CN111562561A - Mems微镜、激光雷达及自动驾驶设备 - Google Patents

Mems微镜、激光雷达及自动驾驶设备 Download PDF

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CN111562561A
CN111562561A CN201911069153.0A CN201911069153A CN111562561A CN 111562561 A CN111562561 A CN 111562561A CN 201911069153 A CN201911069153 A CN 201911069153A CN 111562561 A CN111562561 A CN 111562561A
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CN
China
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magnet
coil
mirror
rotating shaft
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李帆雅
沈文江
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Suzhou Xijing Micro Electromechanical Technology Co ltd
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Suzhou Xijing Micro Electromechanical Technology Co ltd
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Abstract

本发明实施例涉及雷达技术领域，提供了一种MEMS微镜、激光雷达及自动驾驶设备。MEMS微镜包括框架、转轴、镜面、磁铁和线圈；所述框架包括第一框架和第二框架；所述转轴包括第一转轴和第二转轴，所述第一转轴连接所述第一框架和所述镜面，所述第二转轴连接所述第一框架和所述第二框架，所述第一转轴和所述第二转轴的轴向方向呈十字交叉设置；所述镜面用于反射激光光束，其能够绕所述第一转轴和所述第二转轴扭转；所述磁铁和线圈位于所述镜面的背面一侧，用于产生驱动所述镜面扭转的驱动力。本发明实施例提高了出射激光的能量利用率。

Description

MEMS微镜、激光雷达及自动驾驶设备
技术领域
本发明实施例涉及雷达技术领域，特别是涉及一种MEMS微镜、激光雷达及自动驾驶设备。
背景技术
基于微机电系统(Micro-Electro-Mechanical System，MEMS)微镜技术的激光雷达具有响应快、测距分辨率高等优势。当脉冲激光器发出出射激光并入射到MEMS的微镜(也称为振镜)时，随着微镜的运动，出射激光在微镜表面发生偏转。当微镜进行二维振动时，出射激光会形成面，从而获取目标物体表面的距离信息。
现有电磁驱动的光学扫描微镜中，通过磁性薄膜或者永磁体与通电线圈产生电磁驱动力，驱动微镜振动。其中采用永磁铁的方案中，一般在微镜上方也设置有磁铁，微镜上方的磁铁遮挡了出射激光的光路，降低了出射激光的能量利用率。
发明内容
针对现有技术的上述缺陷，本发明实施例的主要目的在于提供一种MEMS微镜、激光雷达及自动驾驶设备，解决了现有技术中出射激光的能量利用率低的问题。
本发明实施例提供一种MEMS微镜，包括框架、转轴、镜面、磁铁和线圈；所述框架包括第一框架和第二框架；所述转轴包括第一转轴和第二转轴，所述第一转轴连接所述第一框架和所述镜面，所述第二转轴连接所述第一框架和所述第二框架，所述第一转轴和所述第二转轴的轴向方向呈十字交叉设置；所述镜面用于反射激光光束，所述镜面能够绕所述第一转轴和所述第二转轴扭转；所述磁铁和线圈位于所述镜面的背面一侧，用于产生驱动所述镜面扭转的驱动力。
可选的，所述磁铁和所述线圈在沿与所述镜面垂直的方向对应设置。
可选的，所述磁铁固定于所述镜面的背面，所述线圈位于所述磁铁的正下方。
