CN109407308A - 一种扫描致动器及光纤扫描器 - Google Patents

一种扫描致动器及光纤扫描器 Download PDF

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CN109407308A CN201811507634.0A CN201811507634A CN109407308A CN 109407308 A CN109407308 A CN 109407308A CN 201811507634 A CN201811507634 A CN 201811507634A CN 109407308 A CN109407308 A CN 109407308A
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Abstract

本申请实施例公开了一种扫描致动器及光纤扫描器。扫描致动器中的不同致动部上的部分或全部外电极的作用位置可调,当外电极的作用位置进行变化时,扫描致动器的等效电路将发生变化,进一步引起谐振频率轻微变化,从而可以通过调整电极改变压电驱动器本身的谐振频率,达到补偿扫描器本身由于长时间工作温度、老化等原因造成的谐振频率变化,减小光纤悬臂摆幅的变化,配合驱动信号的调整,维持良好的显示性能。

Description

一种扫描致动器及光纤扫描器
技术领域
本申请涉及扫描显示技术领域,具体涉及一种扫描致动器及光纤扫描器。
背景技术
光纤扫描器由于其体积小,成本低,制造工艺简便以及容易集成等特点,适用于扫描显示领域。
在光纤扫描器中,扫描致动器(如:压电致动器、电磁致动器等)在电信号或电磁信号激励下弯曲振动,带动光纤振动,相应的光束通过光纤输出,从而实现扫描显示。
现有技术中,可通过调节驱动电压来改变扫描致动器的扫描频率和摆动幅度,以实现不同分辨率、不同尺寸图像的扫描显示。但在实际应用时,扫描致动器长时间处于高频摆动的工作状态,可能会造成元件温度上升,使扫描致动器自身谐振频率漂移,进一步导致光纤悬臂摆幅产生变化,从而影响扫描输出的图像质量。
发明内容
本申请的目的在于提供一种扫描致动器及光纤扫描器,用来解决扫描致动器在长时间工作过程中由于扫描器自身谐振频率漂移导致光纤悬臂摆幅变化的问题。
本申请实施例提供一种扫描致动器,包括:包括沿从后向前的方向依次连接的第一致动部、隔离部及第二致动部,所述第一致动部及所述第二致动部均包含压电材料以及与所述压电材料相配合的内电极和外电极,受所述内电极和外电极作用,所述第一致动部沿第一方向振动,所述第二致动部沿第二方向振动,第一方向和第二方向均垂直于前后方向且相互不平行;
所述第一致动部和所述第二致动部中的至少一者的部分或全部外电极的作用位置可调。
可选地,所述第一致动部和所述第二致动部中的至少一者本体上设有用于带动外电极的滑动结构。
可选地,所述第一致动部和所述第二致动部中的至少一者采用片状堆叠结构,包括:基板以及堆叠于所述基板板面上的压电材料片,所述压电材料片与所述基板贴合的表面上布设有内电极;
在所述基板长度方向的侧面设有至少一条滑轨,至少一个滑动杆通过滑动部与所述滑轨配合连接,所述滑动杆上至少一端与外电极固定连接,并使得所述外电极与所述压电材料片不接触,在所述滑动杆上设有驱动器及安装于所述驱动器上的滚轮。
可选地,所述滑动杆轴向垂直于所述滑轨。
可选地,所述滑轨的侧壁上设有至少一条滑槽。
可选地,所述滑动部包括第一凸起及至少一个设于第一凸起侧壁上的第二凸起,所述第二凸起与所述滑槽配合连接。
可选地,所述驱动器固定于所述第一凸起或所述第二凸起上,使得所述滚轮的滚动面与所述滑轨内表面紧密接触。
可选地,所述滑轨的方向与所述扫描致动器用作光纤扫描器时光束的传播方向一致或呈设定度数的锐角。
可选地,所述扫描致动器外部设有封装壳,在所述封装壳内壁上设有用于带动外电极的滑动结构。
