一种扫描致动器及光纤扫描器制造技术

本发明专利技术公开了一种扫描致动器，包括均呈板状的第一压电陶瓷片和第二压电陶瓷片，第二压电陶瓷片的长度小于第一压电陶瓷片的长度，第二压电陶瓷片固定贴设于第一压电陶瓷片的上表面或下表面的后侧，在第一压电陶瓷片和第二压电陶瓷片的驱动下，扫描致动器的自由端相对于其固定端做二维扫描振动。本发明专利技术由两个压电陶瓷片通过贴合构成二维扫描致动器，第一压电陶瓷片和第二压电陶瓷片均为单片陶瓷片，方便制作加工，批量生产中易于保证产品规格、性能、参数的一致性；片状结构使得致动器在水平方向和垂直方向的特征频率值差值很大，可以极大降低两个振动方向上的振动耦合。低两个振动方向上的振动耦合。低两个振动方向上的振动耦合。

【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
，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，如何避免慢轴致动器与快轴致动器之间的振动耦合，同样是需要考虑的技术问题。上述两篇现有技术对于如何降低慢轴致动器与快轴致动器之间的振动耦合并没有相应的设计。
[0007]因而，如何在各致动部满足性能参数、不会产生振动耦合的前提下，提高致动器的易于加工，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，用以至少解决具有良好抗振动耦合的致动器不易批量生产、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，包括均呈板状的第一压电陶瓷片和第二压电陶瓷片，
[0010]以第一压电陶瓷片所处的平面为水平面，以第一压电陶瓷片的前后两端分别为所述扫描致动器的自由端和固定端；
[0011]第二压电陶瓷片在前后方向上的长度小于第一压电陶瓷片在前后方向上的长度，第二压电陶瓷片固定贴设于第一压电陶瓷片的上表面或下表面的后侧，
[0012]在第一压电陶瓷片和第二压电陶瓷片的驱动下，扫描致动器的自由端相对于其固定端做二维扫描振动。
[0013]本申请由两个压电陶瓷片通过贴合构成二维扫描致动器，其两个构件第一压电陶瓷片和第二压电陶瓷片均为单片陶瓷片，方便制作加工，批量生产中易于保证产品规格、性能、参数的一致性，对于光纤扫描成像技术而言，致动器的一致性好，是光纤扫描器能够量产的关键因素之一。
[0014]同时，所述片状结构使得致动器在水平方向和垂直方向的特征频率值差值很大，可以极大降低致动器在两个振动方向上的振动耦合。
[0015]具体的，第一压电陶瓷片和第二压电陶瓷片均沿厚度方向极化，
[0016]第一压电陶瓷片具有位于前侧的第一致动区域和位于后侧的第二致动区域，
[0017]第二压电陶瓷片与第一压电陶瓷片平行设置并固定贴合设置于第一压电陶瓷片的第二致动区域的正上方或正下方，
[0018]第一致动区域的左右两侧分别设置有第一伸缩区域和第二伸缩区域，
[0019]第一压电陶瓷片的第二致动区域、第一伸缩区域、第二伸缩区域以及第二压电陶瓷片的上表面和下表面均对应配合设置有上电极和下电极，第一压电陶瓷片的第二致动区域、第一伸缩区域、第二伸缩区域以及第二压电陶瓷片均沿前后方向伸缩；
[0020]并且第一压电陶瓷片的第二致动区域与第二压电陶瓷片同步反向伸缩，第一压电陶瓷片的第一伸缩区域和第二伸缩区域同步反向伸缩。
[0021]从而第一压电陶瓷片的第二致动区域与第二压电陶瓷片同步反向伸缩驱动第一压电陶瓷片的自由端沿垂直方向振动，第一压电陶瓷片的第一伸缩区域和第二伸缩区域同步反向伸缩驱动第一压电陶瓷片的自由端沿左右方向振动。
[0022]第一压电陶瓷片的第二致动区域与第二压电陶瓷片仅作同步反向伸缩，并且左右两个端面均没有束缚，因而上述同步反向伸缩只会引起垂直方向的振动，不会产生水平左右方向的振动分量；同理，第一压电陶瓷片的第一伸缩区域和第二伸缩区域仅作同步反向伸缩，并且上下两个表面均没有束缚，因而上述同步反向伸缩只会引起水平左右方向的振动，不会产生垂直方向的振动分量。故本申请的致动器无需设置额外的矫正结构。
