本实用新型专利技术是有关于一种微机电激光扫描装置的单片式ｆθ镜片，为新月形且凹面在微机电反射镜侧的镜片所构成，具有一第一光学面及一第二光学面，是将微机电反射镜反射的角度与时间非线性关系的扫描关系的扫瞄光线光点转换成距离与时间为线性的扫描光线光点，并同时将扫瞄光线修正聚光于目标物上，满足特定的光学条件，可以达成线性扫描效果与高解析度扫描的目的。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）
【技术实现步骤摘要】
本技术涉及一种微机电激光扫描装置的单片式fθ镜片，特别是涉及一种对呈简谐性运动的微机电反射镜所产生随时间成正弦关系的角度变化量进行修正的单片式fθ镜片，以达成激光扫瞄装置所要求的线性扫描效果的微机电激光扫描装置的单片式fθ镜片。
技术介绍
目前激光光束打印机LBP(Laser Beam Print，印表机)所用的激光扫描装置LSU(Laser Scanning Unit)，是利用一高速旋转的多面镜(polygonmirror)以操控激光光束的扫描动作(laser beam scanning)，如美国专利US7079171、US6377293、US6295116，或如中国台湾专利I198966所述。其原理如以下简述利用一半导体激光发出激光光束(laser beam)，先经由一准直镜(collimator)，再经由一光圈(aperture)而形成平行光束，而平行光束再经过一柱面镜(cylindrical lens)后，能在副扫瞄方向(subscanning direction)的Y轴上的宽度能沿着主扫描方向(main scanningdirection)的X轴的平行方向平行聚焦而形成一线状(line image)，再投射至一高速旋转的多面镜上。多面镜上均匀连续设置有多面反射镜，其大致位于或接近于上述线状成像(line image)的焦点位置。所述多面镜可用以控制激光光束的投射方向，当连续的复数反射镜在高速旋转时可以将射至一反射镜上的激光光束沿着主扫描方向(X轴)的平行方向以同一转角速度(angular velocity)偏斜反射至一fθ线性扫描镜片上。fθ线性扫描镜片是设置于多面镜的旁侧，可为单件式镜片结构(single-element scanninglens)或为二件式镜片结构。所述fθ线性扫描镜片的功能在于，使经由多面镜上的反射镜反射而射入fθ镜片的激光光束能聚焦成一椭圆型光点并投射在一光接收面(photoreceptor drum，即成像面)上，并达成线性扫描(scanning linearity)的要求。然而，现有习用的激光扫瞄装置LSU在使用上会存在有下列问题 (1)、旋转式多面镜的制作难度高，且价格不低，相对增加了激光扫描装置(LSU)的制作成本。 (2)、多面镜须具有高速旋转(如40000转/分)功能，其精密度要求又高，以致于一般多面镜上反射面的镜面Y轴宽度极薄，使习用的激光扫描装置(LSU)中均需增设一柱面镜(cylindrical lens)，以使激光光束经过柱面镜能聚焦成一线(Y轴上成一点)而再投射在多面镜的反射镜上，以致增加了构件及组装作业流程。 (3)、现有习用的多面镜须高速旋转(如40000转/分)，致使旋转噪音相对提高，且多面镜从启动至工作转速须耗费较长时间，增加了开机后的等待时间。 (4)、现有习用的激光扫描装置(LSU)的组装结构中，投射至多面镜反射镜的激光光束中心轴并非正对多面镜的中心转轴，以致在设计相配合的fθ镜片时，需要同时考虑多面镜的离轴偏差(deviation)问题，相对的增加了fθ镜片的设计及制作上的麻烦。 近年以来，为了改善上述现有习用的激光扫描装置(LSU)组装结构存在的问题，目前市面上开发出一种摆动式(oscillatory)的微机电反射镜(MEMS mirror)，用以取代习用的多面镜来操控激光光束扫描。微机电反射镜为转矩振荡器(torsion oscillators)表层上附有反光层，可藉由振荡摆动反光层，将光线反射而扫描，未来将可应用于影像系统(imagingsystem)、扫描器(scanner)或激光打印机(laser printer)的激光扫描装置(laser scanning unit，简称LSU)，其扫描效率(Scanning efficiency)将可高于传统的旋转多面镜。