一种光纤扫描装置封装结构及方法与流程

本发明涉及投影显示,尤其涉及一种光纤扫描装置封装结构及方法。

背景技术：

1、光纤扫描显示技术是一种利用致动器控制光纤摆动出射光束进行显示的技术，其成像原理是通过致动器带动光纤按照预定扫描轨迹进行运动，同时调制光源的出光功率，将待显示图像的每个像素点逐一投射到成像区域上，从而形成投射画面。

2、目前，在光纤扫描装置实际的封装过程中，由于光纤本身的结构或者做工的误差，难免会存在光纤位置及角度出现偏差，使得光学镜头难以精确的定位于适配光纤扫描组件的位置，进而导致出光光轴偏离预期，产生误差，出现对应的出射图像产生畸变、偏心、难以对焦等现象。

3、因此，如何设计一种封装结构可以将光学镜头精确定位于适配光纤扫描组件的位置，以提高图像的投影质量是个亟待解决的问题。

技术实现思路

1、本发明实施例提供了一种光纤扫描装置封装结构及方法，通过构建一种光纤扫描装置封装结构，包括：壳体、底座、光纤扫描组件、转接组件以及光学镜头，该转接组件包括第一转接件和第二转接件，基于各转接件、壳体以及光学镜头之间相互配合的关系，利用该转接组件可以将光学镜头相对壳体进行紧密且灵活的位置可调活动，能够克服因光纤位置及角度的不确定性偏差所导致的封装效果达不到预期的问题，解决了现有难以精确的将光学镜头定位于适配光纤扫描组件的位置，以实现图像高质量投影的问题。

2、第一方面，本发明实施例提供了一种光纤扫描装置封装结构，包括：壳体、底座、光纤扫描组件、转接组件以及光学镜头，所述壳体为两端开口的中空筒体，所述底座安装于所述壳体的后侧，所述光纤扫描组件设置于所述壳体内且与所述底座固定连接，所述光纤扫描组件的自由端位于所述转接组件内且可在所述转接组件内活动，所述转接组件包括第一转接件和第二转接件，所述第一转接件位于所述壳体和所述第二转接件之间，所述第一转接件一侧的端面为球形凸面且两侧的端面分别与所述第二转接件后侧的端面以及所述壳体前侧的端面过渡配合，所述光学镜头设置于所述第二转接件的前侧且与所述第二转接件之间为过渡配合并可在所述第二转接件内轴向移动，所述光学镜头通过所述转接组件相对于所述壳体可多角度和方向的活动，以使所述光学镜头的位置与所述光纤扫描组件的位置相适配。

3、进一步的，所述光纤扫描组件包括光纤和致动器，所述致动器的两端分别为固定端和自由端，所述致动器的固定端与所述底座固定连接，所述光纤以悬臂支撑方式固定于所述致动器的自由端，所述致动器的自由端在驱动信号的驱动下相对于所述致动器的固定端沿至少两个方向摆动，所述光纤向所述光学镜头出射光束，其中，所述至少两个方向包括第一方向和第二方向，所述第一方向和所述第二方向均垂直前后方向且相互不平行。

4、进一步的，所述第一转接件前侧的端面为球形凸面，所述第二转接件后侧的端面为与所述第一转接件的球形凸面相配合的球形凹面，所述第一转接件的球形凸面与所述第二转接件的球形凹面无间隙贴合且活动，所述第二转接件可绕与所述第一转接件相配合的端面多角度转动，所述第一转接件后侧的端面与所述壳体前侧的端面无间隙贴合且活动，所述第一转接件可在与所述壳体前侧的端面共在的平面沿所述第一方向和所述第二方向平移。

5、进一步的，所述第一转接件后侧的端面上设有向外凸起的第一限位止口，所述第一限位止口限制所述第一转接件在与所述壳体前侧的端面共在的平面内，沿所述第一方向和所述第二方向平移。

6、进一步的，所述第一转接件后侧的端面为球形凸面，所述壳体前侧的端面为与所述第一转接件的球形凸面相配合的球形凹面，所述第一转接件的球形凸面与所述壳体的球形凹面无间隙贴合且活动，所述第一转接件可绕与所述壳体相配合的端面多角度转动，所述第一转接件前侧的端面与所述第二转接件后侧的端面无间隙贴合且活动，所述第二转接件可在与所述第一转接件后侧的端面共在的平面沿所述第一方向和所述第二方向平移。

7、进一步的，所述第一转接件前侧的端面上设有向外凸起的第二限位止口，所述第二限位止口限制所述第一转接件在与所述第二转接件后侧的端面共在的平面内，沿所述第一方向和所述第二方向平移。