可选的，所述磁铁包括第一磁铁组和第二磁铁组，所述线圈包括第一线圈组和第二线圈组；所述第一磁铁组和所述第一线圈组对应设置，用于产生驱动所述镜面绕所述第一转轴扭转的驱动力；所述第二磁铁组和所述第二线圈组对应设置，用于产生驱动所述镜面绕所述第二转轴扭转的驱动力。
可选的，所述第一磁铁组和所述第一线圈组之间的第一距离与所述第二磁铁组和所述第二线圈组之间的第二距离不相等。
可选的，所述第一距离为所述第一磁铁组的底面与所述第一线圈组的顶面之间的垂直距离，所述第二距离为所述第二磁铁组的底面与所述第二线圈组的顶面之间的垂直距离。
可选的，所述第一磁铁组的底面与所述第二磁铁组的底面不位于同一平面，所述第一线圈组的顶面和所述第二线圈组的顶面位于同一平面；或者，所述第一磁铁组的底面与所述第二磁铁组的底面位于同一平面，所述第一线圈组的顶面和所述第二线圈组的顶面不位于同一平面。
可选的，所述第一磁铁组和所述第二磁铁组中任一磁铁组与所述镜面之间设置有第一凸台，使得所述第一磁铁组的底面与所述第二磁铁组的底面不位于同一平面；或者，所述第一磁铁组和所述第二磁铁组中任一磁铁组安装于所述镜面上的第一凹槽内，使得所述第一磁铁组的底面与所述第二磁铁组的底面不位于同一平面。
可选的，所述MEMS微镜还包括线圈固定座，所述线圈固定于所述线圈固定座上；所述第一线圈组和所述第二线圈组中任一线圈组与所述线圈固定座之间设置有第二凸台，使得所述第一线圈组的顶面和所述第二线圈组的顶面不位于同一平面；或者，所述第一线圈组和所述第二线圈中任一线圈组安装于所述线圈固定座上的第二凹槽内，使得所述第一线圈组的顶面和所述第二线圈组的顶面不位于同一平面。
可选的，所述第一磁铁组和所述第二磁铁组各包括至少两个磁铁，所述第一线圈组和所述第二线圈组各包括至少两个线圈；所述第一磁铁组的至少两个磁铁包括第一磁铁和第二磁铁，所述第一线圈组的至少两个线圈包括第一线圈和第二线圈；所述第一磁铁和所述第一线圈对应设置，用于产生驱动所述镜面绕所述第一转轴扭转的第一方向的驱动力；所述第二磁铁和所述第二线圈对应设置，用于产生驱动所述镜面绕所述第一转轴扭转的第二方向的驱动力，所述第二方向与所述第一方向相反；所述第二磁铁组的至少两个磁铁包括第三磁铁和第四磁铁，所述第二线圈组的至少两个线圈包括第三线圈和第四线圈；所述第三磁铁和所述第三线圈对应设置，用于产生驱动所述镜面绕所述第二转轴扭转的第三方向的驱动力；所述第四磁铁和所述第四线圈对应设置，用于产生驱动所述镜面绕所述第二转轴扭转的第四方向的驱动力，所述第三方向与所述第四方向相反。
可选的，所述第一磁铁和所述第二磁铁以所述第一转轴为中心轴对称设置，所述第三磁铁和所述第四磁铁以所述第二转轴为中心轴对称设置。
可选的，所述第一转轴与所述第一框架的连接处、所述第一转轴和所述镜面的连接处、所述第二转轴和所述第一框架的连接处以及所述第二转轴和所述第二框架的连接处均呈圆角结构。
可选的，所述第二框架内具有第一容纳空间，所述第一框架位于所述第一容纳空间内；所述第一框架内具有第二容纳空间，所述镜面和所述第一转轴位于所述第二容纳空间内；所述第一容纳空间的外侧沿所述第二转轴的轴向延伸出第三容纳空间，所述第二转轴位于所述第三容纳空间内。
可选的，所述第二转轴和所述第三容纳空间侧壁之间的距离范围为40-70μm。
可选的，所述镜面和所述第二容纳空间侧壁之间的距离范围为200-500μm。
本发明实施例还提供一种MEMS微镜，包括框架、转轴、镜面、磁铁和线圈；所述框架包括第一框架和第二框架；所述转轴包括第一转轴和第二转轴，所述第一转轴连接所述第一框架和所述镜面，所述第二转轴连接所述第一框架和所述第二框架，所述第一转轴和所述第二转轴的轴向方向呈十字交叉设置；所述镜面用于反射激光光束，所述镜面能够绕所述第一转轴和所述第二转轴扭转；所述磁铁包括第一磁铁组和第二磁铁组，所述线圈包括第一线圈组和第二线圈组；所述第一磁铁组和所述第一线圈组对应设置，用于产生驱动所述镜面绕所述第一转轴扭转的驱动力；所述第二磁铁组和所述第二线圈组对应设置，用于产生驱动所述镜面绕所述第二转轴扭转的驱动力；所述第一磁铁组和所述第一线圈组之间的第一距离与所述第二磁铁组和所述第二线圈组之间的第二距离不相等。
可选的，所述第一距离为所述第一磁铁组的底面与所述第一线圈组的顶面之间的垂直距离，所述第二距离为所述第二磁铁组的底面与所述第二线圈组的顶面之间的垂直距离。
