一种光学扫描系统及包括其的设备的制作方法

1.本实用新型涉及光学扫描领域，具体涉及一种光学扫描系统，以及包括该光学扫描系统的投影设备、打印设备和激光雷达设备。


背景技术：

2.现有的光学扫描模块通常由电机和多面棱镜组成，其中该电机转动时能够带动该多面棱镜进行旋转，因此多面棱镜也称为旋转棱镜。现有的光学扫描模块普遍应用于混合固态激光雷达、打印机、投影仪等设备。相对于二维振镜式扫描模块，光学扫描模块具有扫描角度大，速度稳定性好，功率小的优点。
3.目前金属材质的旋转棱镜与电机构成的光学扫描模块已经有了一定的应用。图1示出了现有技术的光学扫描模块的截面示意图。如图1所示，该光学扫描模块100包括旋转棱镜110和电机120。旋转棱镜110内加工有承靠平台及螺纹过孔，通过将螺钉130穿过螺纹过孔，可将旋转棱镜110连接至电机120，从而使得电机120转动时带动旋转棱镜110进行旋转。
4.然而，由于光学扫描模块的面型要求较高，且目前常见减少反射的膜层对金属的附着性较差，使得金属材质的旋转棱镜对光束的反射效果不佳，且成本高昂，限制了其应用范围；同时，在电机与旋转棱镜的连接上，由于动不平衡问题和不可避免的装配间隙，将导致旋转棱镜在旋转过程中产生振动，从而对整体的性能产生影响。


技术实现要素：

5.为了解决上述至少一个问题或现有技术中存在的其他问题或不足，本实用新型提供了一种光学扫描系统及包括该光学扫描系统的投影设备、打印设备和激光雷达设备。
6.根据本实用新型的第一方面，提供了一种光学扫描系统，包括：
7.旋转棱镜，具有相对的第一端面和第二端面、以及贯穿所述第一端面和所述第二端面的第一通孔；
8.电机，套设在所述第一通孔内，其中，所述电机的输出外转子的第一端的外壁与所述第一通孔的内壁紧配，使所述电机的旋转轴与所述旋转棱镜的中心轴保持一致，并带动所述旋转棱镜进行同轴旋转；以及
9.端盖，将所述旋转棱镜的第一端面连接于所述电机的、与所述输出外转子的所述第一端相对的第二端。
10.根据一个实施方式，所述端盖具有第一端部和第二端部，其中，在所述端盖的第一状态下，所述第一端部与所述第二端部的高度差小于所述旋转棱镜的所述第一端面与所述电机的所述第二端的高度差；
11.其中，所述第一状态为所述端盖将所述第一端面与所述第二端连接之前的自然状态。
12.根据一个实施方式，在所述端盖的第二状态下，所述第一端部与所述第二端部的
高度差等于所述旋转棱镜的所述第一端面与所述电机的所述第二端的高度差；
13.其中，所述第二状态为所述端盖将所述第一端面与所述第二端连接时的装配状态。
14.根据一个实施方式，所述第一端部与所述第一端面采用点胶工序固定连接；
15.所述第二端部设有第二通孔，并通过穿设所述第二通孔的紧固件与所述第二端固定连接。
16.根据一个实施方式，所述端盖为卡簧；
17.所述卡簧具有圆形的第二端部，所述第二端部的中心开设有第三通孔，用于穿设所述电机的输出外转子；
18.所述卡簧还具有围绕所述第二端部设置的圆形侧壁，以及在所述圆形侧壁远离所述第二端部逐渐向外延伸的第一端部。
19.根据一个实施方式，所述端盖为套筒，所述套筒具有柱体；
20.从所述柱体的一个端部向外延伸形成所述第一端部；
21.从所述第一端部延伸贯穿后开孔，并从所述第一端部对所述柱体的内壁进行减薄处理，所述柱体未减薄处理的另一端部形成所述第二端部。
22.根据一个实施方式，所述套筒为刚性套筒。
23.根据一个实施方式，所述套筒的材料的热膨胀系数小于第一预定值，或
24.所述套筒的材料的热膨胀系数与所述旋转棱镜的材料的热膨胀系数的差值小于第二预定值。
25.根据一个实施方式，所述光学扫描系统还包括：
26.填塞结构，设置在所述第一通孔的内壁和所述电机的外壁之间，以填塞所述旋转棱镜和所述电机之间的装配间隙。
