終係正在利用之主動像素。對應經對準微透鏡陣列係定製化的且靜態的以便與主動像素對準。在另一實施例中，與主動像素或像素貼片經關斷且保持關斷相反，週期性地接通及關斷主動像素或像素貼片。在此實施例中，對應且經對準微型透鏡係可接通及關斷的。每一經對準微透鏡可係可接通及關斷的以與對應且經對準像素或像素貼片協調。因此，若接通像素或像素貼片，則接通可切換微透鏡，且當關斷像素或像素貼片時，關斷可切換微透鏡。

僅藉由實例方式，一實施例可係為一透明近眼光學模組，其中該透明近眼光學模組包括一透明TOLED、OLED或iLED近眼顯示器及一或多個經光學對準微透鏡陣列中之一者，其中透明近眼顯示器之「被照亮/主動像素密度」表示透明近眼顯示器之面積之50%或更少，且形成一實像之來自真實世界之光射線穿過透明近眼顯示器且形成一虛像之光射線藉助於透明近眼顯示器之被照亮主動像素來產生。一實施例可係為一透明近眼光學模組，其中該透明近眼光學模組包括一透明TOLED、OLED或iLED近眼顯示器及一或多個經光學對準微透鏡陣列中之一者，其中近眼顯示器之該「被照亮像素密度」表示透明近眼顯示器之面積之25%或更少，且形成一實像之來自真實世界之光射線穿過透明近眼顯示器且形成一虛像之光射線藉助於透明近眼顯示器之被照亮像素來產生。一實施例可係為一透明近眼顯示器光學模組之一者，其中該模組包括一經充填透明TOLED、OLED或iLED近眼顯示器及一或多個經光學對準微透鏡陣列，其中透明近眼顯示器之「被照亮像素密度」表示透明近眼顯示器之面積之20%或更少，且形成一實像之來自真實世界之光射線穿過透明近眼顯示器且形成一虛像之光射線藉助於透明近眼顯示器之被照亮像素來產生。

一實施例可係為一透明近眼模組之一者，其中該透明近眼光學模組包括一透明TOLED、OLED或iLED近眼顯示器及一或多個經光學對準微透鏡陣列，其中透明近眼顯示器之「被照亮/主動像素密度」表示透明近眼顯示器之面積之15%或更少且形成一實像之來自真實世界之光射線穿過透視型透明近眼顯示器且形成一虛像之光射線藉助於透明近眼顯示器之被照亮像素來產生。一實施例可係為一透明近眼光學模組之一者，其中該透明近眼光學模組包括一透明TOLED、OLED或iLED近眼顯示器及一或多個經光學對準微透鏡陣列，其中透明近眼顯示器之「被照亮/主動像素密度」表示透明近眼顯示器之面積之5%或更少，且形成一實像之來自真實世界之光射線穿過透視型透明近眼顯示器且形成一虛像之光射線藉助於透明近眼顯示器之被照亮像素來產生。在此等先前實例中之每一者中，可製作近眼顯示器，使得減少經發射遠離佩戴者之眼睛之光。在此等先前實例中之每一者中，可製作透明近眼顯示器，使得阻擋經發射遠離佩戴者之眼睛之光。如本文中所揭示之透明近眼顯示器可具有在一像素或像素貼片後面在該像素或該等像素貼片之距佩戴者之眼睛最遠之側上之不透明區段且具有係透明之在該等像素及/或像素貼片之間的區段。如本文中所揭示之透明近眼顯示器可具有在一像素或若干像素貼片後面在該像素或該等像素貼片之距佩戴者之眼睛最遠之側上的透明近眼顯示器之不透明區段且其中該等像素及/或像素貼片之間的區段係半透明或透明的。

圖8將自透明近眼顯示器之正面所看到之光區塊所覆蓋之主動像素貼片(能夠被照亮之像素貼片)展示為由看著透明近眼顯示器之佩戴者/使用者之某人之眼睛觀看。此模式展示穿過透明區段到達佩戴者/使用者之眼睛之來自真實世界之光射線(形成如一使用者之眼睛所看到之一實像)，而一虛像由自透明近眼顯示器穿過微透鏡陣列朝向佩戴者/使用者之眼睛發射之光形成。如此圖解說明中所看到，阻擋向前發射遠離佩戴者/使用者之眼睛之光。陣列之每一組件(經繪示為個別正方形，但可係圓形的或任一形狀)展示在中心覆蓋一像素貼片之一光區塊，其中在像素貼片周圍之透明空間使來自真實世界之光射線環繞每一區塊而通過。僅作為一實例，主動像素對透明空間之填充因數可小於15%。

近眼顯示器可具有位於近眼顯示器之距佩戴者之眼睛最遠之側上之一像素化液晶快門，該像素化液晶快門阻擋或減少來自顯示器之出站光向外遠離佩戴者之眼睛，因此減少自正在由一觀察者而非佩戴者觀察之近眼顯示器發出之光。在特定實施例中，近眼顯示器可具有位於近眼顯示器之距佩戴者之眼睛最遠之側上之一像素化液晶快門，該像素化液晶快門阻擋或減少來自一像素或像素貼片之出站光向外遠離佩戴者之眼睛，因此減少自正在由一觀察者而非佩戴者觀察之近眼顯示器發出之光。像素化液晶快門經協調以在接通且照亮一像素或像素貼片時變得不透明或幾乎不透明。

如圖35a至圖35c中所展示，可以使得近眼顯示器之匯流排不與近眼顯示器之底部邊緣或底部周界交叉之一方式製作透明近眼顯示器。換言之，可製作透明近眼顯示器使得透明近眼顯示器之距使用者之眼睛最近之瞳孔之邊緣將沒有一電子匯流排。可以使得透明近眼顯示器具有一或多個垂直匯流排之一方式製作透明近眼顯示器。可製作透明近眼顯示器使得近眼顯示器之底部部分沒有一電匯流排。可製作透明近眼顯示器使得當首先透視透明近眼顯示器時顯示器之將與使用者之眼睛之瞳孔交叉之側沒有一匯流排。可製作透明近眼顯示器使得透明近眼顯示器之一或多個側沒有一電匯流排。

