[發明專利]帶有準直掃描鏡的投影系統

在審

• 申請號: 201980063350.3
• 申請日: 2019-09-27
• 公開（公告）號: CN112771437A
• 公開（公告）日: 2021-05-07
• 發明（設計）人: C·D·梅爾維爾;B·T·朔文格特;M·D·沃森
• 申請（專利權）人: 奇躍公司
• 主分類號: G02B27/01
• 分類號: G02B27/01;G02B26/10;G02B27/18;G02B30/20
• 代理公司: 北京市中咨律師事務所 11247
• 代理人: 王英杰;于靜

描述了一種適合用于虛擬或增強現實頭戴裝置的顯示組件，該顯示組件包括以下項：耦入光柵；掃描鏡，其被配置為繞兩個或更多個不同的旋轉軸旋轉；光學元件；以及多個光纖，每個光纖具有光發射端，該光發射端設置在耦入光柵和掃描鏡之間，并且取向為使得從光發射端發射的光通過光學元件的至少一部分折射，接著從掃描鏡反射，然后通過光學元件折射回來，并進入耦入光柵。掃描鏡可以構建在MEMS類型的架構上。

相關申請的交叉引用

本申請主張2018年9月28日提交的題為“PROJECTION SYSTEM WITH COLLIMATINGSCANNING MIRROR(帶有準直掃描鏡的投影系統)”的美國臨時專利申請62/738,722的優先權，該申請的全部公開內容在此納入作為參考。

背景技術

現代計算和顯示技術促進了用于虛擬或增強現實體驗的系統的開發，其中數字再現的圖像或其一部分以看起來或可被感知為真實的方式呈現給觀看者。虛擬現實或“VR”場景一般涉及呈現對其他實際的真實世界視覺輸入不透明的數字或虛擬圖像信息，增強現實或“AR”場景一般涉及呈現數字或虛擬圖像信息作為對觀看者周圍實際世界的可視化的增強。

盡管這些顯示技術已經取得進展，但是本領域仍然需要與增強現實系統，尤其是顯示系統相關的改進的方法和系統。

發明內容

本公開描述了與可穿戴增強現實設備的顯示組件有關的各種實施例。特別地，描述了高度小型化的顯示組件，這些顯示組件遠小于包括通過硅上液晶或數字微鏡器件技術制成的2D焦平面陣列光調制器的顯示組件。

公開了一種顯示組件，其包括以下項：耦入光柵；掃描鏡，其被配置為繞兩個或更多個不同的旋轉軸旋轉；光學元件；以及多個光纖，所述多個光纖中的每個光纖具有光發射端，所述光發射端設置在所述耦入光柵和所述掃描鏡之間，并且取向為使得從所述光發射端發射的光通過所述光學元件的至少一部分折射，從所述掃描鏡反射，通過所述光學元件折射回來，并進入所述耦入光柵。

公開了另一顯示組件，其包括以下項：耦入光柵；掃描鏡；光學元件；以及光纖，所述光纖具有設置在所述耦入光柵和所述掃描鏡之間的光發射端，所述光發射端被取向為使得從所述光發射端發射的光通過所述光學元件的至少一部分折射，從所述掃描鏡反射，通過所述光學元件折射回來，并進入所述耦入光柵。

公開了一種增強現實設備，其包括以下項：光學透明的目鏡，其被配置為將光投射到用戶的眼睛中，所述目鏡包括被配置為接收光的耦入光柵；掃描鏡，其被配置為繞兩個或更多個不同的旋轉軸旋轉；光學元件；以及多個光纖，所述多個光纖中的每個光纖具有光發射端，所述光發射端設置在所述耦入光柵和所述掃描鏡之間，并且被取向為使得從所述光發射端發射的光通過所述光學元件的至少一部分折射，從所述掃描鏡反射，通過所述光學元件折射回來，并進入所述耦入光柵。

公開了一種光學掃描組件，其包括以下項：掃描鏡；以及單晶襯底。所述單晶襯底包括外圍區域；以及鏡支撐區域，其通過第一撓性件(flexure)和第二撓性件耦合到所述外圍區域，所述鏡支撐區域被配置為相對于所述外圍區域繞所述第一和第二撓性件限定的第一旋轉軸旋轉，所述鏡支撐區域包括耦合到所述掃描鏡的鏡支撐結構。所述光學掃描組件還包括永磁體，其發射第一磁場并耦合到所述單晶襯底；以及電磁線圈，其設置在所述鏡支撐區域上，并且被配置為發射與所述第一磁場相互作用以引起所述鏡支撐區域繞所述第一旋轉軸旋轉的第二磁場。

公開了另一光學掃描組件，其包括以下項：平面襯底，其包括外圍區域；以及鏡支撐區域，其通過第一撓性件和第二撓性件耦合到所述外圍區域，所述鏡支撐區域被配置為相對于所述外圍區域繞所述第一和第二撓性件限定的旋轉軸旋轉。所述光學掃描組件還包括掃描鏡，其耦合到所述鏡支撐區域的中心部分；永磁體，其發射第一磁場并耦合到所述平面襯底；以及電磁線圈，其設置在所述鏡支撐區域的外圍部分上，并且被配置為發射與所述第一磁場相互作用以引起所述鏡支撐區域繞所述旋轉軸旋轉的第二磁場。