[发明专利]一种扫描致动器及光纤扫描器

说明书

本发明公开了一种扫描致动器，包括依次连接的第一致动部、隔离部和第二致动部，第一致动部和第二致动部的两端均分别为固定端和自由端，第二致动部的固定端和第一致动部的自由端分别与隔离部固定连接；所述的隔离部的弯曲刚度高于第一致动部的弯曲刚度和第二致动部弯曲刚度；还公开了一种光纤扫描器。通过提高隔离部的弯曲刚度能够很好的避免隔离部因第一致动部和/或第二致动部的振动而产生形变，避免了不易控制和/或杂乱振动分量的产生，提高了扫描质量。隔离部可以更好地分离快慢轴的运动，同时减弱甚至抑制了隔离部发生扭曲、形变以及产生杂乱的振动波的现象，即隔离部的振动形变减弱甚至不会受快慢轴影响而产生振动形变。

技术领域

本发明涉及光纤扫描装置技术领域，尤其涉及一种扫描致动器及光纤扫描器。

背景技术

光纤扫描器是一种利用扫描致动器控制光纤摆动从而出射一幅图案的显示技术，该技术所照射的图案的色彩锐利饱和、对比度高、亮度高，且结构体积非常小，其主要用在光纤扫描显示(FSD)技术和光纤扫描内窥镜(FSE)技术中。

格栅式光纤扫描器的致动器主要包括作为快轴的第二致动部和作为慢轴的第一致动部，第二致动部和第一致动部的两端均分别为固定端和自由端，第二致动部的固定端与第一致动部的自由端固定连接。要想获得稳定的扫描范围、并精确操控扫描轨迹，需要致动器的末端的扫描轨迹与第一致动部的扫描轨迹和第二致动部的扫描轨迹具有精确的一致性，任何安装结构的不牢固、位置误差都会使得致动器的振动变得不易控制或产生杂乱的振动分量。如何避免不受控或杂乱的振动分量是提高扫描质量的重要因素之一。

发明内容

本发明实施例提供一种扫描致动器及光纤扫描器，用以减少甚至消除不受控或杂乱的振动分量的产生。

发明人在研究中发现第二致动部的固定端与第一致动部的自由端的连接部会同时到第二致动部和第一致动部振动的影响，因而会产生一定的扭曲形变，同时会产生一些杂乱的振动波，这会反作用于第二致动部和第一致动部，使得第二致动部和第一致动部的振动受影响，变得不易控制或产生杂乱的振动分量。

为了解决上述缺陷，本发明第一方面提供一种扫描致动器，包括依次连接的第一致动部、隔离部和第二致动部，第一致动部和第二致动部的两端均分别为固定端和自由端，第二致动部的固定端和第一致动部的自由端分别与隔离部固定连接；所述的隔离部的弯曲刚度高于第一致动部的弯曲刚度和第二致动部弯曲刚度。

进一步的，所述的第一致动部的自由端相对于其固定端沿垂直于第一方向的至少一个方向振动，第二致动部的自由端相对于其固定端沿垂直于所述第一方向的至少一个方向振动，第一致动部的自由端相对于其固定端的振动方向与第二致动部的自由端相对于其固定端的振动方向不同。

通过提高隔离部的弯曲刚度能够很好的避免隔离部因第一致动部和/或第二致动部的振动而产生形变，避免了不易控制和/或杂乱振动分量的产生，提高了扫描质量。具体的，隔离部可以更好地分离快慢轴的运动，同时减弱甚至抑制了隔离部发生扭曲、形变以及产生杂乱的振动波的现象，即隔离部的振动形变减弱甚至不会受快慢轴影响而产生振动形变。这样快轴所受的慢轴提供的致动力是通过刚性更大的隔离部直接传导而来，快轴不会接受到隔离部因振动形变而产生的额外杂乱的振动波，这样快轴轨迹的杂乱分量更少，其轨迹更易矫正。同样，慢轴也不会接收到隔离部因振动形变而产生的额外杂乱的振动波，慢轴轨迹的杂乱分量更少，其轨迹更易矫正。

第二致动部的自由端相对于第一致动部的固定端的运动轨迹为第一致动部和第二致动部的振动轨迹的合成。优选的，第一致动部的自由端相对于其固定端的振动方向与第二致动部的自由端相对于其固定端的振动方向相互垂直，从而光纤悬臂可在压电致动器的驱动下做李萨茹式扫描或栅格式扫描。优选的，第二致动部的固有频率远大于第一致动部的固有频率，以满足栅格式扫描的要求，同时也避免第一致动部和第二致动部之间的谐振干扰。