TWI412786B - 雷射掃描裝置 - Google Patents

Description

雷射掃描裝置

本發明涉及一種雷射掃描技術，尤其涉及一種成本較低的雷射掃描裝置。

隨著科技的發展，應用於投影機、掃描儀等電子產品的掃描系統，多以雷射作為光源，搭配來回運動的微機電鏡片及其它控制模組而可將由雷射光源送出的雷射光以掃描的方式送出。掃描系統動作時，控制模組控制雷射光源生成雷射光及微機電鏡片的來回往復運動，且該微機電鏡片接收雷射光光源送出的雷射光並籍由微機電鏡片的運動而可將雷射光以掃描的方式送出。微機電鏡片通常是由一活動機構帶動該掃描鏡片進行來回往復運動。

惟，微機電鏡片由活動機構带動的雷射掃描裝置，需要活動結構極為精密且組成擺動機構的各活動機構件相互密切配合，故往往需要設計人員反復的設計，校正，而製造、裝配該精密度較高的活動機構需要耗費較多的人力，故設計製造該種掃描系統的成本較高。

本發明的目的是針對上述習知技術存在之缺陷提供一種成本低廉、組裝方便的雷射掃描裝置。

為達成上述目的，本發明之雷射掃描裝置，包括一控制模組、一雷射光源、一反射屏、一振動式驅動模組及一承接屏；雷射光源由控制模組控制，用以生成並送出雷射光；反射屏可往復運動地設於雷射光源送出的雷射光的線路上，以將接受的雷射光以掃描方式送出；振動式驅動模組由控制模組所控制，用於驅動反射屏往復運動；承接屏設於以掃描方式送出的掃描雷射光經過的線路上，用以承載待掃描文件。

如上所述，本發明雷射掃描裝置藉由採用大規模生產的振動式驅動模組替代帶動微機電鏡片運動的活動機構，故而組裝簡便，成本低廉，且符合大規模的生產及實際應用需求。

100‧‧‧雷射掃描裝置

1‧‧‧雷射光源

2‧‧‧振動式驅動模組

211‧‧‧磁鐵

212‧‧‧華司

213‧‧‧T鐵

2131‧‧‧基座

2132‧‧‧芯筒部

2133‧‧‧容置槽

2134‧‧‧磁間隙槽

2135‧‧‧圓孔

214‧‧‧支撐件

215‧‧‧柔性連接件

216‧‧‧音圈

217‧‧‧音圈引線

3‧‧‧反射屏

31‧‧‧氣孔

32‧‧‧反射部

33‧‧‧反射振環部

331‧‧‧氣孔

4‧‧‧承接屏

第一圖為本發明之雷射掃描裝置的一實施例的掃描示意圖。

第二圖為本發明之雷射掃描裝置的另一實施例的掃描示意圖。

第三圖為本發明之雷射掃描裝置的又一實施例的掃描示意圖。

為詳細說明本發明之技術內容、構造特徵、所達成目的及功效，以下茲舉例並配合圖式詳予說明。

請參閱第一圖至第三圖，本發明之雷射掃描裝置100包括一控制模組(圖中未示)、一雷射光源1、一振動式驅動模組2、一反射屏3及一承接屏4。所述雷射光源1由控制模組控制，用以生成並送出雷射光。所述反射屏3可往復運動地設於雷射光源1送出的雷射光的線路上，可將接受的雷射光以掃描方式送出。所述振動式驅動模組2由控制模組控制，用於驅動反射屏3往復運動。所述承接 屏4設於以掃描方式送出的雷射光經過的線路上，用以承接掃描光線並送出。

請續參閱第一圖至第三圖，振動式驅動模組2是指相當於振動中用於帶動音膜振動的驅動組件。本實施例中，振動式驅動模組2包括一環形的磁鐵211、一環形的華司212、一T鐵213、一支撐件214、柔性連接件215及一音圈216，所述T鐵213具有一基座2131及一自基座2131中部向上凸伸的芯筒部2132，所述基座2131沿芯筒部2132外側面邊緣開設有一環形的容置槽2133，芯筒部2132中間形成有一貫穿T鐵213的圓孔2135，所述華司212的內徑介於磁鐵211的內徑與芯筒部2132外徑之間，所述磁鐵211套設於芯筒部2132外，且容置槽2133的外側槽壁與磁鐵211的內環面相互平齊。

