一种光纤扫描器及光纤扫描模组制造技术

本申请实施例公开了一种光纤扫描器及光纤扫描模组，光纤扫描器的扫描输出方式为栅格扫描，第一致动部、第二封装壳以及第一镜组沿光束传播方向顺序设置并共同封装于第一封装壳中，第一镜组设置于第一封装壳的出光端，第二封装壳固定在第一致动部上，工作时，第一致动部带动第二封装壳整体在一维方向上振动，第二致动部、扫描光纤以及第二镜组沿光束传播方向独立封装于第二封装壳中，扫描光纤设置于第二致动部的自由端上形成悬臂式结构，第二镜组设置于扫描光纤的出射光路上，工作时，第二致动部带动扫描光纤在一维方向上扫动。通过上述方案能够有效降低镜头的设计难度。方案能够有效降低镜头的设计难度。方案能够有效降低镜头的设计难度。

【技术实现步骤摘要】
一种光纤扫描器及光纤扫描模组
[0001]本申请是申请号为：201910719539.5，专利技术名称为：一种光纤扫描器的专利的分案申请。


[0002]本申请涉及扫描显示
，具体涉及一种光纤扫描器及光纤扫描模组。

技术介绍

[0003]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。
[0004]扫描显示成像具体可由诸如数字微镜设备(Digital Micromirror Device，DMD)或光纤扫描器等具有扫描显示功能的器件实现。特别对于光纤扫描器而言，在进行扫描显示成像时，其中的光纤按照一定的扫描轨迹在二维方向上扫动，同时出射图像光束，图像光束经过相应的镜头/镜头组输出至介质表面上成像。然而，受光纤扫动轨迹的影响，光纤的出光端面在空间上形成自由曲面，这样一来，对光纤扫描中镜头/镜头组的设计要求非常高，进而导致生产难度、生产成本的提升。