27.根据一个实施方式，所述填塞结构为密封圈，所述电机的外壁设有至少一个沟槽，所述密封圈设置在所述电机的外壁的沟槽内。
28.根据一个实施方式，所述沟槽的数量根据所述电机的轴向长度确定，所述密封圈的数量与所述沟槽的数量相等。
29.根据一个实施方式，所述沟槽的截面形状为梯形、矩形、正方形或不规则多边形。
30.根据一个实施方式，所述旋转棱镜为金属棱镜、玻璃棱镜、塑料棱镜或贴片棱镜。
31.根据一个实施方式，所述旋转棱镜的所述第一通孔的内壁设置有至少一个第一凹槽，所述电机的外壁设置有与所述第一凹槽对应的第二凹槽；
32.其中，在所述第一凹槽和所述第二凹槽形成的空腔中设置有第一止动结构，用于在所述电机旋转时将所述电机的扭矩传递至所述旋转棱镜。
33.根据一个实施方式，所述第一止动结构的截面形状为以下任意组合：梯形、圆形、三角形、矩形和不规则多边形。
34.根据一个实施方式，所述第二凹槽的截面形状与所述第一止动结构的截面形状相同；
35.所述第一凹槽的截面形状与所述第一止动结构的截面形状对应。
36.根据一个实施方式，所述电机的外壁设置有与所述电机的外壁一体成型的第一一体化止动结构，用于在所述电机旋转时将所述电机的扭矩传递至所述旋转棱镜；
37.所述旋转棱镜的所述第一通孔的内壁设置有与所述第一一体化止动结构对应的凹槽。
38.根据一个实施方式，所述旋转棱镜的所述第一通孔的内壁设置有至少一个第三凹槽，所述套筒的外壁设置有与所述第三凹槽对应的第四凹槽；
39.其中，在所述第三凹槽和所述第四凹槽形成的空腔中设置有第二止动结构，用于在所述电机旋转时将所述电机的扭矩传递至所述旋转棱镜。
40.根据一个实施方式，所述第二止动结构的截面形状为以下任意组合：梯形、圆形、三角形、矩形和不规则多边形。
41.根据一个实施方式，所述第三凹槽的截面形状与所述第二止动结构的截面形状相同；
42.所述第四凹槽的截面形状与所述第二止动结构的截面形状对应。
43.根据一个实施方式，所述套筒的外壁设置有与所述套筒的外壁一体成型的第二一体化止动结构，用于在所述电机旋转时将所述电机的扭矩传递至所述旋转棱镜；
44.所述旋转棱镜的所述第一通孔的内壁设置有与所述第二一体化止动结构对应的凹槽。
45.根据本实用新型的第二方面，提供了一种光学扫描系统，包括：
46.旋转棱镜，具有相对的第一端面和第二端面、以及贯穿所述第一端面和所述第二端面的第一通孔；
47.电机，套设在所述第一通孔内；
48.端盖，将所述旋转棱镜连接于所述电机，以使得所述电机带动所述旋转棱镜进行旋转；以及
49.填塞结构，设置在所述第一通孔的内壁和所述电机的外壁之间，以填塞所述旋转棱镜和所述电机之间的装配间隙。
50.根据一个实施方式，所述端盖具有第一端部和第二端部，所述电机具有第一端和第二端，其中，在所述端盖的第一状态下，所述第一端部与所述第二端部的高度差小于所述旋转棱镜的所述第一端面与所述电机的所述第二端的高度差；
51.在所述端盖的第二状态下，所述第一端部与所述第二端部的高度差等于所述旋转棱镜的所述第一端面与所述电机的所述第二端的高度差；
52.其中，所述第一状态为所述端盖将所述第一端面与所述第二端连接之前的自然状态，以及
53.其中，所述第二状态为所述端盖将所述第一端面与所述第二端连接时的装配状态。
54.根据一个实施方式，所述第一端部与所述第一端面采用点胶工序固定连接；
55.所述第二端部设有第二通孔，并通过穿设所述第二通孔的紧固件与所述第二端固定连接。
56.根据一个实施方式，所述端盖为卡簧。
57.根据一个实施方式，所述端盖为套筒，
58.所述套筒具有柱体；
59.从所述柱体的一个端部向外延伸形成所述第一端部；
