CN114488539A - 一种扫描显示模组及近眼显示设备 - Google Patents

Abstract

本申请实施例公开了一种扫描显示模组及近眼显示设备，在扫描显示模组中增设不同朝向的扫描器组，实现多方向的扫描输出，扫描显示模组整体也可以保持较小体积，有利于近眼显示设备的小型化。

Description

一种扫描显示模组及近眼显示设备

本申请是申请号为：“201910364343.9”、发明名称为：“一种扫描显示模组及近眼显示设备”的专利的分案申请。

技术领域

本申请涉及扫描显示技术领域，具体涉及一种扫描显示模组及近眼显示设备。

背景技术

扫描显示成像作为一种新兴的显示技术，可用于投影显示、近眼显示等多种显示场景。

现有技术中，内部含有扫描显示元件的显示设备能够实现一定范围的显示成像。在某些应用场景中，可能要求显示设备输出不同朝向或者不同位置的图像。虽然诸如数字微镜器件(Digital Micromirror Device，DMD)等扫描显示元件的扫描角度可调，但此类扫描显示元件的扫描角度有限，难以满足此类场景的显示要求。而如果使用多个显示设备，其成本较高且需要借助人工调节。

发明内容

本申请的目的在于提供一种扫描显示模组及近眼显示设备，用以实现多方向扫描显示。

本申请实施例提供一种扫描显示模组，包括：包括基座以及至少两个扫描器组，其中，

每一所述扫描器组中包括至少一个光纤扫描器，且不同所述扫描器组分别朝向不同方向固定于所述基座上，工作时，所述扫描显示模组扫描输出形成至少两个不同方向的画面，一个所述画面由一个所述扫描器组扫描输出得到。

可选地，所述基座为旋转基座，所述旋转基座绕其旋转顶面的中心轴线转动，不同所述扫描器组中的所述光纤扫描器以固定端朝向所述中心轴线、输出端朝向远离中心轴线方向的方式固定于所述旋转基座上。

可选地，所述旋转基座的旋转方式为：绕所述中心轴线分别以顺时针及逆时针方向进行反复转动；

其中，所述旋转基座反复转动的角度匹配于所需显示的画面的高度或宽度。

可选地，所述旋转基座的旋转方式为：绕所述中心轴线持续以顺时针或逆时针方向转动。

可选地，各所述扫描器组中的所述光纤扫描器为一维扫描器，其中至少包括扫描器封装壳和设置于所述扫描器封装壳中的固定部、一维致动部、从所述一维致动部远端延伸形成的光纤悬臂以及设于所述光纤悬臂出射光路上的透镜；

所述光纤扫描器的一维致动部沿一维方向振动，受所述旋转基座及一维致动部带动，所述光纤悬臂按照设定的扫描轨迹扫动；

其中，所述一维致动部的振动方向垂直于所述旋转基座的转动平面。

可选地，所述基座为致动基座，所述致动基座作为各光纤扫描器的共用致动部，在第一方向上伸缩振动。

可选地，各所述扫描器组中的所述光纤扫描器为一维扫描器，其中至少包括扫描器封装壳和设置于所述扫描器封装壳中的固定部、一维致动部、从所述一维致动部远端延伸形成的光纤悬臂以及设于所述光纤悬臂出射光路上的透镜；

所述光纤扫描器的一维致动部沿第二方向振动，受所述致动基座及一维致动部带动，所述光纤悬臂按照设定的扫描轨迹扫动；所述第一方向和所述第二方向相互不平行。

可选地，所述基座为固定基座，各所述扫描器组中的所述光纤扫描器为二维扫描器，其中至少包括扫描器封装壳和设置于所述扫描器封装壳中的第一致动部、第二致动部、固定件、从所述第二致动部远端延伸形成的光纤悬臂以及设于所述光纤悬臂出射光路上的透镜；

所述第一致动部在第一方向上振动，所述第二致动部在第二方向上振动，受所述第一致动部及所述第二致动部带动，所述光纤悬臂沿设定的扫描轨迹扫动，所述第一方向和所述第二方向相互不平行。

