具有单板光波导和独立可调节微型显示器阵列的显示器系统

背景技术

显示器系统(包括虚拟现实系统)允许用户将数字世界可视化。混合现实系统将物理世界和数字世界中的人、地点和对象聚集在一起。作为示例，混合现实系统可以允许用户与包括全息图在内的虚拟对象交互，从而使得系统的用户能够将数字内容可视化并且作为真实世界的一部分来使用数字内容进行工作。用户可以拖放全息图作为其在真实世界中的视图的一部分。

虚拟和混合现实系统可以使用头戴式显示器来实现，该头戴式显示器可以将虚拟数字内容投射在用户眼前。很多这样的系统包括用于耦合从光源接收的光信号以显示给显示器系统的用户的波导。

发明内容

在一个示例中，本公开涉及一种装置，该装置包括与红色通道相对应的第一微型显示器阵列、与绿色通道相对应的第二微型显示器阵列和与蓝色通道相对应的第三微型显示器阵列。该装置还可以包括光波导，该光波导包括第一表面和与第一表面相对的第二表面。光波导还可以包括：被配置为接收与红色通道相对应的第一光部分的第一输入光栅区域；被配置为接收与蓝色通道相对应的第二光部分的第二输入光栅区域，其中第二输入光栅区域与第一输入光栅区域偏移第一偏移；以及被配置为接收与绿色通道相对应的第三光部分的第三输入光栅区域，其中第三输入光栅区域与第二输入光栅区域偏移第二偏移。

光波导还可以包括：被形成在光波导的第一主表面上的第一组扩展光栅，被配置为从第一输入光栅区域接收第一光部分的第一衍射光部分；被形成在光波导的第一主表面上的第二组扩展光栅，被配置为从第二输入光栅区域接收第二光部分的第二衍射光部分；以及被形成在光波导的第二主表面上的第三组扩展光栅，被配置为从第三输入光栅区域接收第三光部分的第三衍射光部分。

在另一示例中，本公开涉及一种装置，该装置包括与红色通道相对应的第一微型显示器阵列、与绿色通道相对应的第二微型显示器阵列和与蓝色通道相对应的第三微型显示器阵列。该装置还可以包括光波导，该光波导包括第一表面和与第一表面相对的第二表面。光波导还可以包括：被配置为接收与红色通道相对应的第一光部分的第一输入光栅区域；被配置为接收与蓝色通道相对应的第二光部分的第二输入光栅区域，其中第二输入光栅区域与第一输入光栅区域偏移第一偏移；以及被配置为接收与绿色通道相对应的第三光部分的第三输入光栅区域，其中第三输入光栅区域与第二输入光栅区域偏移第二偏移。

光波导还可以包括：被形成在光波导的第一主表面上的第一扩展光栅，被配置为从第一输入光栅区域接收第一光部分的第一衍射光部分；被形成在光波导的第一主表面上的第二扩展光栅，被配置为从第二输入光栅区域接收第二光部分的第二衍射光部分；以及被形成在光波导的第二主表面上的第三扩展光栅，被配置为从第三输入光栅区域接收第三光部分的第三衍射光部分。光波导还可以包括输出光栅，该输出光栅被配置为组合从第一扩展光栅、第二扩展光栅和第三扩展光栅中的每一个所接收的光，以生成与装置的视场相对应的组合光并且将组合光输出到光波导之外。

在另一示例中，本公开涉及一种装置中的方法，该装置包括显示控制器、光波导、第一微型显示器阵列、第二微型显示器阵列和第三微型显示器阵列。该方法可以包括：将从第一微型显示器阵列接收的第一光部分耦合到光波导的第一输入光栅区域，将从第二微型显示器阵列接收的第二光部分耦合到光波导的第二输入光栅区域，并且将从第三微型显示器阵列接收的第三光部分耦合到光波导的第三输入光栅区域。该方法还可以包括：将第一光部分的第一衍射部分引导到第一扩展光栅，将第二光部分的第二衍射部分引导到第二扩展光栅，并且将第三光部分的第三衍射部分引导到第三扩展光栅。该方法还可以包括使用单个输出光栅，该单个输出光栅组合从第一扩展光栅、第二扩展光栅、第三扩展光栅中的每一个所接收的光，并且输出与并入光波导的装置的视场相对应的组合光。该方法还可以包括：响应于至少一个均匀性控制信号，使用与装置相关联的控制器独立地调节以下中的至少一项：与对应于第一微型显示器阵列的第一组像素相关的第一显示器参数、与对应于第二微型显示器阵列的第二组像素相关的第二显示器参数、或与对应于第三微型显示器阵列的第三像素集相关的第三显示器参数，以至少提高组合光的均匀性。

