CN110320661A - 扫描光纤连接组件以及光纤扫描装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种扫描光纤连接组件以及光纤扫描装置，涉及光学领域。扫描光纤连接组件包括：固定座、插芯、固定环和接口座。插芯包括供扫描光纤通过的通孔，插芯可拆卸设置于固定座并使得设置于插芯的扫描光纤穿过固定座；固定环套设于插芯并可拆卸设置于固定座；接口座套设于固定环并可拆卸设置于固定座，接口座远离与固定座连通的端部设置有供光源进入扫描光纤的第一接口座腔。光纤扫描装置包括上述扫描光纤连接组件。扫描光纤连接组件通过插拔的可拆卸方式实现输入光源与扫描光纤在光纤扫描装置的安装，以实现输入光源与扫描光纤的便携安装和减少扫描光纤的安装过程的损耗。

Description

扫描光纤连接组件以及光纤扫描装置

技术领域

本发明涉及光学领域，尤其涉及一种扫描光纤连接组件以及光纤扫描装置。

背景技术

光纤扫描装置是主要通过压电致动器等器件进行能量转换并经过驱动信号的控制，使得扫描光纤和致动器件产生频率的谐振以达到一定扫描位移和角度的器件。

对于激光显示领域来说，RGB光源的光能量的输入需要通过光纤-光纤的连接转换和传输。因此，光纤扫描器通常设置有尾纤输入端，并且，该尾纤输入端通常选用FC连接头、LC连接头或SC连接头等，上述类型连接头的体积较大造成不便安装，安装过程中因尾纤摆动容易弯折损坏扫描光纤，需要将弯折损坏扫描光纤切除后重新安装连接头，造成返修困难和安装损耗。

有鉴于此，提出本发明。

发明内容

本发明实施例提供一种扫描光纤连接组件以及光纤扫描装置，扫描光纤连接组件通过插拔的可拆卸方式实现扫描光纤在光纤扫描装置的安装，以实现扫描光线的便携安装和减少扫描光纤的安装过程的损耗。

为了实现上述发明目的，本发明实施例第一方面提供了一种扫描光纤连接组件，包括：固定座、插芯、固定环和接口座。插芯包括供扫描光纤通过的通孔，插芯可拆卸设置于固定座并使得设置于插芯的扫描光纤穿过固定座；固定环套设于插芯并可拆卸设置于固定座；接口座套设于固定环并可拆卸设置于固定座，接口座远离与固定座连通的端部设置有供光源进入扫描光纤的第一接口座腔。

在本发明较佳地实施例中，上述固定座包括中空座体和分别设置于中空座体两侧的第一环壁和第二环壁，插芯可穿过第一环壁围成的第一固定座腔并嵌设于第二环壁围成的第二固定座腔，固定环嵌设于第一固定座腔，接口座套设于第一环壁。

在本发明较佳地实施例中，上述固定环包括用于容置插芯的固定环腔和开口，开口贯穿于固定环的环壁并沿固定环的延伸方向贯穿固定环的两端。

在本发明较佳地实施例中，上述接口座还包括与第一接口座腔连通并用于容置固定环的第二接口座腔和与第二接口座腔连通的第三接口座腔，第三接口座腔套设于第一环壁。

在本发明较佳地实施例中，上述接口座的靠近第三接口座腔的端部设置用于卡合光纤扫描装置的壳体的固定槽。

在本发明较佳地实施例中，上述固定槽环设于接口座的外周壁，固定槽的靠近第一接口座腔的槽壁的高度大等于固定槽的靠近第三接口座腔的槽壁的高度。

在本发明较佳地实施例中，上述插芯为陶瓷插芯。

在本发明较佳地实施例中，上述固定环为陶瓷固定环。

本发明实施例第二方面提供了一种光纤扫描装置，包括：上述的扫描光纤连接组件、扫描光纤、压电致动组件、镜头组件和壳体，壳体包括相对设置的开口端和闭口端，壳体通过开口端与扫描光纤连接组件连接并形成工作腔，壳体的闭口端设置有透光窗口，扫描光纤的一端设置于扫描光纤连接组件的插芯，另一端伸进工作腔内并形成扫描光纤悬臂，电致动组件设置于壳体并用于驱动扫描光纤振动，镜头组件设置于工作腔内并位于扫描光纤悬臂和透光窗口之间。

