用于激光束扫描显示器的光扩散器的制作方法
背景技术：
1、增强现实(ar)是一种提供交互式用户体验的技术，组合了真实世界和计算机生成的内容。ar向用户递送视觉元素、声音、触觉和/或其他感官信息，以便实时更改用户对真实世界环境的持续感知。换言之，ar将数字元素添加到真实世界环境的实时体验。与真实世界环境重叠的感官信息可以是建设性的以便将感官信息添加到真实世界环境，或者是破坏性的以便掩盖真实世界环境的一部分。感官信息可以通过诸如移动设备等设备被递送给用户。例如，真实世界环境的感知部分可以用叠加到其上的数字信息来增强。在一些情况下，视觉内容可以被叠加到用户的视线(例如用户的真实世界视图)上。因此，数字内容可以被覆盖在环境的感知部分上，以在视觉上向用户提供附加信息。数字内容可以被显示在透明衬底或显示器上，诸如智能眼镜、智能隐形眼镜、平视显示器(hud)和头戴式显示器(hmd)，或者被直接投影到用户的视网膜上，如虚拟视网膜显示器的情况。
2、虚拟现实(vr)是一种创建完全人工的计算机生成环境的技术，用户可以沉浸在其中。因此，用户对现实的感知完全基于虚拟信息。用户可以通过vr耳机或多投影环境来体验具有视觉和声音的虚拟渲染环境。例如，计算机生成的立体视觉可以将用户置于虚拟渲染的环境中，该环境为用户提供身临其境的感觉，该感觉旨在模拟用户在真实世界中体验到的感觉。
3、混合现实(mr)体验组合了ar和vr的元素，使得真实世界和数字对象实时交互。mr可以允许真实元素和虚拟元素彼此交互，并且允许用户像在真实世界中那样与虚拟元素交互。此处，真实世界环境与虚拟环境融合在一起。由于mr与真实世界维持联系，因此mr不像vr那样被视为一种完全沉浸式的体验。用户可以使用mr耳机或mr眼镜来体验mr环境。
4、这些技术以及增强用户感官的其他技术可以被称为扩展现实(xr)技术。
技术实现思路
1、在一些实施方式中，一种光束扫描系统包括：光透射器，被配置为生成与图像相对应的多个像素光束并且在光路上透射多个像素光束；二维(2d)扫描仪，被布置在光路上，其中2d扫描仪被配置为从光透射器接收多个像素光束并且根据2d扫描图案沿着光路引导多个像素光束；扩散屏，被布置在2d扫描仪下游的光路上，其中扩散屏被配置为从2d扫描仪接收多个像素光束，并且扩展多个像素光束中的每个像素光束的束宽以生成多个发散像素光束，其中2d扫描仪被配置为根据2d扫描图案将多个像素光束扫描到扩散屏上，并且其中扩散屏包括微透镜阵列，该微透镜阵列包括以2d阵列被布置的多个微透镜；以及控制器，被配置为将多个像素光束的透射时间与2d扫描仪的移动同步，使得多个像素光束的轨迹与微透镜阵列的几何形状相匹配，其中多个像素光束的轨迹与微透镜阵列的几何形状相匹配，使得每个像素光束被入射到多个微透镜中的仅单个微透镜上。
2、在一些实施方式中，一种光束扫描系统包括：光透射器，被配置为生成与图像相对应的多个像素光束并且在光路上透射多个像素光束；2d扫描仪，被布置在光路上，其中2d扫描仪被配置为从光透射器接收多个像素光束并且根据2d扫描图案沿着光路引导多个像素光束；以及扩散屏，被布置在2d扫描仪下游的光路上，其中扩散屏被配置为从2d扫描仪接收多个像素光束，并且扩展多个像素光束中的每个像素光束的束宽以生成多个发散像素光束，其中2d扫描仪被配置为根据2d扫描图案将多个像素光束扫描到扩散屏上，其中扩散屏包括微透镜阵列，该微透镜阵列包括以第一2d阵列被布置的多个微透镜，其中扩散屏包括偏振掩模，该偏振掩模包括偏振阵列，其中偏振阵列包括以与第一2d阵列相匹配的第二2d阵列被布置的多个偏振分量，其中多个偏振分量包括各自具有第一偏振的第一偏振分量子集和各自具有第二偏振的第二偏振分量子集，该第二偏振垂直于第一偏振，并且其中第一偏振分量子集和第二偏振分量子集被以方格图案混合。
3、在一些实施方式中，一种光束扫描系统包括：光透射器，被配置为生成与图像相对应的多个像素光束并且在光路上透射多个像素光束；2d扫描仪，被布置在光路上，其中2d扫描仪被配置为从光透射器接收多个像素光束并且根据2d扫描图案沿着光路引导多个像素光束；以及扩散屏，被布置在2d扫描仪下游的光路上，其中扩散屏被配置为从2d扫描仪接收多个像素光束，并且扩展多个像素光束中的每个像素光束的束宽以生成多个发散像素光束，其中2d扫描仪被配置为根据2d扫描图案将多个像素光束扫描到扩散屏上，其中扩散屏包括微透镜阵列，该微透镜阵列包括以2d阵列被布置的多个微透镜，其中多个微透镜包括各自与第一光路长度相关联的第一微透镜子集以及各自与第二光路长度相关联的第二微透镜子集，该第二光路长度不同于第一光路长度，并且其中第一微透镜子集和第二微透镜子集被以方格图案混合。
技术特征：
1.一种光束扫描系统，包括：
2.根据权利要求1所述的光束扫描系统，其中所述多个像素光束中的每个连续像素光束被入射到所述多个微透镜中的不同微透镜上。
