CN112305754B - 一种扫描致动器、光纤扫描装置及扫描显示设备 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种扫描致动器、光纤扫描装置及扫描显示设备，用于提高光纤扫描装置扫描过程中对扫描致动器的检测及反馈能力。该扫描致动器在驱动信号的控制下沿XY方向扫描，其与X/Y方向垂直或相交的第一表面上，贴附有应变片R1和应变片R3；扫描致动器上与第一表面相对的第二表面上，贴附有应变片R2和应变片R4；应变片R1与应变片R4串联为第一应变片组，应变片R2与应变片R3串联为第二应变片组，两组应变片组并联连接形成电阻桥，且两个并联接头分别连接电源输入端及输出端；应变片R1与应变片R4之间设置有第一抽头输出；应变片R2与应变片R3之间设置有第二抽头输出；四个应变片随扫描致动器在X/Y方向上运动产生形变。
Description
技术领域
本发明涉及显示技术领域，特别涉及一种扫描致动器、光纤扫描装置及扫描显示设备。
背景技术
光纤扫描投影技术的成像原理是：通过致动器带动扫描光纤进行预定二维扫描轨迹的运动，同时调制光源出光功率，将待显示图像的每个像素点信息逐一投射到成像区域上，从而形成投射画面。
图1A和图1B为现有的光纤扫描投影系统的结构示意图，其中图1B为图1A的侧视图。光纤扫描器投影系统包括：处理器100、激光器组110、光纤扫描器120、光纤130、光源调制电路140、扫描驱动电路150及合束单元160。工作时，处理器100通过向扫描驱动电路150发送电控制信号来控制光纤扫描器120振动扫描，同时，处理器100通过向光源调制模块140发送电控制信号来控制光源合束模块160的出光功率。光源调制模块140根据接收到的电控制信号输出光源调制信号，以调制光源合束模块160中的一个或多个颜色的光源单元110，图中示出其包括红(R)、绿(G)、蓝(B)三色激光器；光源合束模块160中每种颜色的光源单元110产生的光经合束后逐一产生每个像素点的色彩和灰度信息，光源合束模块出射的合束光束通过光纤导入光纤扫描器。同步地，扫描驱动电路150根据接收到的电控制信号输出扫描驱动信号，以控制光纤扫描器120中的光纤130以预定的二维扫描轨迹进行运动，从而将传输光纤130中传输的光束扫描输出。
但光纤扫描器在实际工作中，由于干扰振动、驱动波动、温湿度、老化疲劳、非线性等因素造成运动轨迹和状态偏离理想模式，以至于在长时间工作过程中出现显示像质的退化，因此需要在线的实时检测和反馈补偿措施，以维持高画质的显示，但目前还没有较好的检测方式。
发明内容
本发明实施例的目的是提供一种扫描致动器、光纤扫描装置及扫描显示设备，用于提高光纤扫描装置扫描过程中对扫描致动器的检测及反馈能力。
本发明实施例中提供的具体技术方案如下：
第一方面，本发明提供一种扫描致动器，其在驱动信号的控制下沿XY方向振动，所述扫描致动器上与所述X/Y方向垂直或相交的第一表面上，贴附有应变片R1和应变片R3；所述扫描致动器上与所述X/Y方向垂直或相交、且与所述第一表面相对的第二表面上，贴附有应变片R2和应变片R4；应变片R1与应变片R4串联为第一应变片组，应变片R2与应变片R3串联为第二应变片组，两组应变片组并联连接形成电阻桥，且两个并联接头分别连接电源输入端及输出端；应变片R1与应变片R4之间设置有第一抽头输出；应变片R2与应变片R3之间设置有第二抽头输出；四个应变片随所述扫描致动器在X/Y方向上运动，产生形变。
可选的，所述四个应变片的连接线中交错的连接线之间采用绝缘层隔开并采用多层布线方式。
可选的，所述四个应变片中贴附面位于所述扫描致动器同一侧的两个应变片沿所述扫描致动器的轴向方向依次设置。
可选的，所述应变片通过刻蚀、打印或粘贴方式设置在所述扫描致动器上。
