本发明专利技术公开了一种扫描致动器，包括快轴致动部和压电双晶片，快轴致动部包括左右对称设置的第一压电致动器和第二压电致动器，第一压电致动器和第二压电致动器沿前后方向做同步反向伸缩，压电双晶片的后端同时与第一压电致动器和第二压电致动器固定连接。还公开了采用所述扫描致动器的光纤扫描器。本发明专利技术的快轴致动器不参与慢轴致动器的振动，从而大大降低扫描致动器的非线性；本发明专利技术结构简单，组件均采用工业化成熟的标准器件，极大降低工艺难度，适合大批量生产；第一压电致动器和第二压电致动器构成慢轴悬臂梁的固定基础，同时作为高频振动的驱动源，从而节省快轴的长度，使得扫描器更短，实现更小尺寸的扫描致动器。实现更小尺寸的扫描致动器。实现更小尺寸的扫描致动器。
【技术实现步骤摘要】
一种扫描致动器及光纤扫描器
[0001]本专利技术涉及光纤扫描显示器件
，尤其涉及一种扫描致动器及光纤扫描器。
技术介绍
[0002]光纤扫描器是一种利用扫描致动器控制光纤摆动从而出射一幅图案的显示技术，该技术所照射的图案的色彩锐利饱和、对比度高、亮度高，且结构体积非常小，其主要用在光纤扫描显示(FSD)技术和光纤扫描内窥镜(FSE)技术中。
[0003]格栅式光纤扫描器的致动器主要包括作为快轴的第二致动部和作为慢轴的第一致动部，第二致动部和第一致动部的两端均分别为固定端和自由端，第二致动部的固定端与第一致动部的自由端固定连接。要想获得稳定的扫描范围、并精确操控扫描轨迹，需要致动器的末端的扫描轨迹与第一致动部的扫描轨迹和第二致动部的扫描轨迹具有精确的一致性，任何致动部的加工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是提高扫描质量的重要因素之一。
[0004]传统的扫描器致动器一般为管状或片状，为了使得慢轴方向的致动部满足慢轴扫描频率、快轴方向的致动部满足快轴的扫描频率，就要对致动器的形状、尺寸进行相应的设计，这就导致致动器成不规则的异形。
[0005]如中国专利CN111830702A公开的一种扫描致动器，其大体上是采用管状的压电致动器，但如上述因素制约，其设计成为异形结构，这对于致动器的批量生产是相当不利的，难以加工，且加工一致性无法得到保障。又如中国专利CN209784655U公开的一种扫描致动器，其大体上是采用片状的压电致动器，同样处于性能考虑，将致动器同样设置为异形结构，同样存在上述难以精确加工、加工一致性差的技术问题。
[0006]同时，现有扫描器还存在压电材料上电极区域划分复杂，电极涂布加工复杂的技术问题，同样增大了加工难度。
[0007]因而，如何在各致动部满足性能参数的前提下，使得致动器的易于加工，易于批量生产，批量生产一致性好，是需要解决的技术问题。
技术实现思路
[0008]本专利技术实施例提供一种扫描致动器及光纤扫描器，用以至少解决现有扫描致动器结构复杂，需要划分电极，不易批量生产、批量生产一致性差的技术问题。
[0009]为了实现上述专利技术目的，本专利技术实施例第一方面提供了一种扫描致动器，包括沿自后向前的方向依次设置的快轴致动部和压电双晶片，快轴致动部包括左右对称设置的第一压电致动器和第二压电致动器，第一压电致动器和第二压电致动器的后端均与基座固定连接，第一压电致动器和第二压电致动器沿前后方向做同步反向伸缩；压电双晶片平行于水平面设置，且压电双晶片的长边沿前后方向延伸，压电双晶片的后端同时与第一压电致动器和第二压电致动器固定连接。
[0010]从而，由第一压电致动器和第二压电致动器的同步反向伸缩驱动压电双晶片沿水平方向振动，同时，压电双晶片在其驱动信号的驱动下，其自由端(前端)相对于其固定端(后端)沿垂直方向振动，这就使得压电双晶片的自由端相对于基座同时做沿水平方向的振动和沿垂直方向的振动，压电双晶片的自由端的运动轨迹为两个方向振动的叠加构成的轨迹。第一压电致动器和第二压电致动器的伸缩频率远大于压电双晶片在其驱动信号的驱动下沿垂直方向振动的频率，第一压电致动器和第二压电致动器的同步反向伸缩驱动压电双晶片沿水平方向振动用于实现栅格式扫描中的行扫描，即高频小振幅的X方向扫描。压电双晶片在其驱动信号的驱动下沿垂直方向振动用于实现栅格式扫描中的帧扫描，即低频大幅度的Y方向扫描。
[0011]第一压电致动器和第二压电致动器构成的快轴致动器，不参与由压电双晶片构成的慢轴致动器的振动，从而大大降低扫描致动器的非线性。
[0012]慢轴悬臂梁采用的是完整双晶片，无单层压电片结构，大大增加扫描器抗震强度。
[0013]本专利技术的结构简单，第一压电致动器、第二压电致动器和压电双晶片均采用工业化成熟的标准器件，极大降低工艺难度，适合大批量生产。
[0014]所述的第一压电致动器和第二压电致动器均包括压电材料本体和在压电材料本体两个相对且相互平行的表面设置的表面电极，压电材料本体沿垂直于所述设置有表面电极的表面的方向极化。通过两个表面电极在压电材料本体上施加正向电压或反向电压，使得压电材料本体沿前后方向伸长或沿前后方向收缩。