附图说明

本公开通过示例的方式示出，并且不受附图的限制，在附图中，相似的附图标记指示相似的元素。图中的元素为了简单和清楚而示出，而不一定按比例绘制。

图1示出了根据一个示例的光波导的图；

图2示出了根据示例的包括光波导100的多个视图以描述显示器系统200的操作的显示器系统200的组件的示意图；

图3示出了与图2的显示器系统一起使用的示例微型显示器阵列的示意图；

图4示出了根据一个示例的与图2的显示器系统相对应的系统的框图；以及

图5示出了流程图，该流程图示出了根据一个示例的与合并有图1的光波导、显示器系统200和系统400的装置相关的方法的步骤。

具体实施方式

在本公开中描述的示例涉及具有单板表面浮雕光栅(SRG)的显示器系统。在某些示例中，显示器系统可以包括单板SRG、显示器模块(诸如用于显示红色、绿色和蓝色的微型发光二极管(微型LED)显示器阵列)、以及投影透镜。作为示例，每个显示器模块可以包括微型LED阵列显示器和投影透镜。

由于三个设计限制，具有单板SRG波导的HMD可能会遇到诸如光学效率较低和颜色均匀性较差的问题。首先，针对所有三种颜色(例如，红色、绿色和蓝色)使用公共输入光栅会限制来自显示器模块的光到光波导中的最佳耦合。这可能导致较差的光学效率，从而转化为较高的器件功耗。这是因为，输入光栅的效率由光的波长和入射角确定。第二，当使用激光照射时，由于激光装置的特性，每种颜色的光的带宽非常窄。窄的源光谱进一步限制了效率，但是由于在显示器的视场中颜色均匀性存在急剧转变，因此对颜色均匀性产生了较大影响。第三，当使用激光源时，由显示器模块生成的光瞳尺寸受到MEMS反射镜和中继光学器件的尺寸的限制。小的光瞳尺寸导致高度的空间颜色不均匀性，这称为光瞳复制(replication)。虽然在多板设计中，可以通过使用双面光栅来减轻光瞳复制，但是在单板设计的情况下，没有足够的空间对扩展光栅进行双面化。

在本公开的某些示例中，显示器模块可以被直接连接到光波导。可以针对颜色对投影透镜进行优化。(对应于红色、绿色和蓝色通道的)显示器模块可能会彼此稍微偏移，使得每个显示器模块在光波导上具有其自己的输入光栅区域。扩展光栅也可以分离。可以存在公共输出光栅。作为示例，红色输入光栅可以在波导的A面上，并且红色扩展光栅也可以在A面上在输入光栅与输出光栅之间。绿色输入光栅也可以在A面上，并且绿色扩展光栅可以在B面上在输入光栅与输出光栅之间。蓝色输入光栅可以在A面上，并且蓝色扩展光栅也可以在A面上，但是在与输出光栅方向相对的方向上。以这种方式，在该示例中，每种颜色具有其自己的输入光栅和扩展光栅，以优化效率和颜色均匀性。分离的光栅区域可以有利地消除在光栅之间交叉耦合光的可能性。作为备选，可以存在具有两个显示器模块的选项：一个显示器模块用于红色通道，另一显示器模块用于蓝色通道和绿色通道两者。这种分离是可能的，因为用于绿色通道和蓝色通道的LED材料在微型LED阵列上很常见并且因此将它们组合起来会更容易。波导架构仍将类似于上面的示例，但是绿色通道和蓝色通道将具有共享的输入光栅区域。

