36、多边形扫描仪：组件、性能与设计详解

多边形扫描仪：组件、性能与设计详解

1. 扫描镜类型

扫描镜有多种类型，包括规则 45° 金字塔形多边形镜、规则棱柱形多边形镜等。不规则多边形扫描镜具有独特特性，它无需第二运动轴就能产生光栅输出，若各面角度不同，输出扫描不会重叠。这种扫描仪适用于一些粗扫描应用场景：
- 销售点条形码阅读器
- 激光热处理系统
- 低分辨率书写和显示系统

不过，不规则多边形镜通常比规则多边形镜成本高很多，因为其不对称性无法通过堆叠来节省成本。并且，这种扫描仪在旋转时存在固有的动态不平衡问题，这限制了它只能用于低速应用。但有一种特殊情况，即多边形两侧使用相等且相对的面，有助于解决平衡问题，此时每转一圈会生成两次扫描图案。

2. 扫描镜材料

多边形镜的材料选择主要考虑性能和成本，常见的材料有铝、塑料和铍。
|材料|优点|缺点|适用场景|
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|铝|具有良好的刚度，相对较轻，适合低成本制造方法|当尖端速度超过 76 m/s 时，镜面可能会出现超过 λ/10 的变形|对成本和性能有综合要求的场景|
|塑料|成本低|难以可靠地制造直径大于 2 毫米且平面度优于 1 个波长的镜面|手持条形码市场和其他短距离、低分辨率扫描应用|
|铍|能满足高速和低变形要求|价格昂贵，加工时会产生有毒粉尘，需要专业的提取和过滤设备|对高速和低变形有严格要求的应用|

在一些高速应用中，如果可以容忍镜面平面度的变形，则需要考虑多边形镜的结构完整性。可使用以下公式计算动态应力达到屈服强度（导致永久变形且接近断裂速度）时的速度：
[B = \fra