可选的，所述第一磁铁组的底面与所述第二磁铁组的底面不位于同一平面，所述第一线圈组的顶面和所述第二线圈组的顶面位于同一平面；或者，所述第一磁铁组的底面与所述第二磁铁组的底面位于同一平面，所述第一线圈组的顶面和所述第二线圈组的顶面不位于同一平面。
可选的，所述第一磁铁组和所述第二磁铁组中任一磁铁组与所述镜面之间设置有第一凸台，使得所述第一磁铁组的底面与所述第二磁铁组的底面不位于同一平面；或者，所述第一磁铁组和所述第二磁铁组中任一磁铁组安装于所述镜面上的第一凹槽内，使得所述第一磁铁组的底面与所述第二磁铁组的底面不位于同一平面。
可选的，所述MEMS微镜还包括线圈固定座，所述线圈固定于所述线圈固定座上；所述第一线圈组和所述第二线圈组中任一线圈组与所述线圈固定座之间设置有第二凸台，使得所述第一线圈组的顶面和所述第二线圈组的顶面不位于同一平面；或者，所述第一线圈组和所述第二线圈中任一线圈组安装于所述线圈固定座上的第二凹槽内，使得所述第一线圈组的顶面和所述第二线圈组的顶面不位于同一平面。
可选的，所述磁铁和线圈位于所述镜面的背面一侧。
可选的，所述磁铁和所述线圈在沿与所述镜面垂直的方向对应设置。
可选的，所述磁铁固定于所述镜面的背面，所述线圈位于所述磁铁的正下方。
可选的，所述第一磁铁组和所述第二磁铁组各包括至少两个磁铁，所述第一线圈组和所述第二线圈组各包括至少两个线圈；所述第一磁铁组的至少两个磁铁包括第一磁铁和第二磁铁，所述第一线圈组的至少两个线圈包括第一线圈和第二线圈；所述第一磁铁和所述第一线圈对应设置，用于产生驱动所述镜面绕所述第一转轴扭转的第一方向的驱动力；所述第二磁铁和所述第二线圈对应设置，用于产生驱动所述镜面绕所述第一转轴扭转的第二方向的驱动力，所述第二方向与所述第一方向相反；所述第二磁铁组的至少两个磁铁包括第三磁铁和第四磁铁，所述第二线圈组的至少两个线圈包括第三线圈和第四线圈；所述第三磁铁和所述第三线圈对应设置，用于产生驱动所述镜面绕所述第二转轴扭转的第三方向的驱动力；所述第四磁铁和所述第四线圈对应设置，用于产生驱动所述镜面绕所述第二转轴扭转的第四方向的驱动力，所述第三方向与所述第四方向相反。
可选的，所述第一磁铁和所述第二磁铁以所述第一转轴为中心轴对称设置，所述第三磁铁和所述第四磁铁以所述第二转轴为中心轴对称设置。
可选的，所述第一转轴与所述第一框架的连接处、所述第一转轴和所述镜面的连接处、所述第二转轴和所述第一框架的连接处以及所述第二转轴和所述第二框架的连接处均呈圆角结构。
可选的，所述第二框架内具有第一容纳空间，所述第一框架位于所述第一容纳空间内；所述第一框架内具有第二容纳空间，所述镜面和所述第一转轴位于所述第二容纳空间内；所述第一容纳空间的外侧沿所述第二转轴的轴向延伸出第三容纳空间，所述第二转轴位于所述第三容纳空间内。
可选的，所述第二转轴和所述第三容纳空间侧壁之间的距离范围为40-70μm。
可选的，所述镜面和所述第二容纳空间侧壁之间的距离范围为200-500μm。
本发明实施例还提供一种MEMS微镜，包括框架、转轴、镜面、磁铁和线圈；所述框架包括第一框架和第二框架；所述转轴包括第一转轴和第二转轴，所述第一转轴连接所述第一框架和所述镜面，所述第二转轴连接所述第一框架和所述第二框架，所述第一转轴和所述第二转轴的轴向方向呈十字交叉设置；所述镜面用于反射激光光束，所述镜面能够绕所述第一转轴和所述第二转轴扭转；所述磁铁和线圈用于产生驱动所述镜面扭转的驱动力；所述第二框架内具有第一容纳空间，所述第一框架位于所述第一容纳空间内；所述第一容纳空间的外侧沿所述第二转轴的轴向延伸出第三容纳空间，所述第二转轴位于所述第三容纳空间内；所述第二转轴和所述第三容纳空间侧壁之间的距离范围为40-70μm。
可选的，所述第一框架内具有第二容纳空间，所述镜面和所述第一转轴位于所述第二容纳空间内；所述镜面和所述第二容纳空间侧壁之间的距离范围为200-500μm。
可选的，所述磁铁和线圈位于所述镜面的背面一侧。
可选的，所述磁铁和所述线圈在沿与所述镜面垂直的方向对应设置。
可选的，所述磁铁固定于所述镜面的背面，所述线圈位于所述磁铁的正下方。
