一种光学扫描系统及包括其的设备技术方案

本实用新型专利技术公开了一种光学扫描系统及包括其的设备，光学扫描系统包括：旋转棱镜，具有相对的第一端面和第二端面、以及贯穿第一端面和第二端面的第一通孔；电机，套设在第一通孔内，其中，电机的输出外转子的第一端的外壁与第一通孔的内壁紧配，使电机的旋转轴与旋转棱镜的中心轴保持一致，并带动旋转棱镜进行同轴旋转；以及端盖，将旋转棱镜的第一端面连接于电机的、与输出外转子的第一端相对的第二端。通过将电机安装于旋转棱镜的内部且紧配安装，使得构成的光学扫描系统体积小、成本低且能够缓解动不平衡问题；同时通过端盖固定旋转棱镜和电机，进一步缓解动不平衡问题，减少旋转棱镜在旋转过程中产生的振动，从而提高光学扫描系统的整体性能。系统的整体性能。系统的整体性能。

【技术实现步骤摘要】
一种光学扫描系统及包括其的设备


[0001]本技术涉及光学扫描领域，具体涉及一种光学扫描系统，以及包括该光学扫描系统的投影设备、打印设备和激光雷达设备。

技术介绍

[0002]现有的光学扫描模块通常由电机和多面棱镜组成，其中该电机转动时能够带动该多面棱镜进行旋转，因此多面棱镜也称为旋转棱镜。现有的光学扫描模块普遍应用于混合固态激光雷达、打印机、投影仪等设备。相对于二维振镜式扫描模块，光学扫描模块具有扫描角度大，速度稳定性好，功率小的优点。
[0003]目前金属材质的旋转棱镜与电机构成的光学扫描模块已经有了一定的应用。图1示出了现有技术的光学扫描模块的截面示意图。如图1所示，该光学扫描模块100包括旋转棱镜110和电机120。旋转棱镜110内加工有承靠平台及螺纹过孔，通过将螺钉130穿过螺纹过孔，可将旋转棱镜110连接至电机120，从而使得电机120转动时带动旋转棱镜110进行旋转。
[0004]然而，由于光学扫描模块的面型要求较高，且目前常见减少反射的膜层对金属的附着性较差，使得金属材质的旋转棱镜对光束的反射效果不佳，且成本高昂，限制了其应用范围；同时，在电机与旋转棱镜的连接上，由于动不平衡问题和不可避免的装配间隙，将导致旋转棱镜在旋转过程中产生振动，从而对整体的性能产生影响。

