[发明专利]一种扫描驱动器及光纤扫描器

说明书

本发明公开了一种扫描驱动器，包括一体成型并沿从后向前的方向依次连接的第一致动部、隔离部和第二致动部，所述的第一致动部和第二致动部中至少有一个为片状堆叠压电材料致动器，所述的片状堆叠压电材料致动器包括中部隔离片，中部隔离片的一侧依次堆叠有多个平行于中部隔离片的第一压电材料片，中部隔离片的另一侧依次堆叠有多个平行于中部隔离片的第二压电材料片。本发明的有益效果是：一体成型结构避免了后续扫描器组装、对准、调试等一系列工艺，提升制作效率，提升器件可靠性，同时可以防拆卸、防解体，增大整体可靠性和耐用性；并且通过采用多片堆叠的结构可以加大致动器的振幅。

技术领域

本发明涉及扫描驱动器结构技术领域，尤其涉及一种扫描驱动器及光纤扫 描驱动器。

背景技术

单光纤共振型压电扫描器是利用光纤悬臂在两个方向上的共振特性来实现 静态或动态图像扫描的新型扫描器，相比于MEMS(Micro-Electro-Mechanical System；微机电系统)扫描器，单光纤共振型压电扫描器的体积更小，成本更低， 而且制造工艺简便，更易集成。

目前二维振动模式的单光纤共振型压电扫描器结构中，采用的结构是将两 个方向振动的驱动器通过某种连接件接连起来，并使两个驱动器的振动方向相 交，从而实现二维扫描功能。但是在这种结构中，存在一些问题：在长时间的扫 描工作后，两个驱动器与连接件之间会出现松动，导致振动频率无法精确控制； 连接件会造成能量损耗；连接件会加大设备体积及重量；在这种小体积设备的制 造中，采用连接件拼接两个驱动器会存在量产困难。

发明内容

本发明的目的在于提供一种扫描驱动器及采用该扫描驱动器的光纤扫描器， 用以提高扫描驱动器的精确性、稳定性和便于加工性能，并能够以较小的扫描器 体积获得较大的扫描振幅。

为了实现上述发明目的，本发明第一方面提供了一种扫描驱动器，包括一体 成型并沿从后向前的方向依次连接的第一致动部、隔离部和第二致动部，第一致 动部沿第一轴方向振动，第二致动部沿第二轴方向振动，第一轴和第二轴均垂直 于前后方向且相互不平行，所述的第一致动部和第二致动部中至少有一个为片 状堆叠压电材料致动器，

所述的片状堆叠压电材料致动器包括中部隔离片，中部隔离片的一侧依次 堆叠有多个平行于中部隔离片的第一压电材料片，中部隔离片的另一侧依次堆 叠有多个平行于中部隔离片的第二压电材料片，每个第一压电材料片和每个第 二压电材料片均具有两个平行于中部隔离片的第一表面，每个第一压电材料片 和每个第二压电材料片的第一表面均布设有一层电极。

采用该扫描驱动器的光纤扫描驱动器，包括光纤及所述扫描驱动器，光纤与 扫描驱动器固定连接，且光纤的前端超出扫描驱动器形成光纤悬臂。第一致动部 驱动光纤悬臂沿第一轴方向振动，第二致动部驱动光纤悬臂沿第二轴方向振动， 一体成型的双向驱动器可以减少部件数量，使扫描过程更稳定，第一致动部和第 二致动部之间的连接部不会出现长时间运行导致的松动，具有便于量产、制作快 速、误差小、重复性高、良品率高等优点。通过采用多片堆叠的结构可以加大致 动器的振幅。

第一致动部和第二致动部根据控制部件发出的驱动信号来控制光纤产生第 一轴方向振动和第二轴方向振动的合成方向上的振动，第二致动部的固有频率 远大于第一致动部的固有频率，从而进一步带动光纤悬臂摆动，悬臂段末端的出 射端在三维空间中进行栅格扫描，以出射带有调制信息的激光从而显现图像。为 了使本发明中的光纤扫描器能够驱动光纤悬臂实现栅格式扫描，第一致动部和 第二致动部的固有频率必须不同，即两者可以看作是一种滤波器，只有与致动部 自身固有频率匹配的驱动信号才能实现可观的振动幅度。

优选的，所获得第一轴垂直于第二轴，从而使得扫描驱动器的扫描轨迹为规 则的矩形，具体应用于光纤扫描驱动器时，便于显示规则的投影画面。当然第一 轴不垂直于第二轴时，同样可应用于光纤扫描驱动器，此时通过调制输入光纤的 光信号，同样可以获得规则的投影画面。