CN201378231Y - 一种光学扫描装置 - Google Patents
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Abstract
一种光学扫描装置，包括扫描镜和驱动装置，所述驱动装置包括驱动轴，驱动轴为空心轴，扫描镜设于空心轴一端，接收光束经过扫描镜，通过空心轴内腔形成接收光，发射光束通过空心轴内腔，经过扫描镜形成扫描光束，空心轴带动扫描镜旋转。空心轴既作为驱动轴又提供了光路传输通道，充分利用空间，减少光学元件数量，使装置结构简化。发射或接收光在圆周扫描过程中无遮挡，大大提高了扫描效率，实现真正的无遮挡、零占空比扫描。
Description
技术领域
本实用新型属于一种光学装置，尤其指一种圆周扫描装置。
背景技术
激光扫描技术的应用有很多，如激光打印、激光打标、激光演示、三维成像激光雷达、空间遥感等，由于应用不同，对扫描的要求也有差异，在激光打标、打印等应用中，光束通过扫描镜按一定规律运动，扫描镜控制光束轨迹，如常用的镜鼓作为扫描光学元件，电机带动镜鼓旋转，由镜鼓面绕中心旋转对光形成扫描。激光打标机中，用检流计电机带动反射镜进行扫描。
另一类扫描是圆周扫描，现有的一种圆周扫描装置如图1所示，光源1发射光束通过反射镜2反射到扫描镜3，扫描镜3通过螺钉与镜座4连接，镜座4与电机5相连，电机5驱动扫描镜3做高速旋转，使光束做圆周扫描。
现有的这种圆周扫描装置存在一个问题，在这个装置中，扫描镜与发光源在同一侧，中间需要有反射镜改变光束方向，连接部件6将扫描镜与反射镜连接起来，当扫描光束随着扫描镜的转动进行圆周照射时，连接部件6会对光束产生遮挡，影响扫描效率。还有一种圆周扫描装置如图2所示，光源1直接发光照射在扫描镜3上，因为设备的一体性，也需要有连接部件6将光源1与扫描镜3连接，连接部件6也会对扫描光产生遮拦。
针对这个问题存在一个改进措施，就是将连接部件采用透明材料制成。但是，对透明材料的强度、光学性能有较高的要求，并且加工难度也很大。
实用新型内容
鉴于上述现有技术所存在的问题，本实用新型的目的是提供一种光学扫描装置，结构简单，实现无遮挡扫描。
本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：
一种光学扫描装置，包括扫描镜和驱动装置，所述驱动装置包括驱动轴，驱动轴为空心轴，扫描镜设于空心轴一端，接收光束经过扫描镜，通过空心轴内腔形成接收光，空心轴带动扫描镜旋转。
所述的光学扫描装置还包括光源，所述光源设于空心轴与扫描镜相对的另一端，发射光束通过空心轴内腔，经过扫描镜形成扫描光束。
扫描镜设有光反射面，所述光反射面与空心轴轴线成一定角度。
所述驱动装置包括电机，空心轴与电机轴同轴线，或，空心轴为电机轴。
所述驱动装置包括电机与变速器，电机与变速器主动轴相连，变速器从动轴与空心轴相连，且空心轴与变速器从动轴同轴线，或，空心轴为变速器从动轴。
所述空心轴包括同轴心的扫描镜空心轴与梯形镜空心轴，扫描镜空心轴与梯形镜空心轴的转速不同。
所述扫描镜空心轴的转速为梯形镜空心轴转速的2倍。
所述扫描镜包括反射镜或反射棱镜。
所述扫描镜上设有镜座，镜座与空心轴固定连接。
由上述本实用新型提供的技术方案可以看出，本实用新型所述的光学扫描装置，空心轴既作为驱动轴又提供了光路传输通道，充分利用空间，减少光学元件数量，使装置结构简化。发射或接收光在圆周扫描过程中无遮挡，大大提高了扫描效率，实现真正的无遮挡、零占空比扫描。
附图说明
图1为现有的一种圆周扫描装置示意图；
图2为现有的另一种圆周扫描装置示意图；
图3为本实用新型第一实施例的示意图；
图4为本实用新型第二实施例的示意图；
图5为本实用新型第三实施例的示意图。
具体实施方式
本实用新型所述的光学扫描装置，空心轴作为扫描镜的驱动轴，空心轴的一端与扫描镜固定连接，空心轴另一端与发射光源或光接收装置相连，空心轴的内腔为光束的传输通道，光束通过空心轴进行发射与接收，空心轴带动扫描镜转动实现扫描。
本实用新型第一实施例的具体实施方式如图3所示，扫描镜由配重棱镜1和反射棱镜2粘结组成，设置配重棱镜1使扫描镜满足动平衡要求，反射棱镜2上设有反射面，反射面上镀反射膜。将扫描镜粘结于镜座3中，扫描镜与镜座3高精度配合，镜座3和空心轴4上设有法兰盘，将法兰盘底面精密研磨，通过法兰盘将镜座3与空心轴4固定连接。空心轴4由高强度合金钢精密加工而成，空心轴外径与端面经过精密研磨加工。空心轴4做为电机5的电机轴，空心轴4上设有光电编码器6，光电编码器6输出位置信号为电机5提供闭环控制。扫描镜还可以是，光楔式扫描镜、反射棱镜式扫描镜、折射棱镜式扫描镜等。空心轴与扫描镜连接好后进行整体动平衡试验，并按使用要求进行不同等级的动平衡调整。
进行扫描时，电机5转动带动空心轴4转动，空心轴4带动扫描镜转动。反射面与空心轴轴线成45°角，也可以按照实际需要将反射面与空心轴轴线设置成其它角度。被动扫描时，目标反射的光信号通过扫描镜，再经过空心轴内腔形成接收光束，传输到接收装置。主动扫描时，光源发射光通过空心轴内腔经过扫描镜形成扫描光束，照射到目标上，从目标反射回来的扫描光束通过扫描镜，再经过空心轴内腔形成接收光束，传输到接收装置。本实施例扫描装置可以用于主动探测与被动探测两种类型的系统。显而易见，发射光或接收光在圆周扫描过程中无遮挡，大大提高了扫描效率，实现真正的无遮挡、零占空比扫描。本实用新型的扫描装置结构简单、紧凑，为设备高集成化，轻量化提供保障。