图1示出了根据一个示例的光波导100的图。光波导100可以经由基板110形成。如稍后解释的，光波导可以与用于显示诸如混合现实相关内容等内容的显示器模块耦合。在该示例中，光波导100可以是单板表面浮雕光栅(SRG)波导。在一个示例中，光波导可以为约0.5mm厚。在该示例中，光波导100在水平方向上可以为约50mm，而在竖直方向上可以为约30mm。标记为R、G和B的三个圆圈对应于光波导100的输入光栅。在该示例中，每个输入光栅的直径可以仅为约3mm。光波导100可以包括两个主表面：主表面132和另一主表面，该另一主表面在该图中在表面132的另一侧并且因此不可见。

继续参考图1，主表面132可以包括第一组扩展光栅102和104以及第二组扩展光栅112和114。相对的表面可以包括第三组扩展光栅122和124。在该示例中，扩展光栅102和104可以被配置为从与红色通道相对应的输入光栅区域(例如，标记为R的输入光栅区域)接收衍射光。扩展光栅112和114可以被配置为从与蓝色通道相对应的另一输入光栅区域(例如，标记为B的输入光栅区域)接收衍射光。扩展光栅122和124可以被配置为从与绿色通道相对应的输入光栅区域(例如，标记为G的输入光栅区域)接收衍射光。光波导100还可以包括输出光栅140，输出光栅140可以被配置为组合从第一组扩展光栅(例如，扩展光栅102和104)、第二组扩展光栅(例如，扩展光栅112和114)和第三组扩展光栅(例如，扩展光栅122和124)中的每已个所接收的光，以生成与合并有光波导100的装置的视场相对应的组合光，并且将组合光输出到光波导100之外以由装置的用户查看内容。因此，在该示例中，与红色通道相对应的光总是通过扩展光栅102和104。类似地，在该示例中，与蓝色通道相对应的光总是通过扩展光栅112和114，并且与绿色通道相对应的光总是通过扩展光栅122和124。在该示例中，代替直接去往输出光栅，与蓝色通道相对应的光可能会从输出光栅离开，并且通过扩展光栅112和114被重引导回到输出光栅。在该示例中，相对于观看内容的用户的眼睛，组合光在同一位置处出射。组合光亮度较高，而光波导是使用单块板形成的，从而使其紧凑。虽然图1示出了以一定方式布置的光波导100的一定数目的组件，但是可以存在更多或更少数目的不同布置的组件。

图2示出了包括光波导100的多个视图以描述显示器系统200的操作的显示器系统200的组件的示意图。图2所示的三个视图中的每个对应于特定颜色通道。作为示例，左上视图对应于红色通道，中间视图对应于蓝色通道，左下视图对应于绿色通道。对于这些视图的每个，使用相同的附图标记，除非视图的特定方面在结构上或其他方面不同。光波导100可以耦合到三个不同的显示器模块：用于红色通道的显示器模块240、用于蓝色通道的显示器模块260和用于绿色通道的显示器模块280。显示器模块240可以包括用于红色通道的微型显示器阵列244和可以针对红色进行优化的投影透镜246。显示器模块260可以包括用于蓝色通道的微型显示器阵列264和可以针对蓝色进行优化的投影透镜266。显示器模块280可以包括用于绿色通道的微型显示器阵列284和可以针对绿色进行优化的投影透镜286。每个投影透镜可以使从相应微型显示器阵列接收的光朝向与合并有光波导100的装置相关联的视场准直。每个投影透镜可以针对发射器的波长进行优化。在一个示例中，透镜优化可以包括改变透镜材料。在另一示例中，透镜优化可以包括改变透镜曲率。根据需要，为了确保较低的成本，每个投影透镜的透镜材料可以是塑料。

