CN103809288A - 激光扫描方法、装置及成像设备 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种激光扫描方法、装置及成像设备，本发明激光扫描方法包括：根据激光扫描装置的光学参数和补偿原则，计算调节系数；根据所述调节系数，调节所述光源发射的激光脉冲；将所述光源发射的激光脉冲调整为平行光；所述平行光经过匀速转动的光束偏转器，形成扫描光；将所述扫描光聚焦到待扫描物体上。本发明通过调节系数对光源进行了调整，使得汇聚在待扫描物体上的光斑强度具有均匀一致性，从而实现对扫描物体的精确扫描。

Description

激光扫描方法、装置及成像设备
技术领域
本发明涉及激光扫描技术，尤其涉及一种激光扫描方法、装置及成像设备。
背景技术
激光扫描技术是打印成像、图文复印、激光打码及医学影像等领域中不可或缺的。
中国专利申请号为200610013649.2的说明书公开了一种常见的激光扫描装置，图1为现有技术的激光扫描装置的结构示意图。如图1所示，该激光扫描装置包括：透镜1、透镜2、光束偏转器3、准直透镜4、和光源5。其中，光源5发出脉冲持续时间相同、功率相同的激光。透镜1和透镜2构成扫描透镜F-θ镜。光束偏转器3是一个六棱镜，具有6个反射面。光束偏转器3匀速转动，从而将光源5发射出的激光反射到由透镜1和透镜2构成的F-θ镜中。光源5发出的光经过准直透镜4，在六棱镜的一个面反射后，被F-θ镜聚焦，在物体上形成一个成像点P。当六棱镜被驱动匀速转动时，该成像点P就会在物体的表面上扫描。该F-θ镜将在六棱镜上等角速度扫描的激光，经过光路转换后变成在物体上等线速度扫描的激光，并且，该F-θ镜还有焦距调整的作用。在另一份中国专利申请号为200610061423.X的说明书公开的激光扫描装置中，上述激光扫描装置中的光束偏转器用一个含有多个透镜的透光盘替代，但是其光学系统F-θ镜还是需要两片透镜来实现聚焦和等角速度与等线速度的转换。
采用上述现有的激光扫描装置，一方面，由于对构成F-θ镜的透镜1和透镜2的曲率精度要求很高，因此制造难度大，由于制造工艺水平的限制，导致F-θ镜难以达到所需精度，从而导致扫描准确度低。另一方面，在实际应用上述现有的激光扫描装置时，为了精确实现等线速度的转换，对透镜1和透镜2之间的入射角度、出射角度、水平距离等参数的精度要求很高，由于装配工艺水平的限制，容易产生装配误差，从而导致F-θ镜难以达到所需精度，从而导致扫描准确度低。总之，采用现有的激光扫描装置，由于制造工艺及装配误差的限制，激光扫描的准确度低。
发明内容
本发明提供一种激光扫描方法、装置及成像设备，用以解决现有技术中激光扫描的准确度不高的问题。
本发明一方面提供一种激光扫描方法，包括：根据激光扫描装置的光学参数和补偿原则，计算调节系数；根据所述调节系数，调节光源发射的激光脉冲；将所述光源发射的激光脉冲调整为平行光；所述平行光经过匀速转动的光束偏转器，形成扫描光；将所述扫描光聚焦到待扫描物体上。
如上所述的方法，所述根据激光扫描装置的光学参数和补偿原则，计算调节系数包括：根据补偿原则、光束偏转器与所述待扫描物体的垂直距离以及光束偏转器的扫描角，计算调节系数。
如上所述的方法，其中，所述根据补偿原则、光束偏转器与所述待扫描物体的垂直距离以及光束偏转器的扫描角，计算调节系数包括：根据
Figure BDA00002382801200021
和
Figure BDA00002382801200022
计算所述调节系数，其中，Kt和KP为所述调节系数，L为光斑长度，F为所述光束偏转器与所述待扫描物体的垂直距离，θ为所述光束偏转器的扫描角；
所述根据所述调节系数，调节所述光源发射的激光脉冲包括：使所述光源发射时长为Kt·t且功率为Kp·P的激光脉冲，其中，t为所述光源发射的原始激光脉冲的时长，P为所述光源发射的原始激光脉冲的功率。
如上所述的方法，所述根据激光扫描装置的光学参数和补偿原则，计算调节系数包括：根据补偿原则、光束偏转器与所述待扫描物体的垂直距离、光束偏转器的扫描角以及环境因数，计算调节系数。