可选地，各所述扫描器组中的光纤扫描器与所述基座的固定方式包括：粘接、卡扣结构、一体成型中的至少一种。

本申请实施例中还提供一种近眼显示设备，头戴部件、光源模组、导光模组、控制单元及前述的扫描显示模组，其中，

所述头戴部件包括镜腿、镜框及鼻梁，以用于将所述近眼显示设备佩戴固定；

所述扫描显示模组设于鼻梁内，所述扫描显示模组包括基座及两个输出端朝向相反的光纤扫描器；

所述导光模组以所述扫描显示模组为中心，对称设置于所述扫描显示模组两侧且分别对应于左右眼，任一侧所述导光模组包括导光单元、耦入单元、第一扩展单元及第二扩展单元；

在所述控制单元作用下，所述光源模组产生用于成像的图像光束输入至所述扫描显示模组，所述扫描显示模组分别向两个相反方向扫描输出所述图像光束，扫描输出的所述图像光束通过所述导光单元输入至所述耦入单元，并经由所述第一扩展单元和所述第二扩展单元扩展后，输出至人眼。

采用本申请实施例中的技术方案可以实现以下技术效果：

在实际需要进行多方向大尺寸投影显示的场景中，可以通过在扫描显示模组中增设朝向不同方向的扫描器组，实现多方向的扫描投影显示，并且，可以在朝向同一方向上的扫描器组中增设多个光纤扫描器，进行拼接扫描投影，在同一方向上投射出大尺寸的投影画面。由于光纤扫描器自身的体积小，即使在扫描显示模组中设置多个朝向的扫描器组，且同一扫描器组中包括多个光纤扫描器，扫描显示模组整体也可以保持较小体积，有利于投影设备的小型化，且能够实现大视场的投影显示，相较于增加投影设备的方式来说，本申请中的方式更有利于小型化，有效节省空间。

每增设一套投影该设备，都会增加成本及资源消耗，而多个光纤扫描器作为显示器件，增加相应数量的光纤扫描器的成本以及对资源的消耗均低于增加相同数量的投影设备。

此外，对于本申请的扫描显示模组而言，可以应用于近眼显示的场景中，具体地，扫描显示模组中的基座上可以承载至少两个光纤扫描器，且由于光纤扫描器可以朝向不同方向设置，所以，扫描显示模组能够设于近眼显示设备的鼻梁中，基座上的光纤扫描器可以分别朝向左右镜框的方向扫描出光，对于此种设置方式而言，扫描显示模组易于小型化，并可简化近眼显示设备中的光路设计的复杂度，进一步使得近眼显示设备易于小型化。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1是本申请实施例提供的一种说明性扫描显示系统的结构示意图；

图2是本申请实施例提供的一种光纤扫描器的结构示意图；

图3是本申请实施例提供的扫描显示系统的结构示意图；

图4是本申请实施例提供的一种扫描显示模组的结构示意图；

图5是本申请实施例提供的旋转基座上设置多方向的光纤扫描器的示意图；

图6是扫描显示模组同一方向上设置多个光纤扫描器的示意图；

图7是本申请实施例提供的另一种扫描显示模组的结构示意图；

图8是扫描显示模组中同一方向设置多个光纤扫描器的示意图；

图9是致动基座的结构示意图；

图10是本申请实施例提供的一种近眼显示设备的示意图；

图11是图10中扫描显示模组的结构示意图；

图12是近眼显示设备的光路示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与有关发明相关的部分。

说明性扫描显示系统

如图1所示，为本申请中的一种说明性的扫描显示系统，其中主要包括：

处理器100、激光器组110、光纤扫描器120、光纤130、光源调制电路140、扫描驱动电路150及合束单元160。

处理器100可以为图形处理器(Graphics Processing Unit，GPU)、中央处理器(Central Processing Unit，CPU)或者其它具有控制功能、图像处理功能的芯片或电路，这里并不进行具体限定。

系统工作时，处理器100可根据待显示的图像数据控制光源调制电路140对激光器组110进行调制，激光器组110中包含多个单色激光器，分别发出不同颜色的光束。从图1中可见，激光器组中具体可采用红(Red，R)、绿(Green，G)、蓝(Blue，B)三色激光器。激光器组110中各激光器发出的光束经由合束单元160合束为一束激光并耦入至光纤130中。

处理器100控制扫描驱动电路150驱动光纤扫描器120进行扫动，从而将光纤130中传输的光束扫描输出。

从光纤130输出端出射的光束作用于介质表面上某一像素点位置，并在该像素点位置上形成光斑，便实现了对该像素点位置的扫描。在光纤扫描器120带动下，光纤130输出端按照一定扫描轨迹扫动，从而使得光束移动至对应的像素点位置进行扫描。实际扫描过程中，光纤130输出的光束将在每个像素点位置形成具有相应图像信息(如：颜色、灰度或亮度)的光斑。在一帧的时间里，光束以足够高的速度遍历每一像素点位置，由于人眼观察事物存在“视觉残留”的特点，故人眼便无法察觉光束在每一像素点位置上的移动，而是看见一帧完整的图像。