8、进一步的，所述第一转接件与所述第二转接件分别设有第一通孔和第二通孔，所述致动器的自由端贯穿所述第一通孔进入所述第二通孔内，所述第一通孔和所述第二通孔的中轴线分别与所述第一转接件和所述第二转接件的中轴线重合且分别具有可供所述致动器的自由端工作时摆动的孔腔。

9、进一步的，所述光学镜头安装于所述第二通孔内且可沿所述第二通孔的中轴线前后方向移动。

10、进一步的，所述第二通孔与所述光学镜头相接触的部分为光滑表面，所述光学镜头沿着所述第二通孔的中轴线在所述第二转接件内前后方向平滑的移动。

11、进一步的，在所述光学镜头安装于所述第二通孔内且可沿所述第二通孔的中轴线前后方向移动的前提下，所述第二通孔上与所述光学镜头接触的部分为螺纹孔，所述光学镜头的外表面设置有与所述螺纹孔相配合的外螺纹，所述光学镜头通过所述外螺纹沿着所述第二通孔的中轴线在所述第二转接件内前后方向螺旋式的移动。

12、进一步的，上述的光纤扫描装置封装结构中，所述壳体和所述转接组件均为不透明的金属部件。

13、本发明实施例提供的一种光纤扫描装置封装结构，包括：壳体、底座、光纤扫描组件、转接组件以及光学镜头，所述壳体为两端开口的中空筒体，所述底座安装于所述壳体的后侧，所述光纤扫描组件设置于所述壳体内且与所述底座固定连接，所述光纤扫描组件的自由端位于所述转接组件内且可在所述转接组件内活动，所述转接组件包括第一转接件和第二转接件，所述第一转接件位于所述壳体和所述第二转接件之间，所述第一转接件一侧的端面为球形凸面且两侧的端面分别与所述第二转接件后侧的端面以及所述壳体前侧的端面过渡配合，所述光学镜头设置于所述第二转接件的前侧且与所述第二转接件之间为过渡配合并可在所述第二转接件内轴向移动，所述光学镜头通过所述转接组件相对于所述壳体可多角度和方向的活动，以使所述光学镜头的位置与所述光纤扫描组件的位置相适配，通过构建一种转接结构，在确保了各个零部件之间紧密贴合无间隙的情况下，将光学镜头利用该转接结构相对壳体进行多角度转动或位移，从而可以将光学镜头相对于光纤进行任意角度或方向的位置调整，进而能够克服因光纤位置及角度的不确定性偏差所导致的封装效果达不到预期的问题，解决了现有难以精确的将光学镜头定位于适配光纤扫描组件的位置，实现了图像的高质量投影。

14、第二方面，本发明实施例还提供了一种光纤扫描装置封装方法，包括：

15、提供壳体，将所述壳体设置为两端开口的中空筒体；

16、提供底座，将所述底座安装于所述壳体的后侧；

17、提供光纤扫描组件，将所述光纤扫描组件设置于所述壳体内且与所述底座进行固定连接；

18、提供转接组件，将所述光纤扫描组件的自由端置于所述转接组件内且可在所述转接组件内活动，其中，所述转接组件包括第一转接件和第二转接件，所述第一转接件位于所述壳体和所述第二转接件之间；

19、将所述第一转接件一侧的端面设置为球形凸面且两侧的端面分别与所述第二转接件后侧的端面以及所述壳体前侧的端面过渡配合；

20、将所述光学镜头设置于所述第二转接件的前侧，并将所述光学镜头与所述第二转接件之间设置为过渡配合且能够在所述第二转接件内进行轴向移动；

21、通过所述第一转接件和所述第二转接件将所述光学镜头相对于所述壳体进行多角度和方向的活动，以使所述光学镜头的位置与所述光纤扫描组件的位置相适配。

22、进一步的，所述光纤扫描组件包括光纤和致动器，所述致动器的两端分别为固定端和自由端，所述致动器的固定端与所述底座固定连接，所述光纤以悬臂支撑方式固定于所述致动器的自由端，通过对所述致动器施加驱动信号，使得所述致动器的自由端在所述驱动信号的驱动下相对于所述致动器的固定端沿着至少两个方向摆动，所述光纤向所述光学镜头出射光束，其中，所述至少两个方向包括第一方向和第二方向，所述第一方向和所述第二方向均垂直前后方向且相互不平行。

23、进一步的，所述将第一转接件一侧的端面设置为球形凸面且两侧的端面分别与所述第二转接件后侧的端面以及所述壳体前侧的端面过渡配合，包括：

24、将所述第一转接件前侧的端面设置为球形凸面，将所述第二转接件后侧的端面设置为与所述第一转接件的球形凸面相配合的球形凹面，并将所述第一转接件的球形凸面与所述第二转接件的球形凹面进行无间隙贴合且可活动，将所述第一转接件后侧的端面与所述壳体前侧的端面进行无间隙贴合且可活动，或，