可选的，所述磁铁包括第一磁铁组和第二磁铁组，所述线圈包括第一线圈组和第二线圈组；所述第一磁铁组和所述第一线圈组对应设置，用于产生驱动所述镜面绕所述第一转轴扭转的驱动力；所述第二磁铁组和所述第二线圈组对应设置，用于产生驱动所述镜面绕所述第二转轴扭转的驱动力。
可选的，所述第一磁铁组和所述第一线圈组之间的第一距离与所述第二磁铁组和所述第二线圈组之间的第二距离不相等。
可选的，所述第一距离为所述第一磁铁组的底面与所述第一线圈组的顶面之间的垂直距离，所述第二距离为所述第二磁铁组的底面与所述第二线圈组的顶面之间的垂直距离。
可选的，所述第一磁铁组的底面与所述第二磁铁组的底面不位于同一平面，所述第一线圈组的顶面和所述第二线圈组的顶面位于同一平面；或者，所述第一磁铁组的底面与所述第二磁铁组的底面位于同一平面，所述第一线圈组的顶面和所述第二线圈组的顶面不位于同一平面。
可选的，所述第一磁铁组和所述第二磁铁组中任一磁铁组与所述镜面之间设置有第一凸台，使得所述第一磁铁组的底面与所述第二磁铁组的底面不位于同一平面；或者，所述第一磁铁组和所述第二磁铁组中任一磁铁组安装于所述镜面上的第一凹槽内，使得所述第一磁铁组的底面与所述第二磁铁组的底面不位于同一平面。
可选的，所述MEMS微镜还包括线圈固定座，所述线圈固定于所述线圈固定座上；所述第一线圈组和所述第二线圈组中任一线圈组与所述线圈固定座之间设置有第二凸台，使得所述第一线圈组的顶面和所述第二线圈组的顶面不位于同一平面；或者，所述第一线圈组和所述第二线圈中任一线圈组安装于所述线圈固定座上的第二凹槽内，使得所述第一线圈组的顶面和所述第二线圈组的顶面不位于同一平面。
可选的，所述第一磁铁组和所述第二磁铁组各包括至少两个磁铁，所述第一线圈组和所述第二线圈组各包括至少两个线圈；所述第一磁铁组的至少两个磁铁包括第一磁铁和第二磁铁，所述第一线圈组的至少两个线圈包括第一线圈和第二线圈；所述第一磁铁和所述第一线圈对应设置，用于产生驱动所述镜面绕所述第一转轴扭转的第一方向的驱动力；所述第二磁铁和所述第二线圈对应设置，用于产生驱动所述镜面绕所述第一转轴扭转的第二方向的驱动力，所述第二方向与所述第一方向相反；所述第二磁铁组的至少两个磁铁包括第三磁铁和第四磁铁，所述第二线圈组的至少两个线圈包括第三线圈和第四线圈；所述第三磁铁和所述第三线圈对应设置，用于产生驱动所述镜面绕所述第二转轴扭转的第三方向的驱动力；所述第四磁铁和所述第四线圈对应设置，用于产生驱动所述镜面绕所述第二转轴扭转的第四方向的驱动力，所述第三方向与所述第四方向相反。
可选的，所述第一磁铁和所述第二磁铁以所述第一转轴为中心轴对称设置，所述第三磁铁和所述第四磁铁以所述第二转轴为中心轴对称设置。
可选的，所述第一转轴与所述第一框架的连接处、所述第一转轴和所述镜面的连接处、所述第二转轴和所述第一框架的连接处以及所述第二转轴和所述第二框架的连接处均呈圆角结构。
本发明实施例还提供一种MEMS微镜，包括框架、转轴、镜面、磁铁和线圈；所述框架包括第一框架和第二框架；所述转轴包括第一转轴和第二转轴，所述第一转轴连接所述第一框架和所述镜面，所述第二转轴连接所述第一框架和所述第二框架，所述第一转轴和所述第二转轴的轴向方向呈十字交叉设置；所述镜面用于反射激光光束，所述镜面能够绕所述第一转轴和所述第二转轴扭转；所述磁铁和线圈用于产生驱动所述镜面扭转的驱动力；所述第一框架内具有第二容纳空间，所述镜面和所述第一转轴位于所述第二容纳空间内；所述镜面和所述第二容纳空间侧壁之间的距离范围为200-500μm。
可选的，所述第二框架内具有第一容纳空间，所述第一框架位于所述第一容纳空间内；所述第一容纳空间的外侧沿所述第二转轴的轴向延伸出第三容纳空间，所述第二转轴位于所述第三容纳空间内；所述第二转轴和所述第三容纳空间侧壁之间的距离范围为40-70μm。
可选的，所述磁铁和线圈位于所述镜面的背面一侧。
可选的，所述磁铁和所述线圈在沿与所述镜面垂直的方向对应设置。
可选的，所述磁铁固定于所述镜面的背面，所述线圈位于所述磁铁的正下方。
可选的，所述磁铁包括第一磁铁组和第二磁铁组，所述线圈包括第一线圈组和第二线圈组；所述第一磁铁组和所述第一线圈组对应设置，用于产生驱动所述镜面绕所述第一转轴扭转的驱动力；所述第二磁铁组和所述第二线圈组对应设置，用于产生驱动所述镜面绕所述第二转轴扭转的驱动力。
