CN208092336U - 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，包括一个电机、一个连接器和N个快轴驱动单元，所述电机通过所述连接器和所述N个快轴驱动单元相连，所述N个快轴驱动单元沿第一方向进行一维振动，所述电机用于带动所述N个快轴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。通过一个电机带动N个快轴驱动单元振动，这样，N个快轴驱动单元能够在电机的带动下同步运动，实现了输出质量较高的图像的技术效果，另外，由于电机具有较大的驱动力，能够实现更大的摆幅，并且驱动方式简洁，有利于光纤扫描器的小型化。

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，包括一个电机、一个连接器和N个快轴驱动单元，所述电机通过所述连接器和所述N个快轴驱动单元相连，所述N个快轴驱动单元沿第一方向进行一维振动，所述电机用于带动所述N个快轴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，所述电机为直线电机。

可选的，所述直线电机包括电机主体和电机轴，所述电机轴与所述连接器连接。

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连接器上，或者被呈放射状地固定在所述连接器上。

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。

本实用新型第一方面提供一种光纤扫描投影设备，包括至少一个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，通过一个电机带动N个快轴驱动单元振动，这样，N个快轴驱动单元能够在电机的带动下同步运动，实现了输出质量较高的图像的技术效果，另外，由于电机具有较大的驱动力，能够实现更大的摆幅，并且驱动方式简洁，有利于光纤扫描器的小型化。

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；

图3为本实用新型实施例提供的光纤扫描器中每个快轴驱动单元上设置两根光纤的示意图；

图4为本实用新型实施例提供的另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，光纤扫描器包括一个电机101、一个连接器102和N个快轴驱动单元103，所述电机101通过所述连接器102和所述N个快轴驱动单元103相连，所述N个快轴驱动单元103沿第一方向进行一维振动，所述电机101用于带动所述N个快轴驱动单元103沿第二方向进行一维振动，其中，N为大于等于2的整数。

本实用新型实施例中，电机101可以为直线电机，在其它实施方式中，电机101也可以为采用其他驱动方式，举例来讲，电机101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103沿直线振动。

具体的，电机101包括电机主体1011和电机轴1012，电机轴1012与连接器102连接，并带动N个快轴驱动单元103沿直线振动。

本实用新型实施例中，所述N个快轴驱动单元103可以为电磁驱动单元、静电驱动单元或者压电驱动单元等，本实用新型对此不做限制。举例来讲，假设N个快轴驱动单元103为压电驱动单元，则压电驱动单元可以在驱动电压的驱动下沿第一方向进行一维振动。然后，所述电机101用于带动所述N个快轴驱动单元103沿第二方向进行一维振动，从而实现二维扫描。

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，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，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，采用电机101代替现有技术中的慢轴进行驱动，由于电机101具有较大的驱动力，就能够实现较大的摆幅。

本实用新型实施例中，光纤扫描器中快轴驱动单元103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103的数量为2时，2个快轴驱动单元103分别连接在连接器102上，因此，电机101能够同时驱动2个快轴驱动单元103，而2个快轴驱动单元103可以驱动自身的光纤104进行扫描，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103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1所示的光纤扫描器的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103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。

可以看出，由于电机101通过连接器102与N个快轴驱动单元103相连，也即电机101能够同时驱动N个快轴驱动单元103，这样，N个快轴驱动单元103能够在电机101的振动方向上同步运动，实现了输出质量较高的图像的技术效果，另外，不仅能够在通过拼接N个快轴驱动单元103的N个图像实现大尺寸显示和高分辨率显示的同时，保证各个快轴驱动单元103出射的图像间无延迟的同步显示，而且本实用新型实施例中光纤扫描器的电机101具有较大的驱动力，能够实现较大的摆幅，驱动方式简洁，有利于光纤扫描器的小型化，从而能够扩大光纤扫描器的应用场景。

在具体实施过程中，光纤扫描器中的快轴驱动单元103一般为压电陶瓷制成，其形状一般为片状，N个快轴驱动单元103可以被平行固定在连接器102上，也可以被呈放射状地固定在连接器102上，当然了，需要说明的是，快轴驱动单元103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103上可以固定一根光纤，也可以固定多根光纤，如图1所示，在图1中，每个快轴驱动单元103上固定一根光纤，如图3所示，图3为本实用新型实施例提供的光纤扫描器中每个快轴驱动单元上设置两根光纤的示意图，如图4所示，图4为本实用新型实施例提供的另一种可能的拼接图像的示意图，其中，光纤扫描器中2个快轴驱动单元103出射的四副子图像202拼接在了一起。

通过本实施例的介绍，本领域所属的技术人员能够类推得知，光纤扫描器中快轴驱动单元103的数量为3个、4个或者更多时的具体结构，在此就不再赘述了。

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，包括至少一个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，光纤扫描器的数量可以为2个、3个或者更多，多个光纤扫描器可以呈阵列排布，例如：光纤扫描器的数量为4时，4个光纤扫描器可以呈2*2的阵列排布，又例如：光纤扫描器的数量为6时，6个光纤扫描器可以呈2*3的阵列排布。

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。

可以看出，由于光纤扫描投影设备中的一个电机通过连接器与N个快轴驱动单元相连，也即电机能够同时驱动N个快轴驱动单元，这样，N个快轴驱动单元能够在电机的振动方向上同步运动，实现了输出质量较高的图像的技术效果，另外，不仅能够在通过拼接N个快轴驱动单元的N个图像实现大尺寸显示和高分辨率显示的同时，保证各个快轴驱动单元出射的图像间无延迟的同步显示，而且本实用新型实施例中光纤扫描器的驱动方式简洁，有利于光纤扫描器和光纤扫描投影设备的小型化。

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，通过一个电机带动N个快轴驱动单元振动，这样，N个快轴驱动单元能够在电机的带动下同步运动，实现了输出质量较高的图像的技术效果，另外，由于电机具有较大的驱动力，能够实现更大的摆幅，并且驱动方式简洁，有利于光纤扫描器的小型化。

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 (7)

1.一种光纤扫描器，其特征在于，包括一个电机、一个连接器和N个快轴驱动单元，所述电机通过所述连接器和所述N个快轴驱动单元相连，所述N个快轴驱动单元沿第一方向进行一维振动，所述电机用于带动所述N个快轴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，所述电机为直线电机。

3.如权利要求2所述的光纤扫描器，其特征在于，所述直线电机包括电机主体和电机轴，所述电机轴与所述连接器连接。

4.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。

5.如权利要求1-4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连接器上，或者被呈放射状地固定在所述连接器上。

6.如权利要求1-4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。

7.一种光纤扫描投影设备，其特征在于，包括至少一个如权利要求1-6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。