一种压电致动器、扫描显示模组及投影设备制造技术

本申请实施例公开了一种压电致动器、扫描显示模组及投影设备，用以提升扫描器件的性能。所述压电致动器包括压电部以及布设在所述压电部上的驱动电极，所述压电部为极化后的压电材料；所述压电部包含至少一处在设定频率下的振型节点；在部分或全部所述振型节点的两侧，一侧的压电部表面设置有电极，另一侧的压电部表面不设置电极。上述方案中，驱动电极形成的电场分布符合压电部在设定频率下的振动应变特征，避免电压在压电部振动过程中做负功，从而提升光纤扫描器件的性能，降低控制难度，达到更好的扫描显示效果。达到更好的扫描显示效果。达到更好的扫描显示效果。

【技术实现步骤摘要】
一种压电致动器、扫描显示模组及投影设备


[0001]本申请涉及扫描显示
，具体涉及一种压电致动器、扫描显示模组及投影设备。

技术介绍

[0002]激光扫描显示，作为一种新兴的显示成像技术，可由微机电系统(Micro
‑
Electro
‑
MechanicalSystems，MEMS)扫描镜、光纤扫描器(FiberScanner)等扫描器件实现扫描显示。该技术可以应用于投影显示、近眼显示等多种显示场景。
[0003]对于光纤扫描器而言，实际扫描显示过程中，光纤扫描器件将处于两种频率叠加的二维振动状态，从而成为一种复杂的振动系统，为了达到更好的显示效果，需要进一步提升光纤扫描器件的性能。