如上所述的方法中，所述根据补偿原则、光束偏转器与所述待扫描物体的垂直距离、光束偏转器的扫描角以及环境因数，计算调节系数包括：根据和计算所述调节系数，其中，Kt和KP为所述调节系数，L为光斑长度，F为所述光束偏转器与所述待扫描物体的垂直距离，θ为所述光束偏转器的扫描角，A为环境因数；
所述根据所述调节系数，调节所述光源发射的激光脉冲包括：使所述光源发射时长为Kt·t且功率为Kp·P的激光脉冲，其中，t为所述光源发射的原始激光脉冲的时长，P为所述光源发射的原始激光脉冲的功率。
本发明另一方面提供一种激光扫描装置，包括：光束调整控制器，连接光源，用于根据预设的调节系数调节所述光源发射的激光脉冲，所述调节系数是根据激光扫描装置的光学参数和补偿原则计算获得的；所述光源，连接所述光束调整控制器，根据所述光束调整控制器的调节，发出调节后的激光脉冲；所述准直透镜，用于将所述光源发射的激光脉冲调整为平行光后出射到光束偏转器；所述光束偏转器，用于通过匀速转动将所述平行光调整为扫描光后出射到透镜；所述透镜，用于将所述扫描光聚焦到待扫描物体上。如上所述的装置，其中，所述调节系数是根据和
Figure BDA00002382801200032
计算获得的，其中，Kt和KP为所述调节系数，L为光斑长度，F为所述光束偏转器与所述待扫描物体的垂直距离，θ为所述光束偏转器的扫描角；
所述光束调整控制器具体用于使所述光源发射时长为Kt·t且功率为Kp·P的激光脉冲。
本发明提供的装置中，所述调节系数是根据补偿原则、光束偏转器与所述待扫描物体的垂直距离、光束偏转器的扫描角以及环境因数计算获得的。如上所述的装置，所述调节系数是根据
Figure BDA00002382801200033
和计算获得的，其中，Kt和KP为所述调节系数，L为光斑长度，F为所述光束偏转器与所述待扫描物体的垂直距离，θ为所述光束偏转器的扫描角，A为环境因数；
所述光束调整控制器具体用于使所述光源发射时长为Kt·t且功率为Kp·P的激光脉冲，其中，t为所述光源发射的原始激光脉冲的时长，P为所述光源发射的原始激光脉冲的功率。
本发明还提供一种成像装置，包括如上所述的激光扫描装置。
本发明提供的激光扫描方法、装置及成像设备，根据激光扫描装置的光学参数和补偿原则，计算调节系数，并根据上述调节系数调节光源发射的激光脉冲，将激光脉冲调整为平行光，再利用匀速转动的光束偏转器将平行光偏转形成扫描光，最后将扫描光的能量均匀汇聚在待扫描物体上，由于根据计算获得的调节系数对光源进行了调整，使得汇聚在待扫描物体上的光斑强度具有均匀一致性，从而实现对扫描物体的精确扫描。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为现有技术的激光扫描装置的结构示意图；
图2为本发明激光扫描方法实施例一的流程图；
图3为本发明激光扫描方法实施例二的流程图；
图4为现有的激光扫描装置光路分析示意图；
图5是本发明激光扫描方法实施例三的流程图；
图6为本发明激光扫描方法实施例提供的一种实施场景示意图；
图7为图6所示的实施场景中调整后的光源发出的光脉冲示意图；
图8为本发明激光扫描方法实施例提供的另一种实施场景示意图；
图9为图8所示的实施场景中调整后的光源发出的光脉冲示意图；
图10为本发明激光扫描装置实施例一的结构示意图。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图2为本发明激光扫描方法实施例一的流程图。如图2所示，本实施例的方法包括：
步骤101、根据激光扫描装置的光学参数和补偿原则，计算调节系数。
具体地，计算调节系数可以利用激光扫描装置的光学参数和补偿原则来计算，其中激光扫描装置可以包括光源、光束偏转器和透镜。光源的光学参数可以是光源的初始光斑强度，光束偏转器的光学参数可以包括光束偏转器的角速度、光束偏转器与所述待扫描物体的垂直距离以及光束偏转器的扫描角，透镜的光学参数可以是透镜的曲率半径及透镜的位置。补偿原则可以为取待扫描物体上的一点作为参考点，这个参考点可以是扫描角为零度的点，然后将各个点的脉冲时长和功率调整为与参考点一致。根据上述光学参数进行计算，获得调节系数并依据补偿原则进行调节。
