一种基于MEMS微振镜技术的激光散斑消除装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种基于MEMS微振镜技术的激光散斑消除装置，包括外壳和沿光路依次分布设置的半导体激光器、激光整形系统、双轴MEMS微振镜、反馈系统和驱动控制系统，半导体激光器产生的光束，通过激光整形系统整形后通过双轴MEMS微振镜对外进行投射。双轴MEMS微振镜消除激光散斑，结构简单，而且对激光光源的波长没有要求，任意波长的激光均可实现消散斑效果；双轴MEMS微振镜的X轴做扫描运动，获得所需模式的结构光，结构光模式不限；双轴MEMS微振镜的Y轴做镜面法线方向的上下幅度为波长量级的高频振动，振动频率高于X轴的频率，振动幅度为波长量级，不会对扫描光栅的分布造成影响，实现了获得高光束质量的方法，极大的提高扫描模组的建模精度。

A Laser Speckle Elimination Device Based on Micro-Vibrator Technology of MEMS

【技术实现步骤摘要】
一种基于MEMS微振镜技术的激光散斑消除装置
本技术涉及激光扫描
，具体涉及一种基于MEMS微振镜技术的激光散斑消除装置。
技术介绍
激光的高亮度和良好的光束质量使其成为投影显示中更有优势的光源，但激光自身特有的强相干性，在其照射到物体表面时，物体表面波长量级的粗糙度会使激光在空间中发生干涉，产生的散斑严重制约着激光投技术的实际应用。如果物体表面纹理深度与激光波长相当,散斑干扰越明显。在目前常用的一种激光扫描成像技术中，采用单轴MEMS微振镜和激光散斑衰减器来消除激光散斑，结构复杂，而且建模精度的影响严重约束了高精度激光扫描技术的应用。因此，现有技术还需要进一步改进和发展。
技术实现思路
本技术的目的是为了提供一种基于MEMS微振镜技术的激光散斑消除装置,旨在现有技术结构复杂而且散斑严重约束了高精度激光扫描技术的应用。所采用的技术方案为：一种基于MEMS微振镜技术的激光散斑消除装置，包括外壳和沿光路依次分布设置的半导体激光器、激光整形系统、双轴MEMS微振镜、反馈系统和驱动控制系统，半导体激光器产生的光束，通过激光整形系统整形后通过双轴MEMS微振镜对外进行投射。双轴MEMS微振镜的镜面为X轴和Y轴双轴振动。X轴谐振频率低于Y轴谐振频率。X轴和Y轴的工作频率稳定可控。驱动控制系统包括激光器控制系统和MEMS微振镜控制系统，激光器控制系统控制激光器的发光强度和亮暗程度，双轴MEMS微振镜控制系统控制双轴MEMS振镜的扫描与振动。X轴控制镜面进行扫描运动，Y轴控制镜面进行垂直镜面法线方向上下振动。有益效果：本技术提供一种基于MEMS微振镜技术的激光散斑消除装置，采用双轴MEMS微振镜消除激光散斑，结构简单，而且对激光光源的波长没有约束要求，任意波长的激光均可实现消散斑效果；使用由驱动控制系统控制双轴MEMS微振镜的X轴做扫描运动，获得所需模式的结构光，结构光模式不限；控制双轴MEMS微振镜的Y轴做镜面法线方向的上下幅度为波长量级的高频振动，该振动频率远高于X轴的频率，且振动幅度为波长量级，因此并不会对扫描光栅的分布造成影响，创造性的实现了获得高光束质量的方法，极大的提高的扫描模组的建模精度。附图说明图1是本技术具体实施例中基于MEMS微振镜技术的激光散斑消除装置的结构示意图。图2是本技术具体实施例中基于MEMS微振镜技术的激光散斑消除装置的光路系统示意图。图3是本技术具体实施例中基于MEMS微振镜技术的激光散斑消除装置的双轴MEMS微振镜的结构示意图。图4是本技术具体实施例中基于MEMS微振镜技术的激光散斑消除装置的光斑效果对比示意图。图5是本技术具体实施例中基于MEMS微振镜技术的激光散斑消除装置的散斑对比示意图。具体实施方式为使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本技术进一步详细说明。如图1、图2所示，一种基于MEMS微振镜技术的激光散斑消除装置，包括外壳100和沿光路依次分布设置的半导体激光器102、激光整形系统104、双轴MEMS微振镜106、反馈系统和驱动控制系统，半导体激光器102产生的光束，通过激光整形系统104整形后通过双轴MEMS微振镜106对外进行投射。该装置相比一般的激光扫描模组装置上有两点创新，第一点对激光光源的波长没有约束要求，任意波长的激光均可实现消散斑效果。