[实用新型]一种曲面反射式扫描器

说明书

技术领域

本实用新型涉及红外成像技术领域，尤其是一种可以在单向旋转情况下进行一维扫描成像和二维扫描微扫描成像的曲面反射式扫描器。

背景技术

对于现阶段探测元总数有限的红外焦平面探测器，在帧频许可条件下通过扫描或微扫描技术获得比探测元数目多得多的图像像素，是红外成像系统常用的一种技术手段。对于线列探测器，通常做单一方向的一维扫描成像，也可做二维微扫描成像；对于面阵探测器，通常做扩大视场的大幅度二维扫描成像或提高分辨力的微小幅度二维扫描成像，即微扫描。评价扫描器的主要技术指标有扫描效率、扫描线性度、重复定位精度和工作频率等，其中扫描效率最为重要。所谓扫描效率，是指工作周期内扫描器用于扫描成像的时间占工作周期的百分比。

目前所用的振镜或摆镜式扫描器的扫描效率约80％。按反射面的面形不同来分，基于光的反射定律的反射式扫描器可分为平面反射式扫描器和曲面反射式扫描器两大类。目前使用的扫描器大多为平面反射式扫描器，主要采用检流线圈驱动一个反射面的平面镜绕定轴摆动或电机驱动两个反射面的双面镜和多个反射面的多面镜单向旋转技术方案。这种扫描器的特点是器件结构简单，加工制作方便；不足之处是扫描过程对检流线圈振动频率稳定性和电机旋转速度稳定性及其轴向、径向跳动误差要求高，一维扫描时电机必须正反转，二维扫描时需要两套一维平面反射式扫描器组合使用，系统结构和控制电路复杂，工作起始位置需要标定，最为严重的是扫描效率与旋转角度之间存在难以调和的矛盾。为了提高扫描效率，降低扫描器的非线性度，这种扫描器的旋转角度或摆动幅度很小，一般在8°左右，且电机必须正反双向旋转，平面镜复位速度要远大于扫描速度。

平面反射式扫描器存在的这些问题，皆因扫描器的反射面是平面而起，因此有必要将平面反射式扫描器的平面镜改成曲面镜，以提高扫描效率，简化器件结构，降低控制难度。

实用新型内容

针对上述问题，本实用新型的目的是提出一种曲面反射式扫描器，它能够在大角度旋转时反射光束做所需要的小角度扫描，还可以通过在单向旋转情况下实现一维扫描成像和二维扫描成像。

本实用新型的目的通过以下技术措施实现的：

一种曲面反射式扫描器，主要由多曲面体转镜、连轴器、同步信号发生器、固定板、电机及其驱动器组成，其特征在于：多曲面体转镜底部通过连轴器与电机的动力轴相连，装有同步信号发生器的连轴器连接在固定板上，电机另一端与驱动器相连。

所述的电机通过三根螺杆与固定板连接，整个扫描器通过固定板上的安装孔安装到红外成像系统中的相应位置。

所述的驱动曲面转鼓旋转的驱动电机为单向电机。

依据以上技术方案获得的本实用新型与现有技术比较具有如下优点或有益效果：

1.较之于平面扫描器，曲面反射式扫描器的扫描效率大大提高，最高时接近100％。

2.曲面反射式扫描器的驱动电机不必选择可正反方向旋转的可逆电机，也不必选择检流计式驱动器，生产成本降低。

3.曲面反射式扫描器一维旋转可进行一维和二维扫描成像；一维扫描成像时曲面反射式扫描器的反射面数可以根据工艺要求和设计者确定，二维扫描成像时曲面反射式扫描器的反射面数大于或等于扫描轨迹数。

4.曲面反射式扫描器的二维扫描成像由一套扫描器完成，集成程度提高，控制难度降低，同步变得容易，可靠性大幅度提高。

5.在进行二维扫描即微扫描时，既可进行提高分辨力的微扫描，也可进行扩大视场的微扫描。

6.曲面反射式扫描器的扫描面数可以根据工艺能力和扫描精度确定，设计自由度较大。

7.曲面反射式扫描器不仅可以用于探测元数目不够多的红外成像领域，还可用于激光雷达，激光测距机，生物组织扫描以及其它需要光束扫描的技术领域。

附图说明

图1是本实用新型的曲面反射式扫描器扫描原理示意图。

图2是本实用新型的曲面反射式扫描器一维扫描成像原理示意图。

图3是本实用新型的曲面反射式扫描器扩大视场的微扫描示意图。

图4是本实用新型的曲面反射式扫描器提高分辨力的微扫描示意图。

图5是本实用新型的曲面反射式扫描器结构组成示意图。

具体实施方式

下面结合附图进行详细说明。