25、将所述第一转接件后侧的端面设置为球形凸面，将所述壳体前侧的端面设置为与所述第一转接件的球形凸面相配合的球形凹面，并将所述第一转接件的球形凸面与所述壳体的球形凹面进行无间隙贴合且可活动，将所述第一转接件前侧的端面与所述第二转接件后侧的端面进行无间隙贴合且可活动。

26、进一步的，所述通过所述第一转接件和所述第二转接件将所述光学镜头相对于所述壳体进行多角度和方向的活动，以使所述光学镜头的位置与所述光纤扫描组件的位置相适配，包括：

27、将所述第二转接件绕着与所述第一转接件相配合的端面进行多角度转动，并将所述第一转接件置于与所述壳体前侧的端面共在的平面沿着所述第一方向和所述第二方向进行平移，或，

28、将所述第一转接件绕着与所述壳体相配合的端面进行多角度转动，并将所述第二转接件置于与所述第一转接件前侧的端面共在的平面沿着所述第一方向和所述第二方向进行平移；

29、在将所述光纤以及所述光学镜头的中轴线调整到同一水平线上的情况下，使得所述光学镜头的位置与所述光纤扫描组件的位置相适配。

30、进一步的，所述将所述光纤扫描组件的自由端置于所述转接组件内且可在所述转接组件内活动，包括：在所述第一转接件与所述第二转接件上分别设有第一通孔和第二通孔，将所述致动器的自由端贯穿所述第一通孔进入所述第二通孔内，所述第一通孔和所述第二通孔的中轴线分别与所述第一转接件和所述第二转接件的中轴线重合且分别具有可供所述致动器的自由端工作时摆动的孔腔。

31、进一步的，所述将所述光学镜头设置于所述第二转接件的前侧，并将所述光学镜头与所述第二转接件之间设置为过渡配合且能够在所述第二转接件内进行轴向移动，包括：

32、将所述光学镜头安装于所述第二通孔内；

33、将所述第二转接件与所述光学镜头通过所述第二通孔相接触的部分设置为平滑表面，并将所述光学镜头沿着所述第二通孔的中轴线在所述第二转接件内进行前后方向平滑的移动。

34、进一步的，所述将所述光学镜头安装于所述第二转接件的前侧，并将所述光学镜头与所述第二转接件之间设置为过渡配合且能够在所述第二转接件内进行轴向移动，包括：

35、将所述光学镜头安装于所述第二通孔内；

36、将所述第二通孔上与所述光学镜头接触的部分设置为螺纹孔，并在所述光学镜头的外表面上设置有与所述螺纹孔相配合的外螺纹，将所述光学镜头通过所述外螺纹沿着所述第二通孔的中轴线在所述第二转接件内进行前后方向螺旋式的移动。

37、进一步的，所述壳体和所述转接组件均由不透明的金属材料制成，在将所述光纤以及所述光学镜头的中轴线调整在同一水平线上之后，所述方法还包括：对所述壳体、所述第一转接件、所述第二转接件以及所述光学镜头相接触的部分进行焊接，以固定所述光学镜头相对于所述光纤扫描组件的位置。

38、本发明实施例提供的一种光纤扫描装置封装方法，包括：将光纤扫描装置的壳体设置为两端开口的中空筒体，将底座安装于所述壳体的后侧，将光纤扫描组件设置于所述壳体内且与所述底座进行固定连接，将所述光纤扫描组件的自由端置于所述转接组件内且可在所述转接组件内活动，将所述转接组件中的第一转接件一侧的端面设置为球形凸面且两侧的端面分别与所述转接组件中的第二转接件后侧的端面以及所述壳体前侧的端面过渡配合，将所述光学镜头设置于所述第二转接件的前侧，并将所述光学镜头与所述第二转接件之间设置为过渡配合且能够在所述第二转接件内进行轴向移动，通过所述第一转接件和所述第二转接件将所述光学镜头相对于所述壳体进行多角度和方向的位置调节活动，进而在将所述光纤扫描组件的自由端以及所述光学镜头调整为同轴之后，使得所述光学镜头的位置与所述光纤扫描组件的位置相适配，通过构建一种转接结构，在确保了各个零部件之间紧密贴合无间隙的情况下，将光学镜头相对于壳体进行多角度的转动或位移，从而可以将光学镜头相对于光纤进行任意角度或方向的位置调整，进而能够克服因光纤位置及角度的不确定性偏差所导致的封装效果达不到预期的问题，解决了现有难以精确的将光学镜头定位于适配光纤扫描组件的位置，实现了图像的高质量投影。