光束扫描器制造技术

本发明专利技术涉及一种用于偏转入射光束(191)的光机扫描设备(100)。扫描设备包括第一反射表面和第二反射表面(M1，M2)、具有大于空气折射率的折射率的透明的、可变形的、非流体主体(110)，布置为移动第一反射表面(M1)以使第一反射表面(M1)的角度是可调的致动器系统(120)，布置为接收至少一个入射光束并将其透射到非流体主体中的第一窗口(131)，布置为接收至少一个入射光束并将其透射出非流体主体的第二窗口(132)。第一窗口和第二窗口被布置成邻近非流体主体，其中第二反射表面(M2)被布置成使得入射光束在相继被第一反射表面和第二反射表面反射之后能够从非流体主体透射出来。来。来。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】光束扫描器


[0001]本专利技术涉及被布置用于生成能够在一个或多个方向上扫描的扫描光束的光学系统。

技术介绍

[0002]存在一种使光电系统小型化的趋势，以便能够在诸如智能手机、IOT传感器之类的紧凑型设备中实施，但也可以在工业、汽车和医疗系统(诸如其中目前使用的可能是昂贵的光学扫描系统的医疗侵入系统)中实施。因此，为了扩展这种扫描光束系统在例如紧凑型设备中的使用，类似于系统尺寸、功耗和扫描带宽之类的问题是至关重要的。
[0003]因此，存在针对上述问题改进扫描光束系统的需要，诸如缩小扫描光束系统的尺寸以使其能够在紧凑型电子设备中使用。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种光电扫描光束系统，其缓解了尺寸、功耗、扫描带宽的问题和其他问题。
[0005]在第一方面，提供了一种布置用于偏转至少一个入射光束的光机(opto
‑
mechanical)扫描设备，包括：
[0006]‑
第一反射表面，
[0007]‑
第二反射表面，
[0008]‑
透明的、可变形的非流体主体，其包括与第一反射表面相邻布置的第一主体表面和与第二反射表面相邻布置的相对的第二主体表面，其中非流体主体的折射率大于光机扫描设备周围的空气的折射率，
[0009]‑
致动器系统，其包括布置成移动第一反射表面以使第一反射表面的角度可调节的一个或多个致动器，
[0010]‑
第一窗口，其被布置成接收至少一个入射光束并将其透射到非流体主体中，
[0011]‑
第二窗口，其被布置成接收至少一个入射光束并将其折射出非流体主体，其中第一窗口和第二窗口被布置成与非流体主体的一个或多个表面相邻，其中第二反射表面被布置成使得入射光束在相继被第一反射表面并且随后被第二反射表面反射之后能够从非流体主体透射出来。
[0012]有利地，第一反射表面是可调节的，以使入射光束在入射平面中偏转，从而生成输出扫描光束。由于所有反射都发生在非流体主体内，并且由于内部反射光束被折射在外到周围空气中，因而相对于第一反射表面的角度变化的扫描光束的角度放大率与非流体主体的折射率成比例，至少在小角度近似情况下是如此。
[0013]对于较大的入射角，由于折射定律中的正弦函数，即，斯涅尔定律，放大变得甚至更大。
[0014]光束从非流体主体的折射出是第二窗口处的非零入射角、以及非流体主体的折射
率高于周围空气折射率的结果。
[0015]通过在非流体主体内发生的所有反射可以理解，反射发生在反射表面和非流体主体之间的界面处，或反射表面与任何中间层之间的界面处，该中间层的折射率等于或基本上等于非流体主体的折射率，或至少高于空气的折射率，其中中间层将非流体主体与反射表面连接。因此，入射光束和入射光束的反射通过诸如非流体主体的介质传播，该介质在整个传播路径中具有或多或少相同的折射率，直到通过第二窗口折射出来。介质的折射率高于周围空气的折射率。
[0016]第一反射表面和第二反射表面可以被布置成与第一和第二主体表面相邻，这意味着反射表面与主体表面直接接触，或经由与非流体主体具有相同或基本上相同折射率的中间层间接接触。例如，中间层可以包括设置在反射表面上的粘合剂或抗反射层。因此，反射表面与非流体主体机械接合，使得反射表面的倾斜或体现倾斜反射表面的元件导致非流体主体的变形。