步骤102、根据调节系数，调节光源发射的激光脉冲。
具体地，用于调整光源发射的激光脉冲的调节系数可以存储在光束调整控制器或设置于成像设备上的存储单元中，成像设备可以是激光打印机、复印机或多功能一体机。调节系数与光源发射的原始激光脉冲的时长和功率或原始激光脉冲的时长和驱动电压或驱动电流进行运算，从而改变出射到待扫描物体的光斑强度。
步骤103、将光源发射的激光脉冲调整为平行光。
具体地，产生光源的器件可以是半导体激光器器也可以是氦-氖激光器。光源发射的激光脉冲可以通过准直透镜调整为平行光，还可以通过使光源调整为平行光的任何装置来实现，在此不做限制。
步骤104、平行光经过匀速转动的光束偏转器，形成扫描光。
具体地，光束偏转器匀速转动可以将平行光进行偏转，经过偏转的平行光变成扫描光，使扫描光在待扫描物体上扫描。
步骤105、将扫描光聚焦到待扫描物体上。
具体地，扫描光经过具有聚焦作用的透镜聚焦在待扫描物体上，以便于扫描，其中，实现聚焦作用的透镜可以是柱形透镜也可以是凸透镜。具有聚焦作用的透镜具有聚焦的作用也可以用于偏转光线，使光线近似垂直地射向待扫描物体。
本实施例根据激光扫描装置的光学参数和补偿原则，计算调节系数，并根据上述调节系数调节光源发射的激光脉冲，将激光脉冲调整为平行光，再利用匀速转动的光束偏转器将平行光偏转形成扫描光，最后将扫描光的能量均匀汇聚在待扫描物体上，由于根据计算获得的调节系数对光源进行了调整，使得汇聚在待扫描物体上的光斑强度具有均匀一致性，从而实现对扫描物体的精确扫描。
下面对图2所示方法实施例的技术方案进行详细说明。
图3为本发明激光扫描方法实施例二的流程图，如图3所示，本实施例的方法可以包括：
步骤201、根据补偿原则、光束偏转器与待扫描物体的垂直距离以及光束偏转器的扫描角，计算调节系数。具体地，步骤201可以具体为根据
Figure BDA00002382801200061
和计算调节系数。其中，Kt和KP为调节系数，L为光斑长度，F为光束偏转器与待扫描物体的垂直距离，θ为光束偏转器的扫描角；
根据调节系数，调节光源发射的激光脉冲包括：使光源发射时长为Kt·t且功率为Kp·P的激光脉冲，其中，t为光源发射的原始激光脉冲的时长，P为光源发射的原始激光脉冲的功率。
在实际应用过程中，图4为现有的激光扫描装置光路分析示意图。如图4所示，当光束偏转器匀速转动时，扫描光的像点在以F为半径的半圆上做匀速运动，即在半圆上形成的光斑强度是均匀一致的。满足关系式：c=F·θ,其中c为像点在以F为半径的半圆上移动了扫描角θ后所对应的轨迹长度。而实际上像点落在待扫描物体上，在待扫描物体上的轨迹长度为L（即光斑长度）。显然，L=F·tanθ，其中，tan是tangent(正切函数，三角函数中的一种)的缩写。可见由匀速变化的扫描角θ可知像点在待扫描物体上移动的速度并不是线性变化的，即θ与L不成线性关系。因此在待扫描物体上形成的光斑强度便不具有均匀一致性。需要修正的畸变量△=L-c=F·tanθ-F·θ，而不同扫描角处的脉冲时长t可以利用t=s／v来计算，其中s为像点在以F为半径的半圆上的轨迹，即s=c，v为像点在以F为半径的半圆上的线速度，也就是v=F·ω，其中F为所述光束偏转器与所述待扫描物体的垂直距离，ω为光束偏转器的角速度。进一步地，t=(L-△)／v=(L-F·tanθ+F·θ)／F·ω,当扫描角θ为0°时为基准脉冲时长，即基准脉冲时长T0＝L/(F·ω)，则任意扫描角处的调节系数 K t = t T 0 = ( L - F · ( tan θ - θ ) ) / ( F · ω ) L / ( F · ω ) = L - F · ( tan θ - θ ) L . 在上述推导过程的基础上，又因为W=P·t，其中W为光斑强度，P为光源发射的原始激光脉冲的功率，t为光源发射的原始激光脉冲的时长。因此根据P=W／t可以得出P=W·(F·ω)/(L-F·(tanθ-θ)，当扫描角θ为0°时为基准脉冲功率，即基准脉冲功率P0=W·(F·ω)／L，则任意扫描角处的调节系数
