一种光纤扫描装置及投影显示模组制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种光纤扫描装置及投影显示模组，所述光纤扫描装置包括用于驱动光纤振动的压电致动器和固定在所述致动器上的光纤；所述致动器为片状结构，所述光纤沿所述片状结构的轴线方向设置；驱动电极和反馈电极，均设置在所述致动器上；所述驱动电极用于向所述致动器施加驱动信号；所述反馈电极包括两个子电极，两个子电极以所述光纤为轴对称设置，所述反馈电极用于检测所述光纤振动时反作用在所述致动器上产生的反馈信号。本方案通过检测所述光纤振动时反作用在致动器上产生的反馈信号，避免了额外增加传感器，从而缓解增加传感器带来的增加扫描器模组体积，功耗，成本，以及生产装配复杂度的技术问题。生产装配复杂度的技术问题。生产装配复杂度的技术问题。

【技术实现步骤摘要】
一种光纤扫描装置及投影显示模组


[0001]本专利技术涉及投影显示领域，尤其涉及一种光纤扫描装置及投影显示模组。

技术介绍

[0002]光纤扫描显示技术(fiber scanning display，FSD)的成像原理是，通过光纤扫描器带动光纤进行预定二维扫描轨迹的运动，并调制光源输出待显示图像的每个像素点对应的光，然后，通过光纤将待显示图像的每个像素点对应的光逐一投射到投影面上，形成投射画面。
[0003]在投影显示过程中，需要精确控制扫描器光纤扫描轨迹。现有技术中，一般都通过增加外部传感器测量扫描器或光纤的振动从而实现扫描器反馈控制。比如测量扫描器形变，通过磁场，电场等测量扫描器振动信息，或者通过光学器件检测扫描器投射的图像内容等方法。这些方案都需要额外增加传感器，势必会增加扫描器模组体积，功耗，成本，以及增加生产装配复杂度。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种光纤扫描装置及投影显示模组，用于解决现有技术中的反馈控制方案都需要额外增加传感器，会增加扫描器模组体积，功耗，成本，以及增加生产装配复杂度的技术问题。
[0005]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一种光纤扫描装置，包括用于驱动光纤振动的压电致动器和固定在所述致动器上的光纤；所述致动器为片状结构，所述光纤沿所述片状结构的轴线方向设置；驱动电极和反馈电极，均设置在所述致动器上；所述驱动电极用于向所述致动器施加驱动信号；所述反馈电极包括两个子电极，两个子电极以所述光纤为轴对称设置，所述反馈电极用于检测所述光纤振动时反作用在所述致动器上产生的反馈信号。
[0006]可选的，所述致动器包括慢轴致动部，与所述慢轴致动部连接的快轴致动部；所述光纤固定在所述快轴致动部上；所述反馈电极靠近所述光纤在所述快轴致动部上的固定区域。
[0007]可选的，所述两个子电极的极化方向相同，且所述极化方向垂直于所述两个子电极。
[0008]可选的，每个所述子电极包括正电极和负电极，所述正电极设置在所述快轴致动部的正面，所述负电极设置在所述快轴致动部的背面。
[0009]可选的，所述两个子电极的负电极连成一体作为反馈电极公共电极。
[0010]可选的，所述反馈信号为所述两个子电极的正电极的差分信号。
[0011]可选的，所述光纤扫描装置包括信号处理电路，所述差分信号经由所述信号处理电路提取反馈信号幅度和相位信息。
[0012]可选的，所述光纤扫描装置包括处理器，所述处理器用于根据所述反馈信号的幅
度和相位对所述致动器的驱动信号进行修正。
[0013]本专利技术实施例第二方面提供一种投影显示模组，包括光源和如第一方面所述的光纤扫描装置；所述光源输出的调制光耦入所述光纤，经所述光纤出光端出射后，作为投影显示图像光。
[0014]本专利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：
[0015]本专利技术实施例中的方案中，在所述光纤扫描装置运行过程中，通过检测所述光纤振动时反作用在致动器上产生的反馈信号，避免了额外增加传感器，从而缓解增加传感器带来的增加扫描器模组体积，功耗，成本，以及生产装配复杂度的技术问题。该方案能够在不额外增加传感器的前提下，实现扫描器反馈控制，在外界工作条件变化时，保证扫描器显示图像不发生变化，同时减小扫描器显示模组反馈部分体积，重量，降低扫描器显示模组的功耗和成本。
附图说明
[0016]为了更清楚地说明本专利技术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专利技术的一些实施例，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：
