一种微机械系统MEMS二维扫描镜扫描角度的测量装置制造方法及图纸

技术编号:7309434 阅读:331 留言:0更新日期:2012-05-03 03:13
本发明专利技术公开了一种微机械系统MEMS二维扫描镜扫描角度的测量装置,激光光束经微机械二维扫描镜扫描后,照射到半透半返镜上,半透半返镜光束透过照射到物体上,剩下的光被反射到PSD探测器上,PSD探测器探测到激光后输出两路模拟电压信号,PSD输出的两路电压信号经由A/D转换电路进行A/D转换后将数字信号输出。该发明专利技术结构电路简单、测量范围大、实时性强、精度较高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种二维扫描镜扫描角度的测量装置,特别涉及一种微机械系统MEMS 二维扫描镜扫描角度的测量装置。
技术介绍
目前,随着微电子机械系统(Micro Electronic Mechanical Sys_tem,MEMS)加工技术的日趋成熟,采用MEMS光学扫描镜为核心扫描器件被广泛运用到被广泛用于工业、军事、航天、航海和通讯等许多领域,这些都源于MEMS工艺制作的光学扫描镜除了具备MEMS 器件所共有的易于实现批量生产,价格低的特点之外,与传统的扫描机构相比MEMS扫描机构还具有体积小、质量轻、功耗低、响应快的优势。由于MEMS的最大的特征是在不同外力或内力作用下都可以工作在谐振状态,从而完成系统相应的功能,所以,对MEMS运动特性的测量如运动过程中各个时刻的旋转角度及其动态特性参数也是MEMS系统性能和可靠性的重要参考。现时对于MEMS运动过程中各个时刻转角测量的方法主要采用相位相关方法; 而相位相关技术具有对图像的灰度依赖较小,有较强的抗干扰能力和很高的匹配精度等特点,在平面位移和图像配准中有很好的效果,但是直接应用在旋转角度测量上,需要在测量角度变化范围内遍历搜索,运算量非常大,而且在旋转运动中图像特征结构的成像会发生形变,从而影响测量分辨力的提高,所以MEMS 二维扫描管的角度测量并不适合采用相位相关方法。同时,对于高精度激光扫描控制系统的空间光束指向测量常直接采用角度传感器, 如光电自准直仪、光电编码盘等,但是很难同时满足测量范围和精度的要求。
技术实现思路
针对以上技术问题,本专利技术提出了一种微机械系统MEMS 二维扫描镜扫描角度的测量装置。本专利技术为测量MEMS的二维扫描的扫描角度,该装置结构电路简单、测量范围大、 实时性强、精度较高。本专利技术的技术方案是这样实现的激光光束经微机械二维扫描镜扫描后,照射到半透半返镜上,半透半返镜光束透过照射到物体上,剩下的光被反射到PSD探测器上,PSD探测器探测到激光后输出两路模拟电压信号,PSD输出的两路电压信号经由A/D转换电路进行A/D转换后将数字信号输出。本专利技术MEMS 二维扫描镜扫描角度测量装置的组成还可以包括这样一些特征1.该测量装置包含有一片半透半返镜用于将部分发射激光反射到PSD器件上。2.该测量装置包含有一片PSD探测器,该探测器用于测量激光光斑在二维平面上的位置的变化。而该位置的变化同时反映了 MEMS 二维扫描镜的扫描角度的变化。本专利技术的装置具备以下优点1.结构简单,精度较高。2.实时性强,扫描范围大。3.成本低廉,易于实现及后需改进。附图说明图1是MEMS 二维扫描镜扫描角度测量装置结构示意图. 具体实施例方式图1所示,该角度测量装置分为以下5个部分,1、微机械二维扫描镜;2、半透半返镜;3、PSD探测器;4、A/D转换电路;5、被探测的目标;具体实施方式如下激光光束经1扫描后,照射到半透半返镜2上,半透半返镜2 可以使95%的光束透过照射到物体上,剩下的光被反射到了 PSD探测器3上,PSD探测器3 探测到激光后输出两路模拟电压信号,该电压信号分别代表激光光斑在PSD探测器上的位置,该位置坐标正好与MEMS 二维扫描镜的扫描角度相对应。PSD输出的两路电压信号经由 A/D转换电路4进行A/D转换后将数字信号输出,即完成了对MEMS 二维转动角度测量。本专利技术的测量方法包括如下几个步骤1.激光光束经MEMS扫描镜扫描后,照射到半透半返镜上;2.部分激光反射到PSD探测器上,3. PSD探测器输出两路电压,分别表示为激光光斑在PSD探测器上的位置坐标。4. AD转换电路测量这两路电压信号,输出MEMS这两路扫描镜的扫描角度。5.重复1-4步,即可实现连续测量。为实现以上的诸多功能,此专利技术装置采用的结构如图1所示,该系统主要由微机械二维扫描镜,半透半返镜,PSD探测器,A/D转换电路,被探测的目标等5个部分组成。实施过程中,由激光发射器发出激光脉冲,光束通过微机械二维扫描镜反射,形成对物体的二维扫描,光信号通过反射镜由PSD转化为电信号,最后由计算机处理得到相应的扫描角度信息。权利要求1. 一种微机械系统MEMS 二维扫描镜扫描角度的测量装置,其特征在于激光光束经微机械二维扫描镜(1)扫描后,照射到半透半返镜(2)上,半透半返镜(2)光束透过照射到物体上,剩下的光被反射到PSD探测器(3)上,PSD探测器(3)探测到激光后输出两路模拟电压信号,PSD输出的两路电压信号经由A/D转换电路(4)进行A/D转换后将数字信号输出。全文摘要本专利技术公开了一种微机械系统MEMS二维扫描镜扫描角度的测量装置,激光光束经微机械二维扫描镜扫描后,照射到半透半返镜上,半透半返镜光束透过照射到物体上,剩下的光被反射到PSD探测器上,PSD探测器探测到激光后输出两路模拟电压信号,PSD输出的两路电压信号经由A/D转换电路进行A/D转换后将数字信号输出。该专利技术结构电路简单、测量范围大、实时性强、精度较高。文档编号G01B11/26GK102435152SQ20111035986公开日2012年5月2日 申请日期2011年11月15日 优先权日2011年11月15日专利技术者史浩天, 孙剑, 尤政, 张弛, 张潮 申请人:西安交通大学本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员:孙剑尤政张弛张潮史浩天
申请(专利权)人:西安交通大学
类型:发明
国别省市:

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