继续参考图2，为光纤扫描器120的具体结构，其中包括：致动部121、光纤悬臂122、透镜123、扫描器封装壳124以及固定件125。致动部121通过固定件125固定于扫描器封装壳124中，光纤130在致动部121的自由端延伸形成光纤悬臂122，工作时，致动部121在扫描驱动信号的驱动下沿第一方向(Y方向)及第二方向(X方向)振动，受致动部121带动，光纤悬臂122出射端输出的光束便可按预定轨迹在介质表面上扫描。需要说明的是，光纤130从A端接入致动部121，其中的光束可传输至B端的光纤悬臂122，在可能的实施方式中，光纤130贯穿致动部121，并在致动部121的自由端延伸形成光纤悬臂122；或者，光纤130从A端接入致动部121，并在致动部121内部与B端的光纤悬臂122的精密对接，从而可将光束输出至光纤悬臂122中，也就是说，光纤130和光纤悬臂122并不是一体的。

在本申请方案的描述中，致动部和致动器表示同一概念，仅是名称不同，故并不应理解为对本申请的限定。

应理解，前述图1及图2中示出了光纤扫描显示系统的基本结构，在此基础上将对本申请实施例中的技术方案进行详细描述。另外，为了便于后续实施例中的描述，图1及图2中所示出的方向坐标系可沿用至后续实施例中，为便于理解，后续的实施例中使用的诸如Y₁及Y₂方向则可认为与Y方向是一致的，当然，在实际应用中，Y₁及Y₂方向不完全一致，并且与Y方向也并不完全是一致的，这里并不应作为对本申请的限定。

需要说明的是，基于上述内容，扫描显示系统的出光方向由光纤扫描器的出光方向所决定，显然，在图1及图2的光纤扫描器作用下，扫描显示系统只能朝向一个方向出光，其输出的扫描光束所对应的成像区域有限。

扫描显示系统

基于前述的说明性扫描显示系统，参考图3，为本申请实施例中的一种扫描显示系统，可包括：扫描显示模组300、多个光源310、多个合束单元320、多根光纤330、光源调制电路340、扫描驱动电路350以及处理器360。

本实施例中，扫描显示模组300中包含多个光纤扫描器(并未在图3中示出)，从而需要相应数量的输入源。

对于多个光源中的任一光源310而言，光源310既可采用单个发光源，如，LED或激光器，根据需要设置后可发出特定颜色的光；也可以采用多个空间上分离的子光源，子光源同样可以为LED或激光器，多个子光源的颜色可以相同也可以不同，具体将视实际应用的需要而定。在实际投影显示时，不同的光源301可以发出相同的图像光束，也可以发出不同的图像光束，这里并不进行具体限制。

在本申请的后续实施例中，将着重以光源310为激光器的情况进行说明，这里并不应理解为对本申请的限定。在一般性实施例中，任一光源310中至少包含RGB三色激光器，三色激光器在空间上分离，分别发出三种颜色的激光。

合束单元320的数量通常与光源310的数量相匹配，且与光源310一一对应，每一合束单元320可将相对应的光源310输出的两种或多种颜色的光束进行合束，耦入至光纤330中，再由光纤330将合束的光束传输至相应的光纤扫描器。在本实施例中，合束单元320具体的合束方式可包括但不限于：空间合束、光纤合束等，具体采用何种方式将根据实际应用的需要而定。

光源调制电路340及扫描驱动电路350可参考前述说明性扫描显示系统中的描述，这里并不再过多赘述。

处理器360可向光源调制电路340及扫描驱动电路350发出控制指令，以使得光源调制电路340分别对多个光源310进行调制，并使得扫描驱动电路350分别控制扫描显示模组300中的多个光纤扫描器扫描输出。

