一种扫描致动器及光纤扫描器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种扫描致动器，包括依次连接的第一致动部和第二致动部，第一致动部包括基板、以及设置于基板上表面和/或下表面的压电驱动层，第二致动部包括基板、以及设置于基板左表面和/或右表面的压电驱动层，压电驱动层包括多个沿前后方向依次交叉设置的第一电极和第二电极、以及设置于各相邻第一电极和第二电极之间的压电陶瓷单元，各压电陶瓷单元均沿前后方向极化，第二致动部的基板的固定端与第一致动部的基板的自由端固定连接。每个相邻的第一电极和第二电极、以及位于该第一电极和第二电极之间的压电陶瓷单元构成一个驱动单元，可利用压电陶瓷单元的D33方向型变驱动致动器振动，显著降低了驱动功耗。显著降低了驱动功耗。显著降低了驱动功耗。

【技术实现步骤摘要】
一种扫描致动器及光纤扫描器


[0001]本技术涉及扫描显示
，尤其涉及一种扫描致动器及光纤扫描器。

技术介绍

[0002]扫描显示成像作为一种新兴的显示技术，可用于投影显示、近眼显示等多种显示场景。
[0003]扫描显示成像除了可由目前应用较广泛的数字微镜设备(DigitalMicromirror Device，DMD)实现以外，还可由光纤扫描器所实现。
[0004]一种典型的光纤扫描器结构如图1所示，该光纤扫描器主要包括：采用快慢轴结构的扫描致动器，以及，用于扫描出光的光纤。固定于基座上的扫描致动器按照从后向前的方向依次包括慢轴、隔离部、快轴，一些光纤扫描器也可以不必具有隔离部，慢轴用于在第一方向(竖直方向，即图1中参考坐标系的Y轴方向)以相对较慢的频率振动，快轴用于在第二方向(水平方向，即图1中参考坐标系的X轴方向)以相对较快的频率振动，慢轴的振动通过隔离部累加在快轴上，或在不具有隔离部的实施例中慢轴的振动直接累加在快轴上，从而可带动光纤在第一方向及第二方向上进行二维扫动，实现二维格栅式扫描，投射出图像。
[0005]当光纤扫描器用于实现大屏显示或拼接显示时，通常需要数量众多的光纤扫描器同时工作，各光纤扫描器出射的图像在显示屏上相互拼接。这时候单个光纤扫描器的功耗的稍微增大都会对整体的功耗造成显著的增加，因此带来的设备成本、使用成本、散热需求等都明显上升。因而如何降低单个扫描器的功耗成为亟需解决的技术问题。
[0006]同时，扫描器是否易于制造、批量生产一致性如何、是否方便精确定位装配，也制约着成像质量。要想获得稳定的扫描范围、并精确操控扫描轨迹，需要光纤扫描器的扫描轨迹具有精确的一致性，任何安装结构的不牢固、位置误差都会使得致动器的振动变得不易控制或产生杂乱的振动分量。如何避免不受控或杂乱的振动分量也是是提高扫描质量的重要因素之一。