可选的，所述第一磁铁组和所述第一线圈组之间的第一距离与所述第二磁铁组和所述第二线圈组之间的第二距离不相等。
可选的，所述第一距离为所述第一磁铁组的底面与所述第一线圈组的顶面之间的垂直距离，所述第二距离为所述第二磁铁组的底面与所述第二线圈组的顶面之间的垂直距离。
可选的，所述第一磁铁组的底面与所述第二磁铁组的底面不位于同一平面，所述第一线圈组的顶面和所述第二线圈组的顶面位于同一平面；或者，所述第一磁铁组的底面与所述第二磁铁组的底面位于同一平面，所述第一线圈组的顶面和所述第二线圈组的顶面不位于同一平面。
可选的，所述第一磁铁组和所述第二磁铁组中任一磁铁组与所述镜面之间设置有第一凸台，使得所述第一磁铁组的底面与所述第二磁铁组的底面不位于同一平面；或者，所述第一磁铁组和所述第二磁铁组中任一磁铁组安装于所述镜面上的第一凹槽内，使得所述第一磁铁组的底面与所述第二磁铁组的底面不位于同一平面。
可选的，所述MEMS微镜还包括线圈固定座，所述线圈固定于所述线圈固定座上；所述第一线圈组和所述第二线圈组中任一线圈组与所述线圈固定座之间设置有第二凸台，使得所述第一线圈组的顶面和所述第二线圈组的顶面不位于同一平面；或者，所述第一线圈组和所述第二线圈中任一线圈组安装于所述线圈固定座上的第二凹槽内，使得所述第一线圈组的顶面和所述第二线圈组的顶面不位于同一平面。
可选的，所述第一磁铁组和所述第二磁铁组各包括至少两个磁铁，所述第一线圈组和所述第二线圈组各包括至少两个线圈；所述第一磁铁组的至少两个磁铁包括第一磁铁和第二磁铁，所述第一线圈组的至少两个线圈包括第一线圈和第二线圈；所述第一磁铁和所述第一线圈对应设置，用于产生驱动所述镜面绕所述第一转轴扭转的第一方向的驱动力；所述第二磁铁和所述第二线圈对应设置，用于产生驱动所述镜面绕所述第一转轴扭转的第二方向的驱动力，所述第二方向与所述第一方向相反；所述第二磁铁组的至少两个磁铁包括第三磁铁和第四磁铁，所述第二线圈组的至少两个线圈包括第三线圈和第四线圈；所述第三磁铁和所述第三线圈对应设置，用于产生驱动所述镜面绕所述第二转轴扭转的第三方向的驱动力；所述第四磁铁和所述第四线圈对应设置，用于产生驱动所述镜面绕所述第二转轴扭转的第四方向的驱动力，所述第三方向与所述第四方向相反。
可选的，所述第一磁铁和所述第二磁铁以所述第一转轴为中心轴对称设置，所述第三磁铁和所述第四磁铁以所述第二转轴为中心轴对称设置。
可选的，所述第一转轴与所述第一框架的连接处、所述第一转轴和所述镜面的连接处、所述第二转轴和所述第一框架的连接处以及所述第二转轴和所述第二框架的连接处均呈圆角结构。
本发明实施例还提供了一种激光雷达，所述激光雷达包括发射模组、如上所述的MEMS微镜、接收模组和测距模组；
所述发射模组用于发射出射激光；
所述MEMS微镜用于接收所述出射激光并将所述出射激光反射后射向探测区域，还用于接收回波激光并将所述回波激光反射后射向所述接收模组；所述回波激光为所述出射激光被所述探测区域内的物体反射后返回的激光；
所述接收模组用于接收所述回波激光；
所述测距模组用于根据所述出射激光和所述回波激光计算所述探测区域内的物体的距离信息。
本发明实施例还提供了一种自动驾驶设备，包括如上所述的激光雷达。
本发明实施例的有益效果是：本发明实施例提供的MEMS微镜中，通过将磁铁和线圈位于镜面的背面一侧，镜面的正面没有放置磁铁和线圈，不会遮挡出射激光的光路，保障了镜面的有效反射范围，提高了出射激光的能量利用率。
附图说明
一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。
图1示出了本发明实施例提供的激光雷达的结构框图；
图2示出了本发明另一实施例提供的激光雷达的结构框图；
图3示出了本发明实施例提供的MEMS微镜的结构示意图；
图4示出了本发明实施例提供的MEMS微镜的另一角度的结构示意图；
图5示出了本发明实施例提供的MEMS微镜的俯视图；
图6示出了本发明实施例提供的MEMS微镜中磁铁不位于同一高度的示意图；
图7示出了图6所示情形的一种实施方式的结构示意图；
图8示出了图6所示情形的另一种实施方式的结构示意图；
图9示出了图6所示情形的又一种实施方式的结构示意图；
图10示出了本发明实施例提供的MEMS微镜中线圈不位于同一高度的示意图；
图11示出了图10所示情形的一种实施方式的结构示意图；