60.从所述第一端部延伸贯穿后开孔，并从所述第一端部对所述柱体的内壁进行减薄处理，所述柱体未减薄处理的另一端部形成所述第二端部。
61.根据一个实施方式，所述套筒的材料的热膨胀系数小于第一预定值，或
62.所述套筒的材料的热膨胀系数与所述旋转棱镜的材料的热膨胀系数的差值小于第二预定值。
63.根据一个实施方式，所述填塞结构为密封圈，所述密封圈设置在所述电机的外壁的沟槽内。
64.根据一个实施方式，所述沟槽的数量根据所述电机的轴向长度确定，所述密封圈的数量与所述沟槽的数量相等。
65.根据一个实施方式，所述沟槽的截面形状为梯形、矩形、正方形或不规则多边形。
66.根据一个实施方式，所述旋转棱镜为金属棱镜、玻璃棱镜、塑料棱镜或贴片棱镜。
67.根据一个实施方式，所述旋转棱镜的所述第一通孔的内壁设置有至少一个第一凹槽，所述电机的外壁设置有与所述第一凹槽对应的第二凹槽；
68.其中，在所述第一凹槽和所述第二凹槽形成的空腔中设置有第一止动结构，用于在所述电机旋转时将所述电机的扭矩传递至所述旋转棱镜。
69.根据一个实施方式，所述第一止动结构的截面形状为以下任意组合：梯形、圆形、三角形、矩形和不规则多边形。
70.根据一个实施方式，所述第二凹槽的截面形状与所述第一止动结构的截面形状相同；
71.所述第一凹槽的截面形状与所述第一止动结构的截面形状对应。
72.根据一个实施方式，所述旋转棱镜的所述第一通孔的内壁设置有至少一个第三凹槽，所述套筒的外壁设置有与所述第三凹槽对应的第四凹槽；
73.其中，在所述第三凹槽和所述第四凹槽形成的空腔中设置有第二止动结构，用于在所述电机旋转时将所述电机的扭矩传递至所述旋转棱镜。
74.根据一个实施方式，所述第二止动结构的截面形状为以下任意组合：梯形、圆形、三角形、矩形和不规则多边形。
75.根据一个实施方式，所述第三凹槽的截面形状与所述第二止动结构的截面形状相同；
76.所述第四凹槽的截面形状与所述第二止动结构的截面形状对应。
77.根据本实用新型的第三方面，提供了一种包括上述光学扫描系统的投影设备。
78.根据本实用新型的第四方面，提供了一种包括上述光学扫描系统的打印设备。
79.根据本实用新型的第五方面，提供了一种包括上述光学扫描系统的激光雷达设备。
80.与现有技术相比，本实用新型具有下列至少一个技术效果：
81.通过将电机安装于旋转棱镜的内部且紧配安装，保证同轴度，使得构成的光学扫描系统体积小、成本低且能够缓解动不平衡问题；
82.通过端盖固定旋转棱镜和电机，进一步缓解动不平衡问题，减少旋转棱镜在旋转过程中产生的振动，从而提高光学扫描系统的整体性能；
83.通过安装例如密封圈的填塞结构，使电机的转动轴与旋转棱镜的中心轴同轴度更
高，使得初始动不平衡效果更好；
84.以卡簧为端盖时，卡簧自身的弹性可以降低棱镜在热应力下的破裂风险；以套筒为端盖时，选择热膨胀系数合适的材料能够减小应力下的破裂风险；
85.通过在旋转棱镜和电机之间或旋转棱镜和套筒之间设置一体化或非一体化的止动结构，可以在端盖压紧失效时传递电机扭矩至旋转棱镜，使得系统可靠性更高。
附图说明
86.结合附图，通过以下非限制性实施方式的详细描述，本实用新型的其它特征、目的和优点将变得更加明显。在附图中：
87.图1示出了根据现有技术的光学扫描模块的截面示意图；
88.图2示出了根据本实用新型第一实施例的光学扫描系统的截面示意图；
89.图3示出了根据本实用新型第一实施例的光学扫描系统的立体示意图；
90.图4示出了根据本实用新型第一实施例的光学扫描系统的旋转棱镜的光反射示意图；
91.图5示出了根据本实用新型第一实施例的光学扫描系统的电机的立体示意图；
92.图6示出了根据本实用新型第一实施例的光学扫描系统的卡簧的立体示意图；