技术实现思路

[0007]本技术实施例提供一种扫描致动器及光纤扫描器，用以至少解决上述的因功耗上升所带来的技术问题。
[0008]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扫描致动器，包括依次连接的第一致动部和第二致动部，所述的第一致动部包括基板、以及设置于基板上表面和/或下表面的压电驱动层，以基板前后两端分别为固定端和自由端，以基板的厚度方向为垂直方向，所述的压电驱动层包括多个沿前后方向依次交叉设置的第一电极和第二电极、以及设置于各相邻第一电极和第二电极之间的压电陶瓷单元，各压电陶瓷单元均沿前后方向极化，且任意两个相邻的压电陶瓷单元的极化方向相反，各第一电极均相互电性连接，各第二电极均相互电性连接；
[0009]所述的第二致动部包括基板、以及设置于基板左表面和/或右表面的压电驱动层，
以基板前后两端分别为固定端和自由端，以基板的厚度方向为水平方向，所述的压电驱动层包括多个沿前后方向依次交叉设置的第一电极和第二电极、以及设置于各相邻第一电极和第二电极之间的压电陶瓷单元，各压电陶瓷单元均沿前后方向极化，且任意两个相邻的压电陶瓷单元的极化方向相反，各第一电极均相互电性连接，各第二电极均相互电性连接；
[0010]所述的第二致动部的基板的固定端与第一致动部的基板的自由端固定连接。
[0011]在优选的实施例中，所述的第一致动部为慢轴致动器，第二致动部为快轴致动器，快轴致动器的振动频率远大于慢轴致动器的振动频率。
[0012]本技术使得慢轴致动器的每个相邻的第一电极和第二电极、以及位于该第一电极和第二电极之间的压电陶瓷单元构成一个驱动单元，并且压电陶瓷单元的极化方向与压电驱动层整体的伸缩方向一致，从而可利用压电陶瓷单元的D33方向型变驱动致动器振动，相比利用压电陶瓷单元的D31或D32方向型变量大将近一倍，因此可以用更低电压实现更大摆幅，显著降低了驱动功耗。快轴致动器的每个相邻的第一电极和第二电极、以及位于该第一电极和第二电极之间的压电陶瓷单元构成一个驱动单元，并且压电陶瓷单元的极化方向与压电驱动层整体的伸缩方向一致，从而可利用压电陶瓷单元的D33方向型变驱动致动器振动，相比利用压电陶瓷单元的D31或D32方向型变量大将近一倍，因此可以用更低电压实现更大摆幅，同样显著降低了驱动功耗。
[0013]本技术使得第二致动部和第一致动部均为片状(板状)结构，降低加工工艺复杂度和加工难度，提高可靠性的同时，降低成本，易于大批量生产。片状结构成型精度、装配精度高，封装定位精确，可省去封装的镜头调节机构，易于批量生产。
[0014]可选的，所述的基板、基板均可为玻纤板、铜板或钢板。
[0015]本技术的一些实施例中，所述第二致动部的基板上表面设置有压电驱动层，所述的基板下表面未设置有压电驱动层，所述的压电驱动层包括设置于基板上表面的多个沿前后方向依次交叉设置的第一电极和第二电极、以及设置于各相邻第一电极和第二电极之间的压电陶瓷单元，各压电陶瓷单元均沿前后方向极化，且任意两个相邻的压电陶瓷单元的极化方向相反，各第一电极均相互电性连接，各第二电极均相互电性连接。压电陶瓷单元为沿前后方向极化的压电材料，优选的，压电陶瓷单元的下表面紧密贴合于基板上，压电陶瓷单元在左右方向上延伸的长度与基板在左右方向上的宽度相当。进一步优选的，基板的上表面在前后方向上布设压电陶瓷单元的部分的长度与基板在前后方向上的长度相当，从而使得压电驱动层的面积尽可能布满基板的上表面，在获得符合性能要求的前提下，使得器件的体积最小。优选的，第一电极和第二电极均与相邻的压电陶瓷单元的前侧面或后侧面紧密贴合。
[0016]也可选的，本技术的另一些实施例中，所述第二致动部的基板下表面设置有压电驱动层，所述的基板上表面未设置有压电驱动层，所述的压电驱动层包括设置于基板下表面的多个沿前后方向依次交叉设置的第一电极和第二电极、以及设置于各相邻第一电极和第二电极之间的压电陶瓷单元，各压电陶瓷单元均沿前后方向极化，且任意两个相邻的压电陶瓷单元的极化方向相反，各第一电极均相互电性连接，各第二电极均相互电性连接。压电陶瓷单元为沿前后方向极化的压电材料，优选的，压电陶瓷单元的下表面紧密贴合于基板上，压电陶瓷单元在左右方向上延伸的长度与基板在左右方向上的宽度相当。进一步优选的，基板的下表面在前后方向上布设压电陶瓷单元的部分的长度与基板在前后方向