图12示出了图10所示情形的另一种实施方式的结构示意图；
图13示出了图10所示情形的又一种实施方式的结构示意图；
图14示出了本发明实施例提供的自动驾驶设备的结构示意图；
图15示出了本发明另一实施例提供的自动驾驶设备的结构示意图。
具体实施方式中的附图标号如下：
激光雷达100；MEMS微镜1；框架10；第一框架11；第二框架12；转轴20；第一转轴21；第二转轴22；镜面30；第一凸台32；第一凹槽33；磁铁40；第一磁铁组41；第一磁铁411；第二磁铁412；第二磁铁组42；第三磁铁421；第四磁铁422；线圈50；第一线圈组51；第一线圈511；第二线圈512；第二线圈组52；第三线圈521；第四线圈522；线圈固定座60；第二凸台61；第二凹槽62；第一容纳空间71；第二容纳空间72；第三容纳空间73；发射模组2；激光器模块21；发射驱动模块22；发射光学模块23；接收模组3；探测器模块31；接收驱动模块32；接收光学模块33；自动驾驶设备200。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。
需要注意的是，除非另有说明，本发明使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域技术人员所理解的通常意义。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
图1示出了本发明实施例提供的激光雷达的结构框图，如图1所示，该激光雷达100包括发射模组2、MEMS微镜1、接收模组3和测距模组4。发射模组2用于发射出射激光；MEMS微镜1用于接收出射激光并将出射激光反射后射向探测区域，以及接收回波激光并将回波激光反射后射向接收模组3，回波激光为出射激光被探测区域内的物体反射后返回的激光；接收模组3用于接收回波激光；测距模组4用于根据出射激光和回波激光计算所述探测区域内的物体的距离信息。出射激光经过MEMS微镜1反射后向外发射，实现对探测区域的扫描；MEMS微镜1接收回波激光并将回波激光反射后射向接收模组3，获得探测区域内的目标物体信息。
其中，发射模组2、接收模组3以及测距模组4可采用现有技术中的任一结构实现。例如，如图2所示，发射模组2可以包括激光器模块21、发射驱动模块22和发射光学模块23。激光器模块21用于发射出射激光；发射驱动模块22与激光器模块21连接，用于驱动和控制激光器模块21工作；发射光学模块23位于激光器模块21发射的出射激光的光路上，用于准直出射激光。激光器模块21可以采用激光二极管(Laser Diode，LD)、垂直腔面发射激光器(Vertical Cavity Surface Emitting Laser，VCSEL)等器件。发射光学模块23可以采用有光纤和球透镜组、单独的球透镜组、柱面透镜组等方式。
请继续参考图2，接收模组3可以包括探测器模块31、接收驱动模块32和接收光学模块33。接收光学模块33位于MEMS微镜1反射的回波激光的光路上，用于对回波激光进行会聚；探测器模块31用于接收经过接收光学模块33会聚的回波激光；接收驱动模块32与探测器模块31连接，用于驱动和控制探测器模块31工作。探测器模块31可以采用雪崩光电二极管(Avalanche Photo Diode，APD)、硅光电倍增管(Silicon photomultiplier，SiPM)、APD阵列、多像素光子计数器(Multi-Pixel Photon Counter，MPPC)、光电倍增管(photomultiplier tube，PMT)、单光子雪崩二极管(single-photon avalanche diode，SPAD)等。接收光学模块33可以采用球透镜、球透镜组或柱透镜组等。
请继续参考图2，测距模组4可以由现场可编程逻辑门阵列(Field ProgrammableGate Array，FPGA)实现，其分别与发射模组2、接收模组3连接，根据出射激光和回波激光计算所述探测区域内的物体的距离信息。
可以理解的是，发射模组2和接收模组3还可以采用其他已知结构，本发明对此不做限定。