[0017]第一反射表面和第二反射表面可以是诸如刚性元件(例如，玻璃元件)的元件的金属涂层之类的反射表面，可以布置成与相应的第一和第二主体表面毗邻。因此，非流体主体构成了入射光束的反射在其中传播的介质。
[0018]第一反射表面的可调节角度相对于诸如入射光束的固定参考物(即提供入射光束的光源)是可调节的。
[0019]优选地，提供入射光束的光源和第二反射表面可以固定到公共支撑件，和/或布置成倾斜任何反射表面的致动器可以被固定到该公共支撑件。
[0020]第二反射表面M2的朝向可以相对于入射光束191固定或基本固定，使得第一反射表面相对于第二反射表面倾斜。
[0021]由夹在第一和第二反射表面之间的非流体主体形成的夹持结构提供了紧凑的光电扫描光束系统。
[0022]这种线性受控的镜倾斜设备对于各种扫描光束应用是感兴趣的，特别是在用于投影高分辨率图像和精确3D成像的光栅扫描中。
[0023]由于使扫描设备变得紧凑的可能性，因此有可能获得能够在诸如移动电话、可穿戴设备、IOT传感器以及工业和汽车应用的各种紧凑型电子设备中实施的小型化光电机电设备，更不用说诸如医疗侵入系统的医疗应用。
[0024]例如，第二反射表面、第一窗口和第二窗口被布置为顶部窗口，即，与诸如与第二主体表面相邻的非流体主体的相同表面相对。
[0025]可替选地，第一和/或第二窗口可以被布置为侧面窗口，即，使得第一窗口和/或第二窗口被布置成与非流体主体的相对主体表面相邻。例如，相对的主体表面与第一主体表面和/或第二主体表面不平行，诸如垂直或基本垂直。或者相对的主体表面构成沿着传播方向延伸的非流体主体的延伸部分的端面。
[0026]根据一个实施例，扫描设备包括第三反射表面，其中：
[0027]‑
第一主体表面被布置成与第一反射表面和第三反射表面相邻，并且
[0028]‑
致动器系统被布置成移动第一反射表面和第三反射表面中的至少一个，即相对于诸如第一窗口或光源的固定参考物，使得第一反射表面或第三反射表面中的至少一个的角度是可调节的。
[0029]因此，致动器系统被布置成移动第一反射表面和第三反射表面，仅移动第一反射表面(第三反射表面是静止的)，或者移动第三反射表面而不是第一反射表面(第一反射表面是静止的)，使得相应的第一和第三反射表面、仅第三反射表面或仅第一反射表面的角度或不同角度是可调节的。
[0030]第三反射表面使得至少一个入射光束能够在与第一窗口所在的相同面处从非流体主体透射出来。
[0031]与第一反射表面和第二反射表面类似，第三反射表面被布置成与非流体主体的表面相邻。
[0032]有利地，通过倾斜第一和第二反射表面，与反射表面的倾斜范围相比，输出的扫描光束的扫描角度范围能够被显著放大。例如，基于第一和第二反射表面的大约+/
‑
4度倾斜范围，有可能通过三次反射生成+/
‑
30度的扫描角度范围的扫描光束。
[0033]因此，对于光束相对于第二主体表面的入射角，第一、第二和第三反射表面的位置被布置成使得入射光束相继被第一反射表面、第二反射表面和第三反光表面反射。
[0034]根据一个实施例，第一窗口、第二窗口和第二反射表面由分开的、非接触元件体现。例如，第一和第二窗口可以由诸如玻璃元件的透明元件构成，并且第二反射表面可以是反射镜元件的反射表面。
[0035]根据一个实施例，第二反射表面和第一窗口沿着入射光束的传播方向在第二主本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种布置用于偏转至少一个入射光束(191)的光机扫描设备(100)，包括：
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第一反射表面(M1)，
‑
第二反射表面(M2)，
‑