技术实现思路

[0004]本申请提供一种压电致动器、扫描显示模组及投影设备，用以提升扫描器件的性能。
[0005]为了实现上述专利技术目的，本申请实施例第一方面提供一种压电致动器，所述压电致动器包括压电部以及布设在所述压电部上的驱动电极，所述压电部为极化后的压电材料；所述压电部包含至少一处在设定频率下的振型节点；在部分或全部所述振型节点的两侧，一侧的压电部表面设置有电极，另一侧的压电部表面不设置电极。
[0006]可选的，所述压电部为压电晶片结构；所述驱动电极包括上电极和下电极，分别布设在所述压电晶片结构的上表面和下表面；在部分或全部所述振型节点的两侧，一侧压电晶片结构的上表面设置有上电极，另一侧压电晶片结构的下表面不设置上电极。
[0007]可选的，所述下电极布设区域与上电极所在区域相对应。
[0008]可选的，所述下电极连续的布设在压电晶片结构的下表面上。
[0009]可选的，所述压电部为压电管；所述驱动电极包括内电极和外电极；在部分或全部所述振型节点的两侧，一侧的压电管的外表面设置有外电极，另一侧的压电部的外表面不设置外电极。
[0010]可选的，所述内电极布设在所述压电管内表面上，且所述内电极布设区域与外电极所在区域相对应。
[0011]可选的，所述内电极连续的布设在压电管内表面上。
[0012]可选的，其中至少一个振型节点的一侧区域用于布设反馈电极；在所述压电致动器处于工作状态时，所述反馈电极用于检测所述压电部的形变所产生的电信号。
[0013]本申请实施例第二方面提供一种扫描显示模组，包括如第一方面所述的压电致动器，光纤，光源和控制电路；所述光源输出的图像光从所述光纤的一端耦入，所述光纤另一端固定在所述压电致动器上；在所述控制电路的控制下，所述光源输出的图像光由所述压电致动器带动光纤进行扫描显示。
[0014]本申请实施例第三方面提供一种投影设备，所述投影设备包括一组或多组如第二方面所述的扫描显示模组。
[0015]本申请实施例的方案中，所述压电致动器包括压电部以及布设在所述压电部上的驱动电极，所述压电部为极化后的压电材料；所述压电部包含至少一处在设定频率下的振型节点；在部分或全部所述振型节点的两侧，一侧的压电部表面设置有电极，另一侧的压电部表面不设置电极，本方案中，由于振型节点两侧的压电部具有相反的应变特征，振型节点一侧设置驱动电极，另一侧不设置驱动电极，在压电部处于工作状态时，驱动电极形成的电场分布符合压电部在设定频率下的振动应变特征，避免电压在压电部振动过程中做负功，从而降低功耗，减小非线性，提升光纤扫描器件的性能，降低控制难度，达到更好的扫描显示效果。
附图说明
[0016]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：
[0017]图1是本申请实施例提供的一种示例性的光纤扫描器的结构示意图；
[0018]图2a是本申请实施例提供的致动部111的上表面沿轴向的截面结构示意图；
[0019]图2b是本申请实施例提供的致动器11在Y轴方向的形变的示意图；
[0020]图3是本申请实施例提供的快轴致动部的振型曲线的示意图；
[0021]图4是本申请实施例提供的弯曲振动的悬臂梁的振动应变特征的示意图；
[0022]图5是本申请实施例提供的致动部的正激励区域和负激励区域的示意图；
[0023]图6a是本申请实施例提供的片状扫描致动器的结构示意图；
[0024]图6b是本申请实施例提供的片状扫描致动器的一种可能的电极排布的截面示意图；
[0025]图6c是本申请实施例提供的下电极均匀设置的截面示意图；
[0026]图7a是本申请实施例提供的双晶片结构的示意图；
[0027]图7b是图7a所示的第一压电部61的斜视图；
[0028]图7c是本申请实施例提供的下电极均匀设置的截面示意图；
[0029]图7d是图7c所示的第一压电部61的斜视图；
[0030]图8是本申请实施例提供的片状扫描致动器的另一种可能的电极排布的截面示意图。
具体实施方式
[0031]下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关专利技术，而非对该专利技术的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与有关专利技术相关的部分。
[0032]参考图1，示出了本申请实施例中一种示例性的光纤扫描器10，包括：致动器11及光纤12。通常，致动器11也可称为扫描致动器，可基于压电材料，如，压电陶瓷(PZT)实现致动。在图1的示例中，致动器11整体呈圆柱形，具体结构为圆管，管壁可采用压电材料，管内可使用填充材料(如：树脂类材料)进行填充用以固定光纤12。光纤12沿致动器11的长度轴
方向贯穿于致动器11并在致动器11的前端延伸，形成悬臂式结构，即，光纤悬臂121。当然，在一些实施方式中，光纤12可粘接于致动器11表面并在致动器11的前端延伸形成光纤悬臂，而非贯穿式的(此时，管内可以不使用填充材料)。在本申请的其它实施例中，光纤的设置方式同样可以采用贯穿式的或非贯穿式的，并不应理解为对本申请的限制。圆管状的致动器11内外壁表面均布设有电极(向电极传输电信号的导线或印刷电路并未在图中示出)，在电极作用下，压电材料所构成的管壁产生基于逆压电效应的致动力，致动器11便可带动光纤12进行二维扫动。其致动原理将在后续内容进行阐述。
[0033]致动器11按照从后向前的方向依次包括第一致动部111及第二致动部112，对于处于工作状态的致动器11而言，第一致动部111在第一方向(即图1中参考坐标系的Y轴方向)以第一频率振动，第二致动部112在第二方向(即图1中参考坐标系的X轴方向)以第二频率振动。对于不同的扫描方式而言，第一频率和第二频率可能是相同或相近的(如：螺旋式扫描)，也可能存在或大或小的差异(如：栅格式扫描、利萨茹式扫描)。在第一致动部111和第二致动部112所产生的振动的协同作用下，带动光纤悬臂121按照相应的轨迹扫动。因此，第一致动部111和第二致动部112也可看作是光纤扫描器的两个扫描轴。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种压电致动器，所述压电致动器包括压电部以及布设在所述压电部上的驱动电极，所述压电部为极化后的压电材料；其特征在于，所述压电部包含至少一处在设定频率下的振型节点；在部分或全部所述振型节点的两侧，一侧的压电部表面设置有电极，另一侧的压电部表面不设置电极。2.如权利要求1所述的压电致动器，其特征在于，所述压电部为压电晶片结构；所述驱动电极包括上电极和下电极，分别布设在所述压电晶片结构的上表面和下表面；在部分或全部所述振型节点的两侧，一侧压电晶片结构的上表面设置有上电极，另一侧压电晶片结构的下表面不设置上电极。3.如权利要求2所述的压电致动器，其特征在于，所述下电极布设区域与上电极所在区域相对应。4.如权利要求2所述的压电致动器，其特征在于，所述下电极连续的布设在压电晶片结构的下表面上。5.如权利要求1所述的压电致动器，其特征在于，所述压电部为压电管；所述驱动电极包括内电极和外电极；在部分或全部所述振型节点的两侧，一侧的压电管...

【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：