K p = p p 0 = W · ( F · ω ) / ( L - F · ( tan θ - θ ) ) W · ( F · ω ) / L = L L - F · ( tan θ - θ ) .
步骤202、根据调节系数，调节光源发射的激光脉冲。
步骤203、将光源发射的激光脉冲调整为平行光。
步骤204、平行光经过匀速转动的光束偏转器，形成扫描光。
步骤205、将扫描光聚焦到待扫描物体上。
本实施例中的步骤202、步骤203、步骤204和步骤205作用与效果与图2所示的方法实施例相同，在此不再赘述。
在本实施例提供的激光扫描方法，利用激光扫描装置的光学参数获得公式
Figure BDA00002382801200071
和
Figure BDA00002382801200072
并根据补偿原则对光源发射的原始激光脉冲进行调整，由于希望得到的光斑长度L是固定并已知，在不同扫描角处的调节系数可以计算出来并保存，从而形成一套调节系数。显然地，调节系数与扫描角是一一对应的。然后将激光脉冲调整为平行光，再利用匀速转动的光束偏转器将平行光偏转，最后通过透镜将扫描光线的能量均匀汇聚在待扫描物体上，由于在不同的扫描角度都对光源进行了调节，使得扫描物体的不同扫描角处的光斑强度均匀一致，从而实现对扫描物体的精确扫描。
进一步地，这些调节系数不是一直不变的，随着环境的变化，调节系数也会根据环境的变化作出相应地调整。因此，在实施例一的基础上，图5为本发明激光扫描方法实施例三的流程图。如图5所示，步骤301、根据补偿原则、光束偏转器与待扫描物体的垂直距离、光束偏转器的扫描角以及环境因数，计算调节系数。
具体地，步骤301可以具体为根据
Figure BDA00002382801200073
和
Figure BDA00002382801200074
计算所述调节系数，其中，Kt和KP为所述调节系数，L为光斑长度，F为所述光束偏转器与所述待扫描物体的垂直距离，θ为所述光束偏转器的扫描角，A为环境因数；
所述根据所述调节系数，调节所述光源发射的激光脉冲包括：使所述光源发射时长为Kt·t且功率为Kp·P的激光脉冲，其中，t为所述光源发射的原始激光脉冲的时长，P为所述光源发射的原始激光脉冲的功率。
具体地，环境因数A为根据环境因素确定的自然数，环境因素可以包括：温度、湿度、臭氧等气体的浓度等等。进一步地，可以取待扫描物体所处环境的常温作为基准温度，当环境温度的相对基准温度变化10%时，可以采用另一套新的调节系数，这套新的调节系数是取基准调节系数的90%或110%形成的。可选地，可以在光束调整控制器或设置于成像设备上的存储单元中预先存储若干套调节系数，在激光扫描装置进行激光扫描时，可以根据当前的环境因数，调用适当的调节系数，对光源发射的激光脉冲进行调节。
步骤302、根据调节系数，调节光源发射的激光脉冲。
步骤303、将光源发射的激光脉冲调整为平行光。
步骤304、平行光经过匀速转动的光束偏转器，形成扫描光。
步骤305、将扫描光聚焦到待扫描物体上。
本实施例中的步骤302、步骤303、步骤304和步骤305作用与效果与图2所示的方法实施例相同，在此不再赘述。
本实施例提供的激光扫描方法，由于考虑了环境因数，当激光扫描装置的环境发生变化时，利用光束偏转器与所述待扫描物体的垂直距离、光束偏转器的扫描角以及环境因数计算得到公式
Figure BDA00002382801200081
和
Figure BDA00002382801200082
并利用补偿原则及上述公式对光源发射的原始激光脉冲的时长和功率进行调节，使得扫描物体的不同扫描角处的光斑强度均匀一致，从而实现对扫描物体的精确扫描。
在实际应用过程中，由于P=U·I,其中P为光源发射的原始激光脉冲的功率，U为所述光源的原始驱动电压，I为光源的原始驱动电流。在上述实施例的基础上，还可以利用调节系数
Figure BDA00002382801200083
与U或I相乘即KP·U或KP·I，以此实现对光源的原始电压或光源的原始电流的调整。