继续参考图2，经由显示器模块240接收的光可以被耦合到输入光栅区域212。输入光栅区域212可以被配置为将与红色通道相对应的光朝着扩展光栅102和104引导。扩展光栅102和104可以被配置为将光朝着输出光栅140引导，输出光栅140进而可以生成与合并有光波导100的装置的视场相对应的组合光，并且将组合光输出到光波导100之外以供至少光瞳202观察。经由显示器模块260接收的光可以耦合到输入光栅区域214。输入光栅区域214可以被配置为将与蓝色通道相对应的光朝着扩展光栅112和114引导。扩展光栅112和114可以被配置为将光朝着输出光栅140引导，输出光栅140进而可以生成与合并有光波导100的装置的视场相对应的组合光，并且将组合光输出到光波导100之外以供至少光瞳202观察。在该示例中，输入光栅区域214可以与输入光栅区域212偏移，以允许显示器模块240耦合到输入光栅区域212中并且允许显示器模块260耦合到输入光栅区域214中。偏移量可以取决于显示器模块的物理和空间方面。经由显示器模块280接收的光可以耦合到输入光栅区域216。输入光栅区域216可以被配置为将与绿色通道相对应的光朝着扩展光栅122和124引导。扩展光栅122和124可以被配置为将光朝着输出光栅140引导，输出光栅140进而可以生成与合并有光波导100的装置的视场相对应的组合光，并且将组合光输出到光波导100之外以供至少光瞳202观察。光栅区域216可以与输入光栅区域214偏移，以允许显示器模块260耦合到输入光栅区域214中并且允许显示器模块280可以耦合到输入光栅区域216中。偏移量可以取决于显示器模块的物理和空间方面。如图2所示，光可以通过全内反射在光波导100内部传播。

仍然参考图2，各种光栅可以形成在光波导100的表面上。备选地，光栅中的至少一些或全部可以被嵌入在与光波导100相对应的基板中。光栅可以被实现为衍射光学元件(DOE)。每个光栅可以包括可以拆分或改变任何入射光的方向的周期性结构。周期性结构可以通过改变表面本身来形成，例如通过在光波导100的表面中形成均匀凹槽来形成，其中均匀凹槽可以以均匀间隔量分离。这样的表面浮雕光栅可以使用诸如蚀刻光波导100的表面和/或在光波导100的表面上沉积材料等工艺来形成。这样的光栅也可以使用沉积工艺(例如，铝沉积工艺)形成为SRG，并且根据需要，可以用其他材料覆盖光栅。作为本公开的一部分，形成在表面上的任何光栅可以包括在表面光栅“上”或嵌入在“表面光栅”中。

继续参考2，微型显示器阵列244、264和284中的每一个可以被实现为微型LED阵列。对于红色通道、蓝色通道和绿色通道中的每个使用单独的微型显示器阵列可以有利地允许在显示器系统200的视场中具有更高数量的颜色均匀性和颜色急剧转变。虽然图2示出了以某种方式布置的系统显示器200的一定数目的组件，但是可以存在更多或更少数目的不同布置的组件。作为示例，虽然图2示出了布置在示出光瞳202的一侧的相对侧的显示器模块240、260和280，但是它们可以布置在与示出光瞳202的一侧相同的一侧。因此，显示器系统不需要被配置为潜望镜模式，而是可以被配置为镜像模式。

图3示出了与显示器系统200一起使用的示例微型显示器阵列300的示意图。如先前解释的，可以专门地为特定颜色定制每个微型显示器。可以使用半导体晶片处理技术在基板310上形成微型显示器阵列300。在该示例中，微型显示器阵列300可以包括以行和列布置的发光二极管(LED)阵列。作为示例，顶部行可以包括微型LED 302、304、306和308，最左列可以包括微型LED 302、312和314。作为示例，每个微型LED可以对应于在显示器系统200的视场中显示给用户的像素。在该示例中，微型显示器阵列300和相邻的微型LED可以以小于5微米的间距分离。在另一示例中，间距可以在2.5微米至5微米之间的范围内。微型LED的使用也可以允许较高的亮度，因为与其他显示技术不同，微型LED发光。较高的亮度在与光波导100(其可能在光学上效率低下)一起使用时可能是特别有利的。另外，有利地，与作为窄光源的激光源不同，微型LED是广谱光源。由这些微型LED发出较广的光谱范围可以克服通过光波导的光传输的效率低下的问题。