技术实现思路

[0005]本申请的目的在于提供一种光纤扫描器及光纤扫描模组，用以降低镜头的设计、制造难度。
[0006]基于本申请的一方面，提供一种光纤扫描器，所述光纤扫描器扫描输出方式为栅格扫描，所述光纤扫描器至少包括：第一致动部，第二致动部、扫描光纤、第一镜组、第二镜组、第一封装壳以及第二封装壳，其中，
[0007]所述第一致动部、第二封装壳以及第一镜组沿光束传播方向顺序设置并共同封装于所述第一封装壳中，所述第一镜组设置于所述第一封装壳的出光端，所述第二封装壳固定在所述第一致动部上，工作时，所述第一致动部带动所述第二封装壳整体在一维方向上振动；
[0008]所述第二致动部、扫描光纤以及第二镜组沿所述光束传播方向独立封装于所述第二封装壳中，所述扫描光纤设置于所述第二致动部的自由端上形成悬臂式结构，所述第二镜组设置于所述扫描光纤的出射光路上，工作时，所述第二致动部带动所述扫描光纤在一维方向上扫动。
[0009]可选地，所述第二封装壳的出光朝向与所述第一封装壳的出光朝向一致。
[0010]可选地，所述第一致动部在第一轴方向进行一维致动，并带动所述第二封装壳整体在所述第一轴方向平移振动或扫动。
[0011]可选地，所述第一致动部带动所述第二封装壳整体在所述第一轴方向扫动时，从所述扫描光纤输出的光束经所述第二镜组后，在所述第二镜组和第一镜组之间形成第一轴方向呈曲面的中间像面，所述第一镜组将形成的第一轴方向呈曲面的中间像面转换为平直
像面。
[0012]可选地，所述中间像面的弯曲程度与所述光纤扫描器在所述第一轴方向的摆动臂长及摆动幅度相关；
[0013]其中，在所述第一轴方向上的所述摆动臂长为从所述第一致动部末端至所述第二封装壳的出射端的长度。
[0014]可选地，在第一轴方向的所述摆动臂长及所述摆动幅度满足条件：0<H/L<0.3，其中，L为在第一轴方向的所述摆动臂长，H为所述摆动幅度。
[0015]可选地，第一轴方向呈曲面的中间像面，在第二轴方向的曲率为0。
[0016]可选地，所述第二致动部在第二轴方向进行一维致动，并带动所述扫描光纤在所述第二轴方向扫动。
[0017]可选地，所述第二致动部带动所述扫描光纤在所述第二轴方向扫动时，从所述扫描光纤输出的光束形成弯曲的扫描轨迹，所述第二镜组将在所述第二轴方向的弯曲的扫描轨迹转换为平直图像轨迹。
[0018]可选地，所述光纤扫描器中设有至少两个第二封装壳，每一所述第二封装壳中均沿出光方向顺序设置第二致动部、扫描光纤以及第二镜组，在所述第一致动部和各所述第二致动部的作用下，各所述扫描光纤扫描输出的光束经各所述第二镜组后，形成至少两个平面式的中间像面，且各所述中间像面彼此拼接，共同经过所述第一镜组后在投影介质表面成像。
[0019]基于本申请的另一方面，提供一种光纤扫描模组，至少包括前述的光纤扫描器、光源及控制电路；
[0020]在所述控制电路的控制下，所述光源输出图像光并经由所述光纤扫描器输出后实现扫描显示。
[0021]采用本申请实施例中的技术方案可以实现以下技术效果：
[0022]在光纤扫描器进行栅格式扫描的过程中，扫描光纤出光端面的运动轨迹会形成一种自由曲面，而自由曲面需要最终成像在平面的介质表面，从自由曲面的物面转换至平面的像面，该过程对镜头提出了极高的设计要求和加工难度。故在本申请的方案中，将第二致动部、扫描光纤以及第二镜组单独进行封装，这样一来，这三者之间的Y轴方向的相对运动极小，理想情况下甚至没有Y轴方向的相对运动，也就是说，在单独封装的情况下，扫描光纤在第二致动部带动下，只在X轴方向进行扫动，其出光端面的扫描轨迹在X轴方向形成一条曲线，经第二镜组后，光束的扫描轨迹可形成一条直线，相较于自由曲面，此情况下对第二镜组的设计要求显著降低。当第一致动部沿Y轴方向平移振动时，将带动第二封装壳整体在Y轴方向平移振动，从而，透过第二镜组的光束在第一致动部、第二致动部共同作用下，形成平面形态的中间像面。平面形态的中间像面透过第一镜组，最终投射在介质表面，对于第一镜组而言，将平面形态的中间像面转换为最终的平面像面，相较于自由曲面，其设计要求也显著降低。
附图说明
[0023]通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
[0024]图1a是本申请实施例提供的一种说明性光学模组的结构示意图；
[0025]图1b是本申请实施例提供的一种光纤扫描器的结构示意图；
[0026]图2a是栅格扫描时扫描光纤在X轴方向的扫动状态示意图；
[0027]图2b是栅格扫描时扫描光纤在Y轴方向的扫动状态示意图；
[0028]图2c是栅格扫描时扫描光纤的出光端面的扫动轨迹示意图；
[0029]图3是本申请实施例提供的一种光纤扫描器的结构示意图；
[0030]图4a是经过第二镜组的光路示意图；
[0031]图4b是第一致动部进行平移运动形成的平面式的中间像面示意图；
[0032]图5a及5b是本申请实施例提供的第一致动部采用压电材料平移振动方式时的封装结构示意图；
[0033]图5c是第一致动部采用堆叠式的结构示意图；
[0034]图6a及6b是本申请实施例提供的第一致动部采用磁驱平移振动方式时的封装结构示意图；
[0035]图7是本申请实施例提供的第一致动部采用电机平移振动方式时的封装结构示意图；
[0036]图8a及8b是本申请实施例提供的第一致动部采用摆动方式时的封装结构示意图；
[0037]图8c是第一致动部进行摆动形成的曲面式的中间像面示意图；
[0038]图8d及8e是本申请实施例提供的在Y轴方向的摆臂长度及摆动幅度的示意图；
[0039]图9是采用拼接投影时的封装结构示意图。
具体实施方式
[0040]下面结合附图和实施例对本申请作进一步的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光纤扫描器，其特征在于，所述光纤扫描器扫描输出方式为栅格扫描，所述光纤扫描器至少包括：第一致动部，第二致动部、扫描光纤、第一镜组、第二镜组、第一封装壳以及第二封装壳，其中，所述第一致动部、第二封装壳以及第一镜组沿光束传播方向顺序设置并共同封装于所述第一封装壳中，所述第一镜组设置于所述第一封装壳的出光端，所述第二封装壳固定在所述第一致动部上，工作时，所述第一致动部带动所述第二封装壳整体在一维方向上振动；所述第二致动部、扫描光纤以及第二镜组沿所述光束传播方向独立封装于所述第二封装壳中，所述扫描光纤设置于所述第二致动部的自由端上形成悬臂式结构，所述第二镜组设置于所述扫描光纤的出射光路上，工作时，所述第二致动部带动所述扫描光纤在一维方向上扫动。2.如权利要求1所述的光纤扫描器，其特征在于，所述第一致动部在第一轴方向进行一维致动，并带动所述第二封装壳整体在所述第一轴方向平移振动或扫动。3.如权利要求2所述的光纤扫描器，其特征在于，所述第一致动部带动所述第二封装壳整体在所述第一轴方向扫动时，从所述扫描光纤输出的光束经所述第二镜组后，在所述第二镜组和第一镜组之间形成第一轴方向呈曲面的中间像面，所述第一镜组将形成的第一轴方向呈曲面的中间像面转换为平直像面。4.如权利要求3所述的光纤扫描器，其特征在于，所述中间像面的弯曲程度与所述光纤扫描器在所述第一轴方向的摆动臂长及摆动幅度相关；其中，在所述第一轴方向上的所述摆动臂长为从所述第一致动部末...

【专利技术属性】
技术研发人员：ꢀ五一IntClG零二B二六一零，
申请(专利权)人：成都理想境界科技有限公司，
类型：发明
国别省市：