本发明提供的激光扫描方法还可以利用和对原始激光脉冲的时长和光源的原始驱动电压或原始驱动电流进行调节，由于在不同的扫描角度都对光源进行了调节，使得扫描物体的不同扫描角处的光斑强度均匀一致，从而实现对扫描物体的精确扫描。
本发明提出的激光扫描方法实施例可以应用于两种实施场景。
场景一
图6为本发明激光扫描方法实施例提供的一种实施场景示意图。如图6所示，在此实施场景中，扫描在待扫描物体上的光是非平行光，因此扫描光线在待扫描物体上形成的实际光斑为中间强度大，随着扫描角越大，光斑强度在减小。当每个光脉冲的发射功率都相同时，显然地，光斑的移动轨迹越长则光斑在待扫描物体上的平均强度就越小。若希望扫描在待扫描物体上的光斑强度一致，可以利用
Figure BDA00002382801200086
和
Figure BDA00002382801200087
来对光源发射的原始激光脉冲的时长t和光源发射的原始激光脉冲的功率P进行调节。具体的补偿原则是：取待扫描物体上的一点作为参考点，这个参考点可以是扫描角为零度的点。利用
Figure BDA00002382801200088
和
Figure BDA00002382801200089
将各个扫描角处的脉冲时长和功率调整为与参考点一致。图7为图6所示的实施场景中调整后的光源发出的光脉冲示意图，如图7所示，通过调整光源发出的光脉冲，从而保证扫描在待扫描物体上的光斑的实际强度一致，提高扫描精度。
场景二
图8为本发明激光扫描方法实施例提供的另一种实施场景示意图，如图8所示，在此实施场景中，透镜除了具有聚焦的作用，还具有偏转光线的作用，使光线近似垂直地射向待扫描物体。当光是垂直地射向待扫描物体时，容易得知光的像点在靠近待扫描物体中间的位置时移动得最快，并随着待扫描物体的两端逐渐降低速度。由于物体中间的像点移动速度快，其光斑的平均强度低，当期望光斑的平均强度一致时，可以利用实施场景1所遵循的补偿原则，利用调节系数对光源进行调节。该补偿原则为：取待扫描物体上的一点作为参考点，这个参考点可以是扫描角为零度的点。将各个扫描角处的脉冲时长和功率调整为与参考点一致。图9为图8所示的实施场景中调整后的光源发出的光脉冲示意图，具体调整后的光脉冲如图9所示。
图10为本发明激光扫描装置实施例一的结构示意图，如图10所示，本实施例的装置可以包括：光束调整控制器11、光源12、准直透镜13、光束偏转器14和透镜15，在图9中，以带箭头的直线表示光线，以没有箭头的直线表示电路连接，其中，光束调整控制器11连接光源12，用于根据预设的调节系数调节所述光源12发射的激光脉冲，所述调节系数是根据激光扫描装置的光学参数和补偿原则计算获得的。光源12连接光束调整控制器11，根据光束调整控制器11的调节，发出调节后的激光脉冲。准直透镜13用于将经过调节系数调整的激光脉冲调整为平行光后出射到光束偏转器14。光束偏转器14用于通过匀速转动将平行光调整为扫描光后出射到透镜15。透镜15用于将扫描光聚焦到待扫描物体16上。
本实施例的装置，可以用于执行图2所示方法实施例的技术方案，其实现原理和技术效果类似，此处不再赘述。
本实施例提供的激光扫描装置，利用光束调整控制器11根据预设的调节系数对光源12发射的激光脉冲进行调节，通过准直透镜13将激光脉冲调整为平行光，再利用匀速转动的光束偏转器14将平行光偏转形成扫描光，最后利用透镜15将扫描光的能量均匀汇聚在待扫描物体16上，由于光束调整控制器11根据调节系数对光源进行了调整，使得汇聚在待扫描物体上的光斑强度具有均匀一致性，从而实现对扫描物体的精确扫描。
在本发明激光扫描装置实施例一的激光扫描装置中，调节系数是根据补偿原则、光束偏转器与待扫描物体的垂直距离以及光束偏转器的扫描角计算获得的。具体地，还可以根据
Figure BDA00002382801200101
和
Figure BDA00002382801200102
计算获取调节系数，并根据补偿原则调节光源发射的激光脉冲，使光源发射时长为Kt·t且功率为Kp·P的激光脉冲，其中，Kt和KP为调节系数，L为光斑长度，F为光束偏转器与待扫描物体的垂直距离，θ为光束偏转器的扫描角，t为光源发射的原始激光脉冲的时长，P为光源发射的原始激光脉冲的功率。
