用于扫描光纤显示器的成形光纤元件的制造方法和系统技术方案

光纤扫描系统的光纤元件包括运动致动器，该运动致动器具有纵向侧构件、内孔、第一支撑区域、中心区域和第二支撑区域。光纤元件还包括穿过内孔并具有第一光纤接头的第一光纤电缆以及穿过内孔的第二光纤电缆。第二光纤电缆具有设置在中心区域中并与第一光纤接头拼接的第二光纤接头、第二耦合区域、光传输区域以及发光尖端。光传输区域的特征在于第一直径，并且发光尖端的特征在于小于第一直径的第二直径。直径。直径。

【技术实现步骤摘要】
用于扫描光纤显示器的成形光纤元件的制造方法和系统
[0001]本申请是申请号为201780079443.6的中国专利申请“用于扫描光纤显示器的成形光纤元件的制造方法和系统”(申请日为2017年12月21日)的分案申请。
[0002]相关申请的交叉引用
[0003]本申请要求2016年12月22日提交的题为“Methods and Systems for Fabrication of Shaped Fiber Elements for Scanning Fiber Displays(用于扫描光纤显示器的成形光纤元件的制造方法和系统)”的美国临时专利申请No.62/438,380的优先权，出于所有目的，其公开内容通过引用整体并入在此。
[0004]以下常规美国专利申请(包括本申请)同时提交，并且出于所有目的，其它申请的全部公开内容通过引用并入本申请中：
[0005]2017年12月21日提交的题为“METHODS AND SYSTEMS FOR FABRICATION OF SHAPED FIBER ELEMENTS FOR SCANNING FIBER DISPLAYS(用于扫描光纤显示器的成形光纤元件的制造方法和系统)”的美国专利申请No.15/851,005(代理人案号101782
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1060973
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002210US)；
[0006]2017年12月21日提交的题为“METHODS AND SYSTEMS FOR FABRICATION OF SHAPED FIBER ELEMENTS USING LASER ABLATION(使用激光烧蚀的成形光纤元件的制造方法和系统)”的美国专利申请No.15/851,049，(代理人案号101782
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1060976
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002310US)；以及
[0007]2017年12月21日提交的题为“METHODS AND SYSTEMS FOR MULTI
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ELEMENT LINKAGE FOR FIBER SCANNING DISPLAY(用于光纤扫描显示器的多元件连接的方法和系统)”的美国专利申请No.15/851,317，(代理人案号101782
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1060978
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002410US)。

技术介绍

[0008]现代计算和显示技术促进了用于所谓的“虚拟现实”或“增强现实”体验的系统的开发，其中数字再现图像或其部分以它们看起来是或者可能被感知是真实的方式呈现给观看者。虚拟现实或“VR”场景通常涉及呈现数字或虚拟图像信息而对其它实际的真实世界视觉输入不透明；增强现实或“AR”场景通常涉及呈现数字或虚拟图像信息，作为对观看者周围的实际世界的可视化的增强。
[0009]尽管在这些显示技术方面取得了进步，但是本领域需要与增强现实系统，尤其是显示系统相关的改进方法和系统。

