本发明专利技术为一种微机电摆动激光扫描装置及其组装方法，其包含一微机电光学控制模块、一前级扫描组、一后级扫描组与一外壳，微机电光学控制模块是包含一激光光源与一微机电摆动式反射镜，激光光源与微机电摆动式反射镜安排在目标面的对面侧的同一侧，前级扫描组的反射镜逆转方向，并沿着微机电摆动式反射镜的中心轴与摆动旋转轴所构成的平面射入微机电摆动式反射镜的中心点，使扫描激光束以对称在微机电摆动式反射镜中心轴的扫描方式进入后级扫描组的ｆθ镜片组，使目标面上的扫描光点大小以所述的中心轴为对称，可降低所述的装置组装的校准时间、提高精度，有效降低成本。本装置并可应用在单色或彩色的微机电射激光扫描装置。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及的是一种微机电摆动激光扫描装置(MEMS oscillating LSU)及其 组装方法，尤指一种使激光光源与微机电摆动式反射镜是安排在目标面的对面 侧的同一侧，使激光束可通过前级扫描组的反射镜逆转方向，并沿着微机电摆 动式反射镜的中心轴与摆动旋转轴所构成的平面射入微机电摆动式反射镜的中 心点，再以对称在微机电摆动式反射镜中心轴的扫描方式进入后级扫描组的伤 镜片组。
技术介绍
目前在激光扫描装置(LSU, laser scanning unit)大都使用 一旋转多面镜 (polygon mirror)以高速旋转来操控激光束的扫描，但由于旋转多面镜是用液压趋 动，其转速限制、价格高、声音大、启动慢等因素，已逐渐无法符合高速且高 精度的要求。近年来，转矩振荡器(torsion oscillators )虽已渐为人所知，但尚 未大量应用在影像系统(imaging system )、扫描仪(scanner)或激光打印机(laser printer)的激光扫描装置(laser scanning unit),其主要的原因乃是转矩振荡器尚有 共振频率稳定度(resonant frequency in stability)等问题尚未能完全解决，但利用 转矩振荡器原理所开发的孩i才几电摆动式反射镜(micro electronic mechanic system oscillatory mirror, MEMS oscillatory mirror ), 其扫描效率(Scanning efficiency) 将可高在传统的旋转多面镜；由于微机电摆动式反射镜具有轻巧、微小、坚固 与快速的共振频率的优点，再通过光学与微机电技术结合，以微机电摆动式反 射镜取代旋转多面镜，将是众所期待的。在激光扫描装置中， 一微机电摆动式反射镜主要是由电路控制板、转矩振 荡器与反射镜面构成，通过共振^磁场趋动一镜面以Y轴为轴心以X方向来回摆 动；当激光束射向微机电摆动式反射镜的镜面时，镜面通过随时间变化的转动 角度，使得入射到微机电摆动式反射镜的镜面上的激光束，被反射到Z轴各种 不同的角度上。由于微机电摆动式反射镜可以忽视光波长的影响，而可达到高分辨率和大转动角度的特点，故已被广泛应用如US5,408，352、 US5,867,297、 US6,947，189、 US7,190,499、 TWM253133、 JP2006-201350等，如图1、图2所示。在入射在旋转多面镜或微机电摆动式反射镜的激光束有下列二种安排方 式，但各有其缺点与限制(1)、以斜向射入旋转多面镜或微机电摆动式反射镜如图1-4所示如 TWM253133、 US7，184,187、 US7，190，499、 US2006/0050346与US6,956,597等， 是将激光束以斜向直接聚焦在旋转多面镜或微机电摆动式反射镜上；如 US2006/0033021,激光束经由反射镜后以斜向射入微机电摆动式反射镜。对于 激光束以斜向射入旋转多面镜或微机电摆动式反射镜，有下列两个原因会造成 激光束反射出去时产生偏差 一为激光束因组装时有装配公差，将会造成不同 入射角度而经由旋转多面镜或微机电摆动式反射镜扫描后会产生扫描激光束的 偏移，现有的方法解决的方式是要经过极精密与反复多次的调校，将激光光源 射出的角度调整为一致，此将耗费很多时间与成本；二为由于激光束经由旋转 多面镜反射后其扫描角度与时间关系为线性关系，但激光束经由微机电摆动式 反射镜后其扫描角度与时间关系为非线性关系(non-linearity relationship),参考 图1-图4所示，激光束P1 (可先经由前级扫描组的反射镜反射后)是以斜向射 入微机电摆动式反射镜P2而反射扫描，而其扫描激光束P3再进入仿镜片(或 f-sine ) P4后再投射至目标面P5上以进行线性扫描，由于扫描激光束P3进入fB 镜片(或f-sine) P4的中心轴P6的左侧与右侧的入射角度不同，此称为Y方向同的光学面，以尽量能缩小偏差，使能设计与制造一个能尽量达到线性化的伤 镜片来补救的如US6,330,524或TWI250781,但仍会产生歪斜(Skew)与弓状(Bow) 的情形；再如US6,232,991尝试解决弓状(Bow)的现象，但相对增加fB镜片制作 的困难度与成本。