可选的，在所述扫描致动器振动过程中，所述两组应变片在所述扫描致动器带动下发生形变并产生应变效应，所述两组应变片中的抽头输出端之间存在电势差。
可选的，所述扫描致动器包括沿轴线方向依次设置的第一致动部及与所述第一致动部连接的第二致动部，在所述驱动信号的控制下，所述第一致动部带动所述第二致动部进行Y方向上的扫描，所述第二致动部进行X方向上的扫描；所述第一致动部的驱动频率小于所述第二致动部的驱动频率。
可选的，所述扫描致动器上与所述Y/X方向垂直或相交的至少一个表面上，还设置有至少一个应变片，用于检测所述扫描致动器在所述X/Y方向上扫描时，所述扫描致动器的扫描轨迹在所述Y/X方向上的偏移分量。
第二方面，本发明实施例提供一种光纤扫描装置，包括光纤、检测器和如第一方面所述的扫描致动器，所述光纤固定在所述扫描致动器上，所述光纤超出所述扫描致动器的部分形成光纤悬臂，所述光纤悬臂最终被所述扫描致动器带动以x方向与y方向的合成方向上在空间中扫动；所述检测器与所述扫描致动中的两个抽头输出端连接，用于检测所述两个抽头输出端之间的电压差并进行反馈。
可选的，所述光纤扫描装置还包括：
处理器，与所述检测器连接，用于根据所述电压差确定所述扫描致动器在X/Y上的弯曲度，并确定所述弯曲度与预设弯曲度不同时，调整所述扫描致动器对应的驱动信号。
第三方面，本发明实施例提供一种扫描显示设备，包括光源及如第二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，经光纤悬臂出光端出射后，作为投影显示图像光。
本发明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：
本发明实施例中，光纤扫描装置中的扫描致动器在驱动信号的控制下沿xy方向扫描，扫描致动器的多个表面中与X/Y方向垂直或相交的两个表面上分别贴附有应变片R1和应变片R3，以及应变片R2和应变片R4；其中，应变片R1与应变片R4串联为第一应变片组，应变片R2与应变片R3串联为第二应变片组，两组应变片组并联连接形成电阻桥，且两个并联接头分别连接电源输入端及输出端；应变片R1与应变片R4之间设置有第一抽头输出；应变片R2与应变片R3之间设置有第二抽头输出；在扫描致动器运动过程中，四个应变片随扫描致动器在X/Y方向上的运动发生形变并产生应变效应，故两组应变片组可分别做为桥式应变计的两个臂，中心分别抽头作为一组差分信号进行反馈，即可检测扫描致动器在X/Y方向上扫描时的弯曲度，从而可根据弯曲度确定扫描致动器的运动轨迹，提高光纤扫描器中对扫描致动器的运动轨迹的检测能力。
附图说明
图1A-图1B为现有技术中光纤扫描投影系统的结构示意图；
图2A-图2B为本发明实施例中光纤扫描装置的结构示意图；
图3为本发明实施例中应变片的结构示意图；
图4A-图4C为本发明实施例中应变片的应变效应的示意图；
图5为本发明实施例中扫描致动器上两组应变片的贴附及连接方式示意图；
图6为本发明实施例中形状不规则的扫描致动器上贴附应变片的截面示意图。
具体实施方式
首先，本发明实施例中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如“A和/或B”可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系，即选择关系。例如“A/B”可以表示：选择A，或者，选择B。在本文后续的表述中，出现的全部“A/B”均表示同一选择，出现的全部“B/A”则表示与“A/B”相反的选择。
当本发明提及“第一”、“第二”、“第三”或者“第四”等序数词时，除非根据上下文其确实表达顺序之意，否则应当理解为仅仅是起区分之用。
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，并不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
