带有准直扫描镜的投影系统的制作方法

背景技术：

1、现代计算和显示技术促进了用于虚拟或增强现实体验的系统的开发，其中数字再现的图像或其一部分以看起来或可被感知为真实的方式呈现给观看者。虚拟现实或“vr”场景一般涉及呈现对其他实际的真实世界视觉输入不透明的数字或虚拟图像信息，增强现实或“ar”场景一般涉及呈现数字或虚拟图像信息作为对观看者周围实际世界的可视化的增强。

2、尽管这些显示技术已经取得进展，但是本领域仍然需要与增强现实系统，尤其是显示系统相关的改进的方法和系统。

技术实现思路

1、本公开描述了与可穿戴增强现实设备的显示组件有关的各种实施例。特别地，描述了高度小型化的显示组件，这些显示组件远小于包括通过硅上液晶或数字微镜器件技术制成的2d焦平面阵列光调制器的显示组件。

2、公开了一种显示组件，其包括以下项：耦入光栅；扫描镜，其被配置为绕两个或更多个不同的旋转轴旋转；光学元件；以及多个光纤，所述多个光纤中的每个光纤具有光发射端，所述光发射端设置在所述耦入光栅和所述扫描镜之间，并且取向为使得从所述光发射端发射的光通过所述光学元件的至少一部分折射，从所述扫描镜反射，通过所述光学元件折射回来，并进入所述耦入光栅。

3、公开了另一显示组件，其包括以下项：耦入光栅；扫描镜；光学元件；以及光纤，所述光纤具有设置在所述耦入光栅和所述扫描镜之间的光发射端，所述光发射端被取向为使得从所述光发射端发射的光通过所述光学元件的至少一部分折射，从所述扫描镜反射，通过所述光学元件折射回来，并进入所述耦入光栅。

4、公开了一种增强现实设备，其包括以下项：光学透明的目镜，其被配置为将光投射到用户的眼睛中，所述目镜包括被配置为接收光的耦入光栅；扫描镜，其被配置为绕两个或更多个不同的旋转轴旋转；光学元件；以及多个光纤，所述多个光纤中的每个光纤具有光发射端，所述光发射端设置在所述耦入光栅和所述扫描镜之间，并且被取向为使得从所述光发射端发射的光通过所述光学元件的至少一部分折射，从所述扫描镜反射，通过所述光学元件折射回来，并进入所述耦入光栅。

5、公开了一种光学扫描组件，其包括以下项：扫描镜；以及单晶衬底。所述单晶衬底包括外围区域；以及镜支撑区域，其通过第一挠性件(flexure)和第二挠性件耦合到所述外围区域，所述镜支撑区域被配置为相对于所述外围区域绕所述第一和第二挠性件限定的第一旋转轴旋转，所述镜支撑区域包括耦合到所述扫描镜的镜支撑结构。所述光学扫描组件还包括永磁体，其发射第一磁场并耦合到所述单晶衬底；以及电磁线圈，其设置在所述镜支撑区域上，并且被配置为发射与所述第一磁场相互作用以引起所述镜支撑区域绕所述第一旋转轴旋转的第二磁场。

6、公开了另一光学扫描组件，其包括以下项：平面衬底，其包括外围区域；以及镜支撑区域，其通过第一挠性件和第二挠性件耦合到所述外围区域，所述镜支撑区域被配置为相对于所述外围区域绕所述第一和第二挠性件限定的旋转轴旋转。所述光学扫描组件还包括扫描镜，其耦合到所述镜支撑区域的中心部分；永磁体，其发射第一磁场并耦合到所述平面衬底；以及电磁线圈，其设置在所述镜支撑区域的外围部分上，并且被配置为发射与所述第一磁场相互作用以引起所述镜支撑区域绕所述旋转轴旋转的第二磁场。