扫描显示模组

参考图4，扫描显示模组300包括：旋转基座40以及至少两个扫描器组，在本实施例中，每一个扫描器组中包含一个光纤扫描器，即，第一光纤扫描器41和第二光纤扫描器42。应理解，每个扫描器组中可能包含多个光纤扫描器，而为了便于理解及描述，本实施例中的方案以各扫描器组中分别包含一个光纤扫描器的情况进行说明，实际应用时，各扫描器组中所包含的光纤扫描器的具体数量将视使用需要而定，这里并不进行限制。

旋转基座40呈方柱型，可绕其旋转顶面的中心轴线(图4中贯穿旋转基座40的虚线)进行顺时针及逆时针反复高速旋转，图4中在中心轴线上标示的粗线环形箭头代表旋转基座40可进行逆时针转动，而细线环形箭头代表旋转基座40可进行顺时针转动。

两个光纤扫描器41和42分别固定于旋转基座40相邻的两个旋转面上，也即，光纤扫描器41和42的出射端朝向两个不同的方向，从而可分别向两个方向扫描输出。以第一光纤扫描器41为例，其中包括致动部411、从致动部411自由端延伸的光纤悬臂412、透镜413、扫描器封装壳414及固定件415。第一光纤扫描器41中的致动部411及光纤悬臂412，通过固定件415固定于扫描器封装壳414中，透镜413同样固定扫描器封装壳414内且位于光纤悬臂412的出射光路上，从光纤悬臂412输出的光束经透镜后投射出相应的画面。

继续参考图4，第一光纤扫描器41的尾端固定于旋转基座40的旋转面(具体是通过扫描器封装壳414的尾端直接与旋转基座40的旋转面接触固定)，在其他的实施方式中，还可通过扫描器封装壳414的侧壁固定于旋转基座40的顶面上。具体的固定方式可以采用一体成型、粘接、卡槽固定等，采用何种方式将视实际应用的需要而定，这里并不进行具体限制。对于本实施例中的扫描显示模组而言，所包含的光纤扫描器的参数规格、与旋转基座40之间的固定方式等均一致，故可参考对第一光纤扫描器41的说明，而不对其它光纤扫描器过多赘述。

需要说明的是，光纤扫描器独立于旋转基座的方式，相较于一体成型的方式，其制造难度及成本更低，因此，通常在实际应用中光纤扫描器作为独立元件，固定安装于旋转基座40上。

在本实施例中，旋转基座40的中心轴线平行于第一方向(即，Y方向)，工作时，可带动光纤扫描器41和42在第二方向扫动(对于第一光纤扫描器41而言，第二方向为X₁方向；对于第二光纤扫描器42而言，第二方向为X₂方向)，旋转基座40进行反复转动的过程具体为：工作时，旋转基座40绕其中心轴线进行逆时针转动，当逆时针转动至一定角度后，旋转基座40改变旋转方向绕其中心轴线进行顺时针转动，当顺时针转动至一定角度后，旋转基座40再次改变旋转方向进行逆时针转动，以此类推，这里便不再过渡赘述。

显然，结合前述光纤扫描器的基本结构可知，旋转基座40通过自身旋转带动光纤扫描器41和42在第二方向扫动，所起到的作用相当于前述光纤扫描器的第二致动部。基于此，光纤扫描器41和42中的致动部可以为一维致动部，该一维致动部可带动光纤悬臂在第一方向扫动。也就是说，第一光纤扫描器41的致动部411可带动光纤悬臂412在Y方向上扫动，相类似地，第二光纤扫描器42的致动部(未在图4中示出)也可带动其光纤悬臂(未在图4中示出)在Y方向上扫动。从而，在旋转基座40和光纤扫描器41、42的配合下，本实施例中的扫描显示模组可实现诸如：栅格式扫描、螺旋式扫描或利萨如(Lissajous)式扫描等不同扫描方式。

一般来说，旋转基座40反复进行顺时针及逆时针旋转过程中，其旋转的角度通常取决于扫描显示模组具体的扫描方式，例如：当采用栅格式扫描时(对应于图1及图2中的扫描轨迹)，旋转基座40旋转的角度可认为是光纤扫描器41及42扫描一排像素点位置所需的角度。又例如：当采用螺旋式扫描时，随着扫描轨迹以螺旋式由内向外的扫描过程，旋转基座40反复进行顺时针及逆时针旋转的角度也逐渐增大。当然，这里并不应理解为对本申请的限制。