可选地,所述封装壳内壁上对位于所述压电材料的位置设有滑轨,所述第一致动部和所述第二致动部中的至少一者的外电极通过滑动部连接于所述滑轨中,且在所述外电极上设有驱动器及安装于所述驱动器上的滚轮。
可选地,所述第一致动部和所述第二致动部中的至少一者的外电极由包含多个子电极的阵列构成,每个所述子电极的通电状态相互独立,且紧密并列连接,每个所述子电极之间相互绝缘。
可选地,所述第一致动部和所述第二致动部中至少一者的部分或全部外电极可移动。
可选地,所述第一致动部和所述第二致动部中至少一者的压电材料上与所述外电极接触的表面设有至少一条滑轨。
可选地,所述第一致动部和所述第二致动部中至少一者的外电极上朝向所述压电材料一侧设有与所述滑轨配合的滑动部。
可选地,所述第一致动部和所述第二致动部中至少一者设有用于驱动所述外电极的驱动结构。
可选地,所述驱动结构包括电机以及连接于所述电机的驱动轴上的滚轮,所述电机固定于所述外电极上朝向所述压电材料一侧,并连同所述滚轮置于所述压电材料的滑轨中,所述滚轮的滚动面与所述滑轨的一侧壁紧密接触。
可选地,所述驱动结构包括电机以及连接于所述电机的驱动轴上的滚轮,所述电机固定于所述外电极与所述滑轨同向的侧边上,所述滚轮的滚动面与所述压电材料未贴合外电极的表面紧密接触。
可选地,所述驱动结构包括固定于所述外电极上的推杆式电机,以及一端固定于所述压电材料侧边的驱动杆,所述推杆式电机的推杆孔套设于所述驱动杆的另一端。
可选地,所述第一致动部和所述第二致动部中的至少一者的压电材料外表还设有反馈部件,其中,反馈部件可以为反馈电极或应变片等。
可选地,所述第一致动部和所述第二致动部中的至少一者为片状堆叠压电材料致动结构,所述片状堆叠压电材料致动结构包括基板以及分别堆叠于所述基板两侧板面上的第一压电材料片和第二压电材料片,所述第一压电材料片和所述第二压电材料片的两面均布设有一层电极;所述第一压电材料片和所述第二压电材料片中的至少一者与外电极接触一面设置有至少一条滑轨;
所述外电极接触压电材料片一面设有至少一个与滑轨配合的滑动部以及驱动结构,其中,所述驱动结构包括电机以及连接于所述电机的驱动轴上的滚轮,所述电机固定于所述外电极上朝向压电材料片一侧,并连同所述滚轮置于压电材料片的滑轨中,所述滚轮的滚动面与所述滑轨的一侧壁紧密接触。
可选地,所述第一致动部和所述第二致动部中的至少一者为片状堆叠压电材料致动结构,所述片状堆叠压电材料致动结构包括基板以及分别堆叠于所述基板两侧板面上的第一压电材料片和第二压电材料片,所述第一压电材料片和所述第二压电材料片的两面均布设有一层电极;所述第一压电材料片和所述第二压电材料片中的至少一者与外电极接触一面设置有至少一条滑轨;所述外电极接触压电材料片一面设有至少一个与滑轨配合的滑动部;
所述外电极上设有驱动结构,所述驱动结构包括电机以及连接于所述电机的驱动轴上的滚轮,所述电机固定于所述外电极与所述滑轨同向的侧边上,所述滚轮的滚动面与所述压电材料未贴合外电极的表面紧密接触。
可选地,所述第一致动部和所述第二致动部中的至少一者为片状堆叠压电材料致动结构,所述片状堆叠压电材料致动结构包括基板以及分别堆叠于所述基板两侧板面上的第一压电材料片和第二压电材料片,所述第一压电材料片和所述第二压电材料片的两面均布设有一层电极;所述第一压电材料片和所述第二压电材料片中的至少一者与外电极接触一面设置有至少一条滑轨;所述外电极接触压电材料片一面设有至少一个与滑轨配合的滑动部;
所述外电极上设有驱动结构,所述驱动结构包括固定于所述外电极上的推杆式电机,以及一端固定于所述压电材料侧边的驱动杆,所述推杆式电机的推杆孔套设于所述驱动杆的另一端。
可选地,所述第一致动部和所述第二致动部中的至少一者为压电材料管致动结构,所述压电材料管致动结构包括压电材料管,压电材料管的外表面设置有至少一对关于压电材料管的轴心线对称的外电极,压电材料管的内表面设置有与所述外电极相配合的内电极;