透明的、可变形的非流体主体(110)，其包括邻近于所述第一反射表面(M1)布置的第一主体表面(111)和邻近于所述第二反射表面(M2)布置的相对的第二主体表面(112)，其中所述非流体主体的折射率大于光机扫描设备(100)周围的空气的折射率，
‑
致动器系统(120)，其包括一个或多个致动器(121)，所述一个或多个致动器布置为移动所述第一反射面(M1)使得所述第一反射面(M1)的角度是能调节的，
‑
第一窗口(131)，其被布置成接收所述至少一个入射光束并将其透射到所述非流体主体中，
‑
第二窗口(132)，其被布置为接收所述至少一个入射光束并将其折射出所述非流体主体，其中所述第一窗口和所述第二窗口被布置成邻近于所述非流体主体的一个或多个表面，其中所述第二反射表面(M2)被布置成使得所述入射光束在相继被所述第一反射表面(M1)并随后被所述第二反射表面(M2)反射之后能从所述非流体主体透射出来。2.根据权利要求1所述的光机扫描设备(100)，包括：
‑
第三反射表面(M3)，其中：
‑
所述第一主体表面(111)被布置成与所述第一反射表面和所述第三反射表面(M1，M3)相邻，并且
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所述致动器系统(120)被布置成移动所述第一反射表面和所述第三反射表面(M1、M3)中的至少一个，使得所述第一反射表面和所述第三反射表面(M1、M3)中的至少一个的角度是能调节的。3.根据前述权利要求中任一项所述的光机扫描设备，其中，所述第一窗口(131)、所述第二窗口(132)和所述第二反射表面(M2)由分开的、非接触元件体现。4.根据前述权利要求中任一项所述的光机扫描设备，其中，所述第二反射表面(M2)和所述第一窗口(131)沿着所述入射光束(191)的传播方向(181)在所述第二主体表面(112)的至少一部分上并排延伸。5.根据前述权利要求中任一项所述的光机扫描设备，还包括嵌入式反射表面(M4)，所述嵌入式反射表面被嵌入透明的、可变形的、非流体主体(110)中，并被布置为将所述入射光束(191)引向所述第一反射表面(M1)。6.根据前述权利要求中任一项所述的光机扫描设备，其中，所述光机扫描设备(100)包括第二致动器系统(120a)，其包括一个或多个致动器(121)，所述一个或多个致动器(121)被布置成移动所述第二反射表面(M2)，使得所述第二反射表面(M2)的角度是能调节的。7.根据前述权利要求中任一项所述的光机扫描设备，其中，所述第二反射表面(M2)由另一透明的、可变形的、非流体主体(502)支撑，所述另一透明的、可变形的、非流体主体(502)位于所述第二反射表面(M2)与透明的、可变形的、非流体主体(110)之间。8.根据权利要求2
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7中任一项所述的光
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机扫描设备，其中，所述致动器系统(120)被布置成彼此独立地移动所述第一反射表面和所述第三反射表面(M1、M3)，使得所述第一反射表面(M1)和所述第三反射表面(M3)的角度能被彼此独立地调节。9.根据权利要求2
‑
8中任一项所述的光机扫描设备，包括第三致动器系统(951)，其被
布置成移动所述第三反射表面(M3)或由所述光机扫描设备包括的其他反射表面(952)，使得所述第三反射面(M3)或其他反射面(952)的另一角度是能调节的，以使所述入射光束在所述入射光束(191)的入射平面以外的方向上偏转，诸如垂直于所述入射平面的方向上，其中所述入射平面相对于所述第一反射表面被限定。10.根据权利要求2
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9中任一项所述的光机扫描设备，其中，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：珍妮，
申请(专利权)人：珀莱特股份有限公司，
类型：发明
国别省市：