所述T鐵213、磁鐵211及華司212裝配完成後圍成有一大致呈L狀的磁間隙槽2134，容置槽2133構成為該磁間隙槽2134的一部分，且該磁間隙槽2134的一端與外部空間相互連通。所述音圈一端可活動地伸入到磁間隙槽2134內並可在該磁間隙槽2134內來回往復運動，音圈216另一端固定於反射屏3上。在本實施例中音圈216連接於穿過圓孔2135的音圈引線217上而實現與外部交流電路(圖中未示)的電性連接。所述支撐件214呈筒狀，且該支撐件214裝設於華司212上。

請續參閱第一圖至第三圖，所述支撐件214的上端與柔性連接件215一側緣相連接，柔性連接件215的另一側緣與所述反射屏3相連接，反射屏3藉由音圈216帶動及柔性連接件215的柔性連接可 往復運動地裝設於華司212的上方。

本發明之雷射掃描裝置100之振動式驅動模組2在實際的工業中可大規模的生產，且組裝方便，故而成本低廉。

請參閱第一圖，所述反射屏3可設計成圓形平板狀且反射屏3的邊緣內側周圈開設有複數氣孔31。所述承接屏4平行地設置於反射屏3的上方，且承接屏4可完全接受反射屏3送出的掃描雷射光。當反射屏3來回往復運動距離為h時，設定雷射光的入射角及反射角分別為α及β(β=α)，設定反射屏3的往復運動的起始位置為P2，此時雷射光在承接屏4上形成的入射點為d2，反射屏3往復運動的終止位置為P1，此時雷射光在承接屏4上形成的入射點為d1，雷射光在承接屏4上形成的雷射掃描線d2d1的長度為D，由光的反射定律及三角函數關係可知：D=2h×tan α

由上述可知：雷射掃描線d2與d1間的長度D與h及tan α成正比關係。承接屏4上所形成的雷射掃描線d2與d1間的長度D將隨h及tan α的變化而變化，且經反射屏3反射後的雷射光掃描線始終以相同的角度送出並由承接屏4接受。

請參閱第二圖，與第一圖所示實施例不同，承接屏4也可相對反射屏3成一定夾角地設置於反射屏3的上方，本實施例中可使由反射屏3送出的掃描雷射光垂直於承接屏4入射。本實施例中，反射屏3來回往復運動距離為h時，此時，設定雷射光的入射角及反射角分別為α及β(β=α)，設定反射屏3往復運動的起始位置 為P2，此時雷射光在承接屏上形成的入射點為d2，設定反射屏3往復運動的終止位置為P1，此時雷射光在承接屏4上形成的入射點為d1；雷射光在承接屏4上形成的雷射掃描線d2與d1間的長度為D，設定雷射光在反射屏3移動至起始位置P2時的入射點與雷射光在反射屏3移動至終止位置P1時的入射點的橫向距離為f，由光的反射定律及三角函數關係可知：D²=f²+h² 3；f=h×tan α 4；由3及4可得：。

由上述可知：雷射掃描線d2與d1間的長度D與h及正比關係。承接屏4上形成的雷射掃描線d2與d1間的長度D將隨h及的變化，且經反射屏3反射後的雷射光掃描線始終以相同的角度送出並由承接屏4接受。

請參閱第三圖之第三實施例，所述反射屏3具有一大致呈球面狀的反射部32，該反射部32的外側周緣環形凸伸有一圓環狀的反射振環部33，該反射振環部33上開設有呈環狀排列的氣孔331。在反射屏3來回往復運動幅度一定時，雷射掃描裝置100較之一、二圖所示之實施例可掃描的範圍更大。

具體實施例中，本發明之雷射掃描裝置100的承接屏4與反射屏3成一定夾角地設置於反射屏3的上方，且反射屏3可來回往復運動距離為h時：設定反射屏3往復運動的起始位置為P2，反射屏3往 復運動的終止位置為P1；設定以相同角度入射的雷射光在反射屏3位於起始位置P2時的入射角為α，經反射屏3反射后在承接屏4上形成的入射點為d2，在反射屏3位於終止位置P1時的入射角為β，經反射屏3反射后在承接屏4上形成的入射點為d1，且設定承接屏4上所形成的雷射掃描線d2與d1間的長度為D，雷射光反射線在起始位置P2的反向延長線與雷射光反射線在終止位置P1的反向延長線相交於一點C，且兩雷射光反射線的延長線的夾角為θ；設定C點到承接屏4的距離為d。