所述压电材料管与至少一个外电极接触的表面设有至少一条滑轨,所述外电极接触压电材料管一面设有至少一个与滑轨配合的滑动部以及驱动结构,其中,所述驱动结构包括电机以及连接于所述电机的驱动轴上的滚轮,所述电机固定于所述外电极上朝向压电材料片一侧,并连同所述滚轮置于压电材料片的滑轨中,所述滚轮的滚动面与所述滑轨的一侧壁紧密接触。
可选地,所述第一致动部和所述第二致动部中的至少一者为压电材料管致动结构,所述压电材料管致动结构包括压电材料管,压电材料管的外表面设置有至少一对关于压电材料管的轴心线对称的外电极,压电材料管的内表面设置有与所述外电极相配合的内电极;所述压电材料管与至少一个外电极接触的表面设有至少一条滑轨;所述外电极接触压电材料管一面设有至少一个与滑轨配合的滑动部;
所述外电极上设有驱动结构,所述驱动结构包括固定于所述外电极上的推杆式电机,以及一端固定于所述压电材料管上的驱动杆,所述推杆式电机的推杆孔套设于所述驱动杆的另一端。
本申请实施例还提供一种光纤扫描器,包括:光纤,及上述的扫描致动器,所述光纤与所述扫描致动器固定连接,且所述光纤的前端超出所述扫描致动器形成光纤悬臂。
采用本申请实施例中的技术方案可以实现以下技术效果:
对于致动器上内外电极而言,当内外电极在通电状态下,之间可形成相应的电场,即使外电极不贴合于压电材料片表面,同样可产生相应的电场,那么,当外电极的作用位置改变后,扫描致动器的等效电路发生变化,导致谐振频率轻微变化,从而可以补偿致动器本身由于长时间工作、温度、老化等原因造成的谐振频率变化,减小光纤悬臂摆幅的变化,配合驱动信号的调整,可维持良好的显示性能。
此外,当对应于第一致动部或第二致动部的外电极的作用位置改变后,有可能会对另一致动部的压电材料产生影响,进而干扰另一致动部的压电材料进行振动,而本申请实施例中扫描致动器具有隔离部,隔离部为绝缘材料,并不受电极的影响,从而能够避免任一致动部的外电极的作用位置改变后,对另一致动部造成干扰。
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扫描致动器的结构示意图;
图2是本申请实施例提供的一种片状堆叠压电材料致动结构的结构示意图;
图3是本申请实施例提供的一种光纤扫描器的结构示意图;
图4是本申请实施例提供的一种致动部的结构示意图;
图5是图4所示结构中的滑动结构的接连关系示意图;
图6a和6b是更为具体的滑动结构的接连关系示意图;
图7a是本申请实施例提供的一种包含封装壳的致动部的结构示意图;
图7b是图7a中封装壳上滑轨的结构示意图;
图8是本申请实施例提供的电极可移动的片状堆叠压电材料致动结构的结构示意图;
图9是本申请实施例提供的滑轨和滑动部的连接结构示意图;
图10a及10b是本申请实施例提供的一种驱动结构示意图;
图11是本申请实施例提供的另一种驱动结构示意图;
图12是本申请实施例提供的还一种驱动结构示意图;
图13是本申请实施例提供的一种外电极阵列结构的示意图
图14是本申请实施例提供的采用压电材料管式的光纤扫描器的结构示意图。
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。
参考图1,为本申请实施例提供的一种扫描致动器的基础结构,该扫描致动器包括沿从后向前的方向依次连接的第一致动部01、隔离部03及第二致动部02。其中,第一致动部01沿第一方向振动,第二致动部02沿第二方向振动,第一方向和第二方向均垂直于前后方向且相互不平行。应理解,扫描致动器从后向前的方向,与光束传播的方向一致。
在本申请实施例中,第一致动部01和第二致动部02中的任一者可为片状堆叠压电材料致动结构、压电材料管致动结构(可为圆形管或方形管)或多层堆叠压电材料管致动结构等,具体将视实际应用的需要而定。以下实施例中主要以片状堆叠压电材料致动结构为例进行说明。
在上述图1所示的基础上,可继续参考图2。片状堆叠压电材料致动结构包括基板101,基板101的一侧板面上堆叠有平行于基板101的第一压电材料片102,基板101的另一侧板面上堆叠有平行于基板101的第二压电材料片103,第一压电材料片102和第二压电材料片103平行于基板101板面的两侧表面均布设有一层电极104。
