[发明专利]单光纤扫描器

说明书

本发明公开了单光纤扫描器，包括光纤、管、第一电极、第二电极、直流电源、致动器；第一电极固定在在光纤上，第二电极固定在管内壁；所述光纤进入管内，第一电极和第二电极分别连接到直流电源两端，使第一电极、第二电极、直流电源共同组成电容传感模块；致动器使光纤摆动，在光纤摆动的方向上、第一电极和/或第二电极具有唯一值用以确定电容参数的变化量，进而获得光纤尾端相对于管壁的偏移量。本发明中使用简单有效的电容传感来实现对光纤运动姿态和位置的精确测量，并将该信息反馈到后端的图像信号处理中，从而校正图像，对抗环境干扰。

技术领域

本发明涉及光学扫描技术领域，涉及一种单光纤扫描器。

背景技术

单光纤扫描器是一种利用致动器驱动单根光纤摆动的微型光电器件，可以用于微型投影、内窥镜和光学扫描探测等领域，其尺寸可以小至1mm的直径使其在医疗器械，便携式设备等领域有着广泛用途。

但其现存的主要问题是：光纤容易受到外界环境如温度、振动等因素影响时，光纤的运动姿态会偏离原有设定的路径，致使投影或摄取的图像发生畸变，从而影响其实现效果。

发明内容

本发明的目的是提供单光纤扫描器件，可以解决上述技术问题中的一个或是多个。

为了达到上述目的，本发明提出的技术方案如下：

单光纤扫描器，包括光纤、管、第一电极、第二电极、直流电源、致动器。

第一电极固定在在光纤上，第二电极固定在管内壁；所述光纤进入管内，第一电极和第二电极分别连接到直流电源两端，使第一电极、第二电极、直流电源共同组成电容传感模块；

致动器使光纤摆动，在光纤摆动的方向上、第一电极和/或第二电极具有唯一值用以确定电容参数的变化量，进而获得光纤尾端相对于管壁的偏移量。

本发明中，第一电极、第二电极、直流电源共同组成电容传感模块；当我们施加信号，致动器开始振动让光纤摆动；光纤到管之间的距离是d，这时可以认为相对应的电极之间的距离d是变化的；那么两电极的外引线就相当于两个电容传感器的输入信号，再由于第一电极和第二电极中至少其中一个电极是唯一值；就可以根据电容数字转换器获得电容传感器的相应数据；进一步的获得光纤尾端的实时相对位置，可以用来校正致动器输入量和输出量之间的关系。

在本发明中致动器的具体形式不做限定，可以是压电陶瓷或是电磁致动等；根据实际的使用情况进行限定。

具体的三种结构如下：

所述第一电极为一个；第一电极包括第一金属腔和第一导线，第一金属腔包裹在光纤周向表面；第一金属腔与第一导线电连接；第二电极为多个，周向等分的安装在管内；所述多个第二电极彼此之间绝缘，从每一第二电极获取电容变化量。

在这里整条光纤表面都可以被第一金属腔包裹或是只有一部分不做限定。但是第一金属腔与光纤之间是需要紧密接触的，才能保证更贴近光纤的表面，可以更准确的获得光纤端部的姿态和位置信息。

这种设定是由于光纤直径非常小，不便于其他操作；由于第二电极彼此绝缘不导通，第一电极在第二电极中具有唯一对应关系，电容量改变发出的信号是可以有效区分的。

第二电极的设定可以均等的获得信号，优选的是所述第二电极数量为四个，由于单光纤扫描器在做扫描时候，摆动的方向不定，因此需要多个电容传感模块，综合判断。在这里设置四个第二电极，相当于四个电容传感模块，光纤的位置判定根据这四个电容值进行综合计算。

进一步的：所述第一金属腔为在光纤外表面的金属涂层。

这样设定还是由于主要是由于光纤尺寸小，其他金属腔体的形式不便加工，在这里为了简化结构，第一金属腔为在光纤表面的金属涂层。这里金属的种类以及涂层厚度不做限制，作为本领域的技术人员可以根据实际情况进行选择。