在本发明较佳地实施例中，上述壳体的位于开口端的壳壁沿壳体的径向朝内收拢形成卡扣，卡扣用于卡合接口座的固定槽。

本发明实施例中的一个或者多个技术方案，至少具有如下技术效果或者优点：

本发明实施例的扫描光纤连接组件，通过使用插芯和固定环将扫描光纤嵌设于固定座，并通过接口座套设于固定座以及接口座和光纤扫描装置的壳体可拆卸连接，实现将扫描光纤设置于壳体的工作腔内；同时，通过光源插芯嵌设于固定环，实现光源组件便携安装于扫描光纤连接装置。亦即，实现了光源组件和扫描光纤在光纤扫描装置的便携安装，有效避免了扫描光纤安装时的弯折损坏和盘纤损耗，也有助于减小光纤扫描装置的体积，具有结构简单、重复性好和一致性好等特点。

本发明实施例的光纤扫描装置，通过使用上述扫描光纤连接组件，能够便携和高效地对光源组件和扫描光纤安装，在结构上具有简单和紧凑的特点。

附图说明

图1为本发明实施例提供的光纤扫描装置的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的扫描光纤连接组件的拆解结构示意图；

图3为本发明实施例提供的固定环的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的光源组件与扫描光纤连接组件的安装结构示意图。

图标：100-光纤扫描装置；110-扫描光纤连接组件；111-固定座；1111-第一固定座腔；1112-第二固定座腔；1113-中空座体；1114-第一环壁；1115-第二环壁；112-插芯；1121-通孔；113-固定环；1131-固定环腔；1132-开口；114-接口座；1141-第一端口；1142-第二端口；1143-第一接口座腔；1144-第二接口座腔；1145-第三接口座腔；1146-固定槽；120-扫描光纤；130-压电致动组件；140-镜头组件；150-壳体；151-开口端；152-闭口端；153-卡扣；160-光源组件；161-光源发生器；162-光源光纤；163-光源插芯；1631-光源插芯通孔。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参照图1，本发明实施例提供一种光纤扫描装置100，其包括：扫描光纤连接组件110、扫描光纤120、压电致动组件130、镜头组件140、壳体150和光源发生器160(图4示出)。其中，扫描光纤连接组件110和壳体150连接并围成工作腔(图未标注)，扫描光纤120设置于扫描光纤连接组件110并伸入工作腔内，压电致动组件130设置于壳体150内并用于驱动扫描光纤120振动，镜头组件140设置壳体150内并用于对扫描光纤120扫描得到的图像进行放大，光源发生器160与扫描光纤连接组件110可拆卸连接并向扫描光纤120输入光源。

请参照图2，扫描光纤连接组件110包括固定座111、插芯112、固定环113和接口座114。

固定座111包括中空座体1113、第一环壁1114和第二环壁1115。中空座体1113类似于圆环状结构。中空座体1113的两侧分别环设有第一环壁1114和第二环壁1115。其中，第一环壁1114和中空座体1113的一表面围成第一固定座腔1111；第二环壁1115和中空座体1113的另一表面围成第二固定座腔1112。

进一步地，第一环壁1114的直径大于第二环壁1115的直径，使得第一固定座腔1111的尺寸大于第二固定座腔1112的尺寸。通过这样的设置，使得插芯112能够穿过第一固定座腔1111后嵌设于第二固定座腔1112。

插芯112具有供扫描光纤120通过并对扫描光纤120进行固定的通孔1121，通孔1121沿插芯112的延伸方向贯穿于插芯112的两端。插芯112的外径与第二固定座腔1112的内径相配合，使得插芯112可嵌设于第二固定座腔1112。

此外，插芯112与第二环壁1115还可以通过螺纹或卡扣等方式实现可拆卸连接，在此不作赘述。

当扫描光纤120设置于插芯112时，扫描光纤120的一端与通孔1121的一端口相平齐，另一端伸出通孔1121的另一端口并形成扫描光纤120的悬臂；激光光源照射于扫描光纤120与通孔1121相平齐的端口即可实现光源的输入。