继续参考图3,为采用该扫描致动器的光纤扫描器结构示意图,其中,该光纤扫描器包括光纤05及前述的扫描致动器,该扫描致动器中还包括设于第一致动部01前端的固定部04,光纤05贯穿扫描致动器(图3中以虚线表示)并延伸至扫描致动器以外形成悬臂式的结构(也可称为:光纤悬臂)。固定部4的外表面设置有相应的导电体,用于为第一致动部01和第二致动部02的电极导电。当然,这里并不进行过多赘述。
在通电的电极作用下,第一致动部01和第二致动部02分别进行第一方向上的振动和第二方向上的振动,光纤05受第一致动部01和第二致动部02共同作用,进行第一方向和第二方向的合成方向上的振动,从而进一步带动光纤悬臂摆动,光纤悬臂的出射端在三维空间中可进行栅格扫描、螺旋扫描、利萨如扫描等二维扫描,以出射带有调制信息的激光从而显现图像。为了使本发明中的光纤扫描器能够驱动光纤悬臂实现前述的扫描方式,第二致动部02的固有频率远大于第一致动部01的固有频率。
在实际应用时,第一致动部01和第二致动部02的各电极的后端均可以分别电连接有薄膜导电层(并未在图3中示出),用于连接第一致动部01上各电极的薄膜导电层可绝缘贴覆于第一致动部01的外表面并延伸至第一致动部01的后端;用于连接第二致动部02上各电极的薄膜导电层,可绝缘贴覆于第一致动部01、隔离部03的外表面,并延伸至第一致动部01的后端。通过薄膜导电层,可实现对第一致动部01和第二致动部02上的电极供电。其中,所述的绝缘贴覆是指各薄膜导电层均贴覆于扫描致动器上并与扫描致动器上的其他导电部件间均相互绝缘。具体来说,各薄膜导电层之间相互绝缘,连接第二致动部02上各电极的薄膜导电层与第一致动部01上的电极相互绝缘。当然,除了采用薄膜导电层以外,使用导线为电极供电的方式也是可行的,这里不过多赘述。
但如前所述,在实际的扫描过程中,扫描驱动器长时间处于高频摆动的工作状态,会导致温度上升,而温度上升将进一步影响扫描致动器的工作状态,也即,扫描致动器中的致动部的摆动幅度可能产生一定程度的波动。
故在本申请的以下实施例中,对于前述扫描致动器而言,第一致动部和第二致动部中的任一者的部分或全部外电极的作用位置可调。
具体来说,参考图4,作为本申请的一种实施例,第一压电材料片102平行于基板101板面的两侧设有第一电极201和第二电极202,其中,第二电极202布设于第一压电材料片102与基板101的接触面。基于图中电极的相对位置,显然可知,第一电极201相当于外电极,第二电极202相当于内电极,也即,第一电极201的作用位置可调。相类似地,第二压电材料片103平行于基板101板面的两侧表面设有第三电极203和第四电极204,第三电极203相当于内电极,第四电极204相当于外电极,也即,第四电极204的作用位置可调。
进一步地,在基板101平行于轴向的一侧面设置至少一条滑轨1011,该滑轨1011的方向与扫描致动器用作光纤扫描器时光束的传播方向一致或呈设定度数的锐角。两个相互平行的滑动杆300均以轴向垂直于滑轨1011的方式通过其滑动部301与滑轨1011相配合进行滑动连接,滑动杆300可沿滑轨1011进行滑动。每一个滑动杆300的两端分别与第一电极201和第四电极204固定连接,并使得第一电极201和第四电极204不接触压电材料片,当滑动杆300沿滑轨1011进行滑动时,能够带动第一电极201和第四电极204移动,从而进一步调节第一电极201和第四电极204的作用位置。
需要说明的是,除了图4所示的情况,滑动杆300的数量还可以为一个或多个。此外,在实际应用中,滑动杆300可仅有一端与一侧外电极(即,第一电极201或第四电极204)固定连接,在此情况下,滑动杆300的长度可相应缩短,仅带动一侧外电极移动。当然,具体将视实际应用的需要而定,这里并不进行限制。