作为本申请中另一种可能的方式，旋转基座40可以持续进行顺时针或逆时针转动，而非反复转动。对于此方式而言，旋转基座40在工作时保持高速转动(这里以旋转基座40进行顺时针转动的情况为例)，在转动初始时刻，光纤扫描器41和42的朝向如图4所示，在旋转基座40带动下，光纤扫描器41和42的朝向改变，在转动中的某一时刻，第二光纤扫描器42的位置位于图4中第一光纤扫描器41的位置，随着旋转基座40继续转动，第一光纤扫描器41可转至图4中第二光纤扫描器42的位置，之后的某一时刻，旋转基座40完成360°转动，光纤扫描器41和42又回到图4所示的位置。以此类推，旋转基座40持续转动，扫描显示模组持续扫描输出。

对于上述旋转基座40持续转动的方式而言，扫描显示系统中的光源的出光方式也将相应改变，即，当光纤扫描器41、42的朝向符合图4中所示的状态时，光源输出相应的光束并分别经由光纤扫描器41和42输出，当第一光纤扫描器41转至其他朝向时，与第一光纤扫描器41相匹配的光源中止出光，直到第一光纤扫描器41再次转至图3中所示的朝向后，与第一光纤扫描器41相匹配的光源继续出光，同理，第二光纤扫描器42对应的光源也可参考前述内容，这里不再赘述。

或者，在另一些可能的出光方式中(仍以旋转基座40进行顺时针转动的情况为例)，当第一光纤扫描器41转至朝向第二画面的位置时，与第一光纤扫描器41对应的光源输出相应的图像光束，使得第一光纤扫描器扫描输出构建第二画面的光束，相类似地，当第二光纤扫描器42转至朝向第一画面的位置时，与第二光纤扫描器42对应的光源输出相应的图像光束，使得第二光纤扫描器42输出构建第一画面的光束。也就是说，各光纤扫描器共同扫描输出构建各画面的光束。

具体采用何种出光方式，还将取决于实际应用的需要，这里并不应理解为对本申请的限制。可以理解，前述的不同出光方式，可通过扫描显示系统中处理器向光源调制电路及扫描驱动电路发出控制指令，并进一步由光源调制电路及扫描驱动电路分别控制光源、光纤扫描器进行配合而实现。具体的控制过程这里便不再过多赘述。

从图4中容易理解，旋转基座40的四个旋转面上均可固定设置扫描器组，从而实现四个方向的扫描输出。需要说明的是，在实际应用中，旋转基座40还可采用不同结构，例如，如图5所示，若要实现多方向(大于4个方向)扫描输出，则旋转基座40可采用圆柱结构，这样一来，在旋转基座40的旋转面上可固定设置多个不同方向的扫描器组，不同扫描器可以在不同方向扫描输出形成相应的画面(由图5中各方向的黑色线条表示)。相类似地，旋转基座40还可以采用诸如多面柱结构，当然，这里并不进行具体限制。

在图4中，第一画面和第二画面可看作是彼此两个相互分离且独立的画面，也就是说，这两个画面之间并不进行拼接显示，画面的内容可以相同也可以不同。当然，在实际应用中，第一画面和第二画面也可以相互拼接(即，两个画面之间紧密贴合在一起)，共同组成一幅更大尺寸的画面。具体将视实际需要而定，这里并不进行限制。

在另一种实施例中，每一扫描器组中可以设置多个相同朝向的光纤扫描器，参考图6，旋转基座40采用方柱结构，共有两组扫描器组，分别固定设置于旋转基座40的两个相邻旋转面上，每一组扫描器组中都包含四个光纤扫描器，两组扫描器组可分别扫描输出形成第一画面和第二画面。容易理解，采用此种实施方式，第一画面或第二画面分别由相应扫描器组中的四个光纤扫描器进行扫描拼接而构成(也即，同一扫描器组中的每个光纤扫描器用于扫描输出形成不同的子画面，从而拼接构成一幅完整画面)。显然，当同一扫描器组中设置多个光纤扫描器时，该方向上的总投影范围便可认为是多个光纤扫描器的投影范围之和，便可有效增加所显示图像的区域大小。

其它实施例

在本申请中的另一些实施例中，扫描显示模组中的基座并不旋转，而是作为各光纤扫描器的共用致动结构。具体地，参考图7，扫描显示模组700包括：致动基座710、第一光纤扫描器720及第二光纤扫描器730。

致动基座710可沿Y方向(即，第一方向)以设定的频率伸缩运动。第一光纤扫描器720和第二光纤扫描器730均固定设置于致动基座710伸缩方向的同一表面上，且第一光纤扫描器720和第二光纤扫描器730分别朝向不同方向。

