Dispositivo de escaneado de prismas giratorios y procedimiento de escaneado.

Un sistema de escaneado, que comprende

un dispositivo de escaneado (2) que comprende

un primer marco (4) que soporta un primer deflector (6) para desviar la luz,

teniendo el primer deflector (6) unaprimera superficie (20) y una segunda superficie (22), formando la primera superficie (20) y la segunda superficie(22) un primer ángulo de deflector (24), estando dispuesto el primer marco (4) para girar alrededor de un primereje (12), formando el primer eje (12) un primer ángulo de superficie (26) con la primera superficie (20), y

un segundo marco (8) que soporta un segundo deflector (10) para desviar la luz, teniendo el segundo deflector(10) una tercera superficie (28) y una cuarta superficie (30), formando la tercera superficie (28) y la cuartasuperficie (30) un segundo ángulo del deflector (32), estando dispuesto el segundo marco (8) para girar alrededorde un segundo eje (14), formando el segundo eje (14) un ángulo de marco (34) con el primer eje (12), formandoun segundo ángulo de superficie (36) con la segunda superficie (22), y formando un tercer ángulo de superficie(37) con la tercera superficie (28),

en el que el primer marco (4) está conectado de manera giratoria a una base (38) para su rotación alrededor delprimer eje (12) y estando dispuesto el segundo marco (8) para su rotación alrededor del primer eje (12),comprendiendo también el dispositivo de escaneado (2)

una primera unidad (16) acoplada al primer marco (4) para controlar la rotación del primer marco (4) alrededordel primer eje (12), y

una segunda unidad (18) acoplada al segundo marco (8) para controlar la rotación del segundo marco (8)alrededor del segundo eje (14), de tal manera que se proporciona control individual de la rotación del primermarco (4) alrededor del primer eje (12) y la rotación del segundo marco (8) alrededor del segundo eje (14),estando adaptado el dispositivo (2) para establecer un trayectoria óptica (60), comprendiendo la trayectoriaóptica (60)

una primera parte (64) de la trayectoria óptica que se extiende desde la primera superficie (20) y alejándose delprimer deflector (6), formando la primera parte (64) de la trayectoria óptica un primer ángulo óptico (66) con laprimera superficie (20),

una segunda parte (68) de la trayectoria óptica que se extiende entre la segunda superficie (22) y la tercerasuperficie (28), formando la segunda parte (68) de la trayectoria óptica un segundo ángulo óptico (70) con lasegunda superficie (22) y formando un tercer ángulo óptico (72) con la tercera superficie (28), respectivamente, yuna tercera parte (74) de la trayectoria óptica que se extiende desde la cuarta superficie (30) y alejándose delsegundo deflector (10), formando la tercera parte (74) de la trayectoria óptica un cuarto ángulo óptico (76) con lacuarta superficie (30), en donde

la primera parte (64) de la trayectoria óptica es sustancialmente paralela con el primer eje (12),

la segunda parte (68) de la trayectoria óptica es sustancialmente paralela con el segundo eje (14),

el primer ángulo óptico (66) es sustancialmente igual al segundo ángulo óptico (70), y el cuarto ángulo óptico (76)es sustancialmente igual al tercer ángulo óptico (72),

comprendiendo el sistema de escaneado al menos un dispositivo óptico (62),

comprendiendo el al menos un dispositivo óptico (62) una fuente de luz adaptada para emitir un haz de luz haciala primera superficie (20),

comprendiendo la fuente de luz un láser,

comprendiendo el al menos un dispositivo óptico (62) un elemento de enfoque,

siendo el haz de luz emitido desde el al menos un dispositivo óptico (62) un haz de láser enfocado finito,

estando configurado el sistema de escaneado para dirigir o controlar el haz de láser enfocado finito.

Dispositivo de escaneado de prismas giratorios y procedimiento de escaneado La presente invención se refiere al campo de los dispositivos de escaneado, en particular, a dispositivos de escaneado óptico. Más específicamente, la presente invención se refiere a una técnica y a un dispositivo para la creación de una trayectoria, tales como una trayectoria óptica, en una dirección deseada.

Muchas aplicaciones requieren un escáner, tal como un escáner óptico, capaz de dirigir un haz de luz en una dirección deseada. Muchas aplicaciones requieren, además, que un haz, tal como un haz láser, sea dirigido y enfocado en un objetivo distante. Por ejemplo, en algunos sistemas LIDAR (sistemas de detección y oscilación de luz) , un haz láser focalizado escanea un área en el espacio frente al sistema LIDAR.