在一些实施例中，激光雷达100还可以包括折射镜模组，发射模组2的出射激光射向折射镜模组，经折射镜模组反射后射向镜面30，镜面30将出射激光向外出射至探测区域并进行扫描，探测区域内的物体反射产生的回波激光返回由镜面30接收后，射向折射镜模组，折射镜模组将回波激光反射后射向接收模组3，接收模组3接收回波激光。
下面对本发明实施例的激光雷达100中MEMS微镜1的具体实现进行详细说明。
如图3-图5所示，该MEMS微镜1包括框架10、转轴20、镜面30、磁铁40和线圈50。框架10用于连接转轴20和镜面30；镜面30用于接收并反射出射激光、以及接收并反射回波激光，镜面30可绕转轴20扭转；磁铁40和线圈50用于产生驱动镜面30扭转的驱动力。当出射激光入射至镜面30时，随着镜面30绕转轴20的扭转运动，出射激光在镜面30表面发生偏转。当镜面30进行二维振动时，出射激光由线形成面，从而获取目标物体表面的距离信息。
本实施例中，MEMS微镜1为二维MEMS微镜，也即镜面30绕两个垂直转轴扭转，实现两个维度的运动。其中，框架10包括第一框架11和第二框架12。转轴20包括第一转轴21和第二转轴22。第一转轴21连接第一框架11和镜面30，第二转轴22连接第一框架11和第二框架12。第一转轴21和第二转轴22的轴向方向呈十字交叉设置(第一转轴21和第二转轴22垂直)。镜面30能够绕第一转轴21和第二转轴22扭转。本实施例中，第一转轴21被定义为X方向转轴(也即内转轴)，第二转轴22被定义为Y方向转轴(也即外转轴)。
第二框架12为方形框体，其内具有第一容纳空间71，第一框架11位于第一容纳空间71内。第一框架11也为方形框体，其内具有第二容纳空间72，镜面30和第一转轴21位于第二容纳空间72内。第一容纳空间71的外侧沿第二转轴22的轴向延伸出第三容纳空间73，第二转轴22位于第三容纳空间73内。本实施例中，第一容纳空间71、第二容纳空间72和第三容纳空间73均为方形容纳腔，其还可以为其他形状的容纳腔，例如圆形、椭圆形等。方形容纳腔便于加工，也有利于产品整体结构的紧凑和小型化。
第一转轴21和第二转轴22均呈长条状。第一转轴21设有两部分，在X方向上分别从镜面30的不同侧连接到第一框架11。第二转轴22也设有两部分，在Y方向上分别从第一框架11的不同侧连接到第二框架12。
第一转轴21与第一框架11的连接处、第一转轴21和镜面30的连接处、
第二转轴22和第一框架11的连接处以及第二转轴22和第二框架12的连接处均呈圆角结构。各个连接过镀处通过采用圆角结构可以降低应力集中，使产品不易损坏、失效。
为了使出射激光入射到MEMS有效镜面上的能量全部被利用，从而探测到更远距离处目标物体的信息，这就要求MEMS微镜1具有较大的镜面。然而，由于大镜面微镜自身较大的转动惯量，需要更大的驱动力来使镜面30达到较大的扫描视角。但是，大口径的镜面在大驱动力下抗冲击振动的性能往往更差。当制备大镜面的MEMS微镜1时，上述驱动机制必然需要更大的功耗来提供大角度的偏转，且大镜面在其高速振动时空气的阻尼更大，在其受到冲击振动时更容易发生断裂。
因此，本发明实施例中，第二转轴22和第三容纳空间73侧壁之间的距离范围为40-70μm，优选为50-60μm，特别优选为55-60μm，最优选为60μm。具体的，第二转轴22和第三容纳空间73侧壁之间的距离取值可以为40μm，50μm，55μm，60μm或者70μm。。若第二转轴22与第三容纳空间73侧壁之间的间隙较大，当镜面30受到面内方向的外界冲击时，第二转轴22朝面内方向运动将不受限制，也即其变形将不受限制，形变过程中应力超过第二转轴22所采用材料的屈服应力时，将导致第二转轴22断裂。另一方面，若第二转轴22与第三容纳空间73侧壁之间的间隙过小时，当镜面30受到面内方向的外界冲击时，第二转轴22朝面内方向运动将在很大程度上挤压空气，使第二转轴22运动时克服阻尼的能量耗散增大，从而降低其品质因子。所以，本发明实施例中，需要使第二转轴22与第三容纳空间73侧壁之间的距离保持在一个较小且合理的范围内，当镜面30受到面内方向的外界冲击时，第二转轴22朝面内方向运动会受到来自外框的约束，阻碍了第二转轴22的进一步变形，从而避免了第二转轴22的断裂失效。通过减小第二转轴22与外框的间隙，并使第二转轴22运动时空气阻尼不会过大，能够有效阻碍第二转轴22在面内方向的自由运动，防止结构破坏。