本实施例的装置，可以用于执行图3所示方法实施例的技术方案，其实现原理和技术效果类似，此处不再赘述。
本实施例提供的激光扫描装置，根据补偿原则以及
Figure BDA00002382801200103
和
Figure BDA00002382801200104
同时对光源发射的原始激光脉冲进行调整，由于希望得到的光斑长度L是固定并已知，在不同扫描角处的调节系数可以计算出来并保存，从而形成一套调节系数。显然地，调节系数与扫描角是一一对应的。然后将激光脉冲调整为平行光，再利用匀速转动的光束偏转器将平行光偏转，最后通过透镜将扫描光线的能量均匀汇聚在待扫描物体上，由于在不同的扫描角度都对光源进行了调节，使得扫描物体的不同扫描角处的光斑强度均匀一致，从而实现对扫描物体的精确扫描。
由于激光扫描装置所处的环境会发生变化，因此在上述激光扫描装置实施例一的激光扫描装置中，调节系数还可以根据补偿原则、光束偏转器与待扫描物体的垂直距离、光束偏转器的扫描角以及环境因数计算获得的。具体地，调节系数是根据和
Figure BDA00002382801200106
计算获得的，其中，Kt和KP为所述调节系数，L为光斑长度，F为所述光束偏转器与所述待扫描物体的垂直距离，θ为所述光束偏转器的扫描角，A为环境因数；光束调整控制器具体用于使光源发射时长为Kt·t且功率为Kp·P的激光脉冲，其中，t为光源发射的原始激光脉冲的时长，P为光源发射的原始激光脉冲的功率。
本实施例的装置，可以用于执行图5所示方法实施例的技术方案，其实现原理和技术效果类似，此处不再赘述。
本实施例提供的激光扫描装置，由于考虑了环境因数，当激光扫描装置的环境发生变化时，利用
Figure BDA00002382801200107
和
Figure BDA00002382801200108
获取的调节系数对光源发射的原始激光脉冲的时长和功率进行调节，使得扫描物体的不同扫描角处的光斑强度均匀一致，从而实现对扫描物体的精确扫描。
本发明还提供一种成像装置，该成像装置包括上述激光扫描装置。
在实际应用过程中，成像装置具体可以是打印机或打印机中的成像部件。
本领域普通技术人员可以理解：实现上述各方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成。前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中。该程序在执行时，执行包括上述各方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (11)

1.一种激光扫描方法，其特征在于，包括：
根据激光扫描装置的光学参数和补偿原则，计算调节系数；
根据所述调节系数，调节光源发射的激光脉冲；
将所述光源发射的激光脉冲调整为平行光；
所述平行光经过匀速转动的光束偏转器，形成扫描光；
将所述扫描光聚焦到待扫描物体上。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据激光扫描装置的光学参数和补偿原则，计算调节系数包括：
根据补偿原则、光束偏转器与所述待扫描物体的垂直距离以及光束偏转器的扫描角，计算调节系数。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，
所述根据补偿原则、光束偏转器与所述待扫描物体的垂直距离以及光束偏转器的扫描角，计算调节系数包括：根据
Figure FDA00002382801100011
和
Figure FDA00002382801100012
计算所述调节系数，其中，Kt和KP为所述调节系数，L为光斑长度，F为所述光束偏转器与所述待扫描物体的垂直距离，θ为所述光束偏转器的扫描角；
所述根据所述调节系数，调节所述光源发射的激光脉冲包括：使所述光源发射时长为Kt·t且功率为Kp·P的激光脉冲，其中，t为所述光源发射的原始激光脉冲的时长，P为所述光源发射的原始激光脉冲的功率。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据激光扫描装置的光学参数和补偿原则，计算调节系数包括：