Se conoce el uso de un par de los llamados prismas Risley (también puede ser conocido como prisma dual o escáneres de doble cuña) para escanear un haz de luz colimado a través de una plano sustancialmente de dos dimensiones (esférico) frente al par de prismas Risley. Un par de prismas Risley comprende dos prismas que tienen un eje común de rotación alrededor de cuyo eje cada uno de los dos prismas se pueden girar de forma independiente, con lo cual el haz puede colocarse en una posición deseada dentro de un plano sustancialmente de dos dimensiones (esférico) .

El documento US 4.822.974 desvela un sistema para perforar o cortar orificios con un láser que proporciona un control independiente del ángulo del haz y del desplazamiento del eje del sistema. El documento US 4.061.415 desvela un sistema de deflexión de radiación que comprende una segunda cuña montada para su rotación alrededor de un eje fijo y una primera cuña montada para su rotación alrededor de un eje que rota alrededor del eje fijo de rotación. Las dos cuñas rotan en sentidos opuestos y tienen la misma velocidad de rotación, consiguiendo así un movimiento de escaneado lineal.

Es un objetivo de la presente invención proporcionar un sistema de escaneado mejorado y un procedimiento mejorado para el escaneado. En particular, es un objetivo de la presente invención proporcionar un dispositivo mejorado, un sistema mejorado y un procedimiento mejorado para la creación de una trayectoria óptica en una dirección deseada, por ejemplo, hacia un punto en un plano sustancialmente de dos dimensiones (esférico) . Más en particular, es un objetivo de la presente invención proporcionar un dispositivo mejorado, un sistema mejorado y un procedimiento mejorado para dirigir o controlar un haz de luz enfocado a través de un plano sustancialmente de dos dimensiones (esférico) .

De acuerdo con la presente invención, los objetivos mencionados anteriormente y otros se consiguen mediante un sistema de acuerdo con la reivindicación 1.

Además, de acuerdo con la presente invención, los objetivos mencionados anteriormente y otros se consiguen mediante un procedimiento de escaneado de acuerdo con la reivindicación 10.

La provisión de un procedimiento en el que se selecciona el primer valor, por ejemplo, un valor de ángulo y/o una velocidad angular y/o una aceleración angular, y el segundo valor, por ejemplo, un valor de ángulo y/o una velocidad angular y/o una aceleración angular, puede permitir la selección de una trayectoria óptica deseada y/o la selección de un patrón de escaneado deseado.

Breve descripción de los dibujos Las anteriores y otras características y ventajas de la presente invención serán fácilmente evidentes para los expertos en la materia mediante la siguiente descripción detallada de realizaciones de ejemplo de la misma con referencia a los dibujos adjuntos, en los que:

La figura 1 ilustra esquemáticamente una sección transversal de una primera realización de un dispositivo usado en la presente invención,

La figura 2 ilustra esquemáticamente una sección transversal de partes de la realización ilustrada en la figura 1,

La figura 3 ilustra esquemáticamente una sección transversal de partes de la realización ilustrada en la figura 1 y un dispositivo óptico,

La figura 4 ilustra esquemáticamente una sección transversal de una segunda realización de un dispositivo que se utiliza en la presente invención,

La figura 5 ilustra esquemáticamente una sección transversal de una tercera realización de un dispositivo que se utiliza en la presente invención,

La figura 6 ilustra esquemáticamente tres realizaciones de un dispositivo de control conectado a una primera unidad y a una segunda unidad, respectivamente, de un dispositivo de acuerdo con la presente invención, y

La figura 7 ilustra esquemáticamente una realización de un procedimiento de escaneado de acuerdo con la presente invención.

Las figuras son esquemáticas y están simplificadas por motivos de claridad, y solamente muestran detalles que son esenciales para la comprensión de la invención, mientras que otros detalles pueden haber sido eliminados. En todo momento, los mismos números de referencia se utilizan para partes idénticas o correspondientes.

Cabe señalar que, además de las realizaciones de ejemplo de la invención que se muestran en los dibujos adjuntos, la invención puede realizarse en diferentes formas y no debe interpretarse como limitada a las realizaciones aquí expuestas. Más bien, estas realizaciones se proporcionan para que esta descripción sea exhaustiva y suficiente, y transmita completamente el concepto de la invención a los expertos en la materia.

Descripción detallada La presente invención se refiere a un sistema de escaneado, y a un procedimiento de escaneado.