第一光纤扫描器720和第二光纤扫描器730均为一维扫描器，也即，第一光纤扫描器720仅在X₁方向上摆动，第二光纤扫描器730仅在X₂方向上摆动。在实际工作时，致动基座710可同时带动第一光纤扫描器720和第二光纤扫描器730在Y方向上振动，从而，第一光纤扫描器720和第二光纤扫描器730便可实现二维扫描输出。

与前述实施例相类似，关于本实施例中光纤扫描器的具体结构可参考前述内容，这里便不过多赘述。

当然，在实际应用中，致动基座710同样也可采用多面柱、圆柱等，且可以设置多个光纤扫描器，具体将根据实际应用的需要而定。

另外，参考图8，致动基座710在同一方向的扫描器组中，也可以设置多个光纤扫描740，同一方向上的多个光纤扫描器共同扫描拼接形成相应的投影图像，具体不再过多赘述。

需要说明的是，为了实现致动基座710在Y方向上的伸缩振动，作为本实施例中的一种可行方式，共用致动部710可采用电机致动，换言之，共用致动部710为电机，可在Y方向上按照设定频率振动；或者，共用致动部710为设于电机驱动杆上的载物台，在电机驱动杆的带动下运动。当然，这里并不应作为对本申请的限定。

作为本实施例中的另一种可行方式，致动基座710具体可采用电机致动，也即，致动基座710安装固定于电极的驱动轴上，在电机工作时使得致动基座710在Y方向上伸缩振动，或者，致动基座710自身为电机，其固定安装于相应的固定结构(如：固定底座、固定台等)上，工作时，致动基座710主动进行Y方向上的伸缩振动。具体采用何种方式将根据实际应用的需要而定，这里并不进行限制。

作为本实施例中的另一种可行方式，致动基座710可采用堆叠式结构，参考图9，致动基座710中包括沿伸缩方向相互堆叠的多个压电材料片701，每一压电材料片701的两面分别布设有电极702。在实际应用时，堆叠的不同压电材料片701的电极可以相互绝缘，具体可通过诸如绝缘膜层实现，这里并不作具体限制。每一压电材料片701两面所布设的电极702具体包括第一电极7021和第二电极7022，一般性地，第一电极7021和第二电极7022在通电后的之间存在电势差。

在本实施例中，压电材料片701预先经过极化处理，使得压电材料片701的极化方向与电极702通电时所产生的电场方向一致(这里对极化处理过程不进行过多赘述)，由此，压电材料片701受电场作用沿垂直于电极702的方向(即，第一方向)发生伸缩形变。容易理解，压电材料片701的形变方式与电场的方向有关，在一种可能的方式中，第一电极7021作为正电极、第二电极7022作为负电极时，压电材料片701沿Y方向延伸形变；而第一电极7021作为负电极、第二电极7022作为正电极时，压电材料片701沿Y方向收缩形变。当然，这里仅是一种示例，并不应理解为对本申请的限定。

当然，压电材料片701的形变幅度与施加的电压有关，具体可满足以下公式：

Δl＝d₃₃*U

其中，Δl为压电材料片701的伸缩形变率；d₃₃为压电材料片701在平行于电场方向(即，Y方向)上的压电系数；U为驱动电压。

显然，施加的电压越高，压电材料片701所产生的伸缩形变率也就越大，但是，驱动电压的增大会导致相应驱动电路的复杂度、成本和功耗的增加，同时，较大的驱动电压使得光纤扫描器的响应具有强烈的非线性。所以，在实际应用中将施加的电压控制在一定合理的范围之内，具体将视实际情况而定。

对于致动基座710而言，总伸缩形变量可认为是各压电材料片701的伸缩形变量之和。致动基座710中堆叠式的每一个压电材料片701均在驱动信号的作用下发生垂直于电极方向的形变，便可使得致动基座710在Y方向进行伸缩振动。容易理解，致动基座710中所包含的压电材料片701的数量越多，致动基座710整体的伸缩形变也就越明显，相应地，致动基座710的伸缩振动幅度也就越大，当然，致动基座710中包含的压电材料片701的数量可根据实际应用的需要进行调整设置。

本实施例中的致动基座710并不进行弯曲振动，而是在Y方向进行伸缩振动，相较于弯曲振动，伸缩振动的驱动力更大，振幅也更大，在需要大致动力和/或大尺寸扫描显示的场景下，更具优势。

