本發(fā)明涉及成像設備，尤其涉及一種多位置光線平移裝置及控制方法。

背景技術：

1、光束平移裝置旨在實現(xiàn)入射的光束進行空間平移，實現(xiàn)對不同空間位置的掃描，在成像及三維打印領域發(fā)揮重要用途?，F(xiàn)有的空間掃描技術主要通過使用位移平臺，實現(xiàn)光學器件與光束的相對位置變化，來實現(xiàn)光束掃描的效果，但是其閉環(huán)的響應時間通常在10毫秒級，難以實現(xiàn)更快速的位置平移。另外一種光束平移技術為擴展像素分辨率技術（英文全稱：extended?pixel?resolution；英文簡稱：xpr），通過電磁效應實現(xiàn)玻璃片的角度傾斜，從而實現(xiàn)對入射光線的偏轉，響應時間可以達到1毫秒左右。但是，這一技術僅具有兩個平移位置，無法用于多位置的光束平移。因此，基于現(xiàn)有技術中的光束平移技術，亟需一種具有響應時間短，并能夠實現(xiàn)多位置的光束平移裝置。

技術實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提供一種多位置光線平移裝置及控制方法，用以解決背景技術中響應時間短，無法用于多位置的光束平移的缺陷。

2、本發(fā)明提供一種多位置光線平移裝置，包括：固定板、連接板、相位板和角度調節(jié)機構；其中，

3、所述相位板通過所述連接板與所述固定板連接；

4、所述角度調節(jié)機構設于所述連接板與所述固定板之間，用于牽引所述相位板旋轉，使得所述相位板與所述固定板之間在多種角度間可調設置，以實現(xiàn)多位置掃描。

5、根據本發(fā)明提供的多位置光線平移裝置，所述角度調節(jié)機構包括：

6、多個第一磁性單元，多個所述第一磁性單元沿水平方向依次設于所述固定板的表面；

7、多個第二磁性單元，多個所述第二磁性單元沿水平方向依次設于所述連接板的表面，且每個所述第二磁性單元與一個所述第一磁性單元相對設置；

8、其中，相對的所述第一磁性單元和所述第二磁性單元能夠在貼合狀態(tài)和分離狀態(tài)之間切換，通過各所述第一磁性單元和所述第二磁性單元的貼合狀態(tài)和分離狀態(tài)以調節(jié)所述相位板與所述固定板之間的夾角。

9、根據本發(fā)明提供的多位置光線平移裝置，所述第一磁性單元為沿所述固定板表面的邊緣由外至內依次設置；所述第二磁性單元為沿所述連接板表面的邊緣由外至內依次設置。

10、根據本發(fā)明提供的多位置光線平移裝置，所述第二磁性單元分別位于所述相位板的兩側，且位于所述相位板一側的所述第二磁性單元設置數(shù)量與位于所述相位板另一側的所述第二磁性單元設置數(shù)量相等。

11、根據本發(fā)明提供的多位置光線平移裝置，所述固定板為具有第一方孔的第一矩形板，且所述相位板與所述第一方孔相對設置。

12、根據本發(fā)明提供的多位置光線平移裝置，所述連接板為具有彈性的第二矩形板，且所述第二矩形板形成有第二方孔，所述第二矩形板與所述第一矩形板相對設置，所述第二方孔與所述第一方孔相對設置，且所述相位板設于所述第二方孔內。

13、根據本發(fā)明提供的多位置光線平移裝置，所述第一磁性單元包括：電磁鐵。

14、根據本發(fā)明提供的多位置光線平移裝置，所述第二磁性單元包括：永磁鐵。

15、本發(fā)明提供的一種多位置光線平移裝置的控制方法，包括：通過控制角度調節(jié)機構移動，以牽引相位板旋轉，使得相位板與固定板之間在多種角度之間切換，以實現(xiàn)多位置掃描。

16、根據本發(fā)明提供的多位置光線平移裝置的控制方法，通過控制角度調節(jié)機構移動，以牽引相位板旋轉至第一角度，使得相位板與固定板形成第一夾角，以實現(xiàn)第一位置掃描；

