可佩戴式装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及可佩戴式装置以及基于可佩戴式激光器的显示系统。更具体地，本实用新型专利技术的各种实施方式提供了结合投影显示系统的可佩戴式增强实景眼镜，其中，一个或多个激光二极管用作光源，以使用透明波导通过光学递送至眼睛来显示图像。更进一步地，本实用新型专利技术涉及可佩戴式装置，其特征在于，包括：框架构件，将被配置给人类用户；显示设备，耦接至所述框架构件并被配置为被所述人类用户观看；以及激光源，可操作地耦接至所述显示设备，所述激光源包括使用含有镓和氮的材料制成的至少一个激光器。

【技术实现步骤摘要】
【专利说明】可佩戴式装置相关申请的交叉引用本申请要求于2013年10月11日提交的美国临时专利申请N0.61/889，955和2014年8月I日提交的美国临时专利申请N0.14/449，700的优先权，在此通过引用将其结合与本文中。
本技术涉及对日常用户为透明的并具有低功耗的可佩戴式装置。更具体地，本技术的各种实施方式提供眼镜中的可佩戴式增强实景投影显示系统，其中，一个或多个激光二极管用作光源，用于示出使用透明波导光学传递到眼睛的图像。
技术介绍
眼镜中的可佩戴式增强实景(reality)显示器变得越来越流行并且有望在未来几年获得进一步的牵引。
技术实现思路
根据本技术，提供了一种可佩戴式装置，其包括:框架构件，被配置到人类用户；显示设备，耦接至框架构件并被配置为被人类用户观看；以及激光源，可操作地耦接至显示设备，激光源包括使用含有镓和氮的材料制成的至少一个激光器。进一步地，框架构件被配置为一副眼镜。进一步地，框架构件被配置为可佩戴式手腕设备。进一步地，激光源親接至波长转换材料。进一步地，激光源设置在模块设备中。进一步地，激光源被配置为光源。进一步地，激光源耦接至MEMS设备。进一步地，激光源耦接至LCOS设备。进一步地，激光源包括多个激光设备，激光设备包括蓝色激光器、绿色激光器和红色激光器。可佩戴式装置进一步包括具有第一区和第二区的波导结构，第一区耦接至显示设备，并且第二区耦接至激光源，波导结构被配置为使来自激光源的电磁辐射横穿波导结构以使图像输出在显示设备上。进一步地，激光源被配置为发射激光束以横穿(traverse through)波导，使得图像在Icm或更小的小孔中以20度或更小的准直度进入波导结构，并且通过直接写入波导结构或耦接至波导结构的衍射特征以某一角度进行衍射，并且其后，图像利用全内反射来反射或利用另外的衍射特征来衍射，以被横向地引导穿过波导结构，并且使得图像入射在最终的衍射元件上并被扩大(expand)或缩小(contracte)以照射在人类用户的眼睛的一部分上。进一步地，波导结构被配置为将图像引导至所述显示设备。进一步地，激光源包括红色激光二极管、蓝色激光二极管和绿色激光二极管。【附图说明】图1是示出根据本技术的实例的激光二极管结构的简化示意性截面图。图2是与短腔(short cavity)激光二极管一起示出的传统激光二极管的实例。图3是具有全部安装在相同底座上的R-G-B激光芯片的TO-Can型封装件的实例，其示出了安装在传统头部封装件(header package)中的短腔RGB激光二极管芯片。图4是根据实例的配置有短激光光学和准直光束的RGB TO-can，其示出了安装在传统头部封装件中的利用光学器件来准直光束的短腔RGB激光二极管芯片。图5是具有3mmX 3mmX 0.5mm的尺寸的微型RGB激光模块的实例。在该实例配置中，激光二极管输出光束通过用于光束准直的透镜馈入，其通过微型致动器来对准。准直光束随后被親合至用于输出RGB光束的波导光束组合(combing，合成)设备。图6是根据实例的配置有固定透镜的RGB模块。图7是示出结合使用衍射波导的投影显示系统来将图像递送到眼睛的可佩戴式增强实景眼镜的简化图。图8是示出结合使用全息波导的投影显示系统来将图像递送到眼睛的可佩戴式增强实景眼镜的简化图。图9是示出结合使用偏振波导的投影显示系统来将图像递送到眼睛的可佩戴式增强实景眼镜的简化图。图10是示出结合使用反射波导的投影显示系统来将图像递送到眼睛的可佩戴式增强实景眼镜的简化图。