[发明专利]一种激光投影光学模组及近眼显示设备

说明书

本发明公开了一种激光投影光学模组，包括外壳，封装在外壳内的运动装置、致动器、光纤和中继镜组，以激光投影光学模组光线出射方向为前，运动装置固定在外壳后端内侧，致动器的两端分别为固定端和自由端，制动器的固定端固定在运动装置上，光纤固定在致动器上且一端超出致动器的自由端形成光纤悬臂，所述中继镜组封装在外壳前端且位于光纤的出光光路上，运动装置工作时，带动致动器沿前后方向运动。另外，本发明公开了一种近眼显示系统，在光纤扫描器中加入Z轴触动，实现图像的深度显示，能有效提高AR/VR近眼显示系统的可用度，提升用户体验。

技术领域

本发明涉及激光显示领域，尤其涉及一种激光投影光学模组及近眼显示设备。

背景技术

随着穿戴设备的兴起，各种头戴显示设备成为各大巨头公司的研发热点，逐渐进入人们的视野。头戴显示设备是增强现实技术和虚拟现实技术的的最佳运用环境，目前多数现有AR/VR头戴显示设备，其信息显示仅考虑与目标位置X、Y轴坐标的相关性，而未计算目标的深度信息，使得虚拟信息固定在一定的焦距位置。

增强现实AR设备是利用虚拟物体或信息对真实场景进行现实增强的技术，如果未考虑深度信息，虚拟信息就漂浮在人眼前方，与环境融合度不高，用户体验度欠佳，且当用户视线在目标物体和所叠加的AR信息之间切换时，由于二者在用户的视觉范围内的深度不同，须要频繁调节眼睛的焦距来看清其内容，会造成用户眼睛负担加重，长时间使用会感觉不适。

而目前的虚拟现实VR设备则大多采用双目视差实现3D图像的深度显示和感知，会存在视觉辐射调节和感知深度的冲突，其中，视觉辐射调节是指人的双眼具有自我调节影响距离的能力，但是这种能力并不是非常快速的转换，由于双眼的协调能力有限，双眼聚焦屏幕时，双眼的自我调节能力远不如影像切换的速度快，因此，长时间观看会使得用户出现头晕，恶心的情况，甚至用户的眼睛受到损害。

可见，现有的增强显示和虚拟现实技术还难以满足市场消费者的需要。

发明内容

本发明的目的是提供一种激光投影光学模组及近眼显示设备，可在近眼显示设备中实现深度调节，解决近眼显示设备因无深度调节导致的用眼负担，增提高用户体验度。

为了实现上述发明目的，本发明提供了一种激光投影光学模组，包括外壳，封装在外壳内的运动装置、致动器、光纤和中继镜组，以激光投影光学模组光线出射方向为前，运动装置固定在外壳后端内侧，致动器的两端分别为固定端和自由端，制动器的固定端固定在运动装置上，光纤固定在致动器上且一端超出致动器的自由端形成光纤悬臂，所述中继镜组封装在外壳前端且位于光纤的出光光路上，运动装置工作时，带动致动器沿前后方向运动。

优选的，所述运动装置的前后运动幅度A运动范围为：0μm≤A≤10μm。

优选的，所述运动装置为马达或由压电晶体、磁场变化材料、场致形变材料之一制成的运动装置。

优选的，所述运动装置为沿前后方向伸缩的压电驱动器，压电驱动器工作时，带动所述致动器沿前后方向运动。

优选的，所述致动器包括第一致动部和第二致动部，第一致动部能够驱动第二致动部以第一方向振动，第二致动部能够以第二方向振动，光纤悬臂最终被带动以第一方向与第二方向的合成方向上扫动。

优选的，所述第一致动部和第二致动部均为压电驱动器。

优选的，外壳内还封装有激光光源和合束器，所述激光光源产生的光束经合束器合束后耦入光纤。

优选的，所述激光光源至少包括R、G、B三色激光光源。

相应的，本发明还提供一种近眼显示设备，所述近眼显示设备包括至少一组上述的任一种激光投影光学模组，所述激光投影光学模组出射的光经波导传输扩展后输出。