透明近眼顯示器可具有在上部垂直附接至近眼顯示器之一撓性印刷電路或一撓性電纜。透明近眼顯示器可具有在鼻部水平附接至近眼顯示器之一撓性印刷電路或一撓性電纜。透明近眼顯示器可具有暫時水平附接至近眼顯示器之一撓性印刷電路或一撓性電纜。假定在一較佳實施例中透明近眼顯示器位於一佩戴者之眼睛瞳孔之上部邊緣處或上面，重要的係，在佩戴者之頭部傾斜時，眼睛容易地且迅速地越過透明近眼顯示器之底部邊緣且開始儘可能快地看到虛像。因此，此為一或若干匯流排垂直定向之原因。然而，倘若透明近眼顯示器在鼻部、暫時或在下部定位，可製作透明近眼顯示器以確保使用者之眼睛之瞳孔迅速地平移越過透明近眼顯示器之最靠近邊緣而不與一電匯流排交叉。

當眼睛以法向目光正視前方時，透明近眼光學模組可位於使用者之一眼睛之視線內。當眼睛以法向目光正視前方時，透明近眼光學模組可位於使用者之一眼睛之視線外側。當眼睛以法向目光正視前方時，透明近眼光學模組可位於使用者之一眼睛之視線外側，但在視線之10度內。當眼睛以法向目光正視前方時，透明近眼光學模組可位於使用者之一眼睛之視線外側，但在視線之5度內。當眼睛以法向目光正視前方時，透明近眼光學模組可位於使用者之一眼睛之視線外側，但在視線之2.5度內。透明近眼光學模組可位於佩戴者之眼睛之30 mm或更少內。透明近眼光學模組可位於佩戴者之眼睛之20 mm或更少內。透明近眼光學模組可位於佩戴者之眼睛之15 mm或更少內。

作為說明性實施例，圖35a、圖35b及圖35c展示至透明近眼顯示器之不同電連接之各種組態。如圖35a及圖35b之兩個實施例(左及右)中所展示，匯流排在垂直方向上定向，從而使近眼顯示器之底部邊緣沒有匯流排且因此允許對透明近眼顯示器之容易立即通達且最小化視覺干擾，雖然圖35b中之實施例藉由將匯流排水平定向在近眼顯示器之上部部分處而提供此等優點。在圖35a及圖35c之左側上所展示之實施例另外展示安置為與透明近眼顯示器電通信且安置於透明近眼顯示器之頂部上之一撓性印刷電路或平坦撓性電纜，而在圖35b右邊所展示之實施例展示安置為與透明近眼顯示器電通信且安置於透明近眼顯示器之側處之撓性印刷電路或平坦撓性電纜。

像素大小愈小，像素包裝可在一像素貼片內定位得愈高。像素數目愈高，顯示器解析度愈高。因此，具有5微米或更小之一大小之像素係較佳的。一佩戴者/使用者之眼睛之中央凹區域係大致+/- 2度或4度。中央凹大小係大致500微米×500微米。一像素貼片可係1.03 mm高×1.03 mm長以覆蓋一眼睛之中央凹區。因此，僅藉由實例方式，若利用2微米×2微米像素，則25K個2微米×2微米像素之一貼片可覆蓋整個中央凹區域。

在一實施例中，具有iLED (微型LED)之一稀疏充填近眼顯示器與一稀疏充填微透鏡陣列對準。該稀疏充填透明近眼顯示器具有小於25%之一像素對近眼顯示器填充因數。該稀疏充填微透鏡陣列具有小於50%之一微透鏡對微透鏡陣列填充因數。該稀疏充填透明近眼顯示器由各自包括一或多個像素貼片(像素貼片)之方塊組成。每一像素貼片包括1.5微米至3.0微米發光體像素。該等發光體係iLED (微型LED)。一方塊可具有介於1個像素貼片與64個像素貼片之間。在態樣中，每一像素貼片與一個微透鏡有距離地分開且對準。像素貼片與微透鏡之間的距離間隔係一間隙(空氣間隙或材料層間隔件)。該距離間隔在50微米與2微米之範圍內。在此實施例中，透明近眼顯示器以使得其具有一工作循環使得使用者之眼睛小於50%之時間看到虛像之一方式來調變。在其他實施例中，該工作循環使得使用者之眼睛小於25%之時間看到虛像。且在又其他實施例中，該工作循環使得使用者之眼睛小於12.5%之時間看到虛像。

在特定實施例(但並非所有實施例)中，使用一強度降低濾波器來降低虛像之亮度等級。該強度降低濾波器可設置於光學系統內之任一位置處在iLED (微型LED)與使用者之眼睛之間。該強度降低濾波器可位於iLED (微型LED)之前表面上。該強度降低濾波器可位於微透鏡陣列之微透鏡與iLED (微型LED)之間。該強度降低濾波器可係減少穿過微透鏡及/或微透鏡陣列之光透射之在微透鏡及/或微透鏡陣列內之一色調之濾波器。在其他實施例中，啟用電子器件准許關斷透明近眼顯示器之iLED (微型LEDS)之光強度，因此降低虛像之亮度強度。在又其他實施例中，啟用可調諧電子器件准許調諧透明近眼顯示器之iLED (微型LEDS)之光強度，因此使虛像之亮度等級強度可調諧。