[0023]本申请将第一压电陶瓷片的第一致动区域的左右两侧分别为第一伸缩区域和第二伸缩区域，两个区域分别设置驱动电极，这样的结构极大的减小了驱动电极的面积，从而降低驱动电极的电容，大大降低了驱动功耗。
[0024]第一压电陶瓷片的第二致动区域、第一伸缩区域、第二伸缩区域以及第二压电陶瓷片的上表面和下表面均对应配合设置有上电极和下电极，各上电极和各下电极均用于通过电极引线连接对应的外部驱动电路以分别驱动第一压电陶瓷片的第二致动区域、第一伸缩区域、第二伸缩区域以及第二压电陶瓷片沿前后方向伸缩。
[0025]所述的第一压电陶瓷片的第一伸缩区域的上表面设置有第一上电极、下表面设置有第一下电极，第一压电陶瓷片的第二伸缩区域的上表面设置有第二上电极、下表面设置有第二下电极，第一压电陶瓷片的第二致动区域的上表面设置有第三上电极、下表面设置有第三下电极，第二压电陶瓷片的上表面设置有第四上电极、下表面设置有第四下电极。
[0026]可选的，第一压电陶瓷片的第一伸缩区域和第二伸缩区域可以具有共用的上电极或下电极。所述共用的上电极或下电极同时覆盖第一伸缩区域和第二伸缩区域，从而使得
第一压电陶瓷片的第一伸缩区域和第二伸缩区域仅具有三个电极引线，由两路驱动信号分别驱动第一伸缩区域和第二伸缩区域作同步反向伸缩。
[0027]在此基础上，进一步优选的，所述的第一压电陶瓷片的第一伸缩区域和第二伸缩区域的极化方向相反，由于第一伸缩区域和第二伸缩区域为同步反向伸缩，从而第一压电陶瓷片的第一伸缩区域和第二伸缩区域可以具有共用的第五上电极和第五下电极，即第一压电陶瓷片的第一致动区域的上表面涂覆的第五上电极同时覆盖第一伸缩区域和第二伸缩区域；第一致动区域的下表面涂覆的第五下电极同时覆盖第一伸缩区域和第二伸缩区域。共用的第五上电极和第五下电极分别连接一个电极引线，这就使得由一路驱动信号通过两个引线，即可同时驱动第一伸缩区域和第二伸缩区域作同步反向伸缩。
[0028]同理可选的，第一压电陶瓷片的第二致动区本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种扫描致动器，其特征在于，包括均呈板状的第一压电陶瓷片和第二压电陶瓷片，以第一压电陶瓷片所处的平面为水平面，以第一压电陶瓷片的前后两端分别为所述扫描致动器的自由端和固定端；第二压电陶瓷片在前后方向上的长度小于第一压电陶瓷片在前后方向上的长度，第二压电陶瓷片固定贴设于第一压电陶瓷片的上表面或下表面的后侧，在第一压电陶瓷片和第二压电陶瓷片的驱动下，扫描致动器的自由端相对于其固定端做二维扫描振动。2.如权利要求1所述的一种扫描致动器，其特征在于，第一压电陶瓷片和第二压电陶瓷片均沿厚度方向极化，第一压电陶瓷片具有位于前侧的第一致动区域和位于后侧的第二致动区域，第二压电陶瓷片与第一压电陶瓷片平行设置并固定贴合设置于第一压电陶瓷片的第二致动区域的正上方或正下方，第一致动区域的左右两侧分别设置有第一伸缩区域和第二伸缩区域，第一压电陶瓷片的第二致动区域、第一伸缩区域、第二伸缩区域以及第二压电陶瓷片的上表面和下表面均对应配合设置有上电极和下电极，第一压电陶瓷片的第二致动区域、第一伸缩区域、第二伸缩区域以及第二压电陶瓷片均沿前后方向伸缩；并且第一压电陶瓷片的第二致动区域与第二压电陶瓷片同步反向伸缩，第一压电陶瓷片的第一伸缩区域和第二伸缩区域同步反向伸缩。3.如权利要求1所述的一种扫描致动器，其特征在于，第一压电陶瓷片的第二致动区域、第一伸缩区域、第二伸缩区域以及第二压电陶瓷片的上表面和下表面均对应配合设置有上电极和下电极，各上电极和各下电极均用于通过电极引线连接对应的外部驱动电路以分别驱动第一压电陶瓷片的第二致动区域、第一伸缩区域、第二伸缩区域以及第二压电陶瓷片沿前后方向伸缩。4.如权利要求2或3所...

【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：