17、通過控制角度調節(jié)機構移動，以牽引相位板旋轉至第二角度，使得相位板與固定板形成第二夾角，以實現(xiàn)第二位置掃描；

18、通過控制角度調節(jié)機構移動，以牽引相位板旋轉至第三角度，使得相位板與固定板形成第三夾角，以實現(xiàn)第三位置掃描。

19、根據本發(fā)明提供的多位置光線平移裝置的控制方法，所述角度調節(jié)機構由多個電磁鐵和多個永磁鐵組成；

20、通過控制電磁鐵的控制電路，以使n個永磁鐵與相應的電磁鐵貼合，使得相位板與固定板形成第一夾角，以實現(xiàn)第一位置掃描；

21、通過控制電磁鐵的控制電路，以使m個永磁鐵與相應的電磁鐵貼合，使得相位板與固定板形成第二夾角，以實現(xiàn)第二位置掃描；

22、其中，n和m為不同數(shù)量。

23、根據本發(fā)明提供的多位置光線平移裝置的控制方法，掃描位置與相位板與固定板之間夾角的關系：

24、

25、式中，為相位板的厚度，為相位板的折射率，為 t時刻相位板與固定板之間夾角，為 t時刻對應的掃描位置。

26、本發(fā)明提供的一種多位置光線平移裝置，其包括：固定板、連接板、相位板和角度調節(jié)機構。相位板通過連接板與固定板連接；角度調節(jié)機構設于連接板與固定板之間，用于牽引相位板旋轉，使得相位板與固定板之間在多種角度間可調設置，以實現(xiàn)多位置掃描。本發(fā)明提供的一種多位置光線平移裝置，其通過角度調節(jié)機構可以實現(xiàn)相位板多角度調節(jié)，以相位板的轉動來實現(xiàn)光束的偏轉，利用相位板的轉動替代現(xiàn)有技術中位移平臺的復雜運動，運動慣量更小，相應速度更快，可以實現(xiàn)毫秒級的響應時間；另外，本發(fā)明提供的多位置光線平移裝置，還具有結構簡單，體積小的優(yōu)勢，適用于空間有限，便攜性要求高的應用場景。

27、進一步地，本發(fā)明提供的一種多位置光線平移裝置的控制方法，應用于本發(fā)明實施例提供的多位置光線平移裝置的控制方法，通過對角度調節(jié)機構的控制，以牽引相位板旋轉，使得相位板與固定板之間在多種角度之間切換，以實現(xiàn)多位置掃描，該控制方法具有控制簡單，響應快的優(yōu)點。

技術特征：

1.一種多位置光線平移裝置，其特征在于，包括：固定板（1）、連接板（2）、相位板（3）和角度調節(jié)機構；其中，

2.根據權利要求1所述的多位置光線平移裝置，其特征在于，所述角度調節(jié)機構包括：

3.根據權利要求2所述的多位置光線平移裝置，其特征在于，所述第一磁性單元（4）為沿所述固定板（1）表面的邊緣由外至內依次設置；所述第二磁性單元（5）為沿所述連接板（2）表面的邊緣由外至內依次設置。

4.根據權利要求3所述的多位置光線平移裝置，其特征在于，所述第二磁性單元（5）分別位于所述相位板（3）的兩側，且位于所述相位板（3）一側的所述第二磁性單元（5）設置數(shù)量與位于所述相位板（3）另一側的所述第二磁性單元（5）設置數(shù)量相等。

5.根據權利要求2所述的多位置光線平移裝置，其特征在于，所述固定板（1）為具有第一方孔的第一矩形板，且所述相位板（3）與所述第一方孔相對設置。

6.根據權利要求5所述的多位置光線平移裝置，其特征在于，所述連接板（2）為具有彈性的第二矩形板，且所述第二矩形板形成有第二方孔，所述第二矩形板與所述第一矩形板相對設置，所述第二方孔與所述第一方孔相對設置，且所述相位板（3）設于所述第二方孔內。

7.根據權利要求2至6中任意一項所述的多位置光線平移裝置，其特征在于，所述第一磁性單元（4）包括：電磁鐵。

8.根據權利要求2至6中任意一項所述的多位置光線平移裝置，其特征在于，所述第二磁性單元（5）包括：永磁鐵。

9.一種多位置光線平移裝置的控制方法，其特征在于，包括：通過控制角度調節(jié)機構移動，以牽引相位板（3）旋轉，使得相位板（3）與固定板（1）之間在多種角度之間切換，以實現(xiàn)多位置掃描。

10.根據權利要求9所述的多位置光線平移裝置的控制方法，其特征在于，通過控制角度調節(jié)機構移動，以牽引相位板（3）旋轉至第一角度，使得相位板（3）與固定板（1）形成第一夾角，以實現(xiàn)第一位置掃描；

11.根據權利要求10所述的多位置光線平移裝置的控制方法，其特征在于，所述角度調節(jié)機構由多個電磁鐵和多個永磁鐵組成；

12.根據權利要求9至11中任意一項所述的多位置光線平移裝置的控制方法，其特征在于，掃描位置與相位板（3）與固定板（1）之間夾角的關系：

技術總結
本發(fā)明涉及成像設備技術領域，尤其涉及一種多位置光線平移裝置及控制方法。該多位置光線平移裝置包括：固定板、連接板、相位板和角度調節(jié)機構；其中，相位板通過連接板與固定板連接；角度調節(jié)機構設于連接板與固定板之間，用于牽引相位板旋轉，使得相位板與固定板之間在多種角度間可調設置，以實現(xiàn)多位置掃描。本發(fā)明通過角度調節(jié)機構可以實現(xiàn)相位板多角度調節(jié)，以相位板的轉動來實現(xiàn)光束的偏轉，利用相位板的轉動替代現(xiàn)有技術中位移平臺的復雜運動，運動慣量更小，相應速度更快，可以實現(xiàn)毫秒級的響應時間；另外，本發(fā)明還具有結構簡單，體積小的優(yōu)勢，適用于空間有限，便攜性要求高的應用場景。

技術研發(fā)人員：王玉旺,戴瓊海,李會
受保護的技術使用者：清華大學
技術研發(fā)日：
技術公布日：2024/12/17