本发明专利技术涉及一种全像扫描系统中产生扫描线的装置，该装置由至少一个表面上带有光栅条纹的棱镜组成，棱镜放置于全像光束折射之后，该棱镜与扫描线相交的二表面间的顶角为θα，所选取的顶角θα，使由其引起的扫描线偏移量与由光栅条纹引起的偏移量相等；本装置产生的扫描线的弯曲比不采用本装置的扫描线弯曲减少到１／６００；有效地消除扫描线摇晃现象。棱镜顶角θα取１°到３０°，最好取２°到６°，光栅条纹间距约取０．０００１到０．００１毫米。（*该技术在2013年保护过期，可自由使用*）
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种激光束扫描装置，特别是一种用于激光束的防弯曲装置。此专利技术，对激光全像直线扫描弯曲和摇幌的现象提供相当程度的改进。经由光学仪器旋转，绕射所产生的激光全像直线扫描，可以藉此专利技术相当程度地减少光束的弯曲和摇幌。将旋转的平面线性绕射光栅，应用于光学扫描工业，如激光印表机等，已日趋重要。众所周知一种扫描全像旋转设计在美国注册专利号为3，953，105光源连贯射入平面经由光学仪器绕一轴旋转，最后再聚焦成一光点的专利技术设计。在早期它被认定有非连续旋转绕射扫描的不利因素，因为它无法产生真正的直线扫描。海林(heiling)先生在美国专利号码为4，094，576专利中，应用平面光波和球面光波及圆柱形镜片制造的新型波等高强度曲面光学仪器来校正这个问题。高斯码(Goshima)先生在美国专利4，121，883的扫描设计中，在旋转器和聚焦点间，应用了多重光学仪器校正解决这个问题。凯(Kay)先生在专利4，428，643中应用绕射光栅在光学系统中和全像旋转系统以补偿激光波长的变化，这绕射光栅和旋转扫描相同。这个专利订出以应用旋转镜片和复杂的全像光学仪器作为光栅，形成几何全像扫描，该专利确定了直线扫描设计中产生弯曲、旋转、摇幌和楔形旋转。同时该专利也对连续光源波长变化的补偿，提出了光栅条纹周期入射和折射角度的关系的讨论。参考Kay先生的专利设计变成了卡拉摩(Kramer)先生的专利4，289，371，在这个专利中，应用了一束激光光束非垂直地进入一旋转平面上的绕射全像折射条纹并定出再制作光线对于条纹周期介于1和1.618之间。这个旋转器，相对于一轴旋转，并利用另一光学仪器聚焦在影像的平面上。Kramer先生在专利中提到产生直线扫描几乎完全没有弯曲和不规则所产生的摇幌，他以数字式算出最小的弯曲扫描，在附图说明图10中理论值达0.0016英寸，此数值已经超过高解析度扫描系统中应有的规定，在图11的实验中，它的弯曲率达0.003到0.004英寸。以上所提出的专利，并没有解决全像扫描系统所产生的弯曲。Kramer先生，另一专利4，583，816中认为在扫描中仍有弯曲存在。并提出了改进系统，在新的系统中建议这种弯曲可由偏斜镜片及全像折射产生扫描点。在此几何布局中，光学仪器中心轴并没有与折射光束同轴，而是存在一定的偏斜角。只要是变形在聚焦镜片之内。此偏斜角度可以用相反方向的弯曲来平衡全像折射所产生的弯曲。在Kramer专利中理论或实务并没有很清晰的明确，曲线是否平滑也没有实际数值的讨论。在图5中，不同角度的倾斜镜片，产生了不同程度的弯曲。它第一条理想的倾斜角度似乎是-8.5度，第二、三条弯曲较大，似乎是-8.0度和-9.0度，在此一观念下，系统必须倾斜镜片和聚焦片，而成了光点的变形，在所有应用中，它并不是所必要的，同时在校正此问题时，须很高的成本。Kramer在专利中，没有指出是整体或外围变形，在它的系统中也没有其他非连贯限定，以防止变形，该系统要求精密地调整镜片，相对于扫描轴的倾斜角度。在图解中指出有些倾斜变化角度对于曲率的影响较小。在Kramer另一专利4，289，371中以相同入射角及折射角之关系而不须倾斜镜片。但在倾斜镜片系统，可应用不同的λr/d(光波时)条纹间距和不同入射角，提供了全像扫描较自由的设计空间和比0.0016英寸理论值还好的数据。在最后改良的设计中，Kramer在他的专利4，973，112中提出了应用辅助光栅和棱镜来校正全像扫描所产生的弯曲。