CN208092335U - 一种光纤扫描器及光纤扫描投影设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种光纤扫描器及光纤扫描投影设备，所述光纤扫描器包括基座、N个快轴驱动单元和一个反射镜驱动单元，所述N个快轴驱动单元固定在所述基座上，所述反射镜驱动单元设置在所述N个快轴驱动单元的出射光路上，所述N个快轴驱动单元沿第一方向进行一维振动，所述反射镜驱动单元沿第二方向进行一维振动，其中，N为大于等于2的整数，快轴驱动单元和慢轴驱动单元采用分离式的设计，解决了现有技术中，多个快轴驱动单元连接在一个慢轴驱动单元上，导致慢轴负载过大，难以实现较大的摆幅的技术问题，慢轴驱动单元既可以代替慢轴驱动单元实现帧扫描，又避免了多个快轴驱动单元带来的负载，从而能够实现较大的摆幅。

Description

一种光纤扫描器及光纤扫描投影设备

技术领域

本实用新型涉及光纤扫描领域，尤其涉及一种光纤扫描器及光纤扫描投影设备。

背景技术

光纤扫描器可以根据设计者预先设计好的轨迹进行扫描，以输出图像，从而替代传统的LCD(Liquid Crystal Display；液晶显示器)，LCOS(Liquid Crystal on Silicon；液晶附硅/硅基液晶)和OLED(Organic Light-Emitting Diode；有机发光二极管)图像源等，集成到HMD(Head Mount Display；头戴式显示器)、微型投影仪和车载HUD(Head UpDisplay；平视显示器)等设备中去，并且还可以用于医疗内窥镜，扫描隧道显微镜等设备中，应用范围十分广泛。

随着对图像的质量要求越来越高，也即对图像的尺寸和分辨率等参数要求越来越高，仅仅能够驱动一根光纤的光纤扫描器已经无法满足需要。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种光纤扫描器及光纤扫描投影设备，用以输出质量较高的图像。

为了实现上述实用新型目的，本实用新型第一方面提供一种光纤扫描器，包括基座、N个快轴驱动单元和一个反射镜驱动单元，所述N个快轴驱动单元固定在所述基座上，所述反射镜驱动单元设置在所述N个快轴驱动单元的出射光路上，所述N个快轴驱动单元沿第一方向进行一维振动，所述反射镜驱动单元沿第二方向进行一维振动，其中，N为大于等于2的整数。

可选的，所述反射镜驱动单元包括一维驱动器和反射镜。

可选的，所述反射镜为平面反射镜。

可选的，所述反射镜为像旋棱镜。

可选的，所述一维驱动器为电机、电磁驱动器、静电驱动器或压电驱动器。

可选的，所述第一方向与所述第二方向垂直。

可选的，在所述快轴驱动单元的形状为片状时，所述N个快轴驱动单元被平行固定在所述基座上，或者被呈放射状地固定在所述基座上。

可选的，每个所述快轴驱动单元上固定有一根或者多根光纤。

本实用新型第二方面提供一种光纤扫描投影设备，包括如第一方面所述的光纤扫描器和多个激光光源，所述光纤扫描器中的光纤与激光光源一一对应。

与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：

本实用新型实施例的方案中，通过一个反射镜驱动单元代替现有技术中的慢轴驱动单元进行振动，以实现帧扫描，快轴驱动单元和慢轴驱动单元采用分离式的设计，解决了现有技术中，多个快轴驱动单元连接在一个慢轴驱动单元上，导致慢轴负载过大，难以实现较大的摆幅的技术问题，慢轴驱动单元既可以代替慢轴驱动单元实现帧扫描，又避免了多个快轴驱动单元带来的负载，从而能够实现较大的摆幅，输出质量较高的图像。

另外，由于反射镜驱动单元可以对多个快轴驱动单元输出光束的光路进行偏转，因此也利于将本实用新型实施例中的光纤扫描器应用到近眼显示设备中。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图：