在一實施例中，一稀疏充填近眼顯示器具有與一稀疏充填微透鏡陣列對準之OLED。該稀疏充填透明近眼顯示器具有小於25%之一像素對近眼顯示器填充因數。該稀疏充填微透鏡陣列具有小於50%之一微透鏡對微透鏡陣列填充因數。該稀疏充填透明近眼顯示器由各自包括一或多個像素貼片(像素貼片)之方塊組成。每一像素貼片包括經定大小為在3微米與8微米之間的一(若干)發光體。在此情形中，該等發光體係OLED。一方塊可具有介於1個像素貼片與64個像素貼片之間。每一像素貼片與一個微透鏡有距離地分開且對準。像素貼片與微透鏡之間的距離間隔係一間隙(空氣間隙或材料層間隔件)。該距離間隔在25微米與2 mm之範圍內。在此實施例中，透明近眼顯示器以使得其具有一工作循環使得使用者之眼睛小於50%之時間看到虛像之一方式來調變。在其他實施例中，該工作循環使得使用者之眼睛小於25%之時間看到虛像。且在又其他實施例中，該工作循環使得使用者之眼睛小於12.5%之時間看到虛像。

如圖2a及圖2b中所展示，當在特定實施例中利用來自近眼顯示器之發散光射線時，使用無限共軛光學器件，微透鏡陣列用於準直該等光射線，若使用者需要校正他或她的折射誤差，則該等光射線將射到一眼鏡片上，或若射到使用者之角膜上而不需要校正眼鏡，則該等光射線保持幾乎彼此平行。然而，由於微透鏡陣列所導致之影像放大率，因此可利用每貼片之較小數目個像素來覆蓋一佩戴者/使用者之眼睛之中央凹區域。僅藉由實例方式，在僅具有影像之一7倍放大率因數之情況下，每貼片之1K個2微米×2微米像素可用於覆蓋一佩戴者/使用者之眼睛之整個中央凹區域。因此，在大多數情形中，出於數個原因而期望使用小像素。存在增加近眼顯示器之解析度、將更多像素打包於一像素貼片內且最小化放大率之效率因此允許在覆蓋一佩戴者/使用者之眼睛之中央凹區域時使用最大數目個像素之原因。看到微透鏡陣列低於10倍且更佳地低於6倍之一影像放大率效應係較佳的。黃斑係5 mm直徑或+/- 12.5度或25度。在其中使用小像素之本發明之特定實施例中，覆蓋中央凹之打包至一像素貼片中之該若干個像素可係明亮的，使得當解析度係非常可接受的時亮度對於使用者之眼睛而言太亮。在此情形中，僅藉由實例方式，可使用以下各項中之一者；濾波器、色調或可調諧電子照射。僅藉由實例方式，由iLED (微型LED)組成之一像素貼片可提供可接受解析度，但具有當透明近眼光學模組定位於佩戴者之眼睛之25 mm或更少內時對於使用者之眼睛太強烈之一亮度。

在又其他實施例中，使用有限共軛光學器件，來自微透鏡陣列之光射線在使用者之眼睛前面形成一影像且被使用者之眼睛看到。當發生此情況時，影像之放大率係可忽略的，然而可顛倒影像。當發生此情況時，藉由軟體或硬體使顯示影像顛倒以致使影像被佩戴者/使用者感知為正面朝上。

在一較佳實施例中，使單像素貼片在中央凹上成像且在其之間具有透明或半透明空間之情況下分開之複數個像素貼片在非中央凹有黃斑區上成像。在另一較佳實施例中，單像素貼片或更多毗鄰像素貼片在中央凹上成像且在其之間具有透明或半透明空間之情況下分開之複數個像素貼片在非中央凹有黃斑區上成像。微透鏡陣列可使用準直光學器件、聚焦光學器件或兩者之一組合。微透鏡陣列可係一稀疏充填微透鏡陣列。稀疏充填微透鏡陣列可與一稀疏充填透明近眼顯示器對準且光學通信。稀疏充填透明近眼顯示器可具有佔據顯示器表面之小於2.5%之像素。稀疏充填透明近眼顯示器可具有佔據顯示表面之小於5%之像素。稀疏充填透明近眼顯示器可具有佔據顯示表面之小於10%之像素。稀疏充填透明近眼顯示器可具有佔據顯示表面之小於20%之像素。稀疏充填微透鏡陣列可具有佔據微透鏡陣列之小於60%之微透鏡。稀疏充填微透鏡陣列可具有佔據微透鏡陣列之小於50%之微透鏡。稀疏充填微透鏡陣列可具有佔據微透鏡陣列之小於40%之微透鏡。

圖19、圖20、圖21、圖22及圖23呈現展示證明來自透明近眼模組之光如何投射至使用者之視網膜上以形成一影像之射線蹤跡之一側視圖。圖19在圖之最左側處展示與微陣列之一單個微透鏡光學對準的透明近眼顯示器之一單個發光像素，該單個發光像素自身安置於在此實施例中不具有光學倍率之眼鏡片前面。該圖展示單個小透鏡(微透鏡)及單個點源利用無限光學共軛來將光遞送至眼睛。特定而言，個別微透鏡使平行經準直光射線透射至眼睛，此在圖之右側上示意性地表示。經準直光射線穿過眼睛之角膜，然後穿過一含水層，然後晶狀體(包含晶狀體之主平面)，且最終穿過玻璃體，其中光射線聚焦於視網膜之中央凹上。圖20展示出自透明近眼顯示器之一單個像素貼片之來自透明近眼光學模組之光，其中一微透鏡陣列之一或多個微透鏡準直來自像素貼片之光射線，而圖21展示出自部分地填充有單個光源之數個貼片之光。圖22展示出自多個貼片/子影像(+/- 2度或總計4度)之一完整射線集之射線蹤跡。

圖23展示因彼此之間具有一750微米像素貼片間距且各自與一微透鏡陣列之一不同微透鏡對準之三個有距離地分開之像素貼片而形成之一無限共軛Zemax™射線蹤跡。在圖式之左邊展示三個像素，其中底部像素係居中的。圖式展示三個經準直射束(一個經準直射束來自位於一不同像素貼片之中心之每一像素)。準直由於一微透鏡陣列而發生。射束由於眼睛結構之光學倍率而聚焦於視網膜之中央凹上。