El dispositivo de escaneado en el sistema de acuerdo con la presente invención está adaptado para establecer una trayectoria óptica y/o para dirigir o controlar la dirección de una trayectoria óptica. Una trayectoria óptica es una trayectoria que la luz puede seguir, por ejemplo, durante la propagación hacia y/o desde el dispositivo de escaneado. La luz puede ser luz infrarroja, visible y/o ultravioleta. La trayectoria óptica comprende una primera parte de la trayectoria óptica que se extiende desde la primera superficie y alejándose del primer deflector. La primera parte de la trayectoria óptica forma un primer ángulo óptico con la primera superficie. La trayectoria óptica comprende una segunda parte de la trayectoria óptica que se extiende entre la segunda superficie y la tercera superficie. La segunda parte de la trayectoria óptica forma un segundo ángulo óptico con la segunda superficie y un tercer ángulo óptico con la tercera superficie, respectivamente. La trayectoria óptica comprende una tercera parte de la trayectoria óptica que se extiende desde la cuarta superficie y alejándose del segundo deflector. La tercera parte de la trayectoria óptica forma un cuarto ángulo óptico con la cuarta superficie.

Preferentemente, la trayectoria óptica también comprende una cuarta parte de la trayectoria óptica que se extiende entre la primera superficie y la segunda superficie. Preferentemente, la cuarta parte de la trayectoria óptica topa con la primera superficie, de tal manera que la primera parte de la trayectoria óptica y la cuarta parte de la trayectoria óptica forman una trayectoria continua. Además, la cuarta parte de la trayectoria óptica preferentemente topa con la segunda superficie, de tal manera que la segunda parte de la trayectoria óptica y la cuarta parte de la trayectoria óptica forman una trayectoria continua.

Preferentemente, la trayectoria óptica también comprende una quinta parte de la trayectoria óptica que se extiende entre la tercera superficie y la cuarta superficie. Preferentemente, la quinta parte de la trayectoria óptica topa con la cuarta superficie, de tal manera que la tercera parte de la trayectoria óptica y la quinta parte de la trayectoria óptica forman una trayectoria continua. Además, la quinta parte de la trayectoria óptica preferentemente topa con la tercera superficie, de tal manera que la segunda parte de la trayectoria óptica y la quinta parte de la trayectoria óptica forman una trayectoria continua.

La primera parte de la trayectoria óptica, la segunda parte de la trayectoria óptica, la tercera parte de la trayectoria óptica, la cuarta parte de la trayectoria óptica, y la quinta parte de la trayectoria óptica pueden formar una trayectoria continua.

En un dispositivo en un sistema de acuerdo con la presente invención, el primer ángulo óptico y el segundo ángulo óptico son sustancialmente iguales. La distorsión de un haz de luz enfocado que pasa a través de un deflector, por ejemplo, el primer deflector y/o el segundo deflector, se disminuye si el ángulo de incidencia de... [Seguir leyendo]

1. Un sistema de escaneado, que comprende un dispositivo de escaneado (2) que comprende un primer marco (4) que soporta un primer deflector (6) para desviar la luz, teniendo el primer deflector (6) una primera superficie (20) y una segunda superficie (22) , formando la primera superficie (20) y la segunda superficie

(22) un primer ángulo de deflector (24) , estando dispuesto el primer marco (4) para girar alrededor de un primer eje (12) , formando el primer eje (12) un primer ángulo de superficie (26) con la primera superficie (20) , y un segundo marco (8) que soporta un segundo deflector (10) para desviar la luz, teniendo el segundo deflector

(10) una tercera superficie (28) y una cuarta superficie (30) , formando la tercera superficie (28) y la cuarta superficie (30) un segundo ángulo del deflector (32) , estando dispuesto el segundo marco (8) para girar alrededor de un segundo eje (14) , formando el segundo eje (14) un ángulo de marco (34) con el primer eje (12) , formando un segundo ángulo de superficie (36) con la segunda superficie (22) , y formando un tercer ángulo de superficie