根据补偿原则、光束偏转器与所述待扫描物体的垂直距离、光束偏转器的扫描角以及环境因数，计算调节系数。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，
所述根据补偿原则、光束偏转器与所述待扫描物体的垂直距离、光束偏转器的扫描角以及环境因数，计算调节系数包括：根据
Figure FDA00002382801100013
和计算所述调节系数，其中，Kt和KP为所述调节系数，L为光斑长度，F为所述光束偏转器与所述待扫描物体的垂直距离，θ为所述光束偏转器的扫描角，A为环境因数；
所述根据所述调节系数，调节所述光源发射的激光脉冲包括：使所述光源发射时长为Kt·t且功率为Kp·P的激光脉冲，其中，t为所述光源发射的原始激光脉冲的时长，P为所述光源发射的原始激光脉冲的功率。
6.一种激光扫描装置，其特征在于，包括：
光束调整控制器，连接光源，用于根据预设的调节系数调节所述光源发射的激光脉冲，所述调节系数是根据激光扫描装置的光学参数和补偿原则计算获得的；
所述光源，连接所述光束调整控制器，根据所述光束调整控制器的调节，发出调节后的激光脉冲；
准直透镜，用于将所述光源发射的激光脉冲调整为平行光后出射到光束偏转器；
所述光束偏转器，用于通过匀速转动将所述平行光调整为扫描光后出射到透镜；
所述透镜，用于将所述扫描光聚焦到待扫描物体上。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，
所述调节系数是根据补偿原则、光束偏转器与所述待扫描物体的垂直距离以及光束偏转器的扫描角计算获得的。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述调节系数是根据
Figure FDA00002382801100021
和
Figure FDA00002382801100022
计算获取获得的，其中，Kt和KP为所述调节系数，L为光斑长度，F为所述光束偏转器与所述待扫描物体的垂直距离，θ为所述光束偏转器的扫描角；
所述光束调整控制器具体用于使所述光源发射时长为Kt·t且功率为Kp·P的激光脉冲。
9.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，
所述调节系数是根据补偿原则、光束偏转器与所述待扫描物体的垂直距离、光束偏转器的扫描角以及环境因数计算获得的。
10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，
所述调节系数是根据
Figure FDA00002382801100023
和
Figure FDA00002382801100024
计算获得的，其中，Kt和KP为所述调节系数，L为光斑长度，F为所述光束偏转器与所述待扫描物体的垂直距离，θ为所述光束偏转器的扫描角，A为环境因数；
所述光束调整控制器具体用于使所述光源发射时长为Kt·t且功率为Kp·P的激光脉冲，其中，t为所述光源发射的原始激光脉冲的时长，P为所述光源发射的原始激光脉冲的功率。
11.一种成像装置，其特征在于，包括：如权利要求6-10中任意一项所述的激光扫描装置。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106154541A (zh) * 2016-08-16 2016-11-23 中国科学院苏州生物医学工程技术研究所 照明系统、照明方法及其应用
CN109308684A (zh) * 2017-07-27 2019-02-05 成都理想境界科技有限公司 一种图像倾斜矫正方法及计算机可读存储介质
CN113036590A (zh) * 2019-12-23 2021-06-25 上海禾赛科技股份有限公司 激光器、包括其的激光雷达以及激光雷达的扫描方法