如美国专利US6,844,951、US6,956,597，是产生至少一驱动信号，其驱动频率趋近复数微机电反射镜的共振频率，并以一驱动信号驱动微机电反射镜以产生一扫瞄路径；或如中国台湾专利TWM253133号，其是在一激光扫描装置(LSU)模组结构中准直镜及fθ镜片之间，利用一微机电反射镜取代现有习用的旋转式多面镜，藉以控制激光光束的投射方向；其他技术如美国专利US7,064,876、US7,184,187、US7,190,499、US2006/0033021、US2007/0008401、US2006/0279826、日本专利JP2006-201350号等所揭露，在此不多叙述。所述的微机电反射镜具有元件小，转动速度快，制造成本低的优点。然而由于微机电反射镜在接收一电压驱动后，将作一简谐运动，且此简谐运动的方式为时间与角速度呈正弦关系，而投射于微机电反射镜，其经反射后的反射角度θ与时间t的关系为 θ(t)＝θs·sin(2π·f·t)(1) 其中:f为微机电反射镜的扫描频率；θs为激光光束经微机电反射镜后，单边最大的扫描角度。 因此，在相同的时间间隔下Δt，所对应的反射角度的变化量并不相同且为递减，是一与时间成正弦函数(Sinusoidal)的关系，即在相同时间间隔Δt时，反射角度变化为:Δθ(t)＝θs·(sin(2π·f·t1)-sin(2π·f·t2))，与时间为非线性关系；当此反射的光线以不同角度投射在目标物时，因受不同角度的关系，相同时间间隔产生的光点距离为不相同。 由于微机电反射镜位于正弦波的波峰及波谷的角度变化量将随时间递增或递减，与习知的多面镜成等角速度转动的运动方式不同，若使用习知的fθ镜片在具有微机电反射镜的激光扫瞄装置(LSU)上，将无法修正微机电反射镜其摆动随时间成正弦关系所产生的角度变化量，造成投射在成像面上的激光光束将产生非等速率扫描现象，而造成成像面上的成像偏差。因此，对于微机电反射镜所构成的激光扫描装置，简称为微机电激光扫描装置(MEMS LSU)，其特性为激光光线经由微机电反射镜扫描后，形成等时间不同角度的扫描光线，因此发展可以使用于微机电激光扫描装置的fθ镜片以修正扫描光线，使其可以在目标物上正确成像，将成为迫切所需。 由此可见，上述现有的微机电激光扫描装置在结构与使用上，显然仍存在有不便与缺陷，而亟待加以进一步改进。为了解决上述存在的问题，相关厂商莫不费尽心思来谋求解决之道，但长久以来一直未见适用的设计被发展完成，而一般产品又没有适切结构能够解决上述问题，此显然是相关业者急欲解决的问题。因此如何能创设一种新型结构的微机电激光扫描装置的单片式fθ镜片，实属当前重要研发课题之一，亦成为当前业界极需改进的目标。 有鉴于上述现有的微机电激光扫描装置存在的缺陷，本专利技术人基于从事此类产品设计制造多年丰富的实务经验及其专业知识，并配合学理的运用，积极加以研究创新，以期创设一种新型结构的微机电激光扫描装置的单片式fθ镜片，能够改进一般现有的微机电激光扫描装置，使其更具有实用性。经过不断的研究、设计，并经过反复试作样品及改进后，终于创设出确具实用价值的本技术。
技术实现思路
本技术的目的在于，克服现有的微机电激光扫描装置存在的缺陷，而提供一种新型结构的微机电激光扫描装置的单片式fθ镜片，所要解决的技术问题是使其本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种微机电激光扫描装置的单片式ｆθ镜片，适用于微机电激光扫描装置，所述微机电激光扫描装置至少包含一用以发射光束的光源、以共振左右摆动将光源发射的光束反射成为扫描光线的微机电反射镜、及一用以感光的目标物；其特征在于所述的单片式ｆθ镜片由一新月形且凹面在微机电反射镜侧的镜片所构成，所述镜片具有一第一光学面及一第二光学面，可将所述微机电反射镜反射的角度与时间非线性关系的扫描光线光点转换成距离与时间为线性关系的扫描光线光点，并可将扫描光线修正聚光于所述目标物上；藉由所述单片式ｆθ镜片将所述微机电反射镜反射的扫描光线在一主扫描方向及一副扫描方向於所述目标物上成像。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：施柏源，
申请(专利权)人：一品光学工业股份有限公司，
类型：实用新型
国别省市：71[中国|台湾]
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