技术实现思路

[0005]为了解决上述至少一个问题或现有技术中存在的其他问题或不足，本技术提供了一种光学扫描系统及包括该光学扫描系统的投影设备、打印设备和激光雷达设备。
[0006]根据本技术的第一方面，提供了一种光学扫描系统，包括：
[0007]旋转棱镜，具有相对的第一端面和第二端面、以及贯穿所述第一端面和所述第二端面的第一通孔；
[0008]电机，套设在所述第一通孔内，其中，所述电机的输出外转子的第一端的外壁与所述第一通孔的内壁紧配，使所述电机的旋转轴与所述旋转棱镜的中心轴保持一致，并带动所述旋转棱镜进行同轴旋转；以及
[0009]端盖，将所述旋转棱镜的第一端面连接于所述电机的、与所述输出外转子的所述第一端相对的第二端。
[0010]根据一个实施方式，所述端盖具有第一端部和第二端部，其中，在所述端盖的第一状态下，所述第一端部与所述第二端部的高度差小于所述旋转棱镜的所述第一端面与所述电机的所述第二端的高度差；
[0011]其中，所述第一状态为所述端盖将所述第一端面与所述第二端连接之前的自然状态。
[0012]根据一个实施方式，在所述端盖的第二状态下，所述第一端部与所述第二端部的
高度差等于所述旋转棱镜的所述第一端面与所述电机的所述第二端的高度差；
[0013]其中，所述第二状态为所述端盖将所述第一端面与所述第二端连接时的装配状态。
[0014]根据一个实施方式，所述第一端部与所述第一端面采用点胶工序固定连接；
[0015]所述第二端部设有第二通孔，并通过穿设所述第二通孔的紧固件与所述第二端固定连接。
[0016]根据一个实施方式，所述端盖为卡簧；
[0017]所述卡簧具有圆形的第二端部，所述第二端部的中心开设有第三通孔，用于穿设所述电机的输出外转子；
[0018]所述卡簧还具有围绕所述第二端部设置的圆形侧壁，以及在所述圆形侧壁远离所述第二端部逐渐向外延伸的第一端部。
[0019]根据一个实施方式，所述端盖为套筒，所述套筒具有柱体；
[0020]从所述柱体的一个端部向外延伸形成所述第一端部；
[0021]从所述第一端部延伸贯穿后开孔，并从所述第一端部对所述柱体的内壁进行减薄处理，所述柱体未减薄处理的另一端部形成所述第二端部。
[0022]根据一个实施方式，所述套筒为刚性套筒。
[0023]根据一个实施方式，所述套筒的材料的热膨胀系数小于第一预定值，或
[0024]所述套筒的材料的热膨胀系数与所述旋转棱镜的材料的热膨胀系数的差值小于第二预定值。
[0025]根据一个实施方式，所述光学扫描系统还包括：
[0026]填塞结构，设置在所述第一通孔的内壁和所述电机的外壁之间，以填塞所述旋转棱镜和所述电机之间的装配间隙。
[0027]根据一个实施方式，所述填塞结构为密封圈，所述电机的外壁设有至少一个沟槽，所述密封圈设置在所述电机的外壁的沟槽内。
[0028]根据一个实施方式，所述沟槽的数量根据所述电机的轴向长度确定，所述密封圈的数量与所述沟槽的数量相等。
[0029]根据一个实施方式，所述沟槽的截面形状为梯形、矩形、正方形或不规则多边形。
[0030]根据一个实施方式，所述旋转棱镜为金属棱镜、玻璃棱镜、塑料棱镜或贴片棱镜。
[0031]根据一个实施方式，所述旋转棱镜的所述第一通孔的内壁设置有至少一个第一凹槽，所述电机的外壁设置有与所述第一凹槽对应的第二凹槽；
[0032]其中，在所述第一凹槽和所述第二凹槽形成的空腔中设置有第一止动结构，用于在所述电机旋转时将所述电机的扭矩传递至所述旋转棱镜。
[0033]根据一个实施方式，所述第一止动结构的截面形状为以下任意组合：梯形、圆形、三角形、矩形和不规则多边形。
[0034]根据一个实施方式，所述第二凹槽的截面形状与所述第一止动结构的截面形状相同；
[0035]所述第一凹槽的截面形状与所述第一止动结构的截面形状对应。
[0036]根据一个实施方式，所述电机的外壁设置有与所述电机的外壁一体成型的第一一体化止动结构，用于在所述电机旋转时将所述电机的扭矩传递至所述旋转棱镜；
[0037]所述旋转棱镜的所述第一通孔的内壁设置有与所述第一一体化止动结构对应的凹槽。
[0038]根据一个实施方式，所述旋转棱镜的所述第一通孔的内壁设置有至少一个第三凹槽，所述套筒的外壁设置有与所述第三凹槽对应的第四凹槽；
[0039]其中，在所述第三凹槽和所述第四凹槽形成的空腔中设置有第二止动结构，用于在所述电机旋转时将所述电机的扭矩传递至所述旋转棱镜。
[0040]根据一个实施方式，所述第二止动结构的截面形状为以下任意组合：梯形、圆形、三角形、矩形和不规则多边形。
[0041]根据一个实施方式，所述第三凹槽的截面形状与所述第二止动结构的截面形状相同；