[0015]优选的，为了降低第一压电致动器和第二压电致动器的驱动电压、降低功耗，在较低的驱动电压和驱动功耗下获得同样的伸缩量，所述的第一压电致动器和第二压电致动器采用如下结构：所述的第一压电致动器和第二压电致动器均由多个沿前后方向依次堆叠的压电驱动单元构成，每个压电驱动单元均包括片状压电材料本体，片状压电材料本体的前后端面分别设置有前表面电极和后表面电极，片状压电材料本体沿前后方向极化，多个压电驱动单元沿前后方向依次堆叠并固定连接。压电驱动单元堆叠构成的压电致动器的表面设置有第一电极导电件和第二电极导电件，每个压电驱动单元的前表面电极和后表面电极中的一个电极连接第一电极导电件、前表面电极和后表面电极中的另一个电极连接第二导电件。
[0016]可选的，压电双晶片的下表面同时与第一压电致动器的上表面和第二压电致动器的上表面固定连接；当然可以理解的，也可以是压电双晶片的上表面同时与第一压电致动器的下表面和第二压电致动器的下表面固定连接。
[0017]本实施例中的连接方式由于第一压电致动器和第二压电致动器的表面与压电双晶片固定连接，压电双晶片会对第一压电致动器和第二压电致动器该表面的伸缩造成影响，因而，使得第一压电致动器和第二压电致动器在伸缩的过程中会产生垂直方向的偏移。
[0018]故优选的，第一压电致动器和第二压电致动器的伸缩频率接近压电双晶片在水平方向的固有频率，通过压电双晶片在水平方向的共振放大压电双晶片在水平方向的摆幅，由压电双晶片本身的共振摆幅放大实现扫描致动器在水平方向的扫描振动。由于利用了压电双晶片在水平方向的共振摆幅放大来实现水平方向的扫描振动，第一压电致动器和第二压电致动器的伸缩量大幅减小，从而也就使得第一压电致动器和第二压电致动器在伸缩的过程中产生的垂直方向的偏移也极小，对压电双晶片自由端的振动轨迹的影响可以忽略。
[0019]此时，由于压电双晶片在垂直方向的固有频率远小于压电双晶片在水平方向的固有频率，故第一压电致动器和第二压电致动器在上述频率的伸缩的过程中会产生的垂直方向的振动偏移不会引起压电双晶片的共振放大，再加上如上所述的第一压电致动器和第二压电致动器的伸缩量大幅减小，使其对压电双晶片自由端的振动轨迹的影响可以忽略。
[0020]第一压电致动器和第二压电致动器构成慢轴悬臂梁的固定基础，同时作为高频振动的驱动源，从而节省快轴的长度，使得扫描器更短，实现更小尺寸的扫描致动器。
[0021]也可选的，第一压电致动器和第二压电致动器的前端均固定连接有一个连接件，压电双晶片同时与第一压电致动器的连接件和第二压电致动器的连接件固定连接。
[0022]也可选的，第一压电致动器和第二压电致动器的前端固定连接的为同一个连本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种扫描致动器，其特征在于，包括沿自后向前的方向依次设置的快轴致动部和压电双晶片，快轴致动部包括左右对称设置的第一压电致动器和第二压电致动器，第一压电致动器和第二压电致动器的后端均与基座固定连接，第一压电致动器和第二压电致动器沿前后方向做同步反向伸缩；压电双晶片平行于水平面设置，且压电双晶片的长边沿前后方向延伸，压电双晶片的后端同时与第一压电致动器和第二压电致动器固定连接。2.如权利要求1所述的一种扫描致动器，其特征在于，由第一压电致动器和第二压电致动器的同步反向伸缩驱动压电双晶片沿水平方向振动，同时，压电双晶片在其驱动信号的驱动下，其自由端相对于其固定端沿垂直方向振动。3.如权利要求1或2所述的一种扫描致动器，其特征在于，所述的第一压电致动器和第二压电致动器均包括压电材料本体和在压电材料本体两个相对且相互平行的表面设置的表面电极，压电材料本体沿垂直于所述设置有表面电极的表面的方向极化。4.如权利要求1或2所述的一种扫描致动器，其特征在于，所述的第一压电致动器和第二压电致动器均由多个沿前后方向依次堆叠的压电驱动单元构成，每个压电驱动单元均包括片状压电材料本体，片状压电材料本体的前后端面分别设置有前表面电极和后表面电极，片状压电材料本体沿前后方向极化，多个压电驱动单元沿前后方向依次堆叠并固定连接。5.如权利要求1
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4中任意一项所述的一种扫描致动器，其特征在于，压电双晶片的下表面同时与第一压电致动器的上表面和第二压电...
【专利技术属性】
技术研发人员：请求不公布姓名，
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：
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