如图5所示,滑动杆300的滑动部301进一步包含第一凸起3011和第二凸起3012,作为一种可行方式,第二凸起3012设于第一凸起3011的侧壁上并与滑轨1011中的滑槽1012配合连接。容易理解,滑动部301的第一凸起3011和第二凸起3012可使得滑动杆300稳固地连接于基板101上。
在上述内容的基础上,为了保证驱动杆300可沿滑轨1011滑动,还设置有相应的驱动结构。如图6a所示,在滑动杆300的滑动部301上,一种可行的驱动结构可包括驱动器302和滚轮303,驱动器302固定于滑动部301的第一凸起3011或第二凸起3012表面,驱动器302可以是电机,滚轮303套设在电机的驱动轴上。滚轮303的滚动面与滑轨1011紧密接触。
如图6b所示,驱动器302还可设置于驱动杆300的杆体上,以使得滚轮303的滚动面与基板101上非滑轨1011的表面紧密接触。
基于以上内容,内外电极在通电状态下,之间可形成相应的电场,即使外电极不贴合于压电材料片表面,同样可产生相应的电场,那么,当外电极移动后,扫描致动器的等效电容、等效电路发生变化,导致谐振频率轻微变化,从而可以补偿致动器本身由于长时间工作、温度、老化等原因造成的谐振频率变化,减小光纤悬臂摆幅的变化,配合驱动信号的调整,可维持良好的显示性能。
考虑到前述实施例中的扫描致动器在实际应用中将进行封装,故在本申请的一种实施例中,可将外电极设置于封装壳的内壁上,并在封装壳的内壁上进行移动。具体地,参考图7a及图7b,致动结构外部设有外壳700,外壳700朝向第一压电材料片102和第二压电材料片103的两侧内壁分别设有两条滑轨701,第一电极201和第四电极204分别朝向外壳700的表面设有滑动部(并未在图中示出),该滑动部与滑轨701相配合,从而可使得第一电极201和第四电极204沿滑轨701滑动。当然,为了能够驱动外电极进行滑动,还可设置相应的驱动结构(如前述的驱动器和滚轮),驱动结构可设置于外电极上,关于驱动结构可参考前述内容。
图7a和图7b示出了在片状堆叠压电材料致动结构情况下外电极设于封装壳内壁的方式,容易理解,压电材料管致动结构(可为圆形管或方形管)或多层堆叠压电材料管致动结构等也可采用类似的方式,这里不再过多赘述。
还可采用与前述实施例不同的滑动方式。具体地,参考图8,以第一压电材料片102和第一电极201进行说明,第一压电材料片102的外表面上设有两条滑轨1021,滑轨1021的方向与光束的传播方向一致或呈一定锐角。同时参考图9,第一电极201朝向第一压电材料片102一侧的表面设有与滑轨1021相配合的滑动部2011,实际应用时,滑动部2011置于第一压电材料片102的滑轨1021中,从而使得第一电极201可沿滑轨1021在第一压电材料片102上进行前后移动。容易理解,为使第一电极201在第一压电材料片102进行前后移动,第一压电材料片102的外表面上设有一条或多条滑轨也是可行的。
第二压电材料片103和第四电极204可采用与前述第一压电材料片102和第一电极201相同的结构,这里便不再过多赘述。需要说明的是,在实际应用中,对于扫描致动器中的片状堆叠压电材料致动结构而言,第一电极201和第四电极204均可动,或者,第一电极201和第四电极204中的任一者可动,两种方式均可实现本申请的目的,至于采用何种方式具体将视实际应用时的情况而定,这里并不进行限制。
为了保证外电极可进行移动,还设置有相应的驱动结构,具体地,在本申请的一种实施例中,参考图10a,以第一电极201和第一压电材料片102进行说明,第一电极201上与滑动方向平行的一侧设有滚轮式驱动结构,即,固定于第一电极201上的电机2012以及与电机2012的驱动轴(并未在图10a中示出)相连的滚轮2013。滚轮2013的滚动面紧贴第一压电材料片102的侧面,滚轮2013在电机2012驱动轴作用下进行转动,从而带动第一电极201在第一压电材料片102上沿滑轨1021进行移动。