继续参考图3，微型显示器阵列300可以根据颜色通道而配置有不同数目的像素。作为示例，用于绿色通道的微型显示器阵列可以被配置为每度具有最高数目的像素。在一个示例中，用于绿色通道的微型显示器阵列每度可以具有多达60个像素。另一方面，用于红色通道和蓝色通道的微型显示器阵列可以被配置为每度具有相对较少数目的像素。在一个示例中，用于这些颜色的微型显示器阵列每度可以具有少至15个像素。通过针对每个颜色通道每度配置像素数目，可以有利地节省功率，因为红色通道和蓝色通道可能不需要与绿色通道一样多的像素。

图4示出了与显示器系统200相对应的系统400的框图。系统400可以包括显示控制器410、存储器420、传感器430、通信接口440、红色微型显示器接口450、绿色微型显示器接口460和蓝色微型显示器接口470，上述每个可以经由总线405而被耦合。存储器420还可以包括以模块形式组织的指令，包括与均匀性控制器422相关的指令。均匀性控制器422可以包括与生成均匀性控制信号相对应的指令和数据结构，均匀性控制信号可以用于为红色通道、蓝色通道和绿色通道中的每个独立地调节颜色的均匀性。在一个示例中，均匀性控制器件422可以包括用于针对这些颜色通道中的每个独立地校准颜色均匀性的指令。校准过程可以在各个阶段执行：在装置的最终测试期间、以周期性间隔、在装置的加电期间、响应于来自与该装置相关联的另一指令模块的请求、响应于用户请求、用户命令或用户输入、或者响应于装置的机械冲击。传感器430可以包括加速度计或类似的传感器以检测任何机械冲击(例如，由用户无意中掉下合并有光波导100的装置而引起的冲击)。作为校准过程的一部分，显示控制器400可以发起一系列步骤，这系列步骤可以包括顺序地给每个微型显示器阵列加电，以及使用传感器430(例如，光电传感器)感测由相应微型显示器阵列生成的光的至少一部分以评估颜色的均匀性。虽然图4示出了以某种方式布置的系统400的一定数目的组件，但是可以存在更多或更少数目的不同布置的组件。

先前描述的光波导100和显示器系统可以合并到透视混合现实显示器系统中。也可以为用户的左眼和右眼中的每个提供分离的光波导100和相关组件。这样的光波导可以位于透明透镜的旁边或之间，该透明透镜可以是在眼镜或处方眼镜中使用的标准透镜。混合现实显示器系统也可以被实现为包括框架的头戴式显示器(HMD)眼镜。

图5示出了流程图500，该流程图500示出了根据一个示例的与合并有光波导100和显示器系统200的装置相关的方法的步骤。步骤510可以包括：将从第一微型显示器阵列接收的第一光部分耦合到光波导的第一输入光栅区域，将从第二微型显示器阵列接收的第二光部分耦合到光波导的第二输入光栅区域，并且将从第三微型显示器阵列接收的第三光部分耦合到光波导的第三输入光栅区域。在一个示例中，该步骤可以根据从显示控制器410接收的控制指令使用光波导100和显示器系统200来执行。关于光部分的耦合的其他细节参考图1-图4进行描述。

步骤520可以包括：将第一光部分的第一衍射部分引导到第一扩展光栅，将第二光部分的第二衍射部分引导到第二扩展光栅，并且将第三光部分的第三衍射部分引导到第三扩展光栅。在一个示例中，该步骤可以根据从显示控制器410接收的控制指令使用光波导100和显示器系统200来执行。因此，例如，如早先参考图1所述，扩展光栅102和104可以被配置为从与红色通道相对应的输入光栅区域(例如，标记为R的输入光栅区域)接收衍射光。扩展光栅112和114可以被配置为从与蓝色通道相对应的另一输入光栅区域(例如，标记为B的输入光栅区域)接收衍射光。扩展光栅122和124可以被配置为从与绿色通道相对应的输入光栅区域(例如，标记为G的输入光栅区域)接收衍射光。关于该步骤的附加细节参考图1-图4进行描述。

