[发明专利]光学扫描装置

说明书

本发明涉及一种使用光学扫描反射镜的光学扫描装置，更具体地说，涉及一种能够增大扫描角度的光学扫描装置。

众所周知，使用光学扫描反射镜以改变反射光束相对于入射光束间方向的光学扫描装置是通过改变扫描反射镜的角度来完成预定的扫描的，所依据的原理是：反射表面的角度相对于入射光束以给定的角度δ变化，则反射光束的角度变化为2δ。不同类型的光学扫描反射镜可与机械式改变其角度的各种形式相配合而实现。

更具体地说，光学扫描反射镜可以使一种多面体的旋转式反射镜例如具有其角度彼此相等或者不等的多个反射面的反射镜，以在一个方向上能够改变多块扫描反射镜的一个角度或多个角度，也可以是一调谐音叉，通过将扫描反射镜置于U型音叉的每个远端上，藉助振动来改变该扫描反射镜的角度。使与扫描反射镜安装在一起的转轴在包括该转轴的平面内往复回转而使扫描反射镜摆动，等等。

光学扫描装置最好拥有大的扫描角度，因其在一个设备中是用作图象的摄象器以获取例如红外热象的。然而扫描角度一般都很小，而且难以增大，因为光学扫描反射镜是以机械方式改变其角度的。

更准确地说，例如多面体旋转式反射镜的扫描角度取决于机械旋转角。例如普通的六面体反射镜按照60°的转角恢复其起始形状，而且机械扫描角的极限为60°。那么为了获得更大的扫描角度，就必须减少反射表面的数目。这就要引起空气阻力的增加和扫描效率的降低。例如规则的三面体反射镜具有120°的最大扫描角度，其空气阻力要比普通的六面体反射镜的空气阻力大很多。常规的三面体反射镜每转一周的扫描周数仅为常规的六面体反射镜之半，故其扫描效率下降。

在使用如调谐音叉或谐振扫描机构的一个扫描反射镜的系统中，可以通过增加扫描反射镜中的角度变化或者利用多次反射来增大扫描角度。当需要大的扫描反射镜或者高速扫描时，作用在扫描机构上的动态负荷不希望有的增大导致机械方面的问题。

如图3所示，例如当利用多次反射镜，扫描反射镜2将由双点划线表示的平行状态改变到相对于不动的平面反射镜1具有角度δ的位置。入射光线X则在不动的平面反射镜1和扫描反射镜2之间反复进行反射。由扫描反射镜2反射出来的光线Y₁、 Y₂……的方向相对于该扫描反射镜2与不动的平面反射镜1平行时这些光线被反射出来的方向，在第一次反射时改变为2δ角，在第二次反射时改变为4δ角。当采用这种多次反射时，从原理上说在扫描反射镜上的n次反射，将能产生机械变化角度δ的2n倍的扫描角。

然而在采用多次反射时，二次以及随后各次反射点将随扫描角的改变而移位，因而就不得不使用庞大的扫描反射镜。

为了得到大的扫描角度，反射点位移量的增大将如上述增大扫描反射镜角度变化的方法中那样会增加其动态负荷。

本发明的目的在于提供一种光学扫描装置，既能增大扫描角度又不增加光学扫描反射镜的机械变化角度。

为了达到本发明的上述目的，所提供的光学扫描装置，包括一块光学扫描反射镜，它有一个第一反射表面以反射入射光束，有一个第二反射表面以反射入射光束并使入射光束射出，以便在预定的方向上同步地改变第一及第二反射表面的角度；一块被安置在第一及第二反射表面之间光路中的反射镜，以构成双反射光路，一个安置在此双反射光路之中的透镜系统，以使由第一反射表面反射的光束能以预定的角度入射在第二反射表面之上。

图1为表示根据本发明第一实施例的光学扫描装置原理的视图；

图2为表示根据本发明第二实施例的光学扫描装置原理的视图；以及

图3为用于解释普通扫描装置中通过多次反射增大扫描角度原理的视图。

本发明的最佳实施例将参照附图描述如下。

图1表示根据本发明第一实施例的光学扫描装置。该装置采用的是规则的八面体反射镜10作为光学扫描反射镜。图1所表示的是将此规则的八面体反射镜10以预定角度δ旋转三次，并将每次叠加在一起的情况。八个反射表面之中的A反射面用作入射表面，B反射面用作出射表面。