参考图10b,作为本申请的一种实施例,在图10a所示的结构基础上,可在第一压电材料片102与滚轮2013接触的侧面设置相应的防滑带1022,防滑带1022位于滚轮2013的行径路线上,可增加滚轮2013与第一压电材料片102表面之间的摩擦力,以减少或避免滚轮2013在转动过程中打滑。
在本申请的另一种实施例中,在外电极朝向压电材料片一侧还设置有滚轮式驱动结构。具体地,参考图11,仍以第一电极201和第一压电材料片102进行说明,第一电极201朝向第一压电材料片102一侧固定设置有电机2012,滚轮2013与电机2012的驱动轴(并未在图11中示出)连接,受电机2012驱动而转动,电机2012连同滚轮2013可置于第一压电材料片102的滑轨1021中,滚轮2013的滚动面与滑轨1021的一侧内壁贴合,当滚轮2013转动时,便可带动第一电极201沿滑轨1021进行伸缩式移动。
在本申请的另一种实施例中,可采用推杆式驱动结构,具体地,参考图12,仍以第一电极201和第一压电材料片102进行说明,第一电极201上与滑动方向平行的一侧设有推杆式驱动结构,即,固定于第一电极201上的电机2014以及一端固定于第一压电材料片102上的驱动杆300,驱动杆300的另一端穿过电机2014上的推杆孔中,共同构成推杆式驱动结构。电机2014工作时,可沿驱动杆300移动,从而实现带动第一电极201沿滑轨1021进行移动。
应理解,在图10a至图12所对应的实施例中,以第一压电材料片102及第一电极201说明相应的驱动结构,实际上,驱动结构的安装位置和数量并不仅限于上述实施例。容易想到,前述实施例中所记载的驱动结构还可采用对称的方式设置于第一电极201的同侧或另一侧。此外,还可在第四电极204上设置相同的一个或多个驱动结构,使得第四电极204进行移动,又或者,使得第四电极204和第一电极201同时移动。这里所提及的方式也应认为是本申请所涵盖的范围。
基于上述内容,当电极沿滑轨1021进行移动时,所附着的压电材料片的等效电容则会变化,进一步可引起驱动频率的变化,从而实现输入信号不变的同时进行驱动频率微调。对驱动频率进行了微调后,可以抵消光纤摆动幅度的波动。此外,当第一致动部01或第二致动部02上的电极移动后,如果移动至另一致动部的压电材料上,则会对另一致动部的压电材料产生影响,从而干扰另一致动部的压电材料进行振动,而本申请实施例中扫描致动器具有隔离部03,隔离部03为绝缘材料,并不受电极的影响,从而能够避免第一致动部01或第二致动部02上的电极移动后,对另一致动部造成干扰。
除了前述外电极可以进行移动的情况以外,在本申请的另一些实施例中,外电极自身并不发生移动。具体地,参考图13,在第一压电材料片102和第二压电材料片103的外表面,分别设有第一电极阵列800和第二电极阵列900,第一电极阵列800和第二电极阵列900分别由并列且紧密贴合的多个子电极构成,且各子电极之间相互绝缘,每个子电极的通电状态独立可控,从而,针对不同的实际应用需求,可以分别控制每一子电极是否通电,以实现改变第一电极阵列800或第二电极阵列900的作用位置的目的。例如:可以控制图13中第一电极阵列800中右边5个相邻子电极均不通电,而其余子电极均通电,则相当于第一电极阵列800向左移动了5个子电极的距离。显然,在本实施例中,采用电极阵列的方式同样能够实现本申请的目的。
除了上述堆叠压电材料致动结构以外,在本申请的另一些实施例中,第一致动部01和第二致动部02中的至少一者还可采用压电材料管致动结构。如图9所示,示出了一种光纤扫描器的结构,其包括一体成型的压电材料管致动结构和光纤5,该压电材料管致动结构包括第一致动部01及第二致动部02,压电材料管400的外表面设置有至少一对关于压电材料管400的轴心线对称的外电极500,压电材料管400的内表面设置有与外电极500相配合的内电极(并未在图9中示出),当内电极和外电极500连接外部驱动器件后,该致动部沿其对应的方向振动。
