[发明专利]带有准直扫描镜的投影系统

说明书

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。

相关申请的交叉引用

本申请主张2018年9月28日提交的题为“PROJECTION SYSTEM WITH COLLIMATINGSCANNING MIRROR(带有准直扫描镜的投影系统)”的美国临时专利申请62/738,722的优先权，该申请的全部公开内容在此纳入作为参考。

背景技术

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。

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。

发明内容

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。

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。

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。

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。

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。

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。