一种光纤扫描装置、扫描检测方法及扫描显示设备与流程

本发明涉及显示，尤其涉及一种光纤扫描装置、扫描检测方法及扫描显示设备。

背景技术：

1、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。

2、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。

3、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。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种光纤扫描装置、扫描检测方法及扫描显示设备，用于实现在光纤扫描装置扫描过程中对光纤姿态的检测，提高光纤扫描装置的扫描显示效果。

2、为了实现上述发明目的，第一方面，本发明提供了一种光纤扫描装置，包括壳体、设置在所述壳体内的致动器和光纤，所述光纤固定于所述致动器上，所述光纤的出光端超出所述致动器的部分形成光纤悬臂，所述致动器在驱动信号的控制下带动所述光纤在空间中进行二维扫描，其特征在于，所述壳体的内侧设置有与所述致动器的运动方向对应的至少一组光纤探测装置，每组光纤探测装置包括一个探测光光源和与所述探测光光源对应的一个光探测器，所述探测光光源和所述光探测器相对设置于所述光纤悬臂的两侧，所述探测光光源用于出射探测光，所述光探测器用于根据其探测靶面所接收的光生成对应的电信号作为探测信号进行反馈；在所述光纤悬臂启动扫描过程中，所述光纤悬臂间断性遮挡所述探测光光源射向所述光探测器的探测光。

3、可选的，所述光纤扫描装置还包括：处理器，分别与所述光探测器及所述致动器相连，用于根据所述光探测器反馈的探测信号，确定所述光纤悬臂的实际运动轨迹与标定运动轨迹是否一致，若确定所述实际运动轨迹偏离所述标定轨迹，调整所述致动器的驱动信号，矫正所述光纤的运动轨迹直至与所述标定运动轨迹一致。

4、可选的，所述处理器，还用于在通过相位或运动轨迹的椭圆倾斜度确定所述光纤的运动轨迹与所述标定运动轨迹不同时，将扫描轨迹调整呈直线。

5、可选的，所述光探测器的探测靶面的直径大于等于所述光纤的直径；和/或，所述光探测器及检测电路的带宽与所述光纤摆动频率相对应。

6、可选的，所述致动器在驱动信号的控制下带动所述光纤一同沿xy方向扫描，所述光纤探测装置中探测光光源出射光方向包括x方向和/或y方向。

7、可选的，当在所述光纤的一个运动方向上设置有多组光纤探测装置时，所述多组光纤探测装置沿所述运动方向或所述光纤的延伸方向依次设置。

8、可选的，当所述光纤悬臂处于静止状态时，所述光纤悬臂遮挡至少一个探测光光源出射的探测光。

9、可选的，所述光纤探测器装置设置于所述光纤静止状态时的位置或所述光纤摆动时的中心点位置。

10、第三方面，本发明实施例提供一种扫描检测方法，应用于如第一方面所述的光纤扫描装置，该方法包括：

11、在光纤扫描过程中，控制所述探测光光源出射探测光，所述探测光射向出光光路上的所述光探测器；

12、根据所述光探测器的探测靶面上所探测到的探测光生成探测信号；其中，所述探测信号中包含用于表征所述光纤悬臂在扫描过程中间接性遮挡所述探测光光源射向所述光探测器的探测光的信息；

13、反馈所述探测信号。

14、可选的，在反馈所述探测信号之后，所述方法还包括：

15、根据所述探测信号，确定所述光纤悬臂当前的实际运动轨迹是否与标定运动轨迹一致；

16、若确定两者不一致，调整所述致动器的驱动信号，以将所述光纤悬臂的运动轨迹矫正为所述标定运动轨迹。

17、可选的，所述根据所述探测信号，确定所述光纤悬臂当前的实际运动轨迹是否与标定运动轨迹一致，包括：

18、确定所述探测信号对应的波形图；

19、根据所述波形图，确定表征所述光纤对应的实际运动轨迹的至少一个特征参数；其中，所述至少一个特征参数包括信号脉冲宽度、振幅、相位中的一个或多个；

20、将所述至少一个特征参数与所述标定运动轨迹中对应的至少一个标定特征参数进行比对，确定两者是否一致；

21、根据比对结果，确定所述光纤悬臂当前的实际运动轨迹是否偏离所述标定运动轨迹；其中，若确定所述特征参数与所述标定特征参数不一致，确定所述光纤的实际运动轨迹偏离所述标定运动轨迹。

22、可选的，若所述致动器在驱动信号的控制下带动所述光纤沿xy方向扫描，所述调整所述光纤扫描器的驱动信号，将所述光纤悬臂的运动轨迹矫正为所述标定轨迹，包括：

23、根据所述至少一个特征参数与所述至少一个标定特征参数之间的差异，确定所述光纤在x/y方向上的位移量及在y/x方向上的位移分量；

24、根据所述位移分量，确定所述y/x方向的矫正驱动信号；所述矫正驱动信息用于控制所述致动器带动所述光纤在所述y/x方向上产生与所述位移分量相反的位移量；

25、采用所述矫正驱动信号驱动所述致动器，以使所述致动器带动所述光纤按照所述标定运动轨迹扫描。

26、第三方面，本发明实施例提供一种扫描显示设备，包括光源及与所述光源连接的如第一方面所述的光纤扫描装置，所述光源调制出射待显示图像的图像光，所述图像光经光纤扫描装置扫描出射形成与所述待显示图像对应的显示图像。

27、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：

28、本发明实施例中，由于在光纤扫描装置的壳体内侧设置有一组或多组光纤探测装置，且每组光纤探测装置中探测光光源和光探测器相对设置于光纤悬臂的两侧；在扫描过程中，探测光光源出射探测光，光探测器根据其探测靶面所接收的光生成对应的电信号作为探测信号进行反馈，故光纤在摆动过程中会遮挡射向光探测器的探测光，则光探测器的探测靶面上检测到的探测光的强度减小，对应的电信号(电压/电流信号)的波形会发生相应的变化，因此探测信号中包含有表征光纤悬臂在扫描过程中间断性遮挡探测光光源射向光探测器的探测光的信息，可作为反馈信息，实现对光纤扫描装置中光纤的运动姿态的检测，提高检测效果。