首先，介绍本发明实施例中的光纤扫描装置。如图2A所示，为本发明实施例中光纤扫描装置的截面示意图，该光纤扫描装置包括光纤130和扫描致动器20，光纤130固定在扫描致动器20上，扫描致动器20在驱动信号的控制下沿XY方向扫描；扫描致动器20上与X/Y方向相交或垂直的两个相对表面上贴附有两组共四个相同的应变片，图中标为R1、R2、R3和R4。图2中以在扫描致动器中与Y方向垂直的两个相对表面上贴附应变片为例。
具体的，在扫描致动器20上与X/Y垂直的第一表面上，贴附有应变片R1和应变片R3；扫描致动器20上与X/Y垂直且与第一表面相对的第二表面上，贴附有应变片R2和应变片R4，应变片R1与应变片R4串联为第一应变片组31，应变片R2与应变片R3串联为第二应变片组32。两组应变片组并联连接形成电阻桥，且两个并联接头分别连接电源输入端及输出端；应变片R1与应变片R4之间设置有第一抽头输出，应变片R2与应变片R3之间设置有第二抽头输出。
四个应变片的电路连接方式如图2B所示，图2B中标号A、D分别为两组应变片的并联接点，B、C分别为设置的第一抽头输出端和第二抽头输出。
本发明实施例中的扫描致动器20，由于扫描致动器20上贴附的四个应变片的贴附面均垂直于X/Y方向，且每组应变片中串联的两个应变片位于扫描致动器20的不同侧表面，故随着扫描致动器20在X/Y方向上的扫描运动，四个应变片会发生相应形变，产生应变效应，从而能形成两组差分信号；因此，实际应用时通过检测该差分信号，例如检测应变片中设置的抽头输出(如图2B中B、C处)之间的电势差信号，即可进行信号反馈。
光纤扫描装置中的扫描致动器20可以是压电致动器、静电致动器、电磁致动器或MEMS(Micro-Electro-Mechanical System，微机电系统)致动器等，本文中主要以致动器为压电致动器为例进行说明。
具体来说，扫描致动器20包括沿其延伸方向依次连接的第一致动器和第二致动部，在驱动信号的作用下，第一致动部带动第二致动部进行Y轴方向上的扫描，第二致动部进行X轴方向上的扫描，最终扫描致动器20带动光纤130的光纤悬臂在XY方向的合成方向上进行扫描。扫描致动器20中第一致动部的驱动频率小于第二致动部的驱动频率，即第一致动部为慢轴致动部，第二致动部为快轴致动器。第一致动部和第二致动部可以通过胶粘、镶嵌固结以及增加固定结构等方式连接在一起，或者扫描致动器20也可以是一体成型的；一体成型的扫描致动器20的形状可以是片状或柱状，或是两者形态的结合，其中柱状包括圆柱状和方柱状等，如圆棒(管)、方棒(管)等。
两组共四个应变片分别设置于扫描致动器20中与X/Y方向对应且相对的两个表面上，每一侧沿扫描致动器20的轴向方向粘贴两个应变片。图2A中以扫描致动器20的截面形状为方形为例，对应的扫描致动器20形状可能是圆柱形、方形或规则的多边形。但在实际应用中，扫描致动器20还可以是三角形或其它规则/不规则的多边形形状，本发明实施例主要以其为矩形形状进行介绍。
本发明实施例中，当扫描致动器20中与X方向对应(如相交或垂直)的两个相对表面贴附有应变片时，可检测扫描致动器20中快轴致动部的运动轨迹从而确定扫描致动器20的运动轨迹；或者，当扫描致动器20中与Y方向对应(如相交或垂直)的两个相对表面贴附有应变片时，可检测扫描致动器20中慢轴致动部的运动轨迹从而确定扫描致动器20的运动轨迹。
实际应用中，在扫描致动器20中贴附应变片的相对的两个表面是与X/Y方向垂直或相交的表面，只要扫描致动器20在X/Y方向上摆动时，能促使贴附的应变片在X/Y方向上发生形变即可。