雖然本文中所揭示之大部分圖解說明及實例利用無限共軛光學器件，但透明近眼光學模組可利用無限共軛光學器件或有限共軛光學器件。可變更光學系統設計以適應任一種。

在特定實施例中，關於色彩、空間頻率、工作循環、解析度或其他特徵(不具限制地)對一眼睛所看到之虛像進行預處理。在其他實施例中，一眼睛所看到之虛像沒有任何預處理且係在受一微透鏡陣列之一或多個微透鏡光學衝擊之後自透明近眼顯示器獲得之原始虛像。

圖12a、圖12b及圖13展示來自近眼顯示器(由左側上之光柵表示)之光可如何在使用者之視網膜(由右側上之光柵表示)上形成一影像。特定而言，在圖之右側上之視網膜之光柵表示展示一+/- 12.5度(或25度)視域。光柵之每一個別正方形指示一+/- 2.0度(或4度)覆蓋視域。圖12a展示其中稀疏充填透明近眼顯示器 之一單個光源(單個像素)在左邊之一實施例，此由於影像放大率而由微透鏡在右邊之視網膜上產生單個像素之一經放大影像。圖13展示在左邊之稀疏充填透明近眼顯示器之一9像素貼片，此由於放大率而由微透鏡在右邊產生來自9像素貼片之一單個中央凹影像。圖12b在左邊展示跨越稀疏充填透明近眼顯示器複製之稀疏充填9像素貼片，此在右邊產生跨越視網膜之+/- 12.5度或25度而複製從而覆蓋整個中央凹及黃斑部分之像素貼片影像。

在圖24至圖34中展示表及圖解說明，其展示透明近眼光學模組之例示性說明。該等表意欲展示可實施透明近眼光學模組之方式之額外實例且不意欲係限制的。圖24係根據一實施例之展示一OLED顯示器、MLA光學器件及視網膜影像之各種性質及值之一表。圖25提供各種性質之特定實例性值。圖26係可使用之各種發光體及/或顯示器類型之實例。圖27展示可個別地或以組合方式使用之實例性小透鏡(或微透鏡)。圖28展示近眼顯示器及微透鏡陣列之各種實例性組合。圖29展示可切換光學器件之實例(可切換光學倍率接通及關斷)。圖30係展示根據各種實施例之實例性特性及範圍之一表。圖31係展示根據實施例之一透明近眼顯示器及微透鏡陣列之調變範圍及工作循環之一表。圖32係包括不同組件之各種透明近眼顯示器光學模組之實例之一清單。圖33係展示人類視網膜之中央凹、近中央凹及黃斑區域之尺寸之一圖解說明。圖34係視錐密度隨與小凹之角間隔而變之一圖解說明。

根據實施例，透明近眼顯示器之調變及MLA之調變可係相同且同步的。近眼顯示器及MLA之調變可係不同的。透明近眼顯示器及MLA之工作循環可係相同且同步的。透明近眼顯示器及MLA之工作循環可係不同的。在一較佳實施例中，透明近眼顯示器及MLA之工作循環係相同且同步的。

一實施例係包括一透視型透明或半透明近眼顯示器之一透視型透明或半透明近眼光學模組，該透視型透明或半透明近眼顯示器包括像素或像素貼片及包括微透鏡之一微透鏡陣列，其中該透視型透明或半透明近眼顯示器與該微透鏡陣列對準且有距離地分開，其中該透視型透明或半透明近眼光學模組係密封的且其中該透視型透明近眼光學模組包括一電連接器。

一實施例係包括一透視型透明或半透明近眼顯示器之一透視型透明或半透明近眼光學模組，該透視型透明或半透明近眼顯示器包括像素或像素貼片及包括微透鏡之一微透鏡陣列，其中該透視型透明或半透明近眼顯示器與該微透鏡陣列對準且有距離地分開，其中該透視型透明或半透明透明近眼光學模組包括複數個光區塊，其中該透視型透明或半透明近眼光學模組係密封的且其中該透視型透明近眼光學模組包括一電連接器。

一實施例係包括一透視型透明或半透明近眼顯示器之一透視型透明或半透明近眼光學模組，該透視型透明或半透明近眼顯示器包括像素或像素貼片及包括微透鏡之一微透鏡陣列，其中該透視型透明或半透明近眼顯示器與該微透鏡陣列對準且有距離地分開，其中該透視型透明或半透明近眼光學模組包括複數個光區塊，其中一光區塊與該毗鄰光區塊有距離地分開，其中該透視型透明或半透明近眼光學模組係密封的且其中該透視型透明近眼光學模組包括一電連接器。

透明近眼顯示器可由提供+/- 2.5度(5度或更小)之一視域之像素貼片或提供+/- 12.5度或更小之一視域之方塊組成。透明近眼顯示器可由像素方塊或包括複數個像素之像素貼片之方塊組成。在特定實施例中，像素貼片提供虛像之中央凹覆蓋區。在特定實施例中，像素貼片或像素之方塊提供虛像之中央及周邊視覺。

在特定實施例中，當使用者以法向目光正視前方時，透明近眼光學模組位於使用者之眼睛正前面。在其他實施例中，當使用者以法向目光正視前方時，透明近眼光學模組位於稍微遠離使用者之眼睛之視線處且使其眼睛移動小於10度之使用者可通達該透明近眼光學模組。在又其他實施例中，當使用者以法向目光正視前方時，透明近眼光學模組位於稍微遠離使用者之眼睛之視線處且使其眼睛移動多於10度之使用者可通達該透明近眼光學模組。且在又其他實施例中，當使用者以法向目光正視前方時，透明近眼光學模組位於稍微遠離使用者之眼睛之視線處且使用者可藉由使其下巴傾斜10度或更少而通達該透明近眼光學模組。

