一种激光扫描组装件和激光扫描系统技术方案

本实用新型专利技术涉及具有改进的扫描角度倍增因数的激光扫描组装件。一种激光扫描系统，用于在放大其中使用的旋转镜的扫描角度倍增因数的同时在扫描场中产生激光扫描图案。激光扫描系统使用可旋转激光扫描组装件，其具有旋转轴和第一和第二旋转镜，该第一和第二旋转镜具有与彼此和与所述旋转轴共面的法线向量，并且其形成基本上小于90度的锐角，以便提供具有大于2.0的扫描角度倍增因数的激光扫描组装件。围绕所述第一和第二旋转镜安装的固定镜集群在激光束被所述第一旋转镜反射、然后被所述第二旋转镜反射、并且然后朝向图案镜的阵列向外引导之后扫描被所述固定镜集群反射的激光束，从而在扫描场中产生结果得到的激光扫描图案。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本公开涉及光学扫描设备，并且更具体地涉及一种具有改进的角度倍增因数(angle multiplication factor)的新的且改进的激光扫描组装件。
技术介绍
在许多激光扫描条形码符号读取器中，通过使用多线激光扫描图案(pattern)，将具有一般面对不同方向的一组多个边(即多边形)的多面镜用作扫描元件。然而，在这样的现有技术的扫描系统中使用的多边形扫描元件的缺点是，从这样的扫描多边形反射回的激光束所能得到的扫过的扫描角度不能大于旋转角度的两倍，并 且通常是小于两倍。同样，为了接近两倍的限制因子，入射的激光束和镜表面的法线向量(normal vectors)必须几乎与旋转轴垂直。这阻止了激光束扫描通过整个360度圆形。为了用单束获得整圆的覆盖，束需要与旋转轴平行，与单旋转镜(rotating mirror)成近似45度，但是这将最大扫描倍增因数从2减少为I。此外，由于镜旋转时其表观宽度变窄，因此当具有近似2的扫描倍增因数的传统旋转多边形旋转远离对称点时，其经历光收集能力的损失。这发生在多边形镜是系统的限制光收集孔径的情况中，这在传统系统设计中难以避免。并且尽管美国专利No. 5，177，347公开了一种基于多边形的激光扫描系统，其中使用了具有固定镜集群的一对旋转镜，这种激光扫描配置无法将这对旋转镜的扫描角度倍增因数放大到超过2，也无法提供圆形的覆盖。因此，在本领域中非常需要一种新的且改进的激光扫描组装件，其能够在产生激光扫描图案的同时将旋转镜的扫描角度倍增因数放大到超过2，并且因而避免了现有技术的扫描方法和设备的缺点和不足。
技术实现思路
本公开的主要目的是提供一种新的且改进的设备和方法，其在条形码符号扫描器中产生激光扫描图案，同时放大旋转镜的扫描角度倍增因数。另一个目的是提供一种激光扫描组装件，其特征是其包括支承在支承结构上的第一旋转镜和第二旋转镜，能够通过电动机围绕公共旋转轴旋转；其中所述第一旋转镜和第二旋转镜具有与彼此和所述旋转轴共面的法线向量，并且其形成小于90度的锐角，以便提供具有大于2. O的扫描角度倍增因数的所述激光扫描组装件。另一个目的是提供一种激光扫描系统，用于在放大其中使用的旋转镜的扫描角度倍增因数的同时产生激光扫描图案，其特征是所述激光扫描系统包括可旋转激光扫描组装件，该组装件具有旋转轴和第一旋转镜和第二旋转镜，所述第一旋转镜和第二旋转镜具有与彼此和所述旋转轴共面的法线向量，并且其形成了小于90度的锐角，从而改进了具有大于2. O的扫描角度倍增因数的所述激光扫描组装件；以及围绕所述第一旋转镜和第二旋转镜安装的固定镜集群，用于在激光束被所述第一旋转镜反射、然后被所述第二旋转镜反射、并且然后朝向图案镜的阵列向外引导之后扫描被所述固定镜集群反射的激光束，从而在扫描场中产生结果得到的激光扫描图案。另一个目的是提供一种激光扫描系统，其特征是其包括镜支承结构，其具有中空中心并支承沿着旋转轴安装的双面旋转镜，和在所述双面旋转镜上围绕旋转轴设置的第二旋转镜对；用于围绕所述旋转轴旋转所述镜支承结构的电动机；具有第一孔径的第一光收集镜；安装在所述电动机下面的第一光电二极管；具有第二孔径的第二光收集镜；安装在所述电动机上面的第二光电二极管；第一固定镜集群，其围绕所述第一旋转镜布置以用于朝向所述第二旋转镜对反射激光扫描束。另一个目的是提供这种以可旋转激光扫描组装件的形式的设备，包括一对镜，该对镜具有与彼此以及所述旋转轴共面的法线向量，并且其形成了小于90度的锐角，从而将激光扫描组装件的扫描角度倍增因数增加到大于2. O。