例如，当扫描致动器20呈方管形状时，两组应变片组对应的两个贴附面为扫描致动器20中垂直于X(或Y)扫描方向的两个相对的表面，即前后(或上下)两个相对的表面；或者，当扫描致动器20呈圆管形状时，两组应变片组对应的两个表面为其贴附在圆管上时，垂直于X(或Y)扫描方向的弧形贴附面，此时，第一表面和第二表面即为扫描致动器20的圆弧表面中的不同部位的表面；或者，当扫描致动器20为规则多边形形状时，如六边形、八边形等，两组应变片组可以分别贴附在与X(或Y)扫描方向垂直的两个相对的表面上，只要能使贴附的应变片能随扫描致动器20在扫描方向上产生形变即可。
光纤130可以是通过粘结剂(如环氧树脂等材料)或其它具有粘接功能的物质，沿扫描致动器20的延伸方向(即从慢轴至快轴的方向)固定设置在扫描致动器20上。光纤130超出扫描致动器20的部分形成光纤悬臂，光纤悬臂最终被扫描致动器20带动以第一方向与第二方向的合成方向在三维空间中扫动，例如光纤悬臂可以按预定的二维扫描轨迹，如螺旋扫描、栅格式扫描、李萨如扫描等，进行运动。需要说明的是，本文中所说的在某个方向上扫动，是指在该方向上来回扫动。
本发明实施例中所述的应边片是由敏感栅等构成用于测量应变的元件。敏感栅(3μm-6μm)是应变片的核心，它粘贴在绝缘的基底塑料薄膜(厚约15μm-16μm)上，两端焊接引出导线，敏感栅上面粘贴有保护作用的覆盖层做成迭层构造，也称箔片式电阻应变片。为了使应变片既具有一定的电阻值，且整体尺寸不过长，应变片的敏感栅可采用直径为0.025mm的金属电阻丝做成栅状。如图3所示，图中标号301指示基片(即基底塑料薄膜)，标号302指示电阻丝敏感栅，标号303指示覆盖层，标号304代表引线。
电阻应变片的工作原理是基于应变效应制作的，即导体或半导体材料在外界力的作用下产生机械变形时，其电阻值相应的发生变化，这种现象称为“应变效应”。如图4A-4C所示，图中标号11代表被测物，被测物的左右两侧分别固定设置有应变片1和应变片2。那么，当被测物向左弯曲时，如图4B所示，应变片1压缩(电阻变小)，应变片2拉伸(电阻变大)；当被测物向右弯曲时，如图4C所示，应变片1拉伸(电阻变大)，应变片2压缩(电阻变小)。因此可以通过测应变片1和应变片2的电阻来判断被测物的弯曲运动情况。
现有技术中，由于光纤扫描装置在扫描过程中，会受到环境中的干扰振动、驱动波动、温湿度、老化疲劳、非线性等因素造成扫描致动器20的运动轨迹和状态偏离理想模式。因此，本发明实施例中，通过设计应变片在扫描致动器20上的贴附及连接方式，使得形成电阻桥的四个应变片中相邻的两个应变片位于不同贴附面，从而两组应变片组分别作为桥式应变器的两个臂，中心分别做抽头输出即可作为一组差分信号进行反馈，即可检测扫描致动器20中慢轴致动部(对应于Y方向)/快轴致动部(对应于X方向)的弯曲度，同时应变片的电路连接时通过差分结构可消除外部电磁干扰，提高检测的精准度。
下面结合附图，进一步说明本发明实施例中扫描致动器20上应变片的贴附方式。后续实施例中主要以检测扫描致动器20中慢轴致动部的运动轨迹来确定扫描致动器20的运动轨迹为例进行介绍。
如图5所示，为本发明实施例中扫描致动器20上应变片的一种贴附方式的示意图，四个应变片采用差分式连接，其与图2B中所示的应变片的电路连接方式相对应。具体的，四个应变片分别设置于扫描致动器20中与慢轴运动的Y方向垂直对应的上下表面，两个表面上分别沿扫描致动器20的轴向依次设置两个应变片，位于不同贴附面的两个应变片形成一组串联的应变片组。因此，也可认为所述差分电路为每组应变片的两个应变片串联后与另一组应变片并联形成的电阻桥，且电阻桥中任意两个相邻连接的应变片分别位于不同贴附面。其中，两组应变片组随扫描致动器20的振动产生形变，第一应变片组31(R1、R4)和第二应变片组32(R2、R3)之间的两个并联接头(即标注点A和D)分别连接电源输入端及输出端，每组应变片中两个应变片之间设置有抽头输出端，即图中的标注点B、C。当然，在电路连接方式不变的情况下，R2和R4(以及R1和R3之间)在扫描致动器20上的贴附位置也可以互换，只要满足电阻桥中相邻连接的两个应变片位于不同贴附面即可。图中，四个应变片中图中连线交错的地方可用绝缘层隔开进行双层或多层布线。
