[實(shí)用新型]一種曲面反射式掃描器

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200720105122.2
• 申請日: 2007-11-02
• 公開（公告）號: CN201096984Y
• 公開（公告）日: 2008-08-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鄧芳軼
• 申請（專利權(quán)）人: 云南民族大學(xué)
• 主分類號: G02B26/10
• 分類號: G02B26/10
• 代理公司: 昆明正原專利代理有限責(zé)任公司
• 代理人: 陳左

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及紅外成像技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種可以在單向旋轉(zhuǎn)情況下進(jìn)行一維掃描成像和二維掃描微掃描成像的曲面反射式掃描器。

背景技術(shù)

對于現(xiàn)階段探測元總數(shù)有限的紅外焦平面探測器，在幀頻許可條件下通過掃描或微掃描技術(shù)獲得比探測元數(shù)目多得多的圖像像素，是紅外成像系統(tǒng)常用的一種技術(shù)手段。對于線列探測器，通常做單一方向的一維掃描成像，也可做二維微掃描成像；對于面陣探測器，通常做擴(kuò)大視場的大幅度二維掃描成像或提高分辨力的微小幅度二維掃描成像，即微掃描。評價(jià)掃描器的主要技術(shù)指標(biāo)有掃描效率、掃描線性度、重復(fù)定位精度和工作頻率等，其中掃描效率最為重要。所謂掃描效率，是指工作周期內(nèi)掃描器用于掃描成像的時(shí)間占工作周期的百分比。

目前所用的振鏡或擺鏡式掃描器的掃描效率約80％。按反射面的面形不同來分，基于光的反射定律的反射式掃描器可分為平面反射式掃描器和曲面反射式掃描器兩大類。目前使用的掃描器大多為平面反射式掃描器，主要采用檢流線圈驅(qū)動一個(gè)反射面的平面鏡繞定軸擺動或電機(jī)驅(qū)動兩個(gè)反射面的雙面鏡和多個(gè)反射面的多面鏡單向旋轉(zhuǎn)技術(shù)方案。這種掃描器的特點(diǎn)是器件結(jié)構(gòu)簡單，加工制作方便；不足之處是掃描過程對檢流線圈振動頻率穩(wěn)定性和電機(jī)旋轉(zhuǎn)速度穩(wěn)定性及其軸向、徑向跳動誤差要求高，一維掃描時(shí)電機(jī)必須正反轉(zhuǎn)，二維掃描時(shí)需要兩套一維平面反射式掃描器組合使用，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和控制電路復(fù)雜，工作起始位置需要標(biāo)定，最為嚴(yán)重的是掃描效率與旋轉(zhuǎn)角度之間存在難以調(diào)和的矛盾。為了提高掃描效率，降低掃描器的非線性度，這種掃描器的旋轉(zhuǎn)角度或擺動幅度很小，一般在8°左右，且電機(jī)必須正反雙向旋轉(zhuǎn)，平面鏡復(fù)位速度要遠(yuǎn)大于掃描速度。

平面反射式掃描器存在的這些問題，皆因掃描器的反射面是平面而起，因此有必要將平面反射式掃描器的平面鏡改成曲面鏡，以提高掃描效率，簡化器件結(jié)構(gòu)，降低控制難度。

實(shí)用新型內(nèi)容

針對上述問題，本實(shí)用新型的目的是提出一種曲面反射式掃描器，它能夠在大角度旋轉(zhuǎn)時(shí)反射光束做所需要的小角度掃描，還可以通過在單向旋轉(zhuǎn)情況下實(shí)現(xiàn)一維掃描成像和二維掃描成像。

本實(shí)用新型的目的通過以下技術(shù)措施實(shí)現(xiàn)的：

一種曲面反射式掃描器，主要由多曲面體轉(zhuǎn)鏡、連軸器、同步信號發(fā)生器、固定板、電機(jī)及其驅(qū)動器組成，其特征在于：多曲面體轉(zhuǎn)鏡底部通過連軸器與電機(jī)的動力軸相連，裝有同步信號發(fā)生器的連軸器連接在固定板上，電機(jī)另一端與驅(qū)動器相連。

所述的電機(jī)通過三根螺桿與固定板連接，整個(gè)掃描器通過固定板上的安裝孔安裝到紅外成像系統(tǒng)中的相應(yīng)位置。

所述的驅(qū)動曲面轉(zhuǎn)鼓旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動電機(jī)為單向電機(jī)。

依據(jù)以上技術(shù)方案獲得的本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)比較具有如下優(yōu)點(diǎn)或有益效果：

1.較之于平面掃描器，曲面反射式掃描器的掃描效率大大提高，最高時(shí)接近100％。

2.曲面反射式掃描器的驅(qū)動電機(jī)不必選擇可正反方向旋轉(zhuǎn)的可逆電機(jī)，也不必選擇檢流計(jì)式驅(qū)動器，生產(chǎn)成本降低。

3.曲面反射式掃描器一維旋轉(zhuǎn)可進(jìn)行一維和二維掃描成像；一維掃描成像時(shí)曲面反射式掃描器的反射面數(shù)可以根據(jù)工藝要求和設(shè)計(jì)者確定，二維掃描成像時(shí)曲面反射式掃描器的反射面數(shù)大于或等于掃描軌跡數(shù)。

4.曲面反射式掃描器的二維掃描成像由一套掃描器完成，集成程度提高，控制難度降低，同步變得容易，可靠性大幅度提高。

5.在進(jìn)行二維掃描即微掃描時(shí)，既可進(jìn)行提高分辨力的微掃描，也可進(jìn)行擴(kuò)大視場的微掃描。

6.曲面反射式掃描器的掃描面數(shù)可以根據(jù)工藝能力和掃描精度確定，設(shè)計(jì)自由度較大。

7.曲面反射式掃描器不僅可以用于探測元數(shù)目不夠多的紅外成像領(lǐng)域，還可用于激光雷達(dá)，激光測距機(jī)，生物組織掃描以及其它需要光束掃描的技術(shù)領(lǐng)域。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型的曲面反射式掃描器掃描原理示意圖。

圖2是本實(shí)用新型的曲面反射式掃描器一維掃描成像原理示意圖。

圖3是本實(shí)用新型的曲面反射式掃描器擴(kuò)大視場的微掃描示意圖。

圖4是本實(shí)用新型的曲面反射式掃描器提高分辨力的微掃描示意圖。

圖5是本實(shí)用新型的曲面反射式掃描器結(jié)構(gòu)組成示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖進(jìn)行詳細(xì)說明。