在態樣中，透明近眼顯示器具有80%或更大之一透明度。該等像素各自包括在每一像素後面之一不透明光區塊，該不透明光區塊減少經引導向前遠離使用者之眼睛之光。透明近眼顯示器稀疏充填有像素。在態樣中，透明近眼顯示器具有10%或更少之透明近眼顯示器之一像素填充因數。在態樣中，透明近眼顯示器具有係5%或更少之透明近眼顯示器之一像素填充因數。微透鏡陣列稀疏充填有微透鏡。在態樣中，微透鏡陣列具有係50%或更少之微透鏡陣列之一微透鏡填充因數。在態樣中，微透鏡陣列可具有係40%或更少之微透鏡陣列之一微透鏡填充因數。在態樣中，微透鏡陣列具有係雙凸面之微透鏡陣列之複數個微透鏡。在態樣中，微透鏡陣列可具有係非球面之微透鏡陣列之複數個微透鏡。微透鏡各自與透明近眼顯示器之複數個像素對準。複數個微透鏡各自與透明近眼顯示器之該複數個像素貼片中之一對應像素貼片對準。在態樣中，一個別微透鏡比經對準像素貼片之大小大。透明近眼顯示器與微透鏡陣列對準且有距離地分開且直接或間接附接至該微透鏡陣列。透明近眼顯示器之像素由以下各項中之一或多者組成；OLED、iLED (微型LED)或TOLED。透明近眼顯示器在30 Hz與100 Hz之間調變且具有係50%或更少之接通之一工作循環。透明近眼光學模組之密封係一氣密密封。

透明近眼顯示器之像素可含納於像素貼片內。複數個像素貼片含納於一方塊內。對於一使用者之眼睛，方塊跨越透鏡之一區段係有小面的，從而提供一曲率給透明近眼光學模組。透明近眼顯示器光學模組可嵌入於以下各項中之一者之前表面內；一眼鏡鏡片、護目鏡或護面罩。透明近眼光學模組包括位於透明近眼顯示器與微透鏡陣列之間的一空間，且其中該空間係一空氣間隙或一材料間隔件。像素大小介於1.5微米與8微米之間。透明近眼光學模組使來自真實世界之光傳遞至一使用者之眼睛以形成一實像，且其中透明近眼光學模組將在透明近眼光學模組內產生之光發出至使用者之眼睛以形成一虛像。

透明光學模組放大使用者之眼睛所看到之影像。此放大率在由透明近眼光學模組之透明近眼顯示器產生之原始影像之2倍與8倍之範圍內。像素貼片具有在15微米×15微米與750微米×750微米之範圍內之一大小。一像素貼片中之像素數目在3個像素×3個像素與64個像素×64個像素之範圍內。微透鏡之大小在50微米與800微米之範圍內。透明近眼顯示器與微透鏡陣列之間的距離間隔空間介於25微米與2 mm之間。

下文在實例1至3中提供透明近眼顯示器之實施方案之非限制性實例。

實例1：規格

透明AMOLED顯示器(具有係透明或半透明之在像素或像素貼片之間的區段之稀疏充填OLED顯示器)

解析度：QVGA (400×300個像素)

大小：16 mm×12 mm (因此40 um×40 um像素) (大小可係與6 mm×6 mm一樣小或高達與60 mm×60 mm一樣大之任一大小)

子像素發射區域(在本文中稱為像素大小) = 5 um×5 um (顯示區之1.51%發射光)

發射分佈型：大部分能量聚焦在正向方向上之腔(較佳地60%+、75%+、85%+等)

顯示器透明度：＞ 60% (較佳地大於70%，更佳地大於80%)

色彩：綠色(530至550 nm)或全色彩顯示器

亮度=在主動區處之10,000 cd/m² 或更大

圖框速率：90 Hz；應能夠過驅動以達成銳截止。

包含電連接之經封裝厚度＜ 0.5mm：自發射像素至其外障壁層之實體距離應係最小的-較佳的50至100 um，不會更多

基板：塑膠或玻璃

撓性：顯示器可在一個方向上彎曲至至少150 mm之曲率半徑

曲率：在大多數但並非所有情形中，曲率係眼鏡鏡片之基弧之曲率

封裝：由保形障壁塗層氣密密封

厚度：小於1.0 mm，且更佳地0.50 mm或更小

實例2：規格

透明iLED (微型LED)顯示器，具有係透明或半透明之在像素或像素貼片之間的區段之稀疏充填微型LED顯示器

解析度：QVGA (400×300個像素)

大小：16 mm×12 mm (因此40 um×40 um像素) (大小可係與6 mm×6 mm一樣小或高達與60 mm×60 mm一樣大之任何大小)

子像素發射區(在本文中稱為像素大小) = 2 um或更小×2 um或更小(1.51%或更少之顯示區發射光)

發射分佈型：其中大部分能量聚焦在正向方向上之腔(較佳地60%+、75%+、85%+等)

顯示器透明度：＞ 60% (較佳地大於70%，更佳地大於80%)

色彩：綠色(535至550 nm)或全色彩顯示器

亮度=在主動區處高達100,000 cd/m²

圖框速率：90 Hz；應能夠過驅動以達成銳截止。

包含電連接之經封裝厚度＜ 0.5 mm：自發射像素至其外障壁層之實體距離應係最小的-較佳的50至100 um，不會更多

基板：塑膠或玻璃

撓性：顯示器可在一個方向上彎曲至至少150 mm之曲率半徑

曲率：在大多數但並非所有情形中，曲率係眼鏡鏡片之基弧之曲率

封裝：由保形障壁塗層氣密密封

厚度：小於1.0 mm，且更佳地0.50 mm或更小

實例3：規格

透明TOLED顯示器，具有未被照亮以提供適當透明度之透明像素之TOLED顯示器

解析度：QVGA (400×300個像素)

大小：16 mm×12 mm (因此40 um×40 um像素) (大小可係與6 mm×6 mm一樣小或高達與60 mm×60 mm一樣大之任何大小)

子像素發射區(在本文中稱為像素大小) = 2 um或更小×2 um或更小(1.51%或更少之顯示區發射光)

發射分佈型：其中大部分能量聚焦在正向方向上之腔(較佳地60%+、75%+、85%+等)

顯示器透明度：＞ 60% (較佳地大於70%，更佳地大於80%)