本实用新型第二实施例的具体实施方式如图4所示，扫描镜由配重棱镜1和反射棱镜2粘结组成，设置配重棱镜1使扫描镜满足动平衡要求，反射棱镜2上设有反射面，反射面上镀反射膜。扫描镜上粘接有镜座3，扫描镜与镜座3高精度配合，镜座3与空心轴4固定连接。空心轴4由高强度合金钢精密加工而成，空心轴外径与端面经过精密研磨加工。电机5与变速器7主动轴相连，空心轴4为变速器7从动轴。空心轴4上设有光电编码器6，光电编码器6输出位置信号为电机5提供闭环控制。扫描镜还可以是，光楔式扫描镜、反射棱镜式扫描镜、折射棱镜式扫描镜等。空心轴与扫描机构连接好后进行整体动平衡试验，并按使用要求进行不同等级的动平衡调整。
进行扫描时，电机5转动通过变速器7带动空心轴4转动，空心轴4带动扫描镜转动。扫描镜上设有反射面，反射面与空心轴轴线成45°角，也可以按照实际需要将反射面与空心轴轴线设置成其它角度。被动扫描时，目标反射的光信号通过扫描镜，再经过空心轴内腔形成接收光束，传输到接收装置。主动扫描时，光源发射光通过空心轴内腔经过扫描镜形成扫描光束，照射到目标上，从目标反射回来的扫描光束通过扫描镜，再经过空心轴内腔形成接收光束，传输到接收装置。本实施例扫描装置可以用于主动探测与被动探测两种类型的系统。显而易见，发射光或接收光在圆周扫描过程中无遮挡，大大提高了扫描效率，实现真正的无遮挡、零占空比扫描。本实用新型的扫描装置结构简单、紧凑，为设备高集成化，轻量化提供保障。
目标光学信息经过45°扫描镜会产生像旋转，解决这个问题的方法为：将梯形镜置于45°扫描镜后，45°扫描镜与梯形镜同时转动，且梯形镜的转速为45°扫描镜转速的一半，从45°扫描镜出来的光束通过梯形镜的三个面后，进入光接收装置，就消除了像旋转。
本实用新型第三实施例的具体实施方式如图5所示，本实施例为应用于被动扫描的无像旋圆周扫描装置，本实施例设有两个同轴心的空心轴，扫描镜空心轴11和梯形镜空心轴12，扫描镜空心轴11与45°扫描镜13相连，梯形镜空心轴12内部设有梯形镜14，两个空心轴由高强度合金钢精密加工而成，空心轴外径与端面精密研磨加工。扫描镜空心轴11上设有从动齿轮17，梯形镜空心轴12上设有从动齿轮18，两个从动齿轮分别与变速器16主动轴19上的主动齿轮相连。
进行被动扫描时，电机15驱动主动轴19运转，主动轴19同时驱动两个从动齿轮17和18转动，带动两个空心轴转动，通过齿轮传动比实现扫描镜空心轴11的转速为梯形镜空心轴12的转速的2倍，目标光学信息通过45°扫描镜13、梯形镜14，进入接收装置。本装置结构简单，可以实现无遮挡的圆周无像旋扫描与信息接收。
以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。
Claims (9)
1、一种光学扫描装置，包括扫描镜和驱动装置，其特征在于，所述驱动装置包括驱动轴，驱动轴为空心轴，扫描镜设于空心轴一端，接收光束经过扫描镜，通过空心轴内腔形成接收光，空心轴带动扫描镜旋转。
2、根据权利要求1所述的光学扫描装置，其特征在于，所述的光学扫描装置还包括光源，所述光源设于空心轴与扫描镜相对的另一端，发射光束通过空心轴内腔，经过扫描镜形成扫描光束。
3、根据权利要求1或2所述的光学扫描装置，其特征在于，扫描镜设有光反射面，所述光反射面与空心轴轴线成一定角度。
4、根据权利要求1或2所述的光学扫描装置，其特征在于，所述驱动装置包括电机，空心轴与电机轴同轴线，或，空心轴为电机轴。
5、根据权利要求1或2所述的光学扫描装置，其特征在于，所述驱动装置包括电机与变速器，电机与变速器主动轴相连，变速器从动轴与空心轴相连，且空心轴与变速器从动轴同轴线，或，空心轴为变速器从动轴。
6、根据权利要求5所述的光学扫描装置，其特征在于，所述空心轴包括同轴心的扫描镜空心轴与梯形镜空心轴，扫描镜空心轴与梯形镜空心轴的转速不同。
7、根据权利要求6所述的光学扫描装置，其特征在于，所述扫描镜空心轴的转速为梯形镜空心轴转速的2倍。
8、根据权利要求1或2所述的光学扫描装置，其特征在于，所述扫描镜包括反射镜或反射棱镜。
9、根据权利要求1或2所述的光学扫描装置，其特征在于，所述扫描镜上设有镜座，镜座与空心轴固定连接。
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| CN200920106907U CN201378231Y (zh) | 2009-03-31 | 2009-03-31 | 一种光学扫描装置 |
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2009
- 2009-03-31 CN CN200920106907U patent/CN201378231Y/zh not_active Expired - Lifetime
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