图1为本实用新型实施例提供的光纤扫描器的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的一种可能的拼接图像的示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型实施例提供一种光纤扫描器，如图1所示，图1为本实用新型实施例提供的光纤扫描器的结构示意图，光纤扫描器包括基座101、N个快轴驱动单元102(图中未完全示出)和一个反射镜驱动单元103，所述N个快轴驱动单元102固定在所述基座101上，所述反射镜驱动单元103设置在所述N个快轴驱动单元102的出射光路上，所述N个快轴驱动单元102沿第一方向进行一维振动，所述反射镜驱动单元103沿第二方向进行一维振动，其中，N为大于等于2的整数。

在一种可能的实施方式中，第一方向与第二方向垂直，这样可以简化光纤扫描器的驱动方式，当然，第一方向和第二方向也可以呈任意角度，本实用新型对此不做限制。

本实用新型实施例中，光纤扫描器的扫描模式可以为栅格式或者利萨茹模式等。以栅格式为例，在扫描模式为栅格式扫描的光纤扫描成像设备中，慢轴的工作频率即帧频(场频)，一般在100Hz以下，频率较低。现有技术中，由于多路快轴的存在，且快轴与慢轴直接连接，会使慢轴机械振动时的阻尼较大，难以输出较大的驱动力，例如：对于采用压电驱动的快轴驱动单元来说，如果需要实现较大的摆动幅度，就需要较大的驱动电压。本实用新型实施例中，采用分离式的能够进行一维振动的反射镜驱动单元103代替现有技术中的慢轴实现帧扫描，由于避免了多个快轴驱动单元102带来的负载，就能够实现较大的摆幅，输出质量较高的图像。

本实用新型实施例中，反射镜驱动单元103可以包括一维驱动器和反射镜，一维驱动器用于带动反射镜在第二方向进行一维振动，N个快轴驱动单元102在第一方向进行一维振动，从而实现二维扫描。

在具体实施过程中，一维驱动器可以为电机、电磁驱动器、静电驱动器或压电驱动器等等，本实用新型对此不作限制。

本实用新型实施例中，以一维驱动器为电机为例进行说明，则电机可以为直线电机，从而带动反射镜在第二方向上沿直线振动。

在其它实施方式中，电机也可以为采用其他驱动方式，举例来讲，电机本身的驱动方式可以为旋转运动，然后，通过星齿轮等装置将旋转运动转换为直线运动，从而带动N个快轴驱动单元102沿直线振动。

本实用新型实施例中，由于反射镜可以对多个快轴驱动单元102输出光束的光路进行偏转，因此也利于将本实用新型实施例中的光纤扫描器应用到近眼显示设备中。

本实用新型实施例中，反射镜可以为平面反射镜，以实现帧扫描，在具体实施过程中，本领域技术人员还可以根据反射镜需要起到的作用选择一些特定器件，如：像旋棱镜，以实现一些特定的用途。

本实用新型实施例中，N为大于等于2的整数，光纤扫描器中快轴驱动单元102的数量可以为2个、3个或者更多，举例来讲，光纤扫描器中快轴驱动单元102的数量为2时，2个快轴驱动单元102分别固定在基座101上，在2个快轴驱动单元102同时扫描时，反射镜驱动单元103能够同时对上述2个快轴驱动单元102实现帧扫描，请参考图2，图2为本实用新型实施例提供的一种可能的拼接图像的示意图，其中，2个快轴驱动单元102出射的2幅子图像201拼接在了一起，形成了一幅尺寸较大的图像，与驱动一根光纤的光纤扫描器相比，图像尺寸相当于提高了一倍，分辨率也相当于提高了一倍，实现了输出质量较高的图像的目的。

当然了，需要说明的是，随着光纤扫描器与成像屏幕之间的距离变化，各个快轴驱动单元102之间的距离、角度等需要随之变化，或者相应调整各个光纤扫描器的扫描轨迹，本领域所属的技术人员能够根据实际情况进行调整，否则会导致拼接图像出现图像重叠或者拼接缝隙等缺陷，影响成像质量。