在另一种实施例中，扫描显示模组中的基座并不能够进行旋转或伸缩运动，而是起到支撑固定光纤扫描器的作用，在此实施例中，光纤扫描器为二维扫描器，可以在二维方向扫描输出，具体可参考前述说明性扫描显示系统中的内容，这里便不再过多赘述。

对于本申请前述各实施例中的扫描显示模组而言，基座的尺寸在图中所示大于光纤扫描器的直径，而在某些实际场景中，基座可实现小型化设计(特别是针对一个方向设置一个光纤扫描器的结构)，也就是说，基座与光纤扫描器的接触面的大小可与光纤扫描器的直径相近或一致，使得扫描显示模组的外观像是“一体成型”的。当然，基座的具体尺寸将根据实际应用的需要而定。

近眼显示设备

基于前述扫描显示模组的说明，在本申请中，提供一种近眼显示设备。参考图10～图12，近眼显示设备中包括：头戴部件、光源模组、扫描显示模组820、导光模组及控制单元，其中，光源模组及控制单元并未在图中示出。

头戴部件进一步可包括镜腿801、镜框802及鼻梁808等，从图10及图11中可见，头戴部件采用眼镜的形式，且其中的各部件可为一体成型结构。这里应理解，图10、图12中所示的仅是一种可能的实施方式，在实际应用中，头戴部件中的部分或全部的部件还可以通过相应的机械结构连接在一起，而非一体成型的，例如：镜腿801和镜框802之间便可通过铰接的方式连接，使得镜腿801可以相对于镜框802进行折叠。

参考图11，扫描显示模组820进一步包括基座821、第三光纤扫描器822及第四光纤扫描器823。基座821呈方柱形，两个光纤扫描器822和823分别固定连接于基座821两个相对的侧壁上，且两个光纤扫描器822和823输出端的朝向相反。

在本实施例中，基座821具体为旋转基座，关于旋转基座的内容可参考前述实施例中的内容，这里便不再过多赘述。当然，在实际应用中，基座821同样也可以为致动基座或为固定基座，具体将根据实际应用的需要而定，这里并不进行限制。

参考图10及图12，扫描显示模组820可设于鼻梁808的内部，且扫描显示模组820中的两个光纤扫描器822和823输出端分别朝向对应于左右眼的镜框802。

光源模组进一步可包括两个激光器组、两个合束单元及两条传输光纤(光源模组具体包含的元件并未在图11～12中示出，可参考图1及图2中的结构，这里便不过多赘述)，以便与扫描显示模组820中的两个光纤扫描器相配合。需要说明的是，光源模组中的激光器组、合束单元可分别设置于两个镜腿801上，并分别通过其中的传输光纤与扫描显示模组820中的不同光纤扫描器连接。而作为另一种可能的实施方式，光源模组中的元件也可设置于鼻梁808内。

实际上，控制单元也可以设置于镜腿801或鼻梁808内，这里便不具体赘述。

参考图12，为便于描述，可以将对应于左眼或右眼的导光模组830称为一组导光模组。两组导光模组对称设置，且任一组导光模组中进一步包括的导光器件831、耦入单元832、第一扩展单元833及第二扩展单元834。

导光器件831具体可为棱镜，能够改变光纤扫描器822及823扫描输出的光束的光路。耦入单元832设置于导光器件831的出射光路上，并用于将光束耦入至第一扩展单元833中。第一扩展单元833可将光束在水平方向上扩展，经过扩展的光束再输入至第二扩展单元834中，实现在垂直方向上的扩展后输出。

需要说明的是，本申请中的近眼显示设备可用作增强现实(AR)或虚拟现实(VR)设备，在实际应用中，头戴部件的外形不限于此，还可能采用套头式VR眼镜的外形，此处并不应理解为对本申请的限定。

本申请中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于装置、设备和介质类实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可，这里就不再一一赘述。

至此，已经对本主题的特定实施例进行了描述。其它实施例在所附权利要求书的范围内。在一些情况下，在权利要求书中记载的动作可以按照不同的顺序来执行并且仍然可以实现期望的结果。另外，在附图中描绘的过程不一定要求示出的特定顺序或者连续顺序，以实现期望的结果。在某些实施方式中，多任务处理和并行处理可以是有利的。