技术实现思路

[0010]本专利技术一般涉及用于制造成形光纤电缆的方法和系统。更具体地，本专利技术的实施例提供用于制造具有锥形和其它预定的轮廓的光纤的方法和系统。本专利技术适用于计算机视觉和图像显示系统中的各种应用。
[0011]根据本专利技术的实施例，提供了一种光纤扫描系统的光纤元件。光纤扫描系统可包括多个光纤元件。光纤元件包括运动致动器(例如，压电致动器)，该运动致动器具有纵向侧
构件、设置在纵向侧构件之间的内孔、设置在运动致动器的一端的支撑区域，以及与支撑区域相对的投影区域。纵向侧构件可包括可操作以收缩/扩展的第一压电元件和可操作以与第一压电元件相对地扩展/收缩的第二压电元件。在一些实施例中，内孔的特征在于由内直径限定的圆柱形轮廓。在该实施例中，耦合区域可以是基本上圆柱形的并且由基本上等于内直径的外直径限定。
[0012]光纤元件还包括穿过内孔的光纤电缆。光纤电缆具有设置在纵向侧构件之间并与投影区域机械接触的耦合区域、远离运动致动器的投影区域延伸的光传输区域，以及发光尖端。光纤元件还可以包括设置在耦合区域和投影区域之间的界面层(例如，玻璃熔块或环氧树脂)。光传输区域的特征在于第一直径，并且发光尖端的特征在于小于第一直径的第二直径。在实施例中，光传输区域的特征在于在运动致动器的投影区域之间延伸的凹角轮廓。作为示例，光纤电缆可以从光传输区域到发光尖端逐渐变细。光纤扫描系统可以是光纤扫描投影显示器的元件。
[0013]在实施例中，耦合区域可包括与纵向侧构件机械接触的支撑部分和设置在支撑区域和投影区域之间的弯曲区域。弯曲区域与纵向侧构件分离弯曲距离。在该实施例中，耦合区域进一步包括与纵向侧构件机械接触的第二支撑部分。第二支撑部分可设置在支撑区域中。
[0014]根据本专利技术的另一个实施例，提供了一种光纤扫描系统的光纤元件。光纤元件包括运动致动器，该运动致动器具有纵向侧构件、设置在纵向侧构件之间的内孔、设置在运动致动器一端的第一支撑区域、中心区域，以及设置在运动致动器的相对端的第二支撑区域。第一光纤电缆穿过内孔。第一光纤电缆具有设置在纵向侧构件之间的第一耦合区域和设置在中心区域中的第一光纤接头。第二光纤电缆穿过内孔。第二光纤电缆具有设置在中心区域中并且拼接到第一光纤接头的第二光纤接头，以及设置在纵向侧构件之间并与第二支撑区域机械接触的第二耦合区域。光纤元件还包括远离运动致动器的第二支撑区域延伸的光传输区域，以及发光尖端。光传输区域的特征在于第一直径，并且发光尖端的特征在于小于第一直径的第二直径。
[0015]根据本专利技术的特定实施例，提供了一种光纤扫描系统的光纤元件。光纤元件包括运动致动器，该运动致动器具有纵向侧构件、设置在纵向侧构件之间的内孔、设置在运动致动器的一端处的第一支撑区域、中心区域，以及设置在运动致动器的相对端处的第二支撑区域。光纤元件还包括设置在第一支撑区域中的保持元件，以及穿过保持元件和内孔的第一光波导。第一光波导具有设置在保持元件中的第一配合接头。光纤元件进一步包括穿过内孔的第二光波导。第二光波导具有设置在保持元件中并结合到第一配合接头的第二配合接头，以及设置在纵向侧构件之间并与第二支撑区域机械接触的第二耦合区域。光纤元件另外包括远离运动致动器的第二支撑区域延伸的光传输区域，以及发光尖端。光传输区域的特征在于第一直径，并且发光尖端的特征在于小于第一直径的第二直径。
[0016]根据本专利技术的另一个特定实施例，提供了一种制造成形光纤的方法。该方法包括提供光纤电缆，用蚀刻护套覆盖光纤电缆的一部分，以限定光纤电缆的暴露区域和光纤电缆的覆盖区域，并将光纤电缆的暴露区域和蚀刻护套暴露于蚀刻剂溶液。该方法还包括响应于暴露于蚀刻剂溶液来去除光纤电缆的暴露区域的至少一部分，并且在蚀刻护套下芯吸蚀刻剂溶液以去除光纤电缆的覆盖区域的至少一部分。在蚀刻护套下芯吸蚀刻剂溶液可包
括蚀刻剂溶液的毛细管流动。