在具体实施过程中，光纤扫描器中的快轴驱动单元102一般为压电陶瓷制成，其形状一般为片状，N个快轴驱动单元102可以被平行固定在基座101上，也可以被呈放射状地固定在基座101上，当然了，需要说明的是，快轴驱动单元102之间的距离或角度等可以根据实际情况进行设置，以满足实际情况的需要，在此不做限制。

在具体实施过程中，每个快轴驱动单元102上可以固定一根光纤104，也可以固定多根光纤104，在图1所示的光纤扫描器中，光纤扫描器中每个快轴驱动单元102上设置两根光纤104。

基于同一实用新型构思，本实用新型实施例第二方面还提供一种光纤扫描投影设备，包括上述实施例中介绍的光纤扫描器和多个激光光源，光纤扫描器中的光纤与激光光源一一对应，也即是每根光纤出射的激光均有独立的激光光源来提供。

在具体实施过程中，激光器可以为固体激光器、气体激光器或光纤激光器，固体激光器用固体激光材料作为工作物质产生激光的激光器，气体激光器是利用气体作为工作物质产生激光的器件，光纤激光器是用掺稀土元素玻璃光纤作为增益介质的激光器。当然了，通过本实施例的介绍，本领域所属的技术人员也能够根据实际情况，采用其他合适的材料作为工作物质来产生激光，以满足实际情况的需要，在此不做限制。

本实用新型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：

本实用新型实施例的方案中，通过一个反射镜驱动单元代替现有技术中的慢轴驱动单元进行振动，以实现帧扫描，快轴驱动单元和慢轴驱动单元采用分离式的设计，解决了现有技术中，多个快轴驱动单元连接在一个慢轴驱动单元上，导致慢轴负载过大，难以实现较大的摆幅的技术问题，慢轴驱动单元既可以代替慢轴驱动单元实现帧扫描，又避免了多个快轴驱动单元带来的负载，从而能够实现较大的摆幅，输出质量较高的图像。

另外，由于反射镜驱动单元可以对多个快轴驱动单元输出光束的光路进行偏转，因此也利于将本实用新型实施例中的光纤扫描器应用到近眼显示设备中。

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。

本实用新型并不局限于前述的具体实施方式。本实用新型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 (9)

1.一种光纤扫描器，其特征在于，包括基座、N个快轴驱动单元和一个反射镜驱动单元，所述N个快轴驱动单元固定在所述基座上，所述反射镜驱动单元设置在所述N个快轴驱动单元的出射光路上，所述N个快轴驱动单元沿第一方向进行一维振动，所述反射镜驱动单元沿第二方向进行一维振动，其中，N为大于等于2的整数。

2.如权利要求1所述的光纤扫描器，其特征在于，所述反射镜驱动单元包括一维驱动器和反射镜。

3.如权利要求2所述的光纤扫描器，其特征在于，所述反射镜为平面反射镜。

4.如权利要求2所述的光纤扫描器，其特征在于，所述反射镜为像旋棱镜。

5.如权利要求2所述的光纤扫描器，其特征在于，所述一维驱动器为电机、电磁驱动器、静电驱动器或压电驱动器。

6.如权利要求1所述的光纤扫描器，其特征在于，所述第一方向与所述第二方向垂直。

7.如权利要求1-6中任一项所述的光纤扫描器，其特征在于，在所述快轴驱动单元的形状为片状时，所述N个快轴驱动单元被平行固定在所述基座上，或者被呈放射状地固定在所述基座上。

8.如权利要求1-6中任一项所述的光纤扫描器，其特征在于，每个所述快轴驱动单元上固定有一根或者多根光纤。

9.一种光纤扫描投影设备，其特征在于，包括如权利要求1-8中任一项所述的光纤扫描器和多个激光光源，所述光纤扫描器中的光纤与激光光源一一对应。