93.图7示出了根据本实用新型第二实施例的光学扫描系统的截面示意图；
94.图8示出了根据本实用新型第二实施例的光学扫描系统的套筒的立体示意图。
具体实施方式
95.为了更好地理解本实用新型，将参考附图对本实用新型的各个方面做出更详细的说明。应理解，这些详细说明只是对本实用新型的示例性实施方式的描述，而非以任何方式限制本实用新型的范围。在说明书全文中，相同的附图标号指代相同的元件。
96.应理解的是，在本实用新型中，当元件或层被描述为在另一元件或层“上”、“连接至”或“联接至”另一元件或层时，其可直接在另一元件或层上、直接连接至或联接至另一元件或层，或者可存在介于中间的元件或层。当元件称为“直接位于”另一元件或层“上”、“直接连接至”或“直接联接至”另一元件或层时，不存在介于中间的元件或层。在说明书全文中，相同的标号指代相同的元件。如本文中使用的，用语“和/或”包括相关联的所列项目中的一个或多个的任何和全部组合。
97.应理解的是，虽然用语第1、第2或第一、第二等在本文中可以用来描述各种元件、部件、区域、层和/或段，但是这些元件、部件、区域、层和/或段不应被这些用语限制。这些用语仅用于将一个元件、部件、区域、层或段与另一个元件、部件、区域、层或段区分开。因此，在不背离本实用新型的教导的情况下，下文中讨论的第一元件、部件、区域、层或段可被称作第二元件、部件、区域、层或段。
98.本文中使用的用辞仅用于描述具体实施方式的目的，并不旨在限制本实用新型。如在本文中使用的，除非上下文中明确地另有指示，否则没有限定单复数形式的特征也意在包括复数形式的特征。还应理解的是，用语“包括”、“包括有”、“具有”、“包含”和/或“包含有”，当在本说明书中使用时表示存在所陈述的特征、整体、步骤、操作、元件和/或部件，但不排除存在或添加一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元件、部件和/或它们的组。如在
本文中使用的，用语“和/或”包括相关联的所列项目中的一个或多个的任何和全部组合。诸如“...中的至少一个”的表述当出现在元件的列表之后时，修饰整个元件列表，而不是修饰列表中的单独元件。此外，当描述本实用新型的实施方式时，使用“可以”表示“本实用新型的一个或多个实施方式”。并且，用语“示例性的”旨在指代示例或举例说明。
99.除非另外限定，否则本文中使用的所有用语(包括技术用语和科学用语)均具有与本实用新型所属领域普通技术人员的通常理解相同的含义。还应理解的是，用语(例如在常用词典中定义的用语)应被解释为具有与它们在相关技术的上下文中的含义一致的含义，并且将不被以理想化或过度正式意义解释，除非本文中明确如此限定。
100.需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。
101.根据本实用新型一些实施方式的光学扫描系统可包括旋转棱镜、电机和端盖。旋转棱镜具有相对的第一端面和第二端面、以及贯穿第一端面和第二端面的第一通孔。电机套设在第一通孔内并且其输出外转子的第一端的外壁与第一通孔的内壁紧配，使电机的旋转轴与旋转棱镜的中心轴保持一致，并带动所述旋转棱镜进行同轴旋转。端盖用于将旋转棱镜的第一端面连接于电机的、与输出外转子的第一端相对的第二端。在进一步的实施方式中，该光学扫描系统还可包括填塞结构，以设置在贯穿第一端面和第二端面的第一通孔的内壁和电机的外壁之间，从而填塞旋转棱镜和电机之间的装配间隙。
102.下面将参照具体的实施例对上述实施方式的光学扫描系统进行进一步的示例性描述。
103.实施例一：
104.以下将参照图2
‑