CN113884284A (zh) * 2019-06-10 2022-01-04 必亚检测技术(上海)有限公司 一种模拟太阳光聚焦灼烧的试验方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS56109313A (en) * 1980-02-05 1981-08-29 Canon Inc Light beam scanner
US5930019A (en) * 1996-12-16 1999-07-27 Fuji Xerox Co., Ltd. Light scanning device, optical device, and scanning method of optical device
CN1527153A (zh) * 2003-03-03 2004-09-08 佳能株式会社 频率调制装置以及频率调制方法
US20040212888A1 (en) * 2003-04-02 2004-10-28 Canon Kabushiki Kaisha Image forming apparatus and image forming method
CN102385157A (zh) * 2010-09-06 2012-03-21 夏普株式会社 图像形成装置

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7136208B2 (en) * 2004-11-01 2006-11-14 Canon Kabushiki Kaisha Light scanning apparatus and image forming apparatus using the same
JP5460505B2 (ja) * 2010-07-20 2014-04-02 キヤノン株式会社 光走査装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS56109313A (en) * 1980-02-05 1981-08-29 Canon Inc Light beam scanner
US5930019A (en) * 1996-12-16 1999-07-27 Fuji Xerox Co., Ltd. Light scanning device, optical device, and scanning method of optical device
CN1527153A (zh) * 2003-03-03 2004-09-08 佳能株式会社 频率调制装置以及频率调制方法
US20040212888A1 (en) * 2003-04-02 2004-10-28 Canon Kabushiki Kaisha Image forming apparatus and image forming method
CN102385157A (zh) * 2010-09-06 2012-03-21 夏普株式会社 图像形成装置

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106154541A (zh) * 2016-08-16 2016-11-23 中国科学院苏州生物医学工程技术研究所 照明系统、照明方法及其应用
CN109308684A (zh) * 2017-07-27 2019-02-05 成都理想境界科技有限公司 一种图像倾斜矫正方法及计算机可读存储介质
CN109308684B (zh) * 2017-07-27 2022-03-08 成都理想境界科技有限公司 一种图像倾斜矫正方法及计算机可读存储介质
CN113884284A (zh) * 2019-06-10 2022-01-04 必亚检测技术(上海)有限公司 一种模拟太阳光聚焦灼烧的试验方法
CN113036590A (zh) * 2019-12-23 2021-06-25 上海禾赛科技股份有限公司 激光器、包括其的激光雷达以及激光雷达的扫描方法

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