[0042]所述第四凹槽的截面形状与所述第二止动结构的截面形状对应。
[0043]根据一个实施方式，所述套筒的外壁设置有与所述套筒的外壁一体成型的第二一体化止动结构，用于在所述电机旋转时将所述电机的扭矩传递至所述旋转棱镜；
[0044]所述旋转棱镜的所述第一通孔的内壁设置有与所述第二一体化止动结构对应的凹槽。
[0045]根据本技术的第二方面，提供了一种光学扫描系统，包括：
[0046]旋转棱镜，具有相对的第一端面和第二端面、以及贯穿所述第一端面和所述第二端面的第一通孔；
[0047]电机，套设在所述第一通孔内；
[0048]端盖本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光学扫描系统，其特征在于，包括：旋转棱镜，具有相对的第一端面和第二端面、以及贯穿所述第一端面和所述第二端面的第一通孔；电机，套设在所述第一通孔内，其中，所述电机的输出外转子的第一端的外壁与所述第一通孔的内壁紧配，使所述电机的旋转轴与所述旋转棱镜的中心轴保持一致，并带动所述旋转棱镜进行同轴旋转；以及端盖，将所述旋转棱镜的第一端面连接于所述电机的、与所述输出外转子的所述第一端相对的第二端。2.根据权利要求1所述的光学扫描系统，其特征在于，所述端盖具有第一端部和第二端部，其中，在所述端盖的第一状态下，所述第一端部与所述第二端部的高度差小于所述旋转棱镜的所述第一端面与所述电机的所述第二端的高度差；其中，所述第一状态为所述端盖将所述第一端面与所述第二端连接之前的自然状态。3.根据权利要求2所述的光学扫描系统，其特征在于，在所述端盖的第二状态下，所述第一端部与所述第二端部的高度差等于所述旋转棱镜的所述第一端面与所述电机的所述第二端的高度差；其中，所述第二状态为所述端盖将所述第一端面与所述第二端连接时的装配状态。4.根据权利要求3所述的光学扫描系统，其特征在于，所述第一端部与所述第一端面采用点胶工序固定连接；所述第二端部设有第二通孔，并通过穿设所述第二通孔的紧固件与所述第二端固定连接。5.根据权利要求4所述的光学扫描系统，其特征在于，所述端盖为卡簧；所述卡簧具有圆形的第二端部，所述第二端部的中心开设有第三通孔，用于穿设所述电机的输出外转子；所述卡簧还具有围绕所述第二端部设置的圆形侧壁，以及在所述圆形侧壁远离所述第二端部逐渐向外延伸的第一端部。6.根据权利要求4所述的光学扫描系统，其特征在于，所述端盖为套筒，所述套筒具有柱体；从所述柱体的一个端部向外延伸形成所述第一端部；从所述第一端部延伸贯穿后开孔，并从所述第一端部对所述柱体的内壁进行减薄处理，所述柱体未减薄处理的另一端部形成所述第二端部。7.根据权利要求6所述的光学扫描系统，其特征在于，所述套筒为刚性套筒。8.根据权利要求6所述的光学扫描系统，其特征在于，所述套筒的材料的热膨胀系数小于第一预定值，或所述套筒的材料的热膨胀系数与所述旋转棱镜的材料的热膨胀系数的差值小于第二预定值。9.根据权利要求1
‑
8任一项所述的光学扫描系统，其特征在于，所述光学扫描系统还包括：填塞结构，设置在所述第一通孔的内壁和所述电机的外壁之间，以填塞所述旋转棱镜和所述电机之间的装配间隙。
10.根据权利要求9所述的光学扫描系统，其特征在于，所述填塞结构为密封圈，所述电机的外壁设有至少一个沟槽，所述密封圈设置在所述电机的外壁的沟槽内。11.根据权利要求10所述的光学扫描系统，其特征在于，所述沟槽的数量根据所述电机的轴向长度确定，所述密封圈的数量与所述沟槽的数量相等。12.根据权利要求10所述的光学扫描系统，其特征在于，所述沟槽的截面形状为梯形、矩形、正方形或不规则多边形。13.根据权利要求1
‑
8任一项所述的光学扫描系统，其特征在于，所述旋转棱镜为金属棱镜、玻璃棱镜、塑料棱镜或贴片棱镜。14.根据权利要求1
‑
8任一项所述的光学扫描系统，其特征在于，所述旋转棱镜的所述第一通孔的内壁设置有至少一个第一凹槽，所述电机的外壁设置有与所述第一凹槽对应的第二凹槽；其中，在所述第一凹槽和所述第二凹槽形成的空腔中设置有第一止动结构，用于在所述电机旋转时将所述电机的扭矩传递至所述旋转棱镜。15.根据权利要求14所述的光学扫描系统，其特征在于，所述第一止动结构的截面形状为以下任意组合：梯形、圆形、三角形、矩形和不规则多边形。16.根据权利要求14所述的光学扫描系统，...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋文强，杨佳，俞洪涛，
申请(专利权)人：宁波舜宇车载光学技术有限公司，
类型：新型
国别省市：