色彩：綠色(535至550 nm)或全色彩顯示器

亮度=在主動區處高達100,000 cd/m²

圖框速率：90 Hz；應能夠過驅動以達成銳截止。

包含電連接之經封裝厚度＜ 0.5mm：自發射像素至其外障壁層之實體距離應係最小的-較佳的50至100 um，不會更多

基板：塑膠或玻璃

撓性：顯示器可在一個方向上彎曲至至少150 mm之曲率半徑

曲率：在大多數但並非所有情形中，曲率係眼鏡鏡片之基弧之曲率

封裝：由保形障壁塗層氣密密封

厚度：小於1.0 mm，且更佳地0.50 mm或更少

已參考具有各種特徵之特定實施例闡述本發明。鑒於上文提供之揭示內容，熟習此項技術者將明瞭，可在本發明之實踐中做出各種修改及變化而不背離本發明之範疇或精神。熟習此項技術者將認識到，可基於一給定應用或設計之要求及規格而單個地使用、以組合形式使用或省略所揭示特徵。當一實施例係指「包括」特定特徵時，應理解，實施例可替代地「由以下各項組成」或「基本上由以下各項組成」：特徵中之任何一或多者。熟習此項技術者在考量說明書及實踐本發明後將明瞭本發明之其他實施例。

應注意，在一值範圍提供於本說明書中之情況下，亦具體揭示彼範圍之上限與下限之間的每一值。在該範圍中亦可獨立地包含或不包含此等較小範圍之上限及下限。除非上下文另有明確指示，否則單數形式「一(a、an)」及「該(the)」包含複數個指示物。說明書及實例本質上意欲被視為例示性的且不背離本發明之實質之變化形式歸屬於本發明之範疇內。此外，本發明中所引用之所有參考文獻各自以其全文引用方式個別地併入本文中且如此意欲提供補充本發明之授權揭示內容之一有效方式而且提供詳述此項技術中之普通技術水平之背景。

附圖圖解說明本發明之實施例之特定態樣且不應用於限制本發明。圖式與書面說明一起闡釋本發明之特定原理。

圖1a係展示根據一實施例之一經密封透明近眼模組之一俯視圖之一示意圖。

圖1b係展示根據一實施例之一透明近眼模組之一側視圖之一示意圖。

圖2a係展示根據另一實施例之經充填透明近眼模組如何工作之一側視圖之一示意圖，該經充填透明近眼模組包括一像素貼片、用於個別像素之光區塊、像素及有距離地分開之經對準微透鏡、具有光學倍率之眼鏡鏡片及眼睛視網膜。

圖2b係展示根據另一實施例之經充填透明近眼模組在不與具有光學倍率之一眼鏡鏡片一起使用時如何工作之一側視圖之一示意圖。

圖2c係展示根據另一實施例之一透明近眼模組之一側視圖之一示意圖，其展示稀疏充填透明近眼顯示器及稀疏充填微透鏡陣列如何形成一虛像且使形成一實像之來自真實世界之光通過。

圖3a係根據一實施例展示具有9個像素(各自具有其自身之光區塊)之單像素貼片之方塊之一前視圖且展示每一像素及光區塊如何彼此有距離地分開之一示意圖。

圖3b係展示具有9個像素(各自具有其自身之光區塊)之一像素貼片之一實施例之一前視圖且展示每一像素及光區塊如何彼此有距離地分開之一圖式。

圖4a係各自具有9個像素之單像素貼片之4個方塊之一實施例之一前視圖之一圖式。

圖4b係各自具有9個像素之單像素貼片之16個方塊之一實施例之一前視圖之一圖式。

圖5a係嵌入於一眼鏡鏡片之前表面內之一透明近眼顯示器光學模組之一實施例之一側視圖。

圖5b係兩個透明近眼光學模組、含有啟用電子器件之一眼鏡框架之一對眼鏡鏡片之前表面之每一部分之一前視圖之一實施例之一圖式。

圖5c係兩個透明近眼光學模組之一前視圖之一實施例之一圖式，每一透明近眼光學模組嵌入於含有啟用電子器件之一眼鏡框架之一對眼鏡鏡片之前表面中。

圖5d係兩個透明近眼光學模組之一前視圖之一實施例之一圖式，每一透明近眼光學模組附接至含有啟用電子器件之一眼鏡框架之一對眼鏡鏡片之前表面。

圖6a係25個方塊之一實施例之一前視圖圖式且展示自其產生之視網膜影像，每一方塊包括與一有距離地分開微透鏡對準之單像素貼片。

圖6b係具有9像素貼片之1個方塊之一實施例之一前視圖圖式且展示自其產生之視網膜影像，9像素貼片中之每一者與提供較高解析度及亮度之一有距離地分開微透鏡對準。

圖6c係25個方塊之一實施例之一前視圖圖式且展示來自真實世界之光如何在像素貼片之間且在微透鏡之間通過，每一方塊包括使像素貼片各自「接通」之與一有距離地分開微透鏡對準之單像素貼片(其中光區塊在正後面)。

圖6d係25個方塊之一實施例之一前視俯視圖圖式且展示來自真實世界之光在像素貼片之間且在微透鏡之間通過，每一方塊包括使像素貼片「關斷」之與一有距離地分開微透鏡對準之單像素貼片(其中光區塊在正後面)。

圖7a係環繞與一微透鏡陣列之一微透鏡對準之一像素貼片之一遮光孔隙之一實施例之一前視圖圖式。

圖7b係具有各自與一微透鏡對準之三像素貼片之一實施例之一前視圖圖式，其展示在像素周圍且在像素之間的透明區。

圖7c係在一光區塊之頂部上之與一有距離地分開微透鏡對準之一單個像素貼片之一實施例之一前視圖圖式。

圖8係展示複數個有距離地分開之光區塊之一實施例之一後視圖式(如自看向經密封透明近眼光學模組之一使用者之眼睛之某人之眼睛所看到)，其展示來自真實世界之光如何在光區塊之間通過。