作为优选，插芯112的靠近扫描光纤120伸出的端口呈锥形设置。当插芯112可拆卸设置于固定座111时，呈锥形设置的端部有助于插芯112穿过第一固定座腔1111并嵌设于第二固定座腔1112。

此外作为进一步优选，插芯112可以选用陶瓷插芯。陶瓷插芯可以通过粉末注射成型和高精度微型孔加工的方法制得，这样既能够实现插芯112使用时的精密定位，又能够保证插芯112具有较高的机械强度以保证其使用寿命。

请参照图3，固定环113包括固定环腔1131和开口1132。具体地，固定环腔1131贯穿于固定环113的两端并用于容置插芯112。固定环113可嵌设于第一固定座腔1111，固定环113的外壁与第一环壁1114的内壁相贴合，并且，固定环113位于第一固定座腔1111内的端部可与中空座体1113相抵靠。可以理解，此时插芯112的未嵌设于第二固定座腔1112的部分位于固定环113内。

开口1132沿固定环113的径向贯穿于固定环113的环壁，并且，开口1132沿固定环113的延伸方向贯穿固定环113的两端。通过在固定环113设置开口1132，方便控制固定环113直径的大小，既方便安装时将固定环113套设于插芯112，又能够安装后保证固定环113紧固套设于插芯112，保证了固定环113和插芯112连接的稳固性。

同理，作为优选，固定环113可以选用陶瓷固定环。同样地，陶瓷固定环可以通过粉末注射成型和高精度微型孔加工的方法制得，这样既能够实现固定环113使用时的精密定位，又能够保证固定环113具有较高的机械强度以保证其使用寿命。

请继续参照图2，接口座114类似于桶状结构，接口座114包括依次连通的第一接口座腔1143、第二接口座腔1144和第三接口座腔1145，第一接口座腔1143和第三接口座腔1145分别贯穿接口座114的两端。

接口座114包括相对设置的第一端口1141和第二端口1142，其中，第一接口座腔1143贯穿于接口座114的端口即为第一端口1141，第二接口座腔1144贯穿于接口座114的端口即为第二端口1142。其中，第一端口1141用于输入光源，第二端口1142用于套设固定环113。

进一步地，第二接口座腔1144的内径大于第一接口座腔1143的内径并与固定环113的外径相配合，第三接口座腔1145的内径大于第二接口座腔1144的内径并与第一环壁1114的外径相配合。

当接口座114可拆卸设置固定座111时，一方面，固定环113的一部分嵌设于第一固定座腔1111内，固定环113的另一部分嵌设于第二接口座腔1144内，实现通过固定环113将插芯112固定于扫描光纤连接组件110。另一方面，第三接口座腔1145套设于第一环壁1114，实现接口座114与固定座111的连接。并且此时，插芯112的一部分嵌设于第二固定座腔1112，插芯112的另一部分嵌设于固定环113。

其中，第一接口座腔1143的轴线、第二接口座腔1144的轴线和第三接口座腔1145的轴线共线同轴设置。当接口座114和固定座111连接时，固定座111的轴线、插芯112的轴线和固定环113的轴线也能够同轴共线。通过这样的设置，扫描光纤连接组件110具有一致性好和重复性高的特点，能够保证扫描光纤120和光源发生器160在光纤扫描装置100的安装精度，以使得光源发生器160向扫描光纤120输入激光。

进一步地，接口座114的靠近第二端口1142的端部设置有固定槽1146，固定槽1146环设于接口座114的外周壁。通过设置固定槽1146能够实现扫描光纤连接组件110与壳体150的连接。

作为优选，固定槽1146的靠近第一接口座腔1143的槽壁的高度大等于固定槽1146的靠近第三接口座腔1145的槽壁的高度。通过这样的设置，有助于壳体150进一步卡合固定槽1146。

为了进一步提高固定座111、固定环113和接口座114之间相互安装的精度，还可以进一步对固定座111的长度、固定环113的长度和接口座114的长度进行优化。具体地，当固定座111、固定环113和接口座114彼此可拆卸设置时，接口座腔114的靠近第二端口1142的腔壁与固定座111的中空环壁1113相抵靠；固定座111的第一环壁1114的远离中空座体1113的端部与第三接口座腔1145的远离第二端口1142的腔壁相抵靠；固定环113的嵌设于第一固定座腔1111的端部与中空座体1113相抵靠，固定环113的嵌设于第二接口座腔1144的端部与第二接口座腔1144的远离第二端口1142的腔壁相抵靠。