步骤530可以包括使用单个输出光栅，该三个输出光栅组合从第一扩展光栅、第二扩展光栅和第三扩展光栅中的每个接收的光，并且输出与合并有光波导的装置的视场相对应的组合光。在一个示例中，该步骤可以根据从显示控制器410接收的控制指令使用光波导100和显示器系统200来执行。作为示例，如前所述，输出光栅140可以被配置为组合从第一组扩展光栅(例如，扩展光栅102和104)、第二组扩展光栅(例如，扩展光栅112和114)和第三组扩展光栅(例如，扩展光栅122和124)中的每一个所接收的光，以生成与合并有光波导100的装置的视场相对应的组合光，并且将组合光输出到光波导100之外以供装置的用户查看内容。关于该步骤的附加细节参考图1-图4进行描述。

步骤540可以包括：响应于至少一个均匀性控制信号，使用与该装置相关联的控制器独立地调节以下中的至少一项：与对应于第一微型显示器阵列的第一组像素相关的第一显示器参数、与对应于第二微型显示器阵列的第二组像素相关的第二显示器参数、或与对应于第三微型显示器阵列的第三像素集相关的第三显示器参数，以至少提高组合光的均匀性。在该示例中，显示器参数可以涉及视场中颜色的亮度。因此，在一个示例中，缺乏颜色均匀性可以与视场中心内及周围的颜色的较高亮度相关，但是与在视场的周边处或附近的颜色的较低亮度相关。在一个示例中，在校准过程之后，如关于图4所述，显示控制器410可以为需要调节的微型显示器阵列调节每个像素的亮度。该调节可以针对与红色通道、蓝色通道和绿色通道相对应的每个微型显示器阵列独立地执行。在一个示例中，显示控制器410可以将与每个像素相对应的位作为均匀性控制器422的一部分存储在存储器420中，这些位允许对每个像素进行亮度控制。因此，可用于控制每个像素的一定数目的位(例如，八分之二)可以用于控制该特定像素在特定微型显示器阵列上的亮度。参考图5描述的步骤不需要以特定顺序执行，而是可以执行更多或更少的步骤。

总之，本公开涉及一种装置，该装置包括与红色通道相对应的第一微型显示器阵列、与绿色通道相对应的第二微型显示器阵列和与蓝色通道相对应的第三微型显示器阵列。该装置还可以包括光波导，该光波导包括第一表面和与第一表面相对的第二表面。光波导还可以包括：被配置为接收与红色通道相对应的第一光部分的第一输入光栅区域；被配置为接收与蓝色通道相对应的第二光部分的第二输入光栅区域，其中第二输入光栅区域与第一输入光栅区域偏移第一偏移；以及被配置为接收与绿色通道相对应的第三光部分的第三输入光栅区域，其中第三输入光栅区域与第二输入光栅区域偏移第二偏移。

光波导还可以包括：被形成在光波导的第一主表面上的第一组扩展光栅，被配置为从第一输入光栅区域接收第一光部分的第一衍射光部分；被形成在光波导的第一主表面上的第二组扩展光栅，被配置为从第二输入光栅区域接收第二光部分的第二衍射光部分；以及被形成在光波导的第二主表面上的第三组扩展光栅，被配置为从第三输入光栅区域接收第三光部分的第三衍射光部分。

该装置还可以包括被耦合到第一微型显示器阵列的第一投影透镜、被耦合到第二微型显示器阵列的第二投影透镜和被耦合到第三微型显示器阵列的第三投影透镜。该装置还可以包括输出光栅，该输出光栅被配置为组合从第一组扩展光栅、第二组扩展光栅和第三组扩展光栅中的每个接收的光，以生成与装置的视场相对应的组合光并且将组合光输出到光波导之外。光波导可以是单板表面反射光栅。