(37) con la tercera superficie (28) , en el que el primer marco (4) está conectado de manera giratoria a una base (38) para su rotación alrededor del primer eje (12) y estando dispuesto el segundo marco (8) para su rotación alrededor del primer eje (12) , comprendiendo también el dispositivo de escaneado (2) una primera unidad (16) acoplada al primer marco (4) para controlar la rotación del primer marco (4) alrededor del primer eje (12) , y una segunda unidad (18) acoplada al segundo marco (8) para controlar la rotación del segundo marco (8) alrededor del segundo eje (14) , de tal manera que se proporciona control individual de la rotación del primer marco (4) alrededor del primer eje (12) y la rotación del segundo marco (8) alrededor del segundo eje (14) , estando adaptado el dispositivo (2) para establecer un trayectoria óptica (60) , comprendiendo la trayectoria óptica (60) una primera parte (64) de la trayectoria óptica que se extiende desde la primera superficie (20) y alejándose del primer deflector (6) , formando la primera parte (64) de la trayectoria óptica un primer ángulo óptico (66) con la primera superficie (20) , una segunda parte (68) de la trayectoria óptica que se extiende entre la segunda superficie (22) y la tercera superficie (28) , formando la segunda parte (68) de la trayectoria óptica un segundo ángulo óptico (70) con la segunda superficie (22) y formando un tercer ángulo óptico (72) con la tercera superficie (28) , respectivamente, y una tercera parte (74) de la trayectoria óptica que se extiende desde la cuarta superficie (30) y alejándose del segundo deflector (10) , formando la tercera parte (74) de la trayectoria óptica un cuarto ángulo óptico (76) con la cuarta superficie (30) , en donde la primera parte (64) de la trayectoria óptica es sustancialmente paralela con el primer eje (12) , la segunda parte (68) de la trayectoria óptica es sustancialmente paralela con el segundo eje (14) , el primer ángulo óptico (66) es sustancialmente igual al segundo ángulo óptico (70) , y el cuarto ángulo óptico (76) es sustancialmente igual al tercer ángulo óptico (72) , comprendiendo el sistema de escaneado al menos un dispositivo óptico (62) , comprendiendo el al menos un dispositivo óptico (62) una fuente de luz adaptada para emitir un haz de luz hacia la primera superficie (20) , comprendiendo la fuente de luz un láser, comprendiendo el al menos un dispositivo óptico (62) un elemento de enfoque, siendo el haz de luz emitido desde el al menos un dispositivo óptico (62) un haz de láser enfocado finito, estando configurado el sistema de escaneado para dirigir o controlar el haz de láser enfocado finito.

2. Un sistema de escaneado de acuerdo con la reivindicación 1, en el que la primera parte (64) de la trayectoria óptica coincide con una parte del primer eje (12) y la segunda parte (68) de la trayectoria óptica coincide con una parte del segundo eje (14) .

3. Un sistema de escaneado de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el ángulo del marco (34) es entre aproximadamente 1º a aproximadamente 60º, tal como entre aproximadamente 20º a aproximadamente 40º, preferentemente aproximadamente 31º.

4. Un sistema de escaneado de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el ángulo del marco (34) es menor de 42º, tal como menor de 40º, tal como menor de 35º.

5. Un sistema de escaneado de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el ángulo del marco (34) es mayor de 5º, tal como mayor de 10º, tal como mayor de 15º.

6. Un sistema de escaneado de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que también comprende un dispositivo de control (80) conectado a la primera unidad (16) y a la segunda unidad (18) a través de al menos una conexión de control (82) , en el que el dispositivo de control (80) está dispuesto para controlar de forma individual la primera unidad (16) y la segunda unidad (18) .

7. Un sistema de escaneado de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el al menos un dispositivo óptico (62) comprende un detector de luz adaptado para detectar luz procedente de la primera superficie.

8. Un sistema de escaneado de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la trayectoria óptica (60) está configurada de tal manera que un haz de luz que se propaga a lo largo de la trayectoria óptica (60) y que pasa a través del primer deflector (6) pasará a través del primer deflector (6) en el ángulo de desviación mínima para el primer deflector (6) .

9. Un sistema de escaneado de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la trayectoria óptica (60) está configurada de tal manera que un haz de luz que se propaga a lo largo de la trayectoria óptica (60) y que pasa a través del segundo deflector (10) pasará a través del segundo deflector (10) con el ángulo de desviación mínimo para el segundo deflector (10) .

10. Un procedimiento (90) de escaneado con un sistema de escaneado de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, comprendiendo el procedimiento de escaneado

- seleccionar (92) un primer valor,

- girar (94) el primer marco alrededor del primer eje de acuerdo con el primer valor,

- seleccionar (92) un segundo valor, .

15. girar (94) el segundo marco alrededor del segundo eje de acuerdo con el segundo valor.

11. Un procedimiento (90) de acuerdo con la reivindicación 10, comprendiendo el procedimiento utilizar un sistema de escaneado de acuerdo con la reivindicación 7, e iluminar un área en la parte delantera del sistema de escaneado con el haz de luz desde la fuente de luz, de manera que al menos una parte de la luz se refleja desde el área, y detectar al menos una parte de la luz reflejada procedente del área utilizando el detector de luz.

12. Utilización de un sistema de escaneado de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, o un procedimiento de acuerdo con la reivindicación 10 para la medición o la estimación de la aceleración del viento, la velocidad del viento, la dirección del viento o cualquier combinación de las mismas.