在实际应用中，应变片可通过刻蚀、打印或粘贴方式固定在扫描致动器20上，生产安装结构较为灵活。两组应变片组在扫描致动器20上可对称设置，即以扫描致动器20的轴线为中心对应轴，且同一侧的两个应变片沿扫描致动器20方向依次设置。例如，图5中，贴附在垂直于慢轴扫描方向(即Y方向)的上表面的应变片R1和R3沿扫描致动器20的延伸方向依次设置，同时，应变片R2和R4在扫描致动器20中垂直于Y方向的下表面，并分别与R1和R3对应设置。
在光纤扫描装置扫描过程中，应变片会随扫描致动器20的振动同步发生形变，产生应变效应，形成电信号。因此，当图5所示的扫描致动器20向Y轴负方向弯曲时，R2和R4的电阻变小，R1和R3的电阻变大；那么，第一应变片组31中由R1传向R4的电流减小，R1和R4之间的抽头输出检测的电压减小，同时，第二应变片组32中，由R2传向R3的电阻增大，R2和R3之间的抽头输出检测的电压增大，故此时检测的BC两点的电压UBC会变小；同理，当扫描致动器20向Y轴正方向弯曲时，R2和R4的电阻变大，R1和R3的电阻变小，则BC两点的电压UBC会变大。因此可以通过测量BC两点的电压UBC来判断扫描致动器20的弯曲运动情况，即检测扫描致动器20的慢轴致动部的运动轨迹。
因此，若扫描致动器20的截面形状为规则形状时，只要扫描致动器20在X/Y扫描方向上对称(如呈圆形、矩形、规则多边形等)，且存在与X/Y方向垂直的两个表面，则可采用电阻桥的方式连接设置在这两个表面上的应变片，检测扫描致动器20在X/Y方向上的运动轨迹，提高检测精度。
进一步，为了在扫描过程中检测慢轴致动部在沿Y方向扫描时其在X方向上的偏移分量(即摆动分量)，以便后续根据偏移分量矫正慢轴致动部的运动轨迹在X方向上的偏移，还可在扫描致动器20中与X方向对应的至少一个表面上设置至少一个应变片。例如在图5所示的扫描致动器20中垂直于X轴的前/后表面上贴附一个应变片，进而根据贴附的应变片的形变即可确定慢轴致动部对应的摆动幅度，根据摆动幅度可推算出慢轴运动轨迹在X方向上的偏移分量。
优选的，当X方向对应的至少一个表面为与X方向垂直的两个相对的表面，则可在两个相对表面上设置四个应变片形成电阻桥，以提高检测的分量的精准度。例如，在图5所示的扫描致动器20的应变片的基础上，还可在扫描致动器20中垂直于X轴的前后两个表面上增设两组共四个应变片；该增设在前后两个表面上的四个应变片的设置方式(包括连接方式及粘贴方式)及工作原理，与图5中上下两个表面上的四个应变片的设置方式及工作原理相同，仅是应变片相对于扫描致动器20的贴附面的改变。如此，在通过图5中的四个应变片检测慢轴致动部Y方向上的运动轨迹时，也通过新增设的四个应变片所形成的电阻桥检测慢轴轨迹在X方向上的偏移分量，从而辅助提高检测的慢轴致动部在Y方向时的运动轨迹的准确性。
同理，在检测扫描致动器20中快轴致动部的扫描轨迹的过程中，在扫描致动器20中与X方向对应的两个表面上(例如图5所示的扫描致动器20的前后两个表面)设置两组应变片组的同时，还可在扫描致动器20中与Y方向对应的上/下表面上增设应变片(图中未示出)，以检测快轴致动部在沿X方向上扫描时在Y方向上的偏移分量，后续处理器可根据该偏移分量对快轴致动部的扫描轨迹进行矫正，提高精准度。
因此，本发明实施例中，通过差分结构可全部抵消外部电磁干扰，检测的信号只与扫描致动器20在X/Y方向上的扫描情况相关，可实现真全差分，具有较高的可靠性。同时，当慢轴致动部在垂直于应变电阻贴附面的方向(即y轴方向)弯曲时，应变片R1与R4、R2与R3的电阻对之间产生差模信号，根据该差模信号可检测慢轴致动部在运动方向上的运动轨迹；以及，当慢轴致动部平行于应变电阻贴附面弯曲时，应变片R1与R4、R2与R3的电阻对之间产生共模信号，不产生电信号，故本文提供的应变片的贴附即连接方式可有效反映慢轴垂直于应变电阻贴附面弯曲的程度，精准度较高。