[0017]根据本专利技术的特定实施例，提供了一种光纤致动器机构。光纤致动器包括运动致动器，该运动致动器具有纵向侧构件、设置在纵向侧构本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种制造成形光纤的方法，所述方法包括：提供光纤电缆；用蚀刻护套覆盖所述光纤电缆的一部分以限定所述光纤电缆的暴露区域和所述光纤电缆的覆盖区域；将所述光纤电缆的所述暴露区域和所述蚀刻护套暴露于蚀刻剂溶液；响应于暴露于所述蚀刻剂溶液，去除所述光纤电缆的所述暴露区域的至少一部分；以及在所述蚀刻护套的至少一部分下方芯吸所述蚀刻剂溶液，以去除所述光纤电缆的所述覆盖区域的至少一部分。2.根据权利要求1所述的方法，其中，在所述蚀刻护套下方芯吸所述蚀刻剂溶液包括：所述蚀刻剂溶液的毛细管流动。3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述蚀刻护套包括邻近所述光纤电缆的所述暴露区域的近端部分，并且邻近所述近端部分形成凹角轮廓。4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述光纤电缆的特征在于在所述覆盖区域的第一纵向位置处的第一直径和在比所述第一纵向位置更靠近所述暴露区域的第二纵向位置处的第二直径，所述第二直径大于所述第一直径。5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述蚀刻剂溶液包括缓冲氧化物蚀刻液(BOE)。6.根据权利要求1所述的方法，还包括：去除所述蚀刻护套；用第二蚀刻护套覆盖所述光纤电缆的所述覆盖区域；将所述光纤电缆的所述暴露区域和所述第二蚀刻护套暴露于第二蚀刻剂溶液；以及在所述光纤电缆的所述暴露区域形成锥形轮廓。7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述锥形轮廓的特征在于在所述暴露区域的第一纵向位置处的第一直径和在比所述第一纵向位置更远离所述覆盖区域的第二纵向位置处的第二直径，所述第二直径小于所述第一直径。8.根据权利要求6所述的方法，其中，所述蚀刻剂溶液和所述第二蚀刻剂溶液是相同的蚀刻剂溶液。9.一种制造锥形光线发射尖端的方法，所述方法包括：提供具有发射区域和发射面的光纤电缆；用抗蚀刻掩模涂覆所述发射区域和所述发射面；去除所述抗蚀刻掩模的一部分以暴露所述发射区域的与所述发射面邻近的一部分并形成侧壁掩模和分离的发射面掩模；提供蚀刻溶液；将所述发射区域插入所述蚀刻溶液中；蚀刻所述发射区域的一部分以形成连续更深的蚀刻轮廓；确定蚀刻端点；以及从所述蚀刻溶液中去除所述发射区域。10.根据权利要求9所述的方法，其中，确定蚀刻端点包括：检测所述分离的发射面掩膜与所述发射面的分离。
11.根据权利要求10所述的方法，其中，确定蚀刻端点还包括：使用机器视觉系统来监控所述分离的发射面掩膜与所述发射面的分离。12.根据权利要求9所述的方法，其中，所述侧壁掩模和所述分离的发射面掩模被具有预定长度的空间间隔分离。13.根据权利要求12所述的方法，其中，所述空间间隔的远端部分与所述发射面对齐。14.根据权利要求9所述的方法，其中，所述发射区域的所述部分的特征在于锥形轮廓。15.根据权利要求14所述的方法，其中，所述锥形轮廓的特征在于在所述发射区域的第一纵向位置处的第一直径和比所述第一纵向位置更靠近所述发射面的第二纵向位置处的第二直径，所述第二直径小于所述第一直径。16.根据权利要求15所述的方法，其中，所述蚀刻端点与在所述发射面处被减小到零的光纤电缆的直径相关联。17.根据权利要求9所述的方法，其中，蚀刻所述发射区域的一部分以形成连续更深的蚀刻轮廓包括：在所述侧壁掩模的至少一部分下方芯吸所述蚀刻溶液。18.根据权利要求17所述的方法，还包括：去除所述光纤电缆的被所述侧壁掩模覆盖的至少一部分。19.根据权利要求9所述的方法，还包括：在所述分离的发射面掩模的至少一部分下方芯吸所述蚀刻溶液。20.根据权利要求9所述的方法，其中，所述发射面的特征在于面直径，并且所述分离的发射面掩模的特征在于掩模直径小于所述面直径。21.一种光纤扫描系统的光纤元件，所述光纤元件包括：光纤电缆，其具有：输入区域；被耦合到所述输入区域的支撑区域；以及发光尖端，其中，所述支撑区域的特征在于第一直径，并且所述发光尖端的特征在于小于所述第一直径的第二直径；以及运动致动器，其具有：纵向侧构件；内孔，...

【专利技术属性】
技术研发人员：B，
申请(专利权)人：奇跃公司，
类型：发明
国别省市：