在压电材料管400与外电极500相接触的表面上沿轴心方向设有滑轨(图中并未示出),相应地,外电极500与压电材料管400相接触的表面设有滑动部(图中并未示出),外电极500上还可设有相应的驱动结构,驱动结构可参考图6a-图8中所示的驱动结构,这里不再过多赘述。假设图9中,外电极500采用图7所示的驱动结构(即,电机和相应的滚轮置于滑轨中),从而使得外电极500可在压电材料管400的外表面沿滑轨移动。
此外,在本申请的另一些实施例中,致动部还可采用多层管嵌套压电材料致动结构,或是其他结构,应理解,对于采用内外电极配合的扫描致动器而言,无论具体采用何种结构,均可应用本申请中的上述方案。
在本申请的另一种实施例中,在第一致动部01和第二致动部02中的任一者上还设有反馈电极,用于实时监测致动部的振动幅度或频率,具体便不过多赘述。
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。而且,每个实施例中所描述的具体结构在实际应用中可互相实施,例如:图10b、图11中的结构可应用于图5-图7b所对应的实施例中。
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 (12)

1.一种扫描致动器,其特征在于,包括沿从后向前的方向依次连接的第一致动部、隔离部及第二致动部,所述第一致动部及所述第二致动部均包含压电材料以及与所述压电材料相配合的内电极和外电极,所述扫描致动器工作时,所述第一致动部沿第一方向振动,所述第二致动部沿第二方向振动,第一方向和第二方向均垂直于前后方向且相互不平行;
所述第一致动部和所述第二致动部中的至少一者的部分或全部外电极的作用位置可调。
2.如权利要求1所述的扫描致动器,其特征在于,所述第一致动部和所述第二致动部中的至少一者本体上设有用于带动外电极的滑动结构。
3.如权利要求2所述的扫描致动器,其特征在于,所述第一致动部和所述第二致动部中的至少一者采用片状堆叠结构,包括:基板以及堆叠于所述基板板面上的压电材料片,所述压电材料片与所述基板贴合的表面上布设有内电极;
在所述基板长度方向的侧面设有至少一条滑轨,至少一个滑动杆通过滑动部与所述滑轨配合连接,所述滑动杆上至少一端与外电极固定连接,并使得所述外电极与所述压电材料片不接触,在所述滑动杆上设有驱动器及安装于所述驱动器上的滚轮。
4.如权利要求3所述的扫描致动器,其特征在于,所述滑轨的侧壁上设有至少一条滑槽。
5.如权利要求4所述的扫描致动器,其特征在于,所述滑动部包括第一凸起及至少一个设于第一凸起侧壁上的第二凸起,所述第二凸起用以与所述滑槽配合连接。
6.如权利要求5所述的扫描致动器,其特征在于,所述驱动器固定于所述第一凸起或所述第二凸起上,使得所述滚轮的滚动面与所述滑轨内表面紧密接触。
7.如权利要求3所述的扫描致动器,其特征在于,所述滑轨的方向与所述扫描致动器用作光纤扫描器时光束的传播方向一致或呈设定度数的锐角。
8.如权利要求1所述的扫描致动器,其特征在于,所述扫描致动器外部设有封装壳,在所述封装壳内壁上设有用于带动外电极的滑动结构。
9.如权利要求8所述的扫描致动器,其特征在于,所述封装壳内壁上对位于所述压电材料的位置设有滑轨,所述第一致动部和所述第二致动部中的至少一者的外电极通过滑动部连接于所述滑轨中,且在所述外电极上设有驱动器及安装于所述驱动器上的滚轮。
10.如权利要求1所述的扫描致动器,其特征在于,所述第一致动部和所述第二致动部中的至少一者的外电极由包含多个子电极的阵列构成,每个所述子电极的通电状态相互独立,且紧密并列连接,每个所述子电极之间相互绝缘。
11.如权利要求1至10中任一所述的扫描致动器,其特征在于,所述第一致动部和所述第二致动部中的至少一者的压电材料外表还设有反馈部件。
12.一种光纤扫描器,其特征在于,包括光纤和前述权利要求1-11中任一所述的扫描致动器,所述光纤与所述扫描致动器固定连接,且所述光纤的前端超出所述扫描致动器形成光纤悬臂。
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