图5描述第一示例性实施例的光学扫描系统200。图2示出了根据本实施例的光学扫描系统的截面示意图，图3示出了根据本实施例的光学扫描系统的立体示意图，图4示出了根据该实施例的光学扫描系统的旋转棱镜的光反射示意图，图5示出了根据该实施例的光学扫描系统的电机的立体示意图。
105.参照图2和图3，光学扫描系统200可包括旋转棱镜210、电机220和端盖230。
106.在本实施例中，旋转棱镜210具有相对的第一端面211和第二端面212、以及贯穿所述第一端面211和所述第二端面212的第一通孔213。
107.具体地，如图2和图3所示，第一端面211为旋转棱镜210的上端面，对应地，第二端面212为旋转棱镜210的下端面。
108.如图3所示，第一通孔213为由多面棱镜组成旋转棱镜210时，其内部形成的大口径通孔，用于安装电机220，以减小所构成的光学扫描系统200的体积。
109.旋转棱镜210的材料包括但不限于金属棱镜、玻璃棱镜、塑料棱镜或贴片棱镜(即金属外部贴上玻璃平面)，用于反射光束。其中，相对于金属棱镜，玻璃棱镜、塑料棱镜或贴片棱镜更能改善旋转棱镜膜层的可靠性。
110.旋转棱镜210在光学扫描系统200的使用过程中会反射不同角度的光束，参照图4，信号发生器410发射光束401到旋转棱镜210的表面后反射为光束402，如图4所示的实线部分。随着电机220带动旋转棱镜210进行旋转，光束401相对于旋转棱镜210的入射角不断变化，由此出射角发生相应变化，如图4所示的虚线部分，信号发生器410发射光束401到虚线所示的旋转棱镜210的表面后反射为光束403，随着旋转棱镜210的不断旋转，能够达到扫描
的目的。
111.在本实施例中，电机220套设在所述第一通孔213内，其中，电机220的输出外转子的第一端221的外壁与第一通孔213的内壁紧配，使电机220的旋转轴与旋转棱镜210的中心轴保持一致，并带动旋转棱镜210进行同轴旋转。
112.如图3所示，电机220安装于旋转棱镜210内部的第一通孔213内，通过将电机220与旋转棱镜210连接，能够带动旋转棱镜210旋转，使得旋转的旋转棱镜210能够改变光束的方向。同时，通过将电机220完全安装于旋转棱镜210的内部，可以大大减小所构成的光学扫描系统的体积。
113.具体地，电机220的立体示意图如图5所示，第一端221的外壁为电机220的输出外转子的下端，第二端222为电机220的输出外转子的上端。电机220的第一端221的外壁与旋转棱镜210内壁紧配，如图2所示，使得电机220的旋转轴与旋转棱镜210中心轴保持一致，由此保证更好的初始动不平衡。
114.需要说明的是，电机220的形状不限于如图5所示的圆柱体，也可以为其它形状，例如长方体。
115.在本实施例中，端盖230将旋转棱镜210的第一端面211连接于电机220的、与输出外转子的第一端221相对的第二端222。
116.具体地，如图2所示，端盖230的第一端部231安装于旋转棱镜210的第一端面211(上端面)，端盖230的第二端部232安装于电机220的第二端222(上端)，以实现旋转棱镜210与电机220在轴向上的固定。
117.端盖230可以是卡簧或套筒，以卡簧为端盖时，卡簧自身的弹性可以降低旋转棱镜210在热应力下的破裂风险；以套筒为端盖时，选择热膨胀系数合适的材料可以减小应力下的破裂风险。
118.本实施例中的端盖为卡簧。该卡簧230的结构如图6所示，其具有圆形的第二端部232，所述第二端部232的中心开设有第三通孔，用于穿设所述电机220的输出外转子；所述卡簧230还具有围绕所述第二端部232设置的圆形侧壁233，以及在所述圆形侧壁233远离所述第二端部232逐渐向外延伸的第一端部231。第一端部231的表面可以不平滑，由若干个圆环平面组成，如图6所示。第一端部231与旋转棱镜210的第一端面211可以增加点胶工序连接，以加强固定卡簧230与旋转棱镜210；卡簧230的第二端部232设有第二通孔，可以通过穿设第二通孔的紧固件240与电机220的第二端222固定连接。
