CN102435152A - 一种微机械系统mems二维扫描镜扫描角度的测量装置 - Google Patents

一种微机械系统mems二维扫描镜扫描角度的测量装置 Download PDF

Info

Publication number
CN102435152A
CN102435152A CN2011103598668A CN201110359866A CN102435152A CN 102435152 A CN102435152 A CN 102435152A CN 2011103598668 A CN2011103598668 A CN 2011103598668A CN 201110359866 A CN201110359866 A CN 201110359866A CN 102435152 A CN102435152 A CN 102435152A
Authority
CN
China
Prior art keywords
scanning
mems
mirror
psd
dimension
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN2011103598668A
Other languages
English (en)
Inventor
孙剑
尤政
张弛
张潮
史浩天
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Xian Jiaotong University
Original Assignee
Xian Jiaotong University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Xian Jiaotong University filed Critical Xian Jiaotong University
Priority to CN2011103598668A priority Critical patent/CN102435152A/zh
Publication of CN102435152A publication Critical patent/CN102435152A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)

Abstract

本发明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。该发明结构电路简单、测量范围大、实时性强、精度较高。

Description

一种微机械系统MEMS二维扫描镜扫描角度的测量装置
技术领域
本发明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。
背景技术
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。
发明内容
针对以上技术问题，本发明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。本发明为测量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。
本发明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。
本发明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。
本发明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。
本发明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，此发明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。

Claims (1)

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。
CN2011103598668A 2011-11-15 2011-11-15 一种微机械系统mems二维扫描镜扫描角度的测量装置 Pending CN102435152A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2011103598668A CN102435152A (zh) 2011-11-15 2011-11-15 一种微机械系统mems二维扫描镜扫描角度的测量装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2011103598668A CN102435152A (zh) 2011-11-15 2011-11-15 一种微机械系统mems二维扫描镜扫描角度的测量装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN102435152A true CN102435152A (zh) 2012-05-02

Family

ID=45983359

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2011103598668A Pending CN102435152A (zh) 2011-11-15 2011-11-15 一种微机械系统mems二维扫描镜扫描角度的测量装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN102435152A (zh)

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102944879A (zh) * 2012-11-05 2013-02-27 西安交通大学 一种基于mems二维扫描镜的四维成像装置及其成像方法
CN104748669A (zh) * 2013-12-30 2015-07-01 光宝科技股份有限公司 静电式微扫描镜的角度检测电路
CN106248347A (zh) * 2016-07-22 2016-12-21 西北工业大学 一种mems扫描镜性能参数测量系统及方法
CN106680214A (zh) * 2017-03-20 2017-05-17 华南师范大学 一种同时检测弹性和粘性的光声腹腔镜装置及其方法
CN107991506A (zh) * 2017-10-26 2018-05-04 中国航空工业集团公司洛阳电光设备研究所 一种测试摆镜扫描速度和均匀性的装置及测试方法
CN108152011A (zh) * 2017-11-16 2018-06-12 上海微波技术研究所（中国电子科技集团公司第五十研究所） 扫描成像系统中扫描镜动态回差的测量方法
CN109724540A (zh) * 2018-12-29 2019-05-07 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 二维mems扫描反射镜转角标定系统及标定方法
CN111796256A (zh) * 2020-07-08 2020-10-20 宁波傲视智绘光电科技有限公司 激光雷达用扫描系统的位置设置方法、设备和存储装置
CN112082514A (zh) * 2020-09-09 2020-12-15 易思维（杭州）科技有限公司 便携式角度测量仪及其使用方法
CN112325805A (zh) * 2020-11-02 2021-02-05 珠海市运泰利自动化设备有限公司 一种入射点非转动原点psd角度检测标定方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06137867A (ja) * 1992-10-29 1994-05-20 Omron Corp 距離計測装置におけるスキャン位置検出装置およびスキャン位置制御装置
CN1885090A (zh) * 2005-06-23 2006-12-27 船井电机株式会社 镜角度控制系统

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06137867A (ja) * 1992-10-29 1994-05-20 Omron Corp 距離計測装置におけるスキャン位置検出装置およびスキャン位置制御装置
CN1885090A (zh) * 2005-06-23 2006-12-27 船井电机株式会社 镜角度控制系统