其他问题也在此一新专利技术中，同时解决，在Kramer的4，973，112专利专利技术中解决了许多问题，可由辅助平面光栅条纹在全像扫描系统中减少弯曲，在此辅助光栅条纹平行于全像扫描光栅条纹，Kramer建议说，扫描线弯曲乃是全像扫描中因光栅线和扫描光束几何位置在扫描时产生变化而造成，辅助光栅使扫描线弯曲，Kramer又说，因为入射光束改变适当角度相对光栅平面，他建议辅助光栅条纹须对全像旋转平面倾斜适当角度，即可明显地达到校正弯曲的效果。在另外专利4，973，112的图2中，辅助平面光栅与棱镜混合使用，而棱镜乃加大了因全像扫描所造成的弯曲，因此辅助光栅平衡了全像扫描和棱镜加大，造成弯曲的因素，此棱镜的功用，并没能减少弯曲，而是为了消除或减少光束呈椭圆状的问题，很不幸的是，它并未显示可减少多少弯曲，事实上，并没有期望它去改良由理论计算所造成的弯曲和一些非依据实验的数值。本专利技术的目的在于提供一种改进激光全像直线扫描弯曲和摇幌现象的方法及装置，使经由光学仪器旋转绕射所产生的激光直线扫描中的弯曲和摇幌得到相当程度地减少。本专利技术在特殊的系统应用中，激光光束应用于内轴扫描，目前不论激光印表机或影印中，并没有一个像本专利技术一样，所有零件同时旋转的例子，本专利技术的点影印中是一个完美无缺的圆。此专利技术对摇幌或对Y-Z平面中的扫描提供了最有效的改良设计。本专利技术提供很简明的全像扫描设计，并应用光波长和全像条纹间距的关系解决上述问题。本专利技术在激光光束全像折射系统中，光波旋转角度为θR，该产生扫描线的装置由在其至少一个平面上带有光栅条纹的棱镜组成，棱镜放置于全像激光折射扫描之后，棱镜顶角θα及光栅条纹间距D，此组合设计产生扫描弯曲，只有未用棱镜的1/600，同时也可以消除摇幌。在顶角θα可以在1°到30°，其中2°到6°较适合，光栅间距在0.0001和0.001毫米之间，此设计对激光印表机是相当有用的，并可以澄清系统的错误。本专利技术的有益效果在于，本专利技术把因全像扫描而产生的弯曲，减到最低。本专利技术把因全像扫描而产生的摇幌，减到最小。本专利技术另一成效是减少弯曲设计，并未依赖光学镜片(lens)来消除因相对扫描光束倾斜角度，以校正弯曲所造成的变形。为了更了解此专利技术设计，提供下列附图图1为本专利技术的系统图，说明了此全像扫描系统产生的直线。图2比图1更详细的说明了全像系统操作零件和专利技术设计的相互关系。图3概要图，类似图1，但它显示在直轴内部旋转造成一完全圆周的形态。图4显示全部系统中弯曲线和扫描角度的关系。图5说明了目前已专利技术没有辅助设计所造成弯曲线和扫描角度的关系。结合较佳实施例详细说明如下如附图所示，此专利技术设计组合了光学仪器和全像系统，产生品质较好的扫描直线，特别是图1，本专利技术的装置应用于全像系统中，激光光束经由一旋转折射光栅形成直线扫描，在扫描直线中消除了弯曲和摇幌。在图1中，绕射光栅11绕着轴13而以箭头15方向旋转，激光光束17经由绕射光栅11而产生折射光束19，在以前的系统中，光束19垂直聚焦在平面上，此处，折射光束19经由棱镜21和位于棱镜一表面上的光栅条纹23，产生扫描线25，扫描线25聚焦在影像平面27上，它显示了比未校正光束19的弯曲明显减少的特点。图2是对图1的放大图，而更加详细的说明，分离的平行激光束17，进入绕射光栅11产生折射光束19，它绕轴13旋转，折射光束19的波阵面再经棱镜21入射面上的光栅23，该光栅也可以置于光束射出棱镜21的表面上。棱镜21是一个楔形棱镜，它在两扫描线贯穿的平面之间的顶角为θα，此顶角θα产生具有小于不设棱镜时光束弯曲度1/600的扫描线，有效地消除了光束的摇幌。顶角范围可由1°到30°，而此系统最合适的角度则为2°到6°，光栅条纹间距可从0.00本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种在全像扫描系统中供波长为λ旋转角度为θ↓［Ｒ］的激光产生扫描线的装置，其特征在于，其包括：一激光光束，一顶角为θα的棱镜及设于棱镜一表面上的一光栅条纹，棱镜设于激光束全像折射之后。
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：汤姆约克坦强恩，
申请(专利权)人：赫罗工业技术公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]
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