上的长度相当，从而使得压电驱动层的面积尽可能布满基板的下表面，在获得符合性能要求的前提下，使得器件的体积最小。优选的，第一电极和第二电极均与相邻的压电陶瓷单元的前侧面或后侧面紧密贴合。
[0017]也可选的，本技术的另一些实施例中，所述第二致动部的基板的上表面和下表面均设置有压电驱动层，所述的基板的上表面设置有第一压电驱动层，所述的第一压电驱动层包括设置于基板上表面的多个沿前后方向依次交叉设置的第一电极和第二电极、以及设置于各相邻第一电极和第二电极之间的压电陶瓷单元，各压电陶瓷单元均沿前后方向极化，且任意两个相邻的压电陶瓷单元的极化方向相反，第一压电驱动层的各本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种扫描致动器，其特征在于，包括依次连接的第一致动部和第二致动部，所述的第一致动部包括基板、以及设置于基板上表面和/或下表面的压电驱动层，以基板前后两端分别为固定端和自由端，以基板的厚度方向为垂直方向，所述的压电驱动层包括多个沿前后方向依次交叉设置的第一电极和第二电极、以及设置于各相邻第一电极和第二电极之间的压电陶瓷单元，各压电陶瓷单元均沿前后方向极化，且任意两个相邻的压电陶瓷单元的极化方向相反，各第一电极均相互电性连接，各第二电极均相互电性连接；所述的第二致动部包括基板、以及设置于基板左表面和/或右表面的压电驱动层，以基板前后两端分别为固定端和自由端，以基板的厚度方向为水平方向，所述的压电驱动层包括多个沿前后方向依次交叉设置的第一电极和第二电极、以及设置于各相邻第一电极和第二电极之间的压电陶瓷单元，各压电陶瓷单元均沿前后方向极化，且任意两个相邻的压电陶瓷单元的极化方向相反，各第一电极均相互电性连接，各第二电极均相互电性连接；所述的第二致动部的基板的固定端与第一致动部的基板的自由端固定连接。2.如权利要求1所述的一种扫描致动器，其特征在于，所述的第一致动部为慢轴致动器，第二致动部为快轴致动器，快轴致动器的振动频率远大于慢轴致动器的振动频率。3.如权利要求1所述的一种扫描致动器，其特征在于，所述第二致动部的基板上表面设置有压电驱动层，所述的基板下表面未设置有压电驱动层，所述的压电驱动层包括设置于基板上表面的多个沿前后方向依次交叉设置的第一电极和第二电极、以及设置于各相邻第一电极和第二电极之间的压电陶瓷单元，各压电陶瓷单元均沿前后方向极化，且任意两个相邻的压电陶瓷单元的极化方向相反，各第一电极均相互电性连接，各第二电极均相互电性连接。4.如权利要求1所述的一种扫描致动器，其特征在于，所述第二致动部的基板下表面设置有压电驱动层，所述的基板上表面未设置有压电驱动层，所述的压电驱动层包括设置于基板下表面的多个沿前后方向依次交叉设置的第一电极和第二电极、以及设置于各相邻第一电极和第二电极之间的压电陶瓷单元，各压电陶瓷单元均沿前后方向极化，且任意两个相邻的压电陶瓷单元的极化方向相反，各第一电极均相互电性连接，各第二电极均相互电性连接。5.如权利要求1所述的一种扫描致动器，其特征在于，所述第二致动部的基板的上表面和下表面均设置有压电驱动层，所述的基板的上表面设置有第一压电驱动层，所述的第一压电驱动层包括设置于基板上表面的多个沿前后方向依次交叉设置的第一电极和第二电极、以及设置于各相邻第一电极和第二电极之间的压电陶瓷单元，各压电陶瓷单元均沿前后方向极化，且任意两个相邻的压电陶瓷单元的极化方向相反，第一压电驱动层的各第一电极均相互电性连接，第一压电驱动层的各第二电极均相互电性连接；所述的基板的下表面设置有第二压电驱动层，所述的第...

【专利技术属性】
技术研发人员：ꢀ五一IntClH零二N二零零，
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：