在该装置的一个示例中，第一输入光栅区域可以布置在与第二输入光栅区域相对的方向上。第一微型显示器阵列、第二微型显示器阵列和第三微型显示器阵列中的每个可以包括微型LED阵列。该装置还可以包括显示控制器，该显示控制器被配置为独立地调节以下中的至少一项：与对应于第一微型显示器阵列的第一组像素相关的第一显示器参数、与对应于第二微型显示器阵列的第二组像素相关的第二显示器参数、或与对应于第三微型显示器阵列的第三像素集相关的第三显示器参数，以至少提高组合光的均匀性。

在另一示例中，本公开涉及一种装置，该装置包括与红色通道相对应的第一微型显示器阵列、与绿色通道相对应的第二微型显示器阵列和与蓝色通道相对应的第三微型显示器阵列。该装置还可以包括光波导，该光波导包括第一表面和与第一表面相对的第二表面。光波导还可以包括：被配置为接收与红色通道相对应的第一光部分的第一输入光栅区域；被配置为接收与蓝色通道相对应的第二光部分的第二输入光栅区域，其中第二输入光栅区域与第一输入光栅区域偏移第一偏移；以及被配置为接收与绿色通道相对应的第三光部分的第三输入光栅区域，其中第三输入光栅区域与第二输入光栅区域偏移第二偏移。

光波导还可以包括：被形成在光波导的第一主表面上的第一扩展光栅，被配置为从第一输入光栅区域接收第一光部分的第一衍射光部分；被形成在光波导的第一主表面上的第二扩展光栅，被配置为从第二输入光栅区域接收第二光部分的第二衍射光部分；以及被形成在光波导的第二主表面上的第三扩展光栅，被配置为从第三输入光栅区域接收第三光部分的第三衍射光部分。光波导还可以包括输出光栅，该输出光栅被配置为组合从第一扩展光栅、第二扩展光栅和第三扩展光栅中的每个接收的光，以生成与装置的视场相对应的组合光并且将组合光输出到光波导之外。

该装置还可以包括被耦合到第一微型显示器阵列的第一投影透镜、被耦合到第二微型显示器阵列的第二投影透镜和耦合到第三微型显示器阵列的第三投影透镜。光波导可以是单板表面反射光栅。

在设备的一个示例中，第一输入光栅区域可以布置在与第二输入光栅区域相对的方向上。第一微型显示器阵列、第二微型显示器阵列和第三微型显示器阵列中的每一个可以包括微型LED阵列。该装置还可以包括显示控制器，该显示控制器被配置为独立地调节以下中的至少一项：与对应于第一微型显示器阵列的第一组像素相关的第一显示器参数、与对应于第二微型显示器阵列的第二组像素相关的第二显示器参数、或与对应于第三微型显示器阵列的第三像素集相关的第三显示器参数，以至少提高组合光的均匀性。

在另一示例中，本公开涉及一种装置中的方法，该装置包括显示控制器、光波导、第一微型显示器阵列、第二微型显示器阵列和第三微型显示器阵列。该方法可以包括：将从第一微型显示器阵列接收的第一光部分耦合到光波导的第一输入光栅区域，将从第二微型显示器阵列接收的第二光部分耦合到光波导的第二输入光栅区域，并且将从第三微型显示器阵列接收的第三光部分耦合到光波导的第三输入光栅区域。该方法还可以包括：将第一光部分的第一衍射部分引导到第一扩展光栅，将第二光部分的第二衍射部分引导到第二扩展光栅，并且将第三光部分的第三衍射部分引导到第三扩展光栅。该方法还可以包括使用单个输出光栅组合从第一扩展光栅、第二扩展光栅、第三扩展光栅中的每个接收的光，并且输出与合并有光波导的装置的视场相对应的组合光。该方法还可以包括：响应于至少一个均匀性控制信号，使用与装置相关联的控制器独立地调节以下中的至少一项：与对应于第一微型显示器阵列的第一组像素相关的第一显示器参数、与对应于第二微型显示器阵列的第二组像素相关的第二显示器参数、或与对应于第三微型显示器阵列的第三像素集相关的第三显示器参数，以至少提高组合光的均匀性。

