一种光纤扫描器光纤封装结构制造技术

本实用新型专利技术公开了一种光纤扫描器光纤封装结构，包括至少一根光纤、套管和支撑件，支撑件密封设置于套管内，光纤从后侧经支撑件的安装孔穿入位于支撑件前侧的套管空间内，光纤与安装孔之间密封连接，套管的前端设置有密封套管前端开口的透光端盖，支撑件、位于支撑件与透光端盖之间的套管内壁和透光端盖围成密封腔，光纤悬臂位于该密封腔内。本实用新型专利技术降低了密封成本、密封难度和密封体积，封装后需要清洁的区域变少，增加了扫描器的可靠性，避免了粉尘对光纤出光效果的影响。

【技术实现步骤摘要】
一种光纤扫描器光纤封装结构
本技术涉及光纤扫描成像
，尤其涉及一种光纤扫描器光纤封装结构。
技术介绍
光纤扫描投影技术的成像原理是，通过致动器带动扫描光纤进行预定二维扫描轨迹的运动，同时调制光源出光功率，将待显示图像的每个像素点信息逐一投射到成像区域上，从而形成投射画面。光纤扫描投影系统包括：处理器、光源调制模块、光源合束模块、光纤扫描器和扫描驱动电路。处理器通过向扫描驱动电路发送电控制信号来控制光纤扫描器振动扫描，同时，处理器通过向光源调制模块发送电控制信号来控制光源合束模块的出光功率。光源调制电路根据接收到的控制信号输出光源调制信号，以调制光源合束模块中的一个或多个颜色的光源单元(可以是激光器/发光二极管等)。光源合束模块中每种颜色的光源单元产生的光经合束后逐一产生每个像素点的色彩和灰度信息，光源合束模块出射的合束光束通过光纤导入光纤扫描器。同步地，扫描驱动电路根据接收到的控制信号输出扫描驱动信号，以控制光纤扫描器中的扫描光纤以预定的二维扫描轨迹(螺旋扫描、栅格式扫描、李萨如扫描等)进行运动。一些光纤扫描器还设置有反馈结构或监测结构，反馈结构或监测结构通过信号线连接反馈信号采集电路或监测信号采集电路。如图1所示，为现有光纤扫描器的结构，其包括致动器101、光纤102、固定件103和封装外壳104。如图中虚线部分，致动器101的尾端需要与封装外壳104实现结构固定，致动器101尾端的光纤102与合束模块105连接，致动器101的电信号引脚需要与外围电路通过导线连接，所述的电信号引脚例如可以包括电极引脚、反馈信号引脚、监测信号引脚等，外围电路例如可以包括驱动电路、反馈信号采集电路或监测信号采集电路等。封装外壳仅能够提供一个相对清洁的密闭环境，即使真空密封，真空度也难以保障，并且要获得高可靠性的真空密封结构，会使封装成本明显上升，并且封装体积大、封装操作复杂、密封不牢靠、难以保证真空度，光纤常被污染。
技术实现思路
本技术实施例提供一种光纤扫描器光纤封装结构，解决粉尘影响光纤悬臂性能、寿命等参数的缺陷，并且相比密封光纤扫描器整体，降低了密封成本、密封难度和密封体积，并且能够解决扫描器整体密封时仍存在的粉尘污染的技术问题。一般情况下，本领域技术人员认为，由于光纤悬臂处于频率极高的摆动，其会由于封装空间内的粉尘的存在而被损坏，如粉尘的撞击导致光纤表面的侵蚀、损伤。经专利技术人进一步研究发现，由于致动器的高速振动，其本身也极易挥发出粉尘，造成封装外壳内部的污染。封装壳体内进入灰尘或存在灰尘，就会在光纤悬臂的寿命和性能产生严重影响。同时专利技术人发现，粉尘会被高速摆动的光纤打碎成纤维状，这些纤维状的异物会缠绕在光纤悬臂上，致使光纤悬臂固有频率改变、出光效率低等缺陷。为了实现上述技术目的，本技术实施例第一方面提供了一种光纤扫描器光纤封装结构，其设置于光纤扫描器的致动器的自由端或与所述致动器自由端固定连接，所述的光纤封装结构包括至少一根光纤、套管和支撑件，支撑件固定设置于套管内，且支撑件与套管的内壁间密封连接，支撑件设置有与光纤一一对应且用于供光纤穿过的安装孔，光纤从后侧经与其相对应的安装孔穿入位于支撑件前侧的套管空间内，光纤与安装孔之间密封连接，光纤前端超出支撑件的部分构成光纤悬臂，套管的前端设置有密封套管前端开口的透光端盖，支撑件、位于支撑件与透光端盖之间的套管内壁和透光端盖围成密封腔，密封腔内为真空环境或密封腔内填充有保护气氛，光纤悬臂位于该密封腔内，所述的套管为呈管状的致动器靠近自由端的部分或套管为独立构件，当套管为独立构件时，套管的后端与致动器的自由端固定连接。上述光纤封装结构，使得套管、支撑件、透光端盖和光纤构成一个相对独立、不易损坏的光纤模组，再通过套管与致动器的装配实现光纤扫描器的组装。该光纤模组不易损坏、可重复利用；精简真空封装，最大程度减少真空腔体内零件数量以减少污染源，避免粉尘对光纤出光效果的影响，减少空间体积以减少腔体内灰尘总数；还可避免后续封装外壳安装时，操作失误损伤光纤；简化了封装难度，封装后需要清洁的区域变少，增加了扫描器的可靠性。进一步的，所述的致动器的前后两端分别为自由端和固定端，致动器的自由端在驱动信号的驱动下相对于致动器的固定端做二维运动。可选的，所述的支撑件上可以固定安装一根光纤，也可以安装两根、三根或多根光纤，对此不作限制。进一步优选的，所述的透光端盖为镜片。从而可以降低装配精度要求，通过直接定位光纤尖端与镜片的位置，减少间接定位环节的累计误差。优选的，所述的支撑件与套管间为激光焊接连接。当然也可选的，可以采用胶粘、熔接、一体成型等方式，对此不做限制，支撑件可通过计算得到相应位置及尺寸后，随套管一体成型或固定于套管内。同样的，套管的后端与致动器的自由端之间的连接方式也可以采用胶粘，熔接和焊接等方式，对此同样不做限制。同样可选的，所述的套管与透光端盖之间为激光焊接连接、胶粘、熔接或一体成型等方式。当所述的套管与透光端盖为一体成型结构时，可在一体成型后的结构内安装穿设有光纤的支撑件。可选的，所述的套管可以为树脂管、玻璃管、铝管或钢管等。可选的，所述的安装孔可以为圆孔、方形孔或三角形孔。安装孔与光纤之间可采用胶粘密封。作为一种可选的加工方式，可在支撑件与套管密封连接、光纤与安装孔密封连接后，将光纤扫描器置于操作台抽真空，或抽真空后充入保护气氛，然后将透光端盖密封安装于套管端部，从而实现密封腔内为真空环境或密封腔内填充有保护气氛。所述的致动器可以为压电致动器、磁致伸缩致动器、微机电致动器等。优选的，所述的致动器为管状致动器，此时管状致动器的内孔即为供光纤穿过的穿孔。进一步优选的，所述的管状致动器可以为压电陶瓷管主体内表面和外表面相应位置涂覆有驱动电极的类似二分管压电致动器或四分管压电致动器的压电致动器，也可以是管状主体的外表面设置有压电陶瓷片的压电致动器。本技术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：本技术相比密封光纤扫描器整体，降低了密封成本、密封难度和密封体积，并且能够解决扫描器整体密封时仍存在的粉尘污染的技术问题，封装后需要清洁的区域变少，增加了扫描器的可靠性，可保证光纤在一定真空环境或保护气氛下正常运行，不被污染，避免光纤受到空气干扰，减少光纤成像的抖动情况；也避免粉尘对光纤出光效果的影响，并为批量生产提供指导。通过调整支撑件的位置可以装配不同频率的光纤，提高光纤利用率和扫描器产量。套管的设置能够实现对致动器的摆幅的放大，相比未设置套管的致动器能够增大扫描范围。附图说明图1为现有光纤扫描器的结构示意图；图2为本技术一种实施例的结构示意图；图3为图2所示实施例的剖视图；图4为支撑件与光纤的连接结构示意图；图5为图4所示连接结构的剖视图；图6为支撑件与光纤的连接结构的另一实施例示意图；图7为本本技术另一种实施例的结构示意图。...

