[发明专利]用于在虚拟/增强现实系统中扫描光纤的微透镜准直器

权利要求书

1.一种由终端用户使用的用于虚拟图像生成系统的显示子系统，包括：

平面波导设备；

光纤；

至少一个光源，其被配置为从所述光纤的远端发射光；

准直元件，其被安装到所述光纤的远端用于准直来自所述光纤的光；

机械驱动组件，所述光纤安装到所述机械驱动组件上，所述机械驱动组件被配置为根据扫描图案使所述光纤的所述远端与所述准直元件一起移位；

光波导输入设备，其被配置为将来自所述准直元件的准直光导向所述平面波导设备，以使得所述平面波导设备向所述终端用户显示一个或多个图像帧。

2.根据权利要求1所述的显示子系统，其中，所述机械驱动组件被配置为根据所述扫描图案围绕支点使所述光纤的所述远端与所述准直元件一起移位，以使得输出光从与所述支点重合的纵轴发散。

3.根据权利要求1所述的显示子系统，其中，所述光纤被安装到所述机械驱动组件，作为非固定柔性悬臂。

4.根据权利要求1所述的显示子系统，其中，所述准直元件包括透镜。

5.根据权利要求1所述的显示子系统，其中，所述准直元件包括单个透镜。

6.根据权利要求5所述的显示子系统，其中，所述单个透镜是微透镜。

7.根据权利要求1所述的显示子系统，其中，所述机械驱动组件包括：压电元件，所述光纤安装到所述压电元件上；以及驱动电子器件，其被配置为将电信号传送到所述压电元件，从而导致所述光纤根据所述扫描图案振动。

8.根据权利要求1所述的显示子系统，其中，所述光纤以一阶振动模式振动。

9.根据权利要求1所述的显示子系统，其中，所述光纤以二阶振动模式振动。

10.根据权利要求1所述的显示子系统，其中，所述平面波导设备包括：多个平面波导，其被配置为在不同焦点处向所述终端用户分别显示所述一个或多个图像帧；以及所述光波导输入设备，其被配置为将来自所述准直元件的光导向所述多个平面波导。

11.根据权利要求10所述的显示子系统，其中，所述光波导输入设备包括分别沿着所述多个平面波导平行延伸的多个衍射光学元件，所述多个衍射光学元件将来自所述准直元件的光分别导向所述多个平面波导。

12.根据权利要求10所述的显示子系统，其中，所述光波导输入设备包括垂直于所述多个平面波导延伸的分布波导，所述分布波导包括多个衍射光栅，所述多个衍射光栅将来自所述准直元件的光分别导向所述多个平面波导。

13.根据权利要求1所述的显示子系统，其中，所述平面波导设备被配置为位于所述终端用户的眼睛的前方。

14.根据权利要求1所述的显示子系统，其中，所述平面波导设备具有部分透明的显示表面，所述部分透明的显示表面被配置为位于所述终端用户的眼睛与周围环境之间的视场中。

15.根据权利要求1所述的显示子系统，还包括被配置为由所述终端用户佩戴的框架结构，所述框架结构承载所述平面波导设备。

16.一种由终端用户使用的虚拟图像生成系统，包括：

存储器，其存储三维场景；

控制子系统，其被配置为渲染所述三维场景的多个合成图像帧；以及

根据权利要求1所述的显示子系统，所述显示子系统被配置为向所述终端用户顺序显示多个图像帧。

17.根据权利要求16所述的虚拟图像生成系统，其中，所述控制子系统包括图形处理单元(GPU)。