由圖中得知：在其他因素一定時，雷射掃描裝置100較第一、二圖所示之實施例可掃描的範圍更大，而且本例雷射光掃描線d2與d1間的長度D隨C點到承接屏4的距離d增大而增大。

本發明之具體實施例中，所述反射屏3均採用質輕且堅硬的膜面，該膜面經過拋光電鍍處理以減少反射損失。

請續參閱第一圖至第三圖，所述氣孔31、331係用以降低反射屏3快速振動時的空氣阻力。

當本發明之雷射掃描裝置100進行雷射光掃描時，控制模組控制雷射光源1生成並送出的雷射光，同時控制模組控制並將交流電送往音圈216中，藉由導入音圈216中的電流的反復變化，進而音圈216的N極及S極反復變化，而磁鐵211中的N極及S極始終保持不變，加之華司212及T鐵213對磁鐵211的導磁作用，進而可使音圈216帶動反射屏3來回往復運動，且該反射屏3的運動頻率可達到60~100Hz甚至更高的頻率。藉由反射屏3的來回往復運動，故由 雷射光源1送出並投射於反射屏3上的雷射光以掃描的方式送出。由反射屏3反射後送出的雷射光可由承接屏4接受。

上述三種實施例可滿足不同的掃描需求。

由上述可知，本發明之雷射掃描裝置100藉由採用可大規模生產的振動式驅動模組2替代帶動微機電鏡片的活動機構，故而組裝簡便，成本低廉，且符合大規模的生產及實際應用需求。

一種掃描光線形成方法，可應用於本發明之雷射掃描裝置100，包括如下步驟：第一步，控制模組控制雷射光源1生成並送出雷射光；第二步，控制模組同時控制振動式驅動模組2帶動反射屏3來回往復運動，該反射屏3接受由雷射光源1送出的雷射光並送出掃描雷射光。

如上所述，本發明雷射掃描裝置藉由採用大規模生產的振動式驅動模組替代帶動微機電鏡片活動的擺動機構，故而組裝簡便，成本低廉，且符合大規模的生產及實際應用需求。

100‧‧‧雷射掃描裝置

1‧‧‧雷射光源

2‧‧‧振動式驅動模組

211‧‧‧磁鐵

212‧‧‧華司

213‧‧‧T鐵

2131‧‧‧基座

2132‧‧‧芯筒部

2133‧‧‧容置槽

2134‧‧‧磁間隙槽

2135‧‧‧圓孔

214‧‧‧支撐件

215‧‧‧柔性連接件

216‧‧‧音圈

217‧‧‧音圈引線

3‧‧‧反射屏

32‧‧‧反射部

33‧‧‧反射振環部

331‧‧‧氣孔

4‧‧‧承接屏

Claims (3)

1. 一種雷射掃描裝置，包括：一控制模組；一雷射光源，由控制模組控制，用以生成並送出雷射光；一反射屏，具有呈球面狀的反射部，該反射部的外側周緣環形凸伸有一圓環狀的反射振環部，該反射振環部上開設有氣孔，該反射屏可往復運動地設於雷射光源送出的雷射光的線路上，以將接受的雷射光以掃描方式送出；一振動式驅動模組，由控制模組控制，用於驅動反射屏往復運動；及一承接屏，設於以掃描方式送出的掃描雷射光經過的線路上，用以承接掃描光線。
2. 如申請專利範圍第1項所述之雷射掃描裝置，其中所述振動式驅動模組包括一T鐵、一套於T鐵上的磁鐵、一套於T鐵上的華司、柔性連接件及一音圈，該T鐵、磁鐵及華司圍成一磁間隙槽，該音圈一端可往復運動地伸入到磁間隙槽內，所述音圈另一端固定於反射屏上。
3. 如申請專利範圍第2項所述之雷射掃描裝置，其中所述華司上裝設有支撐件，該支撐件的上端與柔性連接件一側緣相連接，柔性連接件的另一側緣與反射屏相連接，該反射屏藉由音圈帶動及柔性連接件的柔性連接可活動地裝設於華司的上方。