(2 )、以正向射入旋转多面镜或微机电摆动式反射镜在旋转多面镜的LSU 的应用上如JP08-334716,激光光线经由反射镜后正向直射在旋转多面镜；如 JP2006-276133、 US6,690,498、 US2007/0002446也以正向直射方式射入旋转多面 镜；但由于旋转多面镜的多面镜(通常为六面镜)是设在其旋转轴心的外缘，如果 激光光线以正向直射在旋转多面镜，旋转多面镜是以旋转中心旋转，镜面每一点距离旋转中心为不等距，致激光光线的光束的反射点将不在同一点上，即造成Y轴向的偏移；另在微机电激光扫描装置的应用上如US2006/0279826,虽将 激光光线直接聚焦在微机电摆动式反射镜上，但其微机电摆动式反射镜为三角 菱镜，激光光线的光束为一以光束中心呈高斯分布，其射入摆动的三角菱镜顶 点，激光光线光束被摆动的三角菱镜上两不同角度的反射面反射成两个光束， 但是三角菱镜的顶点会随着反射镜摆动而有位移，使得其反射后的光束会重新 呈现新的高斯分布，且反射点与反射后的光束大小也都随着反射镜摆动而有所 变化。由于Y轴向偏移会造成光点在微机电摆动式反射镜中心轴的左右两侧的光 点大小不对称，将造成扫描的左右两侧分辨率不同；若使用fB (或f-sine)镜片 去构成左半侧与右半側不同的光学面以补偿的，但仍有歪斜(Skew)与弓状(Bow) 的现象，如US6，232,991;而光点偏移则无法用fB镜片光学面加以补偿。因此， 发展一能解决Y轴向偏移与光点偏移的入射在微机电摆动式反射镜的方式，以 构成高分辨率的激光扫描装置则为本专利技术的主要目的。另对于应用在彩色打印机或扫描仪的激光扫描装置，有四个颜色，黑色(B。 Black)、红色(M, Magenta)、黄色(Y, Yellow)与青绿色(C， Cyan)，需要有四组 的扫描光学组件，如US2006/0279826使用二组的激光光源与二组的微机电摆动 式反射镜、如TWI268867使用四组的激光光源与四组的微才几电摆动式反射镜， 由微机电摆动式反射镜成本高，有必要发展能仅使用一个微机电摆动式反射镜 的彩色激光扫描装置。再者，现有的激光扫描装置在各光学组件组装时，需要经过繁复的校准程 序(calibration process),通常先将激光光源装配后，再利用光学仪器在激光扫描 装置上，将准直镜进行校准后装配；由于激光扫描装置体积小，以光学仪器在 激光扫描装置上进行校准甚为耗时与不便，还在大量生产时，将造成时间的耗 费与生产的瓶颈，实有必要改善的。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于，提供一种微机电摆动激光扫描装置(MEMS oscillating laser scanning unit)，主要包含一微机电光学控制模块、 一前级扫描 组、 一后级扫描组与一外壳，而所述的微机电光学控制模块是包含一激光光源与 一微机电摆动本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种微机电摆动激光扫描装置，其特征在于：其包含一微机电光学控制模块、一前级扫描组与一后级扫描组，其中；所述的微机电光学控制模块布置在扫描目标面的对面同一侧，包含至少一个激光光源、一微机电摆动式反射镜与一光学控制电路板，其中所述的激光光源可发射激光束至前级扫描组；所述的微机电摆动式反射镜通过摆动而使入射的光束反射至后级扫描组；所述的光学控制电路板产生并接受电子信号，用以控制激光光源与微机电摆动式反射镜；所述的前级扫描组包含至少一个反射镜片，其将由激光光源射入的激光束逆转方向，并使逆转后的激光束沿着微机电摆动式反射镜的中心轴及其摆动旋转轴所构成的平面射入微机电摆动式反射镜的中心点；所述的后级扫描组包含至少一个ｆθ镜片组，对应在微机电摆动式反射镜反射后的激光束，使反射后的激光束射入ｆθ镜片组，再投射在目标面作等速率线性扫描。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：徐三伟，邓兆展，温明华，朱翊麟，
申请(专利权)人：一品光学工业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]
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