本發明屬于光學技術領域，更具體地，涉及一種微透鏡掃描裝置。

背景技術：

光學掃描裝置主要有多面棱鏡掃描器、聲光掃描器、電光掃描器、振鏡掃描等。多面體棱鏡的掃描頻率和掃描角度之間相互制約，當提高掃描頻率時必然導致掃描角度的減小；聲光偏轉器的掃描頻率非常快，但是掃描角度相對較小，使用的時候需要在系統中增加額外的擴角元件來增大視角；電光偏轉器的掃描頻率是最快的，但是其掃描角度非常小，而且結構復雜，對電壓要求很高。

技術實現要素：

針對現有技術的缺陷和迫切需求，本發明提供一種基于二維集成式工作臺的微透鏡掃描裝置，只需微米級的位移就能達到較大角度的掃描視場，具有體積小、掃描位移小、掃描角度大、功耗小、集成度高的特點。

一種微透鏡掃描裝置，包括安裝殼體、二維集成式工作臺、正微透鏡陣列鏡片、正微透鏡陣列安裝工裝、負微透鏡陣列鏡片、負透鏡陣列安裝工裝和鏡片壓環；

二維集成式工作臺安裝于安裝殼體上；正微透鏡陣列鏡片通過正微透鏡陣列安裝工裝和鏡片壓環安裝于安裝殼體上；負微透鏡陣列鏡片通過負透鏡陣列安裝工裝和鏡片壓環安裝于二維集成式工作臺上，二維集成式工作臺用于帶動負微透鏡陣列實現微米級的上下左右移動；當未掃描時，正微透鏡陣列和負微透鏡陣列的光軸平行；當正微透鏡陣列相對于負微透鏡陣列向上偏移時，偏移量不大于單個負微透鏡半徑，此時掃描光束向下方偏移；當負微透鏡陣列相對于正微透鏡陣列向下偏移時，偏移量不大于單個負微透鏡半徑，此時掃描光束向上方偏移。

所述正微透鏡陣列為平凸型透鏡，所述負微透鏡陣列為平凹型透鏡。

所述正微透鏡陣列安裝工裝與安裝殼體之間設有墊片。

本發明的有益技術效果體現在：

本發明提供的利用微透鏡陣列進行掃描的激光成像光學系統，雙通道共光路，系統布局緊湊，且只需微米級的位移就能達到較大角度的掃描視場，具有體積小、掃描位移小、掃描角度大、功耗小、集成度高等特點。

附圖說明

圖1為本發明實施例提供的基于二維集成式工作臺的微透鏡掃描裝置的結構示意圖。

圖2為本發明實施例提供的基于二維集成式工作臺的微透鏡掃描裝置的結構剖面示意圖。

圖3為本發明實施例提供的當負微透鏡陣列向上產生微位移時掃描原理示意圖。

圖4是伽利略望遠系統轉向原理圖。

圖中：1、安裝殼體，2、二維集成式工作臺，3、負透鏡陣列安裝工裝，4、負微透鏡陣列鏡片，5、正微透鏡陣列鏡片，6、鏡片壓環，7、墊片，8、正透鏡陣列安裝工裝。

具體實施方式

為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，并不用于限定本發明。此外，下面所描述的本發明各個實施方式中所涉及到的技術特征只要彼此之間未構成沖突就可以相互組合。

本發明的目的就是要提供一種基于二維集成式工作臺的微透鏡掃描裝置，只需二維集成式工作臺進行微米級的位移就能達到較大角度的掃描視場，具有體積小、掃描位移小、掃描角度大、功耗小、集成度高等特點。

如附圖1、附圖2所示，本發明提供的基于二維集成式工作臺的微透鏡掃描裝置，包括安裝殼體1、二維集成式工作臺2、負微透鏡陣列安裝工裝3、負微透鏡陣列鏡片4、正微透鏡陣列鏡片5、鏡片壓環6、墊片7、正透鏡陣列安裝工裝8。

安裝殼體1主要用于固定正微透鏡陣列鏡片5和負微透鏡陣列鏡片4之間的位置；二維集成式工作臺2為二維微位移平臺；負微透鏡陣列安裝工裝3和鏡片壓環6用于固定負微透鏡陣列鏡片4，并安裝在二維集成式工作臺2上；正透鏡陣列安裝工裝8和鏡片壓環6用于固定正微透鏡陣列鏡片5，并通過套筒型式安裝在安裝殼體2上，且在正微透鏡陣列安裝工裝8和安裝殼體2中加一墊片7，通過研磨的方式在微米級精度下控制墊片的厚度，確保正微透鏡陣列鏡片5和負微透鏡陣列鏡片4之間的距離。

本發明提供的基于二維集成式工作臺的微透鏡掃描裝置，只需二維集成式工作臺進行微米級的位移就能達到較大角度的掃描視場。圖3為本發明實施例提供的當負微透鏡陣列向上產生微位移時掃描原理示意圖。微透鏡掃描是基于伽利略望遠系統的光束轉向實現的，光束從左方入射。L₁為正透鏡，L₂為負透鏡，L₁與L₂的焦距分別為f₁和f₂。若L₂相對于L₁產生位移△X，由幾何光學原理可得出出射光束偏轉角為：

在本發明實施例中，正微透鏡陣列鏡片5其型式為平凸型，負微透鏡陣列鏡片4其型式為平凹型。

在本發明實施例中，負微透鏡陣列鏡片4和正微透鏡陣列鏡片5為了方便和可視化，均只以三個微透鏡剖面表示微透鏡陣列，微透鏡陣列尺寸由掃描輸出光斑大小決定，其單個微透鏡尺寸均為Φ100um左右。

在本發明實施例中，正微透鏡陣列鏡片5和負微透鏡陣列鏡片4，在系統未進行掃描時，正微透鏡陣列鏡片5和負微透鏡陣列鏡片4平行放置；當二維集成式工作臺2帶動負微透鏡陣列鏡片4相對于正微透鏡陣列鏡片5向上偏移時(偏移量不大于單個負微透鏡半徑)，此時掃描光束向下方偏移(光束偏移量與負微透鏡陣列鏡片4成正比)；當二維集成式工作臺2帶動負微透鏡陣列鏡片4相對于正微透鏡陣列鏡片5向下偏移時(偏移量不大于單個負微透鏡半徑)，此時掃描光束向上方偏移(光束偏移量與負微透鏡陣列鏡片4成正比)。

在本發明實施例中，二維集成式工作臺2為比較成熟的技術，在此不再贅述其結構。例如，二維集成式工作臺2可以采用江蘇匯博公司的MPT-2JN/RL50二維集成式工作臺，MPT-2JN/RL50二維集成式工作臺通過柔性鉸鏈機構對壓電陶瓷進行直接或放大驅動實現無間隙無耦合的微位移傳動，具有沿X軸方向和Y軸方向的兩維運動，行程為50μm。

本領域的技術人員容易理解，以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，并不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。