图11是示出结合使用反射波导的投影显示系统来将图像递送到眼睛的可佩戴式增强实景眼镜的简化图。图12是示出结合使用反射波导的投影显示系统来将图像递送到眼睛的可佩戴式增强实景眼镜的简化图。图13是示出结合投影显示系统的各种可佩戴式增强实景眼镜的图片。这些产品都高度分散注意力并具有高功耗。图14是结合投影显示系统的各种可佩戴式眼镜的比较。这些产品高度分散注意力并具有高功耗，并且在透明慎重眼镜(transparent discreet eye-glasses)的外形因素(form factor)方面不提供明亮图像。【具体实施方式】随着绿色激光二极管和突破性显示技术(例如，扫描微反射镜)的出现，基于红色、绿色和蓝色(RGB)激光二极管的显示系统的火爆市场是必然的。在诸如电话和其他装置的微型投影的应用以及用于在透镜上投影或者甚至进行直接视网膜扫描的谷歌眼镜等甚至更低的功率/更小的应用中，由小型投影设备驱动这些火爆市场的大部分。为了给这种应用提供最好的服务，激光二极管应以低功耗和长电池寿命高效地进行操作，激光二极管具有低成本结构以便实现具有高容量消费电子应用、具有高3dB调制带宽以便能够具有提供最佳和最有效的图像生成的驱动方案，并且具有非常小的外形，以便实现适合用于紧凑装置(例如，谷歌眼镜、智能电话、智能手表等)的微型光学引擎。在此处公开的本技术使用红色、绿色以及蓝色超短腔(cavity)面内(in-plane)激光二极管来解决这些要求。用于制造在这些应用中使用的传统平面激光二极管的切割技术将腔长度限制为大于350um并且更实际地限制为450um。由于难以实现高质量的切割面、产量以及处理考虑，在GaN系统中尤其如此。图1为示出根据本公开的实施方式的激光二极管结构的简化示意性截面图，其示出了脊形激光二极管的示意性截面图，该脊形类型激光二极管的示意性截面图示出了与设备相关的各个特征。如图所示，激光设备包括氮化镓基板203，其具有底层η型金属背接触区201。在实施方式中，金属背接触区由合适的材料制成，诸如下述那些以及其他材料。在实施方式中，该设备还具有上层η型氮化镓层205、有源区207以及构造为激光条带(stripe，带)区211的上层P型氮化镓层。此外，除了其他特征，该设备还包括η侧分别限制异质结构(SCH) 206、ρ侧引导层或SCH 208、p_AlGaN EBL 209。在实施方式中，该设备还具有P++型氮化镓材料213，以形成接触区。在实施方式中，p++型接触区具有合适的厚度，并且可在从大约1nm到50nm的范围内，或者具有其他厚度。在实施方式中，掺杂程度可高于P型包覆(cladding)区和/或大块(bulk)区。在实施方式中，p++型区具有从大约1019Mg/cm3到1021Mg/cm3的掺杂浓度或其他浓度。p++型区优选地在半导体区与上层金属接触区之间形成沟道。在实施方式中，使用金属有机化学气相沉积(MOCVD)、分子束外延(MBE)或适合于GaN生长的其他外延生长技术中的至少一种外延沉积技术形成这些区中的每个。在实施方式中，在基板上沉积η型AluIr^GaniNM，其中，O彡U、V、u+v彡I。在实施方式中，载体(carrier)浓度可在介于大约1016cm_3与10 2°cm_3之间的范围内。可使用金属有机化学气相沉积(MOCVD)或分子束外延(MBE)执行沉积。例如，大块GaN基板放置在MOCVD反应器(reactor)中的基座(susceptor)上。在将当前第1页1 2 3 4 5 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可佩戴式装置，其特征在于，包括：框架构件，将被配置给人类用户；显示设备，耦接至所述框架构件并被配置为被所述人类用户观看；以及激光源，可操作地耦接至所述显示设备，所述激光源包括使用含有镓和氮的材料制成的至少一个激光器。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：保罗·鲁迪，詹姆斯·W·拉林，埃里克·古坦，黄华，
申请(专利权)人：天空激光二极管有限公司，
类型：新型
国别省市：美国;US