【技术保护点】
1.一种光纤扫描器光纤封装结构，其特征在于，其设置于光纤扫描器的致动器的自由端或与所述致动器自由端固定连接，所述的光纤封装结构包括至少一根光纤、套管和支撑件，支撑件固定设置于套管内，且支撑件与套管的内壁间密封连接，支撑件设置有与光纤一一对应且用于供光纤穿过的安装孔，光纤从后侧经与其相对应的安装孔穿入位于支撑件前侧的套管空间内，光纤与安装孔之间密封连接，光纤前端超出支撑件的部分构成光纤悬臂，套管的前端设置有密封套管前端开口的透光端盖，支撑件、位于支撑件与透光端盖之间的套管内壁和透光端盖围成密封腔，密封腔内为真空环境或密封腔内填充有保护气氛，光纤悬臂位于该密封腔内。/n

【技术特征摘要】
1.一种光纤扫描器光纤封装结构，其特征在于，其设置于光纤扫描器的致动器的自由端或与所述致动器自由端固定连接，所述的光纤封装结构包括至少一根光纤、套管和支撑件，支撑件固定设置于套管内，且支撑件与套管的内壁间密封连接，支撑件设置有与光纤一一对应且用于供光纤穿过的安装孔，光纤从后侧经与其相对应的安装孔穿入位于支撑件前侧的套管空间内，光纤与安装孔之间密封连接，光纤前端超出支撑件的部分构成光纤悬臂，套管的前端设置有密封套管前端开口的透光端盖，支撑件、位于支撑件与透光端盖之间的套管内壁和透光端盖围成密封腔，密封腔内为真空环境或密封腔内填充有保护气氛，光纤悬臂位于该密封腔内。


2.如权利要求1所述的一种光纤扫描器光纤封装结构，其特征在于，所述的套管为呈管状的致动器靠近自由端的部分或套管为独立构件，当套管为独立构件时，套管的后端与致动器的自由端固定连接。


3.如权利要求1所述的一种光纤扫描器光纤封装结构，其特征在于，所述的致动器的前后两端分别为自由端和固定端，致动器的自由端在驱动信号的驱动下相对于致动器的固定端做二维运动。

【专利技术属性】
技术研发人员：不公告发明人，
申请(专利权)人：成都理想境界科技有限公司，
类型：新型
国别省市：四川;51