119.如图2所示，卡簧230的外侧边缘(第一端部231)承靠于旋转棱镜210的上端面(第一端面211)，内侧边缘(第二端部232)承靠于电机220的上端面(第二端222)。
120.第二通孔可以为螺纹过孔，对应地，紧固件240可以为螺钉。
121.该卡簧230具有两种状态：第一状态和第二状态。其中，第一状态为卡簧230将旋转棱镜210的第一端面211与电机220的第二端222连接之前的自然状态，第二状态为卡簧230将旋转棱镜210的第一端面211与电机220的第二端222连接时的装配状态。
122.在第一状态下，卡簧230的第一端部231与卡簧230的第二端部232的高度差小于旋转棱镜210的第一端面211与电机220的第二端222的高度差。
123.在第二状态下，卡簧230的第一端部231与卡簧230的第二端部232的高度差等于旋转棱镜210的第一端面211与电机220的第二端222的高度差。
124.需要说明的是，卡簧230的第一端部231与卡簧230的第二端部232的高度差为卡簧230与旋转棱镜210的接触点以及卡簧230与电机220的接触点之间的高度差，并非卡簧的最高点与最低点之间的高度差。
125.旋转棱镜210的第一端面211与电机220的第二端222的高度差为旋转棱镜210的上端面与电机220的上端面之间的高度差，即旋转棱镜210与卡簧230的接触点以及电机220与卡簧230的接触点之间的高度差。
126.具体地，卡簧230在装配之前的自然状态(第一状态)下，卡簧230的第一端部231与卡簧230的第二端部232的高度差小于旋转棱镜210的第一端面211与电机220的第二端222的高度差；卡簧230的内侧边(第二端部232)开设螺纹过孔，通过螺钉240将卡簧230与电机220连接。由于卡簧230具有弹性，因此在螺钉240的预紧力下，会对旋转棱镜210产生轴向向下的压紧力，对电机220产生轴向向上的拉力，由此实现旋转棱镜210与电机220轴向上的固定，并在旋转棱镜210与卡簧230产生的径向的摩擦力作用下，传递电机220的扭矩；此时，卡簧230在装配状态(第二状态)下，卡簧230的第一端部231与卡簧230的第二端部232的高度差等于旋转棱镜210的第一端面211与电机220的第二端222的高度差。
127.本实施方式的光学扫描系统将电机220安装于由多面棱镜组成的旋转棱镜210的内部，并通过卡簧230固定旋转棱镜210和电机220，使得构成的光学扫描系统200体积小、成本低且能够缓解动不平衡问题；同时通过卡簧230固定旋转棱镜210和电机220，进一步缓解动不平衡问题，减少旋转棱镜210在旋转过程中产生的振动，从而提高光学扫描系统200的整体性能。
128.本实施方式的光学扫描系统200还可以包括填塞结构250。如图2所示，填塞结构250设置在第一通孔213的内壁和电机220的外壁之间，以填塞旋转棱镜210和电机220之间的装配间隙。
129.具体地，填塞结构250可以为密封圈，例如o型圈，电机220的外壁设有至少一个沟槽，该密封圈设置在电机220的外壁的沟槽内，如图5所示的电机220的外转子中间的一圈即为沟槽。
130.沟槽的截面形状可以为梯形、矩形、正方形或不规则多边形。通常采用正方形，方便加工和装配。
131.举例来说，在电机220上设置正方形截面沟槽，由此可在旋转棱镜210与电机220之间设置密封圈250以填补装配间隙，减小光学扫描系统200在工作过程中的旋转棱镜210与电机220之间的振动，同时可使电机220的转动轴与旋转棱镜210的中心轴的同轴度更高，使得初始动不平衡效果更好，由此产生的振动更小，光学扫描的精度更高。