在另一种可能的实施例中，若扫描致动器20为不对称或不规则的形状，如三角形或其它非矩形或非中心对称的形状，则应变片不采用电桥的方式连接电路，只需利用应变片进行单独检测每个面即可，即在扫描致动器20的扫描方向对应的至少一个表面上贴附应变片。
例如，如图6所示，为本发明实施例中扫描致动器20中贴附应变片的截面示意图，图中以扫描致动器20的形状为不规则的多边形状为例。图中，将扫描致动器20中与Y方向对应的两个相对的表面分别标号为201、203，以及，将与X方向对应的两个相对的表面分别标号为201、203。则，在检测慢轴致动部在Y方向的运动轨迹时，在表面201和/或203上直接贴附单个应变片，应变片随扫描致动器20在Y方向上的扫描一同摆动发生形变产生压电效应；同时，还可在表面202和/或204上贴附应变片，来辅助检测慢轴致动部的运动轨迹在X方向上的偏移分量。该实施例中，应变片按照如图4A-图4C所示电路中相应的工作原理即可检测扫描致动器20在扫描方向上的弯曲度。
同理，在检测扫描致动器20在快轴致动部的运动方向X上的运动轨迹时，可在图6中表面202和/或204上直接贴附应变片，应变片随扫描致动器20在X方向上的扫描一同摆动发生形变产生压电效应；同时，还可在表面201和/或203上贴附应变片，来辅助检测慢轴致动部的运动轨迹在Y方向上的偏移分量。
进一步，光纤扫描装置中还可以设置有检测器、处理器等，上述图中未一一示出。其中，检测器与扫描致动器20中的抽头输出端连接，用于检测两个抽头输出端之间的电压差(如UBC)并进行反馈，检测器相关的检测电路可以根据实际情况设置在扫描致动器20上、壳体上或其它位置，只要能实现检测功能且不影响扫描致动器20的扫描工作即可，本发明实施例对器设计位置此不做具体限制。
处理器与检测器连接，用于根据所述电压差确定扫描致动器20中第一致动部在运动方向上的弯曲度，并确定所述弯曲度与预设弯曲度不同时，调整扫描致动器20对应的驱动信号。具体的，处理器根据反馈电信号可计算出扫描致动器20的位移量，例如可根据弯曲度对应的伸长量/压缩量确定致动器的位移量，故处理器根据检测器实时采集的变化的反馈电信号即可确定扫描致动器器20中慢轴(或快轴)的运动轨迹，进而，通过对反馈信号进行频谱分析、叠加变化等处理，可得到驱动控制信号并施加到扫描致动器20的慢轴致动部(或快轴致动部)上，以使慢轴致动部(或快轴致动部)的运动轨迹达到目标状态，即使得慢轴致动部(或快轴致动部)在运动方向Y方向(或X方向)上的弯曲度与预设弯曲度一致，故能实现光纤扫描装置工作进行的同时对其进行实时反馈控制，增强扫描到的图像显示的鲁棒性，提高光纤扫描装置对外界干扰的抵抗能力；同时，处理器还可以根据增设的应变片所检测的扫描致动器20的运动轨迹的偏移分量，来协助矫正扫描致动器20的运动轨迹在Y/X方向上的偏移，例如根据慢轴致动部的运动轨迹在X方向上的偏移分量调制扫描致动器20的驱动信号，消除慢轴致动部在X方向的摆动分量，使得扫描致动器20按照预定轨迹扫描，提高扫描致动器20的扫描准确性。另外，处理器通过对反馈电信号的处理还可以监控光纤扫描是否停摆等，进而采取相应处理措施。
需要说明的是，检测器和处理器可以根据实际情况设置在光纤扫描装置中或独立存在，本发明实施例对此不做具体限制。当然，光纤扫描装置中还可以设置有驱动电路、调制电路、合束单元等，可参照现有扫描投影系统的结构，此处不再赘述。