该方法还可以包括：使用被耦合到第一微型显示器阵列的第一投影透镜，将来自第一微型显示器阵列的第一发射光部分准直到第一输入光栅区域上；使被用耦合到第二微型显示器阵列的第二投影透镜，将来自第二微型显示器阵列的第二发射光部分准直到第二输入光栅区域上；以及使用被耦合到第三微型显示器阵列的第三投影透镜，将来自第三微型显示器阵列的第三发射光部分准直到第三输入光栅区域上。

光波导可以是单板表面反射光栅。该方法还可以包括将所收集的光渲染成内容以在合并有光波导的装置的视场中显示。光波导可以包括第一主表面和与第一主表面相对的第二主表面，其中第一扩展光栅被形成在光波导的第一主表面上，其中第二扩展光栅被形成在光波导的第一主表面上，并且其中第三扩展光栅被形成在光波导的第二主表面上。

第一微型显示器阵列、第二微型显示器阵列和第三微型显示器阵列中的每个可以包括微型LED阵列。该方法还可以包括针对第一微型显示器阵列、第二微型显示器阵列和第三微型显示器阵列中的每个独立地校准颜色均匀性。

应当理解，本文中描述的方法、模块和组件仅是示例性的。替代地或另外地，本文中描述的功能可以至少部分由一个或多个硬件逻辑组件执行。例如而非限制，可以使用的示例性类型的硬件逻辑组件包括现场可编程门阵列(FPGA)、专用集成电路(ASIC)、专用标准产品(ASSP)、系统级芯片系统(SOC)、复杂可编程逻辑设备(CPLD)等。在抽象但仍然明确的意义上，用于实现相同功能的组件的任何布置有效地“关联”从而实现期望功能。因此，本文中被组合以实现特定功能的任何两个组件可以被视为彼此“关联”从而实现期望功能，而与架构或中间组件无关。同样，如此关联的任何两个组件也可以被视为彼此“可操作地连接”或“耦合”以实现期望功能。

与本公开中描述的一些示例相关联的功能还可以包括存储在非暂态介质中的指令。如本文中使用的，术语“非暂态介质”是指存储引起机器以特定方式操作的数据和/或指令的任何介质。示例性非暂态介质包括非易失性介质和/或易失性介质。非易失性介质包括例如硬盘、固态驱动器、磁盘或磁带、光盘或磁带、闪存、EPROM、NVRAM、PRAM或其他这样的介质、或联网版本这样的介质。易失性介质包括例如动态存储器，诸如DRAM、SRAM、高速缓存或其他这样的介质。非暂态介质与传输介质不同，但可以与传输介质结合使用。传输介质用于向机器或从机器传输数据和/或指令。示例性传输介质包括同轴电缆、光缆、铜线和无线介质，诸如无线电波。

此外，本领域技术人员将认识到，上述操作的功能之间的边界仅是说明性的。多个操作的功能可以组合为单个操作，和/或单个操作的功能可以分布在其他操作中。此外，替代实施例可以包括特定操作的多个实例，并且操作的顺序在各种其他实施例中可以改变。

尽管本公开提供了特定示例，但是在不脱离如所附权利要求书中阐述的本公开的范围的情况下，可以进行各种修改和改变。因此，说明书和附图应当被认为是说明性的而不是限制性的，并且所有这样的修改旨在被包括在本公开的范围内。本文中针对特定示例描述的任何益处、优点或问题的解决方案均不应当被解释为任何或所有权利要求的关键、必需或必要特征或要素。

此外，本文中使用的术语“一个(a)”或“一个(an)”被定义为一个或多个。同样，在权利要求中使用诸如“至少一个”和“一个或多个”等介绍性短语不应当被解释为暗示通过不定冠词“一个(a)”或“一个(an)”引入另一权利要求要素将包含这样引入的权利要求要素的任何特定权利要求限制为仅包含一个这样的要素的发明，即使该权利要求包括介绍性短语“一个或多个”或“至少一个”以及诸如“一个(a)”或“一个(an)”等不定冠词。定冠词的使用也是如此。

除非另有说明，否则诸如“第一”和“第二”等术语用于任意地区分这样的术语所描述的要素。因此，这些术语不一定旨在指示这样的要素的时间或其他优先顺序。