在本公开的各种实施方式中所使用的表述“第一”、“第二”、“所述第一”或“所述第二”可修饰各种部件而与顺序和/或重要性无关，但是这些表述不限制相应部件。以上表述仅配置为将元件与其它元件区分开的目的。例如，第一用户设备和第二用户设备表示不同的用户设备，虽然两者均是用户设备。例如，在不背离本公开的范围的前提下，第一元件可称作第二元件，类似地，第二元件可称作第一元件。

当一个元件(例如，第一元件)称为与另一元件(例如，第二元件)“(可操作地或可通信地)联接”或“(可操作地或可通信地)联接至”另一元件(例如，第二元件)或“连接至”另一元件(例如，第二元件)时，应理解为该一个元件直接连接至该另一元件或者该一个元件经由又一个元件(例如，第三元件)间接连接至该另一个元件。相反，可理解，当元件(例如，第一元件)称为“直接连接”或“直接联接”至另一元件(第二元件)时，则没有元件(例如，第三元件)插入在这两者之间。

以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离上述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。

Claims (9)

1.一种扫描显示模组，其特征在于，包括旋转基座以及至少两个扫描器组，其中，

每一所述扫描器组中包括至少一个光纤扫描器，且不同所述扫描器组分别朝向不同方向固定于所述旋转基座上，工作时，所述旋转基座绕其转动中心转动，带动所述扫描器组转动以扫描输出形成至少两个不同方向的画面；

其中，一个所述画面由一个所述扫描器组扫描输出得到。

2.如权利要求1所述的扫描显示模组，其特征在于，所述旋转基座具有旋转顶面，所述旋转顶面的中心轴线作为所述旋转基座的转动中心，工作时，所述旋转基座绕其旋转顶面的中心轴线转动。

3.如权利要求2所述的扫描显示模组，其特征在于，不同所述扫描器组中的所述光纤扫描器以固定端朝向所述中心轴线、输出端朝向远离中心轴线方向的方式固定于所述旋转基座上。

4.如权利要求2所述的扫描显示模组，其特征在于，

所述旋转基座的旋转方式为：绕所述中心轴线分别以顺时针及逆时针方向进行反复转动；

其中，所述旋转基座反复转动的角度匹配于所需显示的画面的高度或宽度。

5.如权利要求2所述的扫描显示模组，其特征在于，所述旋转基座的旋转方式为：绕所述中心轴线持续以顺时针或逆时针方向转动。

6.如权利要求1所述的扫描显示模组，其特征在于，不同所述扫描器组中的所述光纤扫描器在旋转至所需显示的画面的位置时扫描输出相应的光束。

7.如权利要求6所述的扫描显示模组，其特征在于，

各所述扫描器组中的所述光纤扫描器为一维扫描器，其中至少包括扫描器封装壳和设置于所述扫描器封装壳中的固定部、一维致动部、从所述一维致动部远端延伸形成的光纤悬臂以及设于所述光纤悬臂出射光路上的透镜；

所述光纤扫描器的一维致动部沿一维方向振动，受所述旋转基座及一维致动部带动，所述光纤悬臂按照设定的扫描轨迹扫动；

其中，所述一维致动部的振动方向垂直于所述旋转基座的转动平面。

8.如权利要求1所述的扫描显示模组，其特征在于，各所述扫描器组中的光纤扫描器与所述基座的固定方式包括：粘接、卡扣结构、一体成型中的至少一种。

9.一种近眼显示设备，其特征在于，所述近眼显示设备中至少包括：头戴部件、光源模组、导光模组、控制单元及前述权利要求1至8中任一所述的扫描显示模组，其中，

所述头戴部件包括镜腿、镜框及鼻梁，以用于将所述近眼显示设备佩戴固定；

所述扫描显示模组设于鼻梁内，所述扫描显示模组包括基座及两个输出端朝向相反的光纤扫描器；

所述导光模组以所述扫描显示模组为中心，对称设置于所述扫描显示模组两侧且分别对应于左右眼，任一侧所述导光模组包括导光单元、耦入单元、第一扩展单元及第二扩展单元；

在所述控制单元作用下，所述光源模组产生用于成像的图像光束输入至所述扫描显示模组，所述扫描显示模组分别向两个相反方向扫描输出所述图像光束，扫描输出的所述图像光束通过所述导光单元输入至所述耦入单元，并经由所述第一扩展单元和所述第二扩展单元扩展后，输出至人眼。

Images