另一个目的是提供这种可旋转激光扫描组装件，其包括第一旋转镜和第二旋转镜，其中，在第一旋转镜和第二旋转镜周围安装固定镜集群，其用于在激光束从第一旋转镜反射回，并且然后从固定集群、自第二旋转镜反射激光束，并且然后向外朝向图案镜阵列等等引导之后，扫描被固定镜集群反射的激光束，以在扫描场中产生结果得到的激光扫描图 案。另一个目的是提供一种激光扫描系统，其用于在扫描场中产生激光扫描图案，同时将其中使用的旋转镜的扫描角度倍增因数放大得基本上大于2。另一个目的是提供一种可旋转激光扫描组装件，其允许旋转镜的扫描角度倍增因数高达3，同时在激光扫描组装件周围提供通过整个360度的非常均匀的束运动。另一个目的是提供一种可旋转激光扫描组装件，其具有完全超过两倍的扫描角度倍增因数，而同时利用单束提供360度的扫描覆盖，并通过固定集群镜的集群的限制孔径提供几乎均匀的光收集。另一个目的是提供一种可旋转激光扫描组装件，其允许激光扫描组装件在物理上大于任何单独的镜集群，并且因此允许在扫描角内几乎均匀的光束收集，对于30度扫描扫射而言减少(dropping)小于4%。这些和其他目的将在下文和权利要求中更加显然。附图说明为了更全面地理解所述目的，应该结合附图阅读以下说明性实施例的详细描述，其中图I是激光扫描系统的透视图，其中安装了激光扫描组装件以用于在激光扫描系统的扫描容积(scanning volume)内产生激光扫描图案；图2是如针对图I中的示例示出的第一说明性实施例的激光扫描组装件的示意性表示，其被布置在第一固定镜集群内且与第二固定镜集群合作，以便使用单激光束源来产生激光扫描图案；图3是如图2中的配置所示的激光扫描组装件的第一说明性实施例的放大的截面图；图4是图3示出的激光扫描系统的一部分的示意性透射图，为了清楚的目的，从围绕激光扫描组装件布置的第一镜集群除去了若干个镜集群，以用于当激光扫描组装件围绕其旋转轴旋转时将第一组激光扫描束朝向激光扫描组装件的第二旋转镜投影并且离开所示第二旋转镜；图4A是图4中所示的激光扫描组装件的平面图，图示了当第一旋转镜使激光束扫描通过单个固定镜集群时，入射到第一(下部)旋转镜上的激光束的第一角度扫描(即扫描角)，并还图示激光扫描组装件如何放大激光束的第一角度扫描，以产生激光束的更大的第二角度扫描(即扫描角)，原因是随着在系统操作期间第一和第二旋转镜一起围绕它们公共旋转轴旋转，激光束从固定镜集群引导到第二旋转镜上并朝向视场中的对象被第二旋转镜反射回；图4B是在图4中示出的激光扫描组装件中使用的固定镜阵列中的单个镜集群以及第一和第二旋转镜的光收集孔径、以及在激光扫描组装件的旋转期间激光束相对于第一和第二旋转镜的入射点的示意性表示；以及图5是激光扫描系统的第二实施例的示意性截面表示，其使用了结合第一固定镜集群配置的第二说明性实施例的激光扫描组装件，以便使用沿着激光扫描组装件的旋转轴弓I导的一对激光束源产生激光扫描图案。·具体实施方式参考附图中的图，将更详细地描述本专利技术的多个说明性实施例，其中使用相同的参考数字表示相同的元件。总体上，本公开的激光扫描组装件可以在不同种类的光学扫描系统中实施。出于说明的目的，图I示出了在销售点(POS)激光扫描系统I中实施的激光扫描组装件。然而，可以理解的是，激光扫描组装件10，10’可以安装到其他类型的激光扫描系统中，包括手能支承的、POS投影的和工业类型的激光扫描系统。俥用第一说明件实施例的激光扫描纟目装件的第一激光扫描系统图2和3示出了结合第一固定镜集群11配置的第一说明性实施例的激光扫描组装件10，其设置在第二固定镜集群12中。在该具本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种激光扫描组装件，其特征是其包括：支承在支承结构上的第一旋转镜和第二旋转镜，能够通过电动机围绕公共旋转轴旋转；其中所述第一旋转镜和第二旋转镜具有与彼此和所述旋转轴共面的法线向量，并且其形成小于90度的锐角，以便提供具有大于2.0的扫描角度倍增因数的所述激光扫描组装件。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：T·古德，
申请(专利权)人：计量仪器公司，
类型：实用新型
国别省市：