7、公开了一种增强现实设备，其包括以下项：光学透明的目镜，所述光学透明的目镜被配置为将光投射到用户的眼睛中，所述光学透明的目镜包括被配置为接收光的耦入光栅；以及耦合到所述目镜的光学扫描组件。所述光学扫描组件包括：平面衬底，其包括外围区域；以及镜支撑区域，其通过第一挠性件和第二挠性件耦合到所述外围区域，所述镜支撑区域被配置为相对于所述外围区域绕所述第一和第二挠性件限定的旋转轴旋转。所述光学扫描组件还包括扫描镜，其耦合到所述镜支撑区域的中心部分；永磁体，其发射第一磁场并耦合到所述平面衬底；以及电磁线圈，其设置在所述镜支撑区域的外围部分上，并且被配置为发射与所述第一磁场相互作用以引起所述镜支撑区域绕所述旋转轴旋转的第二磁场。所述增强现实设备还包括发光组件，所述发光组件被配置为朝着所述扫描镜引导光，使得所述光从所述扫描镜朝着所述耦入光栅反射并进入所述耦入光栅。

8、公开了一种操作具有耦入光栅、光学元件和扫描镜的显示组件的方法，所述方法包括以下步骤：从光纤发射成像调制光。所述方法还包括通过所述光学元件的至少一部分折射所发射的成像调制光以提供输入光束。所述方法进一步包括从所述扫描镜反射所述输入光束以提供扫描光束。所述方法进一步包括通过所述光学元件的至少一部分折射所述扫描光束以提供折射的输入光。所述方法进一步包括将所折射的输入光耦合到所述耦入光栅中。

9、通过以下结合附图的详细描述，本发明的其他方面和优点将变得显而易见，所述附图以示例的方式示出了所描述的实施例的原理。

技术特征：

1.一种显示组件，包括：

2.根据权利要求1所述的显示组件，其中，从所述光发射端发射的光在被所述扫描镜反射之前，通过所述光学元件的至少一部分而折射。

3.根据权利要求1所述的显示组件，其中，所述光发射部件包括光纤。

4.根据权利要求1所述的显示组件，其中，所述光发射部件包括激光或发光二极管，其包括被配置为跨扫描镜的表面的一部分而传播从所述光发射端所发射的光的光学器件。

5.根据权利要求1所述的显示组件，其中，从所述光发射端发射的光穿过所述光学元件的中央区域。

6.根据权利要求5所述的显示组件，其中，所述光学元件包括通道，并且所述光发射部件位于所述通道中。

7.根据权利要求1所述的显示组件，进一步包括目镜，其中所述耦入光栅被配置为接收从所述光发射端所发射的光并将所接收的光发射到所述目镜中。

8.根据权利要求1所述的显示组件，其中：

9.根据权利要求1所述的显示组件，其中所述光学元件被配置为，在光进入所述耦入光栅之前，至少部分地准直从所述扫描镜反射的光。

10.根据权利要求1所述的显示组件，其中所述光学元件包括透镜，所述透镜具有朝着所述耦入光栅取向的凸面。

11.根据权利要求1所述的显示组件，其中所述光学元件是第一光学元件，并且所述显示组件进一步包括第二光学元件，并且其中所述扫描镜设置在所述第一和第二光学元件之间。

12.根据权利要求11所述的显示组件，其中所述扫描镜具有朝着所述第一光学元件取向的第一反射面和朝着所述第二光学元件取向的第二反射面。

13.根据权利要求1所述的显示组件，进一步包括致动器，所述致动器被配置为围绕两个或多个不同旋转轴中的一个而旋转所述扫描镜。

14.根据权利要求13所述的显示组件，其中所述致动器包括电磁致动器，其中，在所述扫描镜的两端中的任意端上安装有磁体，其中：

15.根据权利要求14所述的显示组件，其中，所述致动器包括一个或多个压电致动器，所述一个或多个压电致动器中的每一个具有螺旋几何形状。

技术总结
本发明涉及带有准直扫描镜的投影系统。描述了一种适合用于虚拟或增强现实头戴装置的显示组件，该显示组件包括以下项：耦入光栅；扫描镜，其被配置为绕两个或更多个不同的旋转轴旋转；光学元件；以及多个光纤，每个光纤具有光发射端，该光发射端设置在耦入光栅和扫描镜之间，并且取向为使得从光发射端发射的光通过光学元件的至少一部分折射，接着从扫描镜反射，然后通过光学元件折射回来，并进入耦入光栅。扫描镜可以构建在MEMS类型的架构上。

技术研发人员：C·D·梅尔维尔,B·T·朔文格特,M·D·沃森
受保护的技术使用者：奇跃公司
技术研发日：
技术公布日：2024/4/17