具有慢光束偏转的MEMS反射镜系统技术方案

本公开的实施例涉及具有慢光束偏转的MEMS反射镜系统。光束偏转系统被配置为以随时间变化的输出偏转角传输光束。该系统包括：被配置为以第一谐振频率围绕第一旋转轴线振荡的第一谐振结构；被配置为以第二谐振频率围绕第二旋转轴线振荡的第二谐振结构，其中第一旋转轴线平行于第二旋转轴线，并且第一谐振频率和第二谐振频率不同并且定义预定频率差；以及驱动电路，其被配置为生成第一驱动信号以驱动第一谐振结构，同时另外生成第二驱动信号以驱动第二谐振结构，以使得光束的输出偏转角根据拍波的拍模式振荡，该拍波的极值幅度由周期性包络来调制和定义。包络来调制和定义。包络来调制和定义。

【技术实现步骤摘要】
具有慢光束偏转的MEMS反射镜系统


[0001]本公开的实施例涉及MEMS反射镜系统，并且具体地涉及具有慢光束偏转的MEMS反射镜系统。

技术介绍

[0002]利用微机电系统(MEMS)反射镜实现的光束偏转使得许多应用成为可能，包括但不限于光检测和测距(LIDAR)、微型投影仪显示器、相机(视觉、高光谱或热)、光谱仪、激光材料加工等等。光束偏转的角速度(即角变化率)在一些测量时间长且不能妥协的应用中至关重要。调频连续波(FMCW)LIDAR是需要相对较慢的光束偏转速度的一个示例。在FWCW应用中，光束作为连续波而不是例如离散光脉冲而被传输，而一个或多个MEMS反射镜连续移动(即振荡)以执行光束转向。因此，连续波被连续转向。
[0003]利用MEMS反射镜实现的慢光束偏转通常意味着以低谐振频率或准静态操作来操作MEMS反射镜。这两种选择都有其缺点。低频MEMS反射镜易受冲击和振动影响，并且与快速谐振MEMS反射镜相比，也导致了较低分辨率。如果准静态反射镜的特征频率较低，则它也可能容易受到冲击和振动影响，并且与快速谐振MEMS反射镜相比，它本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光束偏转系统，被配置为以随时间变化的输出偏转角传输光束，所述光束偏转系统包括：第一谐振结构，被配置为：以第一谐振频率围绕第一旋转轴线振荡；第二谐振结构，被配置为：以第二谐振频率围绕第二旋转轴线振荡；其中所述第一旋转轴线平行于所述第二旋转轴线，其中所述第一谐振频率和所述第二谐振频率是不同的并且定义预定频率差；以及驱动器电路，被配置为：生成第一驱动信号来以所述第一谐振频率围绕所述第一旋转轴线驱动所述第一谐振结构，同时另外生成第二驱动信号来以所述第二谐振频率围绕所述第二旋转轴线驱动所述第二谐振结构，使得所述光束的所述输出偏转角根据拍波的拍模式振荡，所述拍波的极值幅度由周期性包络来调制和定义。2.根据权利要求1所述的光束偏转系统，其中所述周期性包络具有由所述预定频率差定义的拍频，并且所述拍波具有由所述第一谐振频率和所述第二谐振频率的平均值定义的振荡频率。3.根据权利要求2所述的光束偏转系统，其中所述光束的所述输出偏转角以所述拍波的所述振荡频率振荡。4.根据权利要求1所述的光束偏转系统，其中所述拍模式是所述第一谐振频率和所述第二谐振频率的干涉模式。5.根据权利要求1所述的光束偏转系统，其中所述第一谐振结构和所述第二谐振结构光学地耦合。6.根据权利要求5所述的光束偏转系统，其中：所述第一谐振结构和所述第二谐振结构沿着所述光束的传输路径顺序布置，所述第一谐振结构和所述第二谐振结构光学地耦合，使得所述第一谐振结构被配置为接收所述光束并且将所述光束以第一偏转角朝向所述第二谐振结构偏转，并且所述第二谐振结构被配置为接收来自所述第一谐振结构的光束并且以第二偏转角偏转所述光束。7.根据权利要求6所述的光束偏转系统，其中所述光束的所述输出偏转角基于在所述第一偏转角与所述第二偏转角之间的差。8.根据权利要求7所述的光束偏转系统，其中所述光束的所述输出偏转角以所述第一谐振频率和所述第二谐振频率的平均值振荡。9.根据权利要求6所述的光束偏转系统，还包括：中继光学系统，布置在所述第一谐振结构与所述第二谐振结构之间，其中所述中继光学系统将由所述第一谐振结构偏转的所述光束中继到所述第二谐振结构。10.根据权利要求5所述的光束偏转系统，还包括：发射器，被配置为沿着所述传输路径传输所述光束以便通过所述第一谐振结构和所述第二谐振结构接收并且顺序偏转。11.根据权利要求1所述的光束偏转系统，其中所述第一谐振结构和所述第二谐振结构是微机电系统MEMS反射镜。12.根据权利要求1所述的光束偏转系统，其中所述光束是调频连续波(FMCW)。13.根据权利要求1所述的光束偏转系统，其中所述驱动器电路被配置为控制预定频率差，以使所述拍波的所述拍模式具有沿着所述周期性包络的轨迹的慢运动区间，其中所述
慢运动区间是所述输出偏转角的角变化率小于预定义阈值的所述拍波的分段。14.根据权利要求13所述的光束偏转系统，其中：所述周期性包络具有最大峰值和最小峰值，所述最大峰值定义所述光束的绝对最大输出偏转角，并且所述最小峰值定义所述光束的绝对最小输出偏转角，所述最大输出偏转角和所述最小输出偏转角定义所述光束的所述输出偏转角的全角度范围，以及在所述拍波的轨迹上，所述慢运动区间在角度空间中重叠，以使得所述慢运动区间在被作为一个整体时与所述输出偏转角的全角度范围的所有偏转角一致。15.根据权利要求13所述的光束偏转系统，其中：所述慢运动区间中的每个慢运动区间由相应的角度范围和相应的时间范围来定义，以及所述慢运动区间的所述相应的角度范围沿着所述周期性包络的所述轨迹是连续的或重叠的。16.根据权利要求13所述的光束偏转系统，其中：所述慢运动区间中的每个慢运动区间由相应的角度范围和相应的时间范围来定义，所述拍波具有多个最大值和多个最小值，所述多个最大值和所述多个最小值的幅度由所述周期性包络来定义，所述慢运动区间包括第一多个慢运动区间和第二多个慢运动区间，所述第一多个慢运动区间中的每个第一多个慢运动区间包含所述拍波的所述多个最大值中的不同最大值，其中所述第一多个慢运动区间的相邻慢运动区间具有重叠的不同的相应角度范围，以及所述第二多个慢运动区间中的每个第二多个慢运动区间包含所述拍波的所述多个最小值中的不同最小值，其中所述第二多个慢运动区间的相邻慢运动区间具有重叠的不同的相应角度范围。17.根据权利要求1所述的光束偏转系统，其中所述驱动器电路被配置为控制所述预定频率差，以使得所述周期性包络的最大斜率在整个扫描周期内维持在预定阈值以下，在所述整个扫描周期期间，所述光束在所述输出偏转角的全角度范围内被偏转。18.根据权利要求17所述的光束偏转系统，其中：所述驱动器电路被配置为控制所述预定频率差，以使得所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：B，
申请(专利权)人：英飞凌科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：