[發明專利]單光纖掃描器

在審

• 申請號: 202010499341.3
• 申請日: 2020-06-04
• 公開（公告）號: CN111610628A
• 公開（公告）日: 2020-09-01
• 發明（設計）人: 李裔;孟彥龍;裘燕青
• 申請（專利權）人: 杭州菲柏斯科技有限公司
• 主分類號: G02B26/10
• 分類號: G02B26/10
• 代理公司: 杭州杭欣專利代理事務所(普通合伙) 33333
• 代理人: 潘欣欣

本發明公開了單光纖掃描器，包括光纖、管、第一電極、第二電極、直流電源、致動器；第一電極固定在在光纖上，第二電極固定在管內壁；所述光纖進入管內，第一電極和第二電極分別連接到直流電源兩端，使第一電極、第二電極、直流電源共同組成電容傳感模塊；致動器使光纖擺動，在光纖擺動的方向上、第一電極和/或第二電極具有唯一值用以確定電容參數的變化量，進而獲得光纖尾端相對于管壁的偏移量。本發明中使用簡單有效的電容傳感來實現對光纖運動姿態和位置的精確測量，并將該信息反饋到后端的圖像信號處理中，從而校正圖像，對抗環境干擾。

技術領域

本發明涉及光學掃描技術領域，涉及一種單光纖掃描器。

背景技術

單光纖掃描器是一種利用致動器驅動單根光纖擺動的微型光電器件，可以用于微型投影、內窺鏡和光學掃描探測等領域，其尺寸可以小至1mm的直徑使其在醫療器械，便攜式設備等領域有著廣泛用途。

但其現存的主要問題是：光纖容易受到外界環境如溫度、振動等因素影響時，光纖的運動姿態會偏離原有設定的路徑，致使投影或攝取的圖像發生畸變，從而影響其實現效果。

發明內容

本發明的目的是提供單光纖掃描器件，可以解決上述技術問題中的一個或是多個。

為了達到上述目的，本發明提出的技術方案如下：

單光纖掃描器，包括光纖、管、第一電極、第二電極、直流電源、致動器。

第一電極固定在在光纖上，第二電極固定在管內壁；所述光纖進入管內，第一電極和第二電極分別連接到直流電源兩端，使第一電極、第二電極、直流電源共同組成電容傳感模塊；

致動器使光纖擺動，在光纖擺動的方向上、第一電極和/或第二電極具有唯一值用以確定電容參數的變化量，進而獲得光纖尾端相對于管壁的偏移量。

本發明中，第一電極、第二電極、直流電源共同組成電容傳感模塊；當我們施加信號，致動器開始振動讓光纖擺動；光纖到管之間的距離是d，這時可以認為相對應的電極之間的距離d是變化的；那么兩電極的外引線就相當于兩個電容傳感器的輸入信號，再由于第一電極和第二電極中至少其中一個電極是唯一值；就可以根據電容數字轉換器獲得電容傳感器的相應數據；進一步的獲得光纖尾端的實時相對位置，可以用來校正致動器輸入量和輸出量之間的關系。

在本發明中致動器的具體形式不做限定，可以是壓電陶瓷或是電磁致動等；根據實際的使用情況進行限定。

具體的三種結構如下：

所述第一電極為一個；第一電極包括第一金屬腔和第一導線，第一金屬腔包裹在光纖周向表面；第一金屬腔與第一導線電連接；第二電極為多個，周向等分的安裝在管內；所述多個第二電極彼此之間絕緣，從每一第二電極獲取電容變化量。

在這里整條光纖表面都可以被第一金屬腔包裹或是只有一部分不做限定。但是第一金屬腔與光纖之間是需要緊密接觸的，才能保證更貼近光纖的表面，可以更準確的獲得光纖端部的姿態和位置信息。

這種設定是由于光纖直徑非常小，不便于其他操作；由于第二電極彼此絕緣不導通，第一電極在第二電極中具有唯一對應關系，電容量改變發出的信號是可以有效區分的。

第二電極的設定可以均等的獲得信號，優選的是所述第二電極數量為四個，由于單光纖掃描器在做掃描時候，擺動的方向不定，因此需要多個電容傳感模塊，綜合判斷。在這里設置四個第二電極，相當于四個電容傳感模塊，光纖的位置判定根據這四個電容值進行綜合計算。

進一步的：所述第一金屬腔為在光纖外表面的金屬涂層。

這樣設定還是由于主要是由于光纖尺寸小，其他金屬腔體的形式不便加工，在這里為了簡化結構，第一金屬腔為在光纖表面的金屬涂層。這里金屬的種類以及涂層厚度不做限制，作為本領域的技術人員可以根據實際情況進行選擇。