一种使用MEMS谐振镜的彩色激光扫描系统及方法与流程

一种使用mems谐振镜的彩色激光扫描系统及方法
技术领域
1.本发明涉及激光扫描技术领域，具体而言，涉及一种使用mems谐振镜的彩色激光扫描系统及方法。


背景技术：

2.激光扫描技术广泛应用于激光打印机、激光扫描仪，以及新兴的激光切割、激光焊接等领域。激光打印机应用更是广泛。
3.在现有技术中，激光打印机大多采用传统的激光扫描方式。传统激光扫描方式通过马达旋转多面体，多面体每个反射面最多只能够对两束激光光束进行反射扫描，而彩色激光打印机需要4束激光光束同时进行扫描，如此一来，激光扫描速度便会因受到多面体旋转速度的影响而降低。另外，由于4束激光光束经过多面体不同的反射面反射，后续的光学成像系统透镜和反射镜需要针对每束激光光束进行成像，这样一来，增加了光学系统成像透镜和反射镜的数量。也就是说，现有彩色激光打印机采用传统激光扫描方式，其存在扫描速度因受到多面体旋转速度的影响而降低并且生成成本较高的问题。


技术实现要素：

4.基于此，为了解决现有彩色激光打印机采用传统激光扫描方式，其存在扫描速度因受到多面体旋转速度的影响而降低并且生成成本较高的问题，本发明提供了一种使用mems谐振镜的彩色激光扫描系统及方法，其具体技术方案如下：
5.一种使用mems谐振镜的彩色激光扫描系统，其包括激光发射单元、mems谐振镜、第一成像透镜以及第二成像透镜；
6.所述mems谐振镜包括反射面，所述激光发射单元用于发射四束激光光束，四束所述激光光束以不同入射角同时入射到所述反射面上；
7.所述mems谐振镜用于以预设频率以及预设角度往复转动所述反射面以使四束所述激光光束以不同角度依次射入所述第一成像透镜以及所述第二成像透镜。
8.由于本发明所述的彩色激光扫描系统采用mems谐振镜以使反射面以预设频率以及预设角度往复转动，四束所述激光光束共用一个反射面进行扫描，其可以克服现有彩色激光打印机采用传统激光扫描方式而存在的扫描速度因受到多面体旋转速度的影响而降低的问题，可以提高扫描速度。与此同时，由于四束激光光束共用一个反射面，后续的光学成像透镜可以采用组合方式(即采用一组光学成像透镜)，故而可以减少光学系统成像透镜和反射镜数量，降低生产成本。
9.进一步地，所述激光发射单元包括四个双光束激光二极管以及四个doe透镜，四个所述双光束激光二极管与四个所述doe透镜一一对应。
10.进一步地，所述mems谐振镜还包括微电机，所述反射面固定安装在所述微电机的旋转轴上。
11.进一步地，四束所述激光光束的入射角依次相差3
°
。
12.进一步地，所述第一成像透镜以及所述第二成像透镜均为激光扫描透镜。
13.进一步地，所述彩色激光扫描系统的扫描范围为
±
30
°
。
14.进一步地，所述彩色激光扫描系统还包括硒鼓。
15.相应地，本发明还提供一种使用mems谐振镜的彩色激光扫描方法，其包括如下步骤：
16.发射四束激光；
17.四束所述激光光束以不同入射角同时入射到反射面上；
18.以预设频率以及预设角度往复转动反射面以使四束所述激光以不同角度依次射入第一成像透镜以及第二成像透镜。
19.进一步地，所述反射面固定安装在微电机的旋转轴上。
20.相应地，本发明还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，当所述计算机程序被处理器执行时实现如上述所述的一种使用mems谐振镜的彩色激光扫描方法。
附图说明
21.从以下结合附图的描述可以进一步理解本发明。图中的部件不一定按比例绘制，而是将重点放在示出实施例的原理上。在不同的视图中，相同的附图标记指定对应的部分。
22.图1是本发明一实施例中一种使用mems谐振镜的彩色激光扫描系统的整体结构示意图一；
23.图2是本发明一实施例中一种使用mems谐振镜的彩色激光扫描系统的整体结构示意图二；
24.图3是本发明一实施例中一种使用mems谐振镜的彩色激光扫描系统的整体结构示意图三。
25.附图标记说明：
26.1、激光发射单元；2、mems谐振镜；3、第一成像透镜；4、第二成像透镜；5、y扫描光线；6、c扫描光线；7、m扫描光线；8、k扫描光线；9、图像平面；10、双光束激光二极管；11、doe透镜；12、硒鼓。
具体实施方式
27.为了使得本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合其实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用以解释本发明，并不限定本发明的保护范围。
28.需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
29.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个