圖9係展示包括與一眼鏡鏡片之前表面有距離地分開之一經密封透明近眼光學模組之一可以可釋放方式附接之AR/MR單元之一實施例之一側視圖圖式。

圖10係展示包括擱置在一眼鏡鏡片之前表面上之一經密封透明近眼光學模組之一可以可釋放方式附接之AR/MR單元之一實施例之一側視圖圖式。

圖11a係支撐具有兩個透明近眼光學模組之一可以可釋放方式附接之AR/MR單元之一眼鏡框架之一實施例之一前視圖。

圖11b係支撐具有兩個透明近眼光學模組之一可以可釋放方式附接之AR/MR單元之一眼鏡框架之另一實施例之一前視圖，其展示透明眼睛光學模組中之每一者之底部邊緣位於佩戴者之眼睛之瞳孔之頂部邊緣上。

圖12a係展示一單個像素光及單點光如何在穿過一微透鏡之後在一使用者之眼睛之視網膜上放大之一圖式。

圖12b係25個方塊(5×5)之一實施例之一圖式，每一方塊具有使光穿過一微透鏡陣列之9像素貼片及視網膜之+/- 12.5度或25度之合成影像覆蓋範圍。

圖13係具有9像素貼片之一個方塊之一實施例之一圖式且展示來自9像素貼片之一影像如何在穿過一微透鏡陣列之後將覆蓋中央凹之+/- 2度或4度。

圖14係與具有指定尺寸及合成子影像(若利用65個此等像素)之一2.5 mm有距離地分開微透鏡對準的具有指定尺寸之具有65個像素之一單個像素貼片之一實施例之一圖式。

圖15a係包括特定元件之一經密封透明近眼光學模組之一實施例之一側視圖圖式。

圖15b係包括特定元件之一經密封透明近眼光學模組之一實施例之一側視圖圖式。

圖15c係包括特定元件之一經密封透明近眼光學模組之一實施例之一側視圖圖式。

圖15d係包括特定元件之一經密封透明近眼光學模組之一實施例之一側視圖圖式。

圖15e係包括特定元件之一經密封透明近眼光學模組之一實施例之一側視圖圖式。

圖15f係包括特定元件之一經密封透明近眼光學模組之一實施例之一側視圖圖式。

圖15g係包括特定元件之一經密封透明近眼光學模組之一實施例之一側視圖圖式。

圖16a係一有小面實施例之一側視圖圖式，其展示包括跨越一眼鏡鏡片之前表面散佈之各種元件之一透明近眼光學模組。

圖16b係一有小面實施例之一側視圖圖式，其展示包括跨越一眼鏡鏡片之前表面散佈之各種元件(包含在近眼顯示器與微透鏡陣列之間提供距離間隔之色彩積分器)之一透明近眼光學模組。

圖16c係一有小面實施例之一側視圖圖式，其展示包括跨越一眼鏡鏡片之前表面散佈之各種元件(包含在近眼顯示器與微透鏡陣列之間提供距離間隔之色彩積分器及一空氣間隙)之一透明近眼光學模組。

圖16d係一有小面實施例之一側視圖圖式，其展示包括跨越一眼鏡鏡片之前表面散佈之各種元件(包含在近眼顯示器與微透鏡陣列之間提供距離間隔之遮光孔隙)之一有小面透明近眼光學模組。

圖17a係限於經密封透明近眼光學模組之一單個像素之小區段之一實施例之一側視圖圖式，該經密封透明近眼光學模組包括具有位於像素與一微透鏡之間的一垂直孔之一遮光孔隙。

圖17b係限於經密封透明近眼光學模組之一單個像素之小區段之一實施例之一前視圖圖式，該經密封透明近眼光學模組包括具有位於像素與有距離地分開微透鏡之間的一垂直孔之一遮光孔隙。

圖18a係展示兩個透明光學模組之一實施例之一前視圖圖式，其中每一透明光學模組之底部邊緣位於一使用者之眼睛之瞳孔之頂部邊緣上面。

圖18b係展示附接至一眼鏡框架之兩個透明光學模組之一實施例之一前視圖圖式，該兩個透明光學模組中之每一者能夠獨立地經水平對準。

圖18c係展示附接至一眼鏡框架之兩個透明光學模組之一實施例之一前視圖圖式，該兩個透明光學模組中之每一者能夠獨立地經水平對準。

圖19係展示一點源、與其光學通信之一經對準微透鏡、微透鏡如何準直光射線及眼睛如何將光聚焦於視網膜上之一實例性射線追蹤實施例。

圖20係展示一單個像素貼片、與其光學通信之一微透鏡陣列之一或多個經對準微透鏡、微透鏡如何準直光射線及眼睛如何將光聚焦於視網膜上之一實例性射線追蹤實施例。

圖21係展示多個像素貼片、屬一微透鏡陣列且與該多個像素貼片光學通信之多個經對準微透鏡、微透鏡如何準直光射線及眼睛如何將光聚焦於視網膜上之一實例性射線追蹤實施例。

圖22係展示多個像素貼片、屬一微透鏡陣列且與該多個像素貼片光學通信之多個經對準微透鏡、微透鏡如何準直光射線及眼睛如何將光聚焦於視網膜上之一實例性射線追蹤實施例。

圖23係展示各自與一微透鏡陣列之一不同微透鏡對準之三個有距離地分開像素貼片之一實例性射線追蹤實施例且展示各自聚焦於中央凹之穿過眼睛之三個所得經準直射束。

圖24係關於一OLED顯示器之各種態樣之一表格。

圖25係關於微透鏡陣列及近眼顯示器之各種態樣之一表格。

圖26係實例性近眼顯示器及/或發光體之一表格。

圖27係實例性小透鏡或微透鏡之一表格。

圖28係近眼顯示器及相關聯經對準微透鏡陣列之各種實例性組合之一表格。

圖29係不同實例性可切換微透鏡陣列(接通及關斷)及不同實例性啟用構件之一表格。

圖30係不同特性及其範圍之一表格。

圖31係某人應使用之近眼顯示器及單獨地一可切換接通/關斷微透鏡陣列之調變範圍及工作循環範圍之實例性實施例之一表格。

圖32係各自包括不同組件之透明近眼顯示器模組之實例性實施例之一表格。

圖33係展示人類視網膜之黃斑、近中央凹、旁中央凹及中央凹區之尺寸之一圖解說明。

圖34係展示視錐密度隨與中央凹之角間隔而變之一圖解說明。

圖35a係具有經垂直對準且分開匯流排作為具有在上部且垂直地定向之一撓性電纜或平坦印刷電路之透明近眼光學模組之一部分之透明近眼顯示器之一實例性實施例之一圖解說明。

圖35b係具有經垂直對準且分開匯流排作為具有暫時地且水平地定向之一撓性電纜或平坦印刷電路之透明近眼光學模組之一部分之透明近眼顯示器之一實例性實施例之另一圖解說明。