132.密封圈250的压缩量一般为15％～30％。
133.沟槽的数量根据电机220的轴向长度确定，可以设置一个，如图5所示，也可以设置2个或多个。
134.相应地，密封圈的数量与所述沟槽的数量相等。当电机220的轴向长度比较大时，1条密封圈所能起到的限位作用较小，可以通过多条密封圈在电机220的轴向距离上均匀分布，以减小旋转棱镜210与电机220之间的装配间隙，另外，在减小旋转棱镜210振动的同时，也可以改善旋转棱镜210的初始动不平衡状态。
135.根据该实施例描述的光学扫描系统200，其电机220与旋转棱镜210在径向通过采
用密封圈250的方式对整体动不平衡进行初步调整，大大降低后续动不平衡调整的难度。同时在高速旋转时，对于径向方向起到一定的缓冲作用；另外，轴向通过采用卡簧230的方式，在高低温下对于轴向受力具有补偿作用，能够降低旋转棱镜210破裂及受力面型变化的风险。
136.本实施例的光学扫描系统200还可包括：第一止动结构260。具体地，旋转棱镜210的第一通孔213的内壁设置有至少一个第一凹槽(未示出)，电机220的外壁设置有与第一凹槽对应的第二凹槽(未示出)，在第一凹槽和第二凹槽形成的空腔中设置第一止动结构260，如图2和图4所示，用于在电机220旋转时将电机220的扭矩传递至旋转棱镜210。
137.第一止动结构260作为冗余结构，在电机220的扭矩无法通过卡簧230传递到旋转棱镜210时(如卡簧230失效时)，第一止动结构260能够起到传递作用，以此提高系统的可靠性。
138.第一止动结构260的截面形状为以下任意组合：梯形、圆形、三角形、矩形和不规则多边形。第二凹槽的截面形状与所述第一止动结构260的截面形状相同；第一凹槽的截面形状与所述第一止动结构260的截面形状对应。
139.举例来说，在旋转棱镜210与电机220之间设置第一止动结构260，如图2和5所示，第一止动结构260为2个或多个矩形止动块，嵌入在旋转棱镜210与电机220的之间的凹槽内，实现电机220带动旋转棱镜210进行旋转。
140.在另一实施方式中，第一止动结构260可以采用一体化止动结构。具体来说，电机220的外壁可以设置有与电机220的外壁一体成型的第一一体化止动结构，用于在电机220旋转时将电机220的扭矩传递至旋转棱镜210；旋转棱镜210的第一通孔的内壁可以设置有与第一一体化止动结构对应的凹槽。
141.需要说明的是，第一一体化止动结构的截面形状、数量及其功能与上述第一止动结构260相同或相似，此处不再赘述。
142.实施例二：
143.以下将参照图7和图8描述第二示例性实施例的光学扫描系统700。图7示出了根据本实施例的光学扫描系统的截面示意图，图8示出了根据本实施例的光学扫描系统的套筒的立体示意图。
144.相较于实施例一，本实施例二将卡簧230替换为套筒270，如图7所示。当旋转棱镜210的第一端面211(上端面)与电机220的第二端222(上端面)距离过大时，卡簧230容易因较大的预紧力而发生失效。而刚性更强的套筒270在这种条件下具有更好的可靠性。