Cited By (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102944879B (zh) * 2012-11-05 2015-01-07 西安交通大学 一种基于mems二维扫描镜的四维成像装置及其成像方法
CN102944879A (zh) * 2012-11-05 2013-02-27 西安交通大学 一种基于mems二维扫描镜的四维成像装置及其成像方法
CN104748669A (zh) * 2013-12-30 2015-07-01 光宝科技股份有限公司 静电式微扫描镜的角度检测电路
CN106248347A (zh) * 2016-07-22 2016-12-21 西北工业大学 一种mems扫描镜性能参数测量系统及方法
CN106248347B (zh) * 2016-07-22 2018-11-16 西北工业大学 一种mems扫描镜性能参数测量系统及方法
CN106680214B (zh) * 2017-03-20 2019-08-27 华南师范大学 一种同时检测弹性和粘性的光声腹腔镜装置及其方法
CN106680214A (zh) * 2017-03-20 2017-05-17 华南师范大学 一种同时检测弹性和粘性的光声腹腔镜装置及其方法
CN107991506A (zh) * 2017-10-26 2018-05-04 中国航空工业集团公司洛阳电光设备研究所 一种测试摆镜扫描速度和均匀性的装置及测试方法
CN108152011A (zh) * 2017-11-16 2018-06-12 上海微波技术研究所（中国电子科技集团公司第五十研究所） 扫描成像系统中扫描镜动态回差的测量方法
CN109724540A (zh) * 2018-12-29 2019-05-07 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 二维mems扫描反射镜转角标定系统及标定方法
CN109724540B (zh) * 2018-12-29 2020-06-12 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 二维mems扫描反射镜转角标定系统及标定方法
CN111796256A (zh) * 2020-07-08 2020-10-20 宁波傲视智绘光电科技有限公司 激光雷达用扫描系统的位置设置方法、设备和存储装置
CN111796256B (zh) * 2020-07-08 2024-03-29 宁波傲视智绘光电科技有限公司 激光雷达用扫描系统的位置设置方法、设备和存储装置
CN112082514A (zh) * 2020-09-09 2020-12-15 易思维（杭州）科技有限公司 便携式角度测量仪及其使用方法
CN112082514B (zh) * 2020-09-09 2022-04-19 易思维（杭州）科技有限公司 便携式角度测量仪及其使用方法
CN112325805A (zh) * 2020-11-02 2021-02-05 珠海市运泰利自动化设备有限公司 一种入射点非转动原点psd角度检测标定方法
CN112325805B (zh) * 2020-11-02 2022-03-29 珠海市运泰利自动化设备有限公司 一种入射点非转动原点psd角度检测标定方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102435152A (zh) 一种微机械系统mems二维扫描镜扫描角度的测量装置
CN101520313B (zh) 基于二维微焦准直的微小内腔尺寸与三维坐标传感方法与装置
CN106597393B (zh) 一种星载微波光学复合跟瞄雷达在轨标定系统和方法
WO2014158994A1 (en) Lidar scanner
CN102155927A (zh) 一种基于激光自准直的二维微角度测量装置
CN103759641A (zh) 基于四芯光纤光栅的三维微尺度测量装置及方法
CN103604375A (zh) 抗光学混叠的双频激光光栅干涉二维测量方法及系统
TW200842308A (en) One diffraction 6 degree of freedom optoelectronic measurement system
CN101595364A (zh) 用于目标物体的位置的无接触干涉检测的位置检测系统和装备有其的扫描系统
CN103983981A (zh) 基于相位测距原理的三维压缩成像方法及装置
US20140290368A1 (en) Method and apparatus for remote position tracking of an industrial ultrasound imaging probe
CN103759652A (zh) 基于双光纤光栅的二维微尺度测量装置及方法
CN102944879B (zh) 一种基于mems二维扫描镜的四维成像装置及其成像方法
CN102520414A (zh) 激光主动与红外被动复合探测装置
CN103759643A (zh) 基于双芯光纤光栅的二维微尺度测量装置及方法
CN203758459U (zh) 基于线阵ccd的光栅位移传感器
AU2010297455B2 (en) Method and device for measuring a profile of the ground
CN103759653A (zh) 基于五芯光纤光栅的三维微尺度测量装置及方法
CN103900467A (zh) 基于偏振态检测的单光纤耦合球微尺度传感器
Tu et al. Geometrical model of laser triangulation system based on synchronized scanners
CN105783859B (zh) 一种三轴运动平台的高精度控制方法
CN107121091A (zh) 一种基于psd的轮廓扫描测量装置
Daud et al. Infrared sensor rig in detecting various object shapes
Huang et al. Extrinsic calibration of a multi-beam LiDAR system with improved intrinsic laser parameters using v-shaped planes and infrared images
CN104111041B (zh) 激光三维成像mems二维扫描镜的转角测量装置及方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C12 Rejection of a patent application after its publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20120502