3.根据权利要求1所述的光束扫描系统，其中被入射到所述扩散屏上的每个像素光束的所述束宽小于微透镜的宽度。
4.根据权利要求1所述的光束扫描系统，其中所述2d扫描仪包括第一扫描轴和第二扫描轴，所述2d扫描仪以第一振荡频率在所述第一扫描轴上振荡，所述2d扫描仪以第二振荡频率在所述第二扫描轴上振荡。
5.根据权利要求1所述的光束扫描系统，其中所述控制器被配置为根据透射序列触发所述多个像素光束，并且
6.根据权利要求5所述的光束扫描系统，其中针对所述透射序列，所述透射时间以规则间隔出现。
7.根据权利要求1所述的光束扫描系统，其中所述控制器被配置为：估计所述多个像素光束中的每个像素光束的轨迹；并且基于所述估计轨迹被入射到所述多个微透镜中的两个或更多个微透镜上，来跳过像素光束的透射。
8.根据权利要求1所述的光束扫描系统，其中所述微透镜阵列的所述几何形状与所述2d扫描图案相匹配。
9.根据权利要求1所述的光束扫描系统，其中所述扩散屏包括第一区段和第二区段，所述第一区段包括所述微透镜阵列中的第一组微透镜，所述第二区段包括所述微透镜阵列中的第二组微透镜，并且
10.根据权利要求1所述的光束扫描系统，其中所述扩散屏被配置为针对所述多个像素光束中的每个像素光束产生仅单个发散像素束。
11.根据权利要求1所述的光束扫描系统，还包括：
12.根据权利要求1所述的光束扫描系统，还包括：
13.根据权利要求1所述的光束扫描系统，其中所述2d扫描图案是李萨如扫描图案。
14.一种光束扫描系统，包括：
15.根据权利要求14所述的光束扫描系统，其中所述多个偏振分量是多个偏振滤波器或者多个波片。
16.根据权利要求14所述的光束扫描系统，还包括：
17.根据权利要求16所述的光束扫描系统，其中所述第一偏振分量子集被各自配置为将所述圆偏振转换为第一线性偏振，并且
18.根据权利要求14所述的光束扫描系统，其中所述第一偏振分量子集中没有两个偏振分量彼此横向相邻，并且
19.根据权利要求14所述的光束扫描系统，其中被入射到所述扩散屏上的每个像素光束的所述束宽小于微透镜的宽度。
20.根据权利要求14所述的光束扫描系统，还包括：
21.根据权利要求20所述的光束扫描系统，其中所述多个像素光束的所述轨迹与所述偏振阵列的所述几何形状相匹配，使得每个像素光束被入射到所述多个偏振分量中的不超过两个偏振分量上。
22.根据权利要求21所述的光束扫描系统，其中每个像素光束被入射到：所述第一偏振分量子集中的单个偏振分量上、所述第二偏振分量子集中的单个偏振分量上、或者所述第一偏振分量子集中的一个偏振分量和所述第二偏振分量子集中的一个偏振分量上。
23.根据权利要求20所述的光束扫描系统，其中所述控制器被配置为根据透射序列触发所述多个像素光束，并且
24.一种光束扫描系统，包括：
25.根据权利要求24所述的光束扫描系统，其中所述微透镜阵列被配置为针对每对邻近像素光束输出至少两个束分量，
26.根据权利要求24所述的光束扫描系统，其中所述微透镜阵列包括多个负透镜组件和多个正透镜组件，所述多个正透镜组件与所述多个负透镜组件在所述微透镜阵列的第一维度和第二维度上交替。
27.根据权利要求26所述的光束扫描系统，其中所述多个负透镜组件中的每个负透镜组件具有第三维度，并且所述多个正透镜组件中的每个正透镜组件具有第四维度，其中所述第三维度和所述第四维度之和定义所述微透镜阵列的节距，并且
28.根据权利要求26所述的光束扫描系统，其中所述多个负透镜组件是凹微透镜，并且所述多个正透镜组件是凸微透镜。
29.根据权利要求26所述的光束扫描系统，其中所述多个负透镜组件中的每个负透镜组件和所述多个正透镜组件中的每个正透镜组件产生相同的光发散。
30.根据权利要求24所述的光束扫描系统，还包括：
31.根据权利要求24所述的光束扫描系统，其中所述微透镜阵列包括具有第一折射率的第一衬底和具有第二折射率的第二衬底，所述第二折射率不同于所述第一折射率，
技术总结
本公开涉及一种用于激光束扫描显示器的光扩散器。一种光束扫描系统包括：光透射器，被配置为生成与图像相对应的像素光束并且在光路上透射所述像素光束；二维(2D)扫描仪，被布置在所述光路上，并且被配置为根据2D扫描图案引导所述像素光束；扩散屏，被布置在所述2D扫描仪下游的所述光路上，并且被配置为扩展所述多个像素光束中的每个像素光束的束宽以生成发散像素光束，其中所述扩散屏包括微透镜阵列，所述微透镜阵列具有以2D阵列被布置的多个微透镜；以及控制器，被配置为将所述多个像素光束的透射时间与所述2D扫描仪的移动同步，使得所述多个像素光束的轨迹与所述微透镜阵列的几何形状相匹配。
技术研发人员：B·基里洛夫
受保护的技术使用者：英飞凌科技股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23