请继续参照图1，壳体150包括相对设置的开口端151和闭口端152。壳体150的位于开口端151的壳壁沿壳体150的径向朝内收拢形成卡扣153。卡扣153可卡合接口座114的固定槽1146，实现扫描光纤连接组件110与壳体150的可拆卸连接。壳体150的闭口端152设置有透光窗口(图未标注)，光路通过开口端151进入工作腔后经由闭口端152的透光出口射出。

扫描光纤120的一端设置于扫描光纤连接组件110的插芯112，另一端伸进工作腔内并形成扫描光纤120悬臂。

压电致动组件130设置于壳体150的内壁并用于驱动扫描光纤120振动。具体地，压电致动组件130可以直接设置于壳体150的内壁，也可以通过安装柱(图未绘示)安装于壳体150的内壁，扫描光纤120设置于压电致动组件130。光纤扫描装置100使用时，向压电致动组件130输入一定的频率和电压的电信号使之发生形变即可带动扫描光纤120振动。

镜头组件140设置于工作腔内并位于扫描光纤120悬臂和透光窗口之间。通过这样的设置，扫描光纤120扫描得到的图像经由镜头组件140放大后进行投影显示。

请参照图4，其为本发明实施例提供了光源输入的一种实现方式。具体地，光源组件160包括：光源发生器161、光源光纤162和光源插芯163。

其中，光源发生器161可以选用RGB光源发生器，鉴于RGB光源发生器为现有技术，在此不作赘述。

光源插芯163与插芯112的形状和构造均类似，光源插芯163的外径与第一接口座腔1143的内径相配合，光源插芯163的外径与固定环腔1131的内径相配合。光源插芯163的中部设置有光源插芯通孔1631，插芯通孔1631沿光源插芯163的延伸方向贯穿于光源插芯163的两端。插芯通孔1631用于设置光源光纤162并将其固定于插芯通孔1631内。通过这样设置，当光源插芯161和插芯112均设置于固定环113时，能够保证光源插芯通孔1631与插芯通孔1121同轴设置。

光源纤维162的一端部与光源发生器161的输出端连通，光源纤维162的另一端部沿光源插芯通孔1631的一端口伸进光源插芯163并延伸至光源插芯通孔1631的另一端口。换言之，光源光纤162的远离光源发生器161的端部与光源插芯通孔1631的端部平齐。

当光源组件160通过光源插芯162与扫描光纤连接组件110的接口座114连接时，光源插芯163可穿过第一接口座腔1143并嵌设于固定环腔1131，并且，光源插芯163的位于固定环113内的端部与插芯112的位于固定环113内的端部相贴合，从而保证光源光纤162与扫描光纤120相接触实现光源的输入。通过这样的设置，方便通过可拆卸的方式实现扫描光纤连接组件110与光源组件160的连接。同时，方便通过电源插芯163和插芯112控制电源光纤162和扫描光纤112之间的适配角度(亦即，改变光源插芯通孔1631在光源插芯163开孔位置和改变通孔1121在插芯112的开孔位置)和适配距离(亦即，改变电源插芯163的长度和/或插芯112的长度)，避免在光纤扫描装置100内通过调整扫描光纤120来改变其与RGB光源的适配空间角度和适配距离，避免在光纤扫描装置100内对扫描光纤120进行盘纤，节约了光纤扫描装置100的内部空间，具有寿命高、易安装和损耗低等特点。

此外，还可以在光源插芯163外套设于带有螺纹的金属套，同步地，接口座114的外部设置有与金属套内螺纹相配合的外螺纹，进一步实现光源插芯163在接口座114的固定。

需要特殊说明的是，本实施例不在于限定光源组件160的具体结构，仅在于说明如何通过扫描光纤连接组件110方便光源组件160与扫描光线120的连通。

应该注意的是上述实施例对本发明进行说明而不是对本发明进行限制，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。单词“包含”或“包括”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。位于元件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件。本发明可以借助于包括有若干不同元件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。在列举了若干装置的单元权利要求中，这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。单词第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序，可将这些单词解释为名称。