145.在本实施例中，套筒270采用刚性套筒，该套筒270可以增加点胶工序与旋转棱镜210连接，同时通过螺钉280与电机220连接，对旋转棱镜210施加轴向上的约束。具体地，如图8所示，该套筒270具有柱体273，以及从柱体273的一个端部延伸突出的第一端部271。其中，从第一端部271开始延伸贯穿后开孔，并从第一端部271对柱体273的内壁进行减薄处理，未减薄处理的部分形成柱体273的第二端部272(图8中未示出)，如图7所示。第一端部271与旋转棱镜210的第一端面211增加点胶工序连接，以加强固定套筒270与旋转棱镜210。套筒270的第二端部272设有第三通孔，并通过穿设第三通孔的紧固件280与电机220的第二端222固定连接。如图7所示，套筒270的外侧边缘(第一端部271)承靠于旋转棱镜210的上端面(第一端面211)，内侧边缘(第二端部272)承靠于电机220的上端面(第二端222)。
146.套筒270与卡簧230在光学扫描系统中的作用相同，在第一状态下，套筒270的第一端部271与套筒270的第二端部272的高度差小于旋转棱镜210的第一端面211与电机220的第二端222的高度差。在第二状态下，套筒270的第一端部271与套筒270的第二端部272的高度差等于旋转棱镜210的第一端面211与电机220的第二端222的高度差。具体的原理及说明参见实施例一，此处不再赘述。
147.在本实施例方式中，套筒270的材料的热膨胀系数小于第一预定值，或，套筒270的材料的热膨胀系数与所述旋转棱镜的材料的热膨胀系数的差值小于第二预定值。其中，第一预定值和第二预定值均为预先确定的数值。举例来说，套筒270可以选择热膨胀系数较小或与旋转棱镜210的热膨胀系数较为接近的材料，以减小与旋转棱镜210之间的热应力。
148.在本实施例方式中，由于套筒270具有更好的可加工性，可以直接在套筒270上加工止动结构，用于传递电机220的扭矩的传递，如图8所示，在套筒270的侧壁设置第二止动结构274。
149.具体地，在旋转棱镜210的第一通孔213的内壁设置有至少一个第三凹槽，套筒270的外壁设置有与第三凹槽对应的第四凹槽。在第三凹槽和第四凹槽形成的空腔中设置有第二止动结构274，用于在电机220旋转时将电机220的扭矩传递至旋转棱镜210。
150.与实施例一中的第一止动结构260相同，第二止动结构274的截面形状为以下任意组合：梯形、圆形、三角形、矩形和不规则多边形。第三凹槽的截面形状与第二止动结构274的截面形状相同；第四凹槽的截面形状与第二止动结构274的截面形状对应。
151.需要说明的是，在本实施方式中，第一止动结构260和第二止动结构274可以仅设置一个，也可以两个都设置，以提高系统的可靠性。
152.在另一实施方式中，第二止动结构274可以采用一体化止动结构。具体来说，套筒270的外壁可以设置有与套筒270的外壁一体成型的第二一体化止动结构，用于在电机220旋转时将电机220的扭矩传递至旋转棱镜210；旋转棱镜210的第一通孔的内壁可以设置有与第二一体化止动结构对应的凹槽。
153.需要说明的是，第二一体化止动结构的截面形状、数量及其功能与上述第二止动结构274相同或相似，此处不再赘述。
154.本实施方式的光学扫描系统600也还可以包括填塞结构250和第一止动结构260，其实现与实施例一相同，此处不再赘述。
155.本实用新型的实施方式提供的光学扫描系统能够应用于各种扫描设备。
156.在一种实施方式中，提供了一种包括上述光学扫描系统的投影设备。
157.在另一种实施方式中，提供了一种包括上述光学扫描系统的打印设备。
158.在又一种实施方式中，提供了一种包括上述光学扫描系统的激光雷达设备。
159.以上描述仅为本实用新型的示意性实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本实用新型中所涉及的实用新型范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本实用新型中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。