第二点是使用由驱动系统控制双轴MEMS微振镜106的X轴做扫描运动，获得所需模式的结构光，结构光模式不限；控制双轴MEMS微振镜106的Y轴做垂直上下的幅度为波长量级的高频振动，该振动频率远高于X轴的频率，因此并不会对扫描光栅的分布造成影响。如图3所示，双轴MEMS微振镜106的镜面为X轴和Y轴双轴振动，镜面形状无固定要求，可为方形、也可为圆形或者其他能满足反射光束大小要求的形状。X轴谐振频率低于Y轴谐振频率，Y轴的谐振不会对X轴的谐振产生影响，X轴和Y轴的工作频率稳定可控。X轴控制镜面进行扫描运动，扫描波形不限；Y轴控制镜面进行垂直上下振动，通过振动频率控制振幅，振幅为波长量级。驱动控制系统包括激光器控制系统和MEMS微振镜控制系统，两个驱动控制系统协同工作，通过相应关系可以控制扫描投影的明暗、形状、密度等参数。激光器控制系统控制半导体激光器102的亮暗，双轴MEMS微振镜106控制系统控制双轴MEMS振镜106的双轴运动，在进行常规扫描的同时实现波长量级的高频振动。激光光源和双轴MEMS微振镜106由驱动控制系统控制，激光光源通过激光整形系统104整形之后到达双轴MEMS微振镜106的镜面。在驱动控制系统的控制之下，调制半导体激光器102的亮度与双轴MEMS微振镜106的X轴的振动状态进行配合，对外扫描出编码光栅结构光。双轴MEMS微振镜106的Y轴振由驱动控制系统控制沿着垂直于镜面方向进行高频振动，振动频率大于等于激半导体光器的调制频率，振动幅度为对应光源的波长量级。X轴控制镜面进行扫描运动，Y轴控制镜面进行垂直镜面法线方向上下振动。具体的，半导体激光器102产生的光束通过激光整形系统整形后通过双轴MEMS微振镜106对外投射；驱动控制系统控制振镜X轴与半导体激光器102，做正弦编码光栅结构光扫描；驱动控制系统控制Y轴进行高频率，低振幅振动；光束反射，反馈系统接收到反射光束，驱动控制系统控制半导体激光器102的强度、双轴MEMS微振镜106的X轴和Y轴的振动频率，得到所需要的消除散斑影响的结构光图案。通过驱动控制系统控制双轴MEMS微振镜106X轴与半导体激光器102，做正弦编码光栅结构光扫描，驱动控制系统控制双轴MEMS微振镜106Y轴进行高频率，低振幅振动，使得投影出的激光的在不改变原有结构光模式的同时，光程同步产生高频快速变化，在同一位置处，由于Y轴方向的高频振动，照射在物体表面上的每个点的光的位相也在不断的变化，于是对像上给定的任一点，物上对此像点有贡献的区域产生的振幅随机移动也在不断变化，此时对这个像点的各个贡献相位以复杂的方式随时间变化。随着时间推移，使像中任一点上的散斑强度随时间变化。在积分时间T内测量得到的强度是在多个独立的散斑的积分。如果在积分时间T内产生了M幅不同的散斑图样，根据Goodman的理论，散斑的对比度可以降低为产生多幅快速的改变了激光相位，相干性被破坏，从而使得投影到接收面的激光更平滑，没有明显的相干散斑亮点，如图4、图5所示。应当理解的是，本技术的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本技术所附权利要求的保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于MEMS微振镜技术的激光散斑消除装置，其特征在于，包括外壳和沿光路依次分布设置的半导体激光器、激光整形系统、双轴MEMS微振镜、反馈系统和驱动控制系统，所述半导体激光器产生的光束，通过激光整形系统整形后通过双轴MEMS微振镜对外进行投射。

【技术特征摘要】
1.一种基于MEMS微振镜技术的激光散斑消除装置，其特征在于，包括外壳和沿光路依次分布设置的半导体激光器、激光整形系统、双轴MEMS微振镜、反馈系统和驱动控制系统，所述半导体激光器产生的光束，通过激光整形系统整形后通过双轴MEMS微振镜对外进行投射。2.根据权利要求1所述的基于MEMS微振镜技术的激光散斑消除装置，其特征在于，所述双轴MEMS微振镜的镜面为X轴和Y轴双轴振动。3.根据权利要求2所述的基于MEMS微振镜技术的激光散斑消除装置，其特征在于，所述X轴谐振频率低于Y轴谐振频率。4.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：金传广，杜先鹏，郭俊兴，代启强，周印伟，
申请(专利权)人：青岛小优智能科技有限公司，
类型：新型
国别省市：山东,37