相关的所列项目的任意的和所有的组合。
30.本发明中所述“第一”、“第二”不代表具体的数量及顺序，仅仅是用于名称的区分。
31.如图1、2以及3所示，本发明一实施例中的一种使用mems(micro electro mechanical system，微电子机械系统)谐振镜的彩色激光扫描系统，其包括激光发射单元1、mems谐振镜2、第一成像透镜3以及第二成像透镜4；
32.所述mems谐振镜2包括反射面，所述激光发射单元1用于发射四束激光光束，四束所述激光光束以不同入射角同时入射到所述反射面上；
33.所述mems谐振镜2用于以预设频率以及预设角度往复转动所述反射面以使四束所述激光光束以不同角度依次射入所述第一成像透镜3以及所述第二成像透镜4。
34.具体而言，四束所述激光光束以不同角度依次射入所述第一成像透镜3以及所述第二成像透镜4后，在所述彩色激光扫描系统的系统像面上形成四条扫描激光光线。如图1、2以及3所示，所示四条所述扫描激光光线分别为y扫描激光光线5、c扫描激光光线6、m扫描激光光线7以及k扫描激光光线8。
35.由于本发明所述的彩色激光扫描系统采用mems谐振镜2以使反射面以预设频率以及预设角度往复转动，四束所述激光光束共用一个反射面进行扫描，其可以克服现有彩色激光打印机采用传统激光扫描方式而存在的扫描速度因受到多面体旋转速度的影响而降低的问题，可以提高扫描速度。与此同时，由于四束激光光束共用一个反射面，后续的光学成像透镜可以采用组合方式(即采用一组光学成像透镜)，故而可以减少光学系统成像透镜和反射镜数量，降低生产成本。
36.在其中一个实施例中，如图1、2以及3所示，所述激光发射单元1包括四个双光束激光二极管10以及四个doe(diffractive optical elements，衍射光学元件)透镜11，四个所述双光束激光二极管10与四个所述doe透镜11一一对应。采用双光束激光二极管10可以提高所述彩色激光打印机的打印速度。
37.在其中一个实施例中，所述mems谐振镜2还包括微电机，所述反射面固定安装在所述微电机的旋转轴上。
38.在其中一个实施例中，四束所述激光光束的入射角依次相差3
°
。
39.在其中一个实施例中，所述第一成像透镜3以及所述第二成像透镜4均为激光扫描透镜。具体而言，所述第一成像透镜3的球面曲率半径小于所述第二成像透镜4球面曲率半径。
40.在其中一个实施例中，如图2所示，所述图像平面9与所述mems谐振镜2中心之间的距离为70mm。
41.在其中一个实施例中，所述彩色激光扫描系统的扫描范围为
±
30
°
。
42.在其中一个实施例中，所述彩色激光扫描系统还包括用于成像的硒鼓12。所述硒鼓12共有四个，四条所述扫描激光光线分别成像在四个所述硒鼓12上。
43.在其中一个实施例中，四个所述硒鼓12等间距分布且相邻两个所述硒鼓12的轴心线的距离为65mm。
44.在其中一个实施例中，所述彩色激光扫描系统还包括反馈模块、控制模块以及驱动模块，所述反馈模块用于实时检测所述反射面的转动角度并将所述转动角度反馈至控制模块，所述控制模块用于根据接收所述转动角度，并根据所述转动角度、预设频率以及预设
角度向所述驱动模块发出信号指令，所述驱动模块用于根据所述信号指令驱动旋转轴往复转动以使四束所述激光光束以不同角度依次射入所述第一成像透镜3以及所述第二成像透镜4。通过设置所述反馈模块、控制模块以及驱动模块，可以实时检测到反射面的转动角度，以更好地实现所述彩色激光扫描系统的扫描功能。其中，所述反馈模块为角度传感器。
45.在其中一个实施例中，所述彩色激光扫描系统还包括预设模块，所述预设模块用于输入并存储所述预设频率以及预设角度。通过所述预设模块，可以方便用户根据实际需要输入和/或调整所述预设频率以及预设角度。
46.在上述实施例中，所述使用mems谐振镜的彩色激光扫描系统的总光程长度可以根据实际情况进行设定，故而在此不再赘述。
47.在其中一个实施例中，本发明还提供一种使用mems谐振镜的彩色激光扫描方法，其包括如下步骤：
48.发射四束激光光束；
49.四束所述激光光束以不同入射角同时入射到反射面上；
50.以预设频率以及预设角度往复转动反射面以使四束所述激光光束以不同角度依次射入第一成像透镜3以及第二成像透镜4。
51.在其中一个实施例中，所述反射面固定安装在微电机的旋转轴上。
52.在其中一个实施例中，本发明还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，当所述计算机程序被处理器执行时实现如上述所述的一种使用mems谐振镜的彩色激光扫描方法。
53.以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
54.以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。