本发明实施例中的一个或者多个技术方案，至少具有如下技术效果或者优点：

本发明实施例的扫描光纤连接组件110，通过使用插芯112和固定环113将扫描光纤120嵌设于固定座111，并通过接口座114套设于固定座111以及接口座114和光纤扫描装置100的壳体150可拆卸连接，实现将扫描光纤120设置于壳体150的工作腔内；同时，通过光源插芯163嵌设于固定环113，实现光源组件160便携安装于扫描光纤连接装置110。亦即，实现了光源组件160和扫描光纤120在光纤扫描装置100的便携安装，有效避免了扫描光纤120安装过程中的弯折损坏和盘纤损耗，也有助于减小光纤扫描装置100的体积，具有结构简单、重复性好和一致性好等特点。

本发明实施例的光纤扫描装置100，通过使用上述扫描光纤连接组件110，能够便携和高效地对光源组件160和扫描光纤120安装，在结构上具有简单和紧凑的特点。

本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。

本说明书(包括任何附加权利要求、摘要和附图)中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。

本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。

Claims (10)

1.一种扫描光纤连接组件，其特征在于，包括：

固定座；

插芯，包括供扫描光纤通过的通孔，所述插芯可拆卸设置于所述固定座并使得设置于所述插芯的扫描光纤穿过所述固定座；

固定环，所述固定环套设于所述插芯并可拆卸设置于所述固定座；

接口座，所述接口座套设于所述固定环并可拆卸设置于所述固定座，所述接口座远离与所述固定座连通的端部设置有供光源进入所述扫描光纤的第一接口座腔。

2.根据权利要求1所述的扫描光纤连接组件，其特征在于，所述固定座包括中空座体和分别设置于所述中空座体两侧的第一环壁和第二环壁，所述插芯可穿过所述第一环壁围成的第一固定座腔并嵌设于所述第二环壁围成的第二固定座腔，所述固定环嵌设于所述第一固定座腔，所述接口座套设于所述第一环壁。

3.根据权利要求2所述的扫描光纤连接组件，其特征在于，所述固定环包括用于容置所述插芯的固定环腔和开口，所述开口贯穿于所述固定环的环壁并沿所述固定环的延伸方向贯穿所述固定环的两端。

4.根据权利要求2所述的扫描光纤连接组件，其特征在于，所述接口座还包括与所述第一接口座腔连通并用于容置所述固定环的第二接口座腔和与所述第二接口座腔连通的第三接口座腔，所述第三接口座腔套设于所述第一环壁。

5.根据权利要求4所述的扫描光纤连接组件，其特征在于，所述接口座的靠近所述第三接口座腔的端部设置用于卡合光纤扫描装置的壳体的固定槽。

6.根据权利要求5所述的扫描光纤连接组件，其特征在于，所述固定槽环设于所述接口座的外周壁，所述固定槽的靠近所述第一接口座腔的槽壁的高度大等于所述固定槽的靠近所述第三接口座腔的槽壁的高度。

7.根据权利要求1～6任一项所述的扫描光纤连接组件，其特征在于，所述插芯为陶瓷插芯。

8.根据权利要求1～6任一项所述的扫描光纤连接组件，其特征在于，所述固定环为陶瓷固定环。

9.一种光纤扫描装置，其特征在于，包括：如权利要求1～8任一项所述的扫描光纤连接组件、扫描光纤、压电致动组件、镜头组件和壳体，所述壳体包括相对设置的开口端和闭口端，所述壳体通过所述开口端与所述扫描光纤连接组件连接并形成工作腔，所述壳体的所述闭口端设置有透光窗口，所述扫描光纤的一端设置于所述扫描光纤连接组件的插芯，另一端伸进所述工作腔内并形成扫描光纤悬臂，所述压电致动组件设置于所述壳体并用于驱动所述扫描光纤振动，所述镜头组件设置于所述工作腔内并位于所述扫描光纤悬臂和所述透光窗口之间。

10.根据权利要求9所述的光纤扫描装置，其特征在于，所述壳体的位于所述开口端的壳壁沿所述壳体的径向朝内收拢形成卡扣，所述卡扣用于卡合所述接口座的固定槽。