基于同一发明构思，本发明实施例还提供一种扫描显示设备，该扫描显示设备包括光源及前述的光纤扫描装置，光源输出的调制光耦入光纤130，经光纤悬臂出光端出射后，即可作为投影显示图像光。其中，前述图2A至图6对应的实施例同样适用于本实施例的光纤扫描装置，通过前述对光纤扫描装置的详细描述，本领域技术人员可以清楚的知道本实施例中的实施方式，为了说明书的简洁，在此不再赘述。
本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。
本说明书(包括任何附加权利要求、摘要和附图)中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。
本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。
Claims (8)
1.一种光纤扫描装置，包括：扫描致动器、光纤、检测器和处理器，所述扫描致动器在驱动信号的控制下沿X和Y方向扫描，其特征在于，所述扫描致动器上与X或Y方向垂直或相交的第一表面上，贴附有应变片R1和应变片R3；所述扫描致动器上与所述X或Y方向垂直或相交、且与所述第一表面相对的第二表面上，贴附有应变片R2和应变片R4；应变片R1与应变片R4串联为第一应变片组，应变片R2与应变片R3串联为第二应变片组，两组应变片组并联连接形成电阻桥，且两个并联接头分别连接电源输入端及输出端；应变片R1与应变片R4之间设置有第一抽头输出；应变片R2与应变片R3之间设置有第二抽头输出；四个应变片随所述扫描致动器在X或Y方向上运动，产生形变；
所述光纤固定在所述扫描致动器上，所述光纤超出所述扫描致动器的部分形成光纤悬臂，所述光纤悬臂最终被所述扫描致动器带动以X方向与Y方向的合成方向上在空间中扫动；所述检测器与所述扫描致动中的两个抽头输出端连接，用于检测所述两个抽头输出端之间的电压差并进行反馈；
所述处理器与所述检测器连接，用于根据所述电压差确定所述扫描致动器在所述X或Y方向上的弯曲度，并确定所述弯曲度与预设弯曲度不同时，调整所述驱动信号。
2.如权利要求1所述的光纤扫描装置，其特征在于，所述四个应变片的连接线中交错的连接线之间采用绝缘层隔开并采用多层布线方式。
3.如权利要求2所述的光纤扫描装置，其特征在于，所述四个应变片中贴附面位于所述扫描致动器同一侧的两个应变片沿所述扫描致动器的轴向方向依次设置。
4.如权利要求3所述的光纤扫描装置，其特征在于，所述应变片通过刻蚀、打印或粘贴方式设置在所述扫描致动器上。
5.如权利要求4所述的光纤扫描装置，其特征在于，在所述扫描致动器振动过程中，所述两组应变片在所述扫描致动器带动下发生形变并产生应变效应，所述两组应变片中的抽头输出端之间存在电势差。
6.如权利要求1所述的光纤扫描装置，其特征在于，所述扫描致动器包括沿轴线方向依次设置的第一致动部及与所述第一致动部连接的第二致动部，在所述驱动信号的控制下，所述第一致动部带动所述第二致动部进行Y方向上的扫描，所述第二致动部进行X方向上的扫描；所述第一致动部的驱动频率小于所述第二致动部的驱动频率。
7.如权利要求6所述的光纤扫描装置，其特征在于，所述扫描致动器上与所述Y方向垂直或相交的至少一个表面上，还设置有至少一个应变片，用于检测所述扫描致动器在所述X方向上扫描时，所述扫描致动器在所述Y方向上的偏移分量；或
所述扫描致动器上与所述X方向垂直或相交的至少一个表面上，还设置有至少一个应变片，用于检测所述扫描致动器在所述Y方向上扫描时，所述扫描致动器在所述X方向上的偏移分量。
8.一种扫描显示设备，其特征在于，包括光源及如权利要求1-7中任一项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，经光纤悬臂出光端出射后，作为投影显示图像光。
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