[0017]图1A为本专利技术实施例提供的片状扫描器的结构示意图；
[0018]图1B为本专利技术实施例提供的片状扫描器的正面示意图；
[0019]图1C为本专利技术实施例提供的片状扫描器的背面示意图；
[0020]图2为本专利技术实施例提供的信号处理电路的示意图；
[0021]图3A为本专利技术实施例提供的幅度控制环的示意图；
[0022]图3B为本专利技术实施例提供的相位控制环的示意图；
[0023]图4为本专利技术实施例提供的扫描器电极的阻抗曲线；
[0024]图5为本专利技术实施例提供的光纤与压电陶瓷相互作用形成的谐振峰的示意图；
[0025]图6为本专利技术实施例提供的幅度控制框图；
[0026]图7A
‑
图7B为本专利技术实施例提供的幅度目标值A
dst
的曲线的示意图；
[0027]图8为本专利技术实施例提供的驱动电压与反馈信号幅度关系曲线的示意图；
[0028]图9A
‑
图9B为本专利技术实施例提供的目标幅度PID控制器的迭代过程的示意图；
[0029]图10为本专利技术实施例提供的相位控制框图；
[0030]图11为本专利技术实施例提供的相位温度修正函数的示意图；
[0031]图12为本专利技术实施例提供的反馈控制原理框图。
具体实施方式
[0032]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术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专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，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，都属于本专利技术保护的范围。
[0033]首先，对本专利技术实施例中方案的基本原理进行说明。
[0034]本专利技术实施例中，扫描器致动器部分主要由压电陶瓷构成，扫描器利用压电陶瓷的逆压电效应，将电信号转换成机械振动，通过致动器振动来驱动固定在致动器上的光纤振动，以进行图像扫描。同时，压电陶瓷具有压电效应，压电陶瓷受外力作用发生形变时，压电陶瓷的内部会发生极化现象，使得压电陶瓷的两个相对表面上同时出现正负相反的电荷。
[0035]本专利技术实施例中，利用光纤振动时，光纤反作用在压电陶瓷上的应力导致的形变产生的电信号，作为反馈信号，来控制扫描器振动，从而保证光纤的振动幅度，相位稳定，不随外界因素影响而发生变化。
[0036]对于栅格式扫描方式的扫描器，包括两个致动部，分别提供x轴方向(快轴)驱动和y轴方向(慢轴)驱动，一般而言，y轴方向驱动频率小于x轴方向驱动频率，因此，两个致动部也可以分别称为慢轴致动部和快轴致动部，光纤在两个致动部所产生的振动的协同作用下，按照栅格式的轨迹扫动。因此，对于栅格式扫描方式，两个致动部可以分别看作是光纤扫描器的两个扫描轴。由于快轴轨迹是经过光纤共振放大的，更容易受到外界影响，响应轨迹变化，导致显示图像变化，显示异常，如快轴摆幅，画面椭圆，画面方正度，奇偶行重合度等变化均会引起图像显示异常。因此，对于栅格式扫描方式，需要对快轴方向振动进行反馈控制。
[0037]对于李萨如扫描方式或螺旋式扫描方式的扫描器，x轴和y轴均为光纤共本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光纤扫描装置，其特征在于，包括用于驱动光纤振动的压电致动器和固定在所述致动器上的光纤；所述致动器为片状结构，所述光纤沿所述片状结构的轴线方向设置；驱动电极和反馈电极，均设置在所述致动器上；所述驱动电极用于向所述致动器施加驱动信号；所述反馈电极包括两个子电极，两个子电极以所述光纤为轴对称设置，所述反馈电极用于检测所述光纤振动时反作用在所述致动器上产生的反馈信号。2.如权利要求1所述的光纤扫描装置，其特征在于，所述致动器包括慢轴致动部，与所述慢轴致动部连接的快轴致动部；所述光纤固定在所述快轴致动部上；所述反馈电极靠近所述光纤在所述快轴致动部上的固定区域。3.如权利要求1所述的光纤扫描装置，其特征在于，所述两个子电极的极化方向相同，且所述极化方向垂直于所述两个子电极。4.如权利要求3所述的光纤扫描装置，其特征在于，每个所述子电极包括正电极和负电极，所述正...

【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：