圖35c係具有在上部經水平對準且分開匯流排作為具有在上部且垂直地定向之一撓性電纜或平坦印刷電路之透明近眼光學模組之一部分之透明近眼顯示器之一實例性實施例之一圖解說明。

Claims (30)

1. 一種透視型近眼光學模組，其包括： 包括像素及/或像素貼片之一透視型透明或半透明近眼顯示器及包括微透鏡之一微透鏡陣列，其中該透視型透明或半透明近眼顯示器與該微透鏡陣列對準且有距離地分開； 一電連接器；且 其中該透視型近眼光學模組係密封的。
2. 如請求項1之透視型近眼光學模組，其中該透視型透明或半透明近眼顯示器具有80%或更大之一透明度。
3. 如請求項1之透視型近眼光學模組，其中該等像素中之一或多者包括在每一像素後面之一光區塊，其中該光區塊能夠減少來自該透視型透明或半透明近眼顯示器之光經引導遠離一使用者之一眼睛。
4. 如請求項1之透視型近眼光學模組，其中該透視型透明或半透明近眼顯示器部分地充填有該等像素或像素貼片。
5. 如請求項1之透視型近眼光學模組，其中該透視型透明或半透明近眼顯示器之一像素填充因數係10%或更少。
6. 如請求項1之透視型近眼光學模組，其中該透視型透明或半透明近眼顯示器之一像素填充因數係5%或更少。
7. 如請求項1之透視型近眼光學模組，其中該微透鏡陣列部分地充填有該等微透鏡。
8. 如請求項1之透視型近眼光學模組，其中該微透鏡陣列之一微透鏡填充因數係50%或更少。
9. 如請求項1之透視型近眼光學模組，其中該微透鏡陣列之一微透鏡填充因數係40%或更少。
10. 如請求項1之透視型近眼光學模組，其中複數個該等微透鏡係雙凸面的。
11. 如請求項1之透視型近眼光學模組，其中複數個該等微透鏡係非球面的。
12. 如請求項1之透視型近眼光學模組，其中複數個該等微透鏡與該透視型透明或半透明近眼顯示器之複數個該等像素或像素貼片對準。
13. 如請求項1之透視型近眼光學模組，其中複數個該等微透鏡與該透視型透明或半透明近眼顯示器之該等像素或該等像素貼片中之一或多者對準。
14. 如請求項1之透視型近眼光學模組，其中該等微透鏡中之一者之一大小大於一經對準像素或像素貼片之一大小。
15. 如請求項1之透視型近眼光學模組，其中該透視型透明或半透明近眼顯示器與該微透鏡陣列對準且有距離地分開且直接或間接附接至該微透鏡陣列。
16. 如請求項1之透視型近眼光學模組，其中該等像素或像素貼片由OLED、iLED (微型LED)及/或TOLED組成。
17. 如請求項1之透視型近眼光學模組，其中該透視型透明或半透明近眼顯示器能夠在30 Hz與100 Hz之間進行調變且具有50%或更少之接通之一工作循環。
18. 如請求項1之透視型近眼光學模組，其中該密封係一氣密密封。
19. 如請求項1之透視型近眼光學模組，其中該等像素含納於該等像素貼片內。
20. 如請求項19之透視型近眼光學模組，其中複數個該等像素貼片含納於一方塊內。
21. 如請求項20之透視型近眼光學模組，其中複數個該等方塊對於一使用者之一眼睛而言跨越一眼鏡鏡片之一區段係有小面的，從而提供一曲率給該透視型近眼光學模組。
22. 如請求項1之透視型近眼光學模組，其中該透視型近眼光學模組嵌入於一(若干)眼鏡鏡片、一護目鏡或一護面罩中之一者之一前表面內。
23. 如請求項1之透視型近眼光學模組，其中該透視型透明或半透明近眼顯示器與該微透鏡陣列以介於該透視型透明或半透明近眼顯示器與該微透鏡陣列之間的一距離間隔來有距離地分開，且其中該距離間隔包括一空氣間隙或一材料層。
24. 如請求項1之透視型近眼光學模組，其中該等像素之一像素大小介於1.5微米與8微米之間。
25. 如請求項1之透視型近眼光學模組，其中該透視型近眼光學模組能夠使光自一環境傳遞至一使用者之一眼睛以形成一實像，且其中該透視型近眼光學模組使自該透視型近眼光學模組產生之光透射至該使用者之該眼睛以形成一虛像。
26. 如請求項1之透視型近眼光學模組，其中該透視型近眼光學模組之光學器件能夠放大一使用者之一眼睛所看到之一影像，其中此放大率在由該透視型近眼光學模組之該透視型透明或半透明近眼顯示器產生之一原始影像之2倍與8倍之範圍內。
27. 如請求項1之透視型近眼光學模組，其中該等像素貼片中之一者之一大小在15微米×15微米與750微米×750微米之範圍內。
28. 如請求項1之透視型近眼光學模組，其中該等像素貼片中之一者中之該等像素之一數目在3個像素×3個像素與64個像素×64個像素之範圍內。
29. 如請求項1之透視型近眼光學模組，其中該等微透鏡中之一或多者之一大小在50微米與800微米之範圍內。
30. 如請求項23之透視型近眼光學模組，其中該距離間隔在25微米與2 mm之間。