品质因子也被称为Q因子，是物理及工程中的无量纲参数，其表示振子阻尼性质的物理量，高品质因子表示振子的阻尼较小，能量损失的速率较慢，振动可持续较长的时间。
镜面30和第二容纳空间72侧壁之间的距离范围为200-500μm，优选为300-400μm，特别优选为350-400μm，最优选为400μm。具体的，镜面30和第二容纳空间72侧壁之间的距离取值可以为200μm，300μm，320μm，350μm，380μm，400μm或者500μm。当镜面30在扭转过程中，随着与基底间距的变化会受到不同程度的空气挤压，当镜面30与框架10之间的间隙较小时，使镜面30运动时克服阻尼的能量耗散增大，从而降低了品质因子，减小了镜面30的偏转角度。另一方面，若镜面30与框架10之间的间隙过大时，当镜面30受到面内方向的外界冲击时，镜面30朝面内方向运动将不受限制，也即其变形将不受限制，形变过程中应力超过镜面30所采用材料的屈服应力时，将导致镜面30失效。使镜面30运动时克服阻尼的能量耗散增大，从而降低了品质因子，减小了镜面30的偏转角度。所以，本发明实施例中，需要使镜面30和第二容纳空间72侧壁之间的距离保持在一个较大且合理的范围内，这样可以降低镜面30运动时克服阻尼的能量耗散，从而提高品质因子，增加偏转角度，且不会导致镜面30失效。
磁铁40和线圈50位于镜面30的背面一侧，用于产生驱动镜面30扭转的驱动力。通过将磁铁40和线圈50设置于镜面30的背面一侧，镜面30的正面(也即其上方)没有放置磁铁40和线圈50，不会遮挡出射激光的光路，保证光束自由入射，保障了镜面30的有效反射范围，提高了出射激光的能量利用率。
磁铁40和线圈50在沿与镜面30垂直的方向对应设置。本实施例中，磁铁40固定于镜面30的背面，线圈50位于磁铁40的正下方，使MEMS微镜1整体封装结构的尺寸紧凑。磁铁40可以通过粘贴或卡扣的方式固定于镜面30的背面。在MEMS微镜1中可以设置线圈固定座60(如图11-图13)，线圈50固定于线圈固定座60上，线圈50也可以通过粘贴或卡扣的方式固定于线圈固定座60。磁铁40可以采用永磁铁，其形状可以为长方体或立方体。线圈50可以采用空心的电感线圈。永磁铁与空心的电感线圈产生电磁吸引力和排斥力(也即驱动力)，驱动镜面30绕转轴20扭转。
现有电磁驱动的光学扫描微镜中，线圈一般设置于镜面边缘或者支撑框架上，线圈长时间工作产生的热量将直接传递到镜面，镜面持续高温将使整个MEMS微镜失效。本发明实施例中，线圈50没有设置于镜面30边缘或者框架10上，而是设置于镜面30的背面一侧，线圈50热量不易被传递至镜面30，避免了镜面30长时间处于高温状态导致的MEMS微镜1失效。
磁铁40包括第一磁铁组41和第二磁铁组42，线圈50包括第一线圈组51和第二线圈组52；第一磁铁组41和第一线圈组51对应设置，用于产生驱动镜面30绕第一转轴21扭转的驱动力；第二磁铁组42和第二线圈组52对应设置，用于产生驱动镜面30绕第二转轴22扭转的驱动力。
对于由两组磁铁以及两组线圈组成的二维MEMS微镜，磁铁和线圈产生的电磁力的计算公式为：
Figure BDA0002260389810000161
上式中：i为通过线圈的电流，l为线圈高度，N为线圈的匝数，μ0为空气磁导率，mz为磁偶极矩，Bz为空心线圈在距离为z处产生的磁感应强度，r0为空心线圈内径，r1为空心线圈外径，z为磁铁到线圈中心的垂直距离。可知，电磁力的大小与磁铁到线圈之间的距离成反比，距离越小，驱动力越大，然而过小的距离会阻挡镜面实现最大转角，因此，磁铁到线圈之间的距离需保持在较小但不能超过其下限值的范围内。该下限值可根据镜面直径以及其所需的最大转角进行计算，计算出镜面在达到最大转角时微镜所处的位置，当线圈与处于该位置的镜面及其上任何部件都不会产生干涉时，此时可将线圈的位置确定为线圈位置的下限值。
对于二维MEMS微镜，通常其内转轴的扭转半径小于外转轴的扭转半径，即不考虑电磁力大小的时候，相同的磁铁到线圈的距离下内转轴比外转轴可以实现更大的机械转角。请参考图4和图5所示，第一转轴21为内转轴，第二转轴22为外转轴，内转轴的扭转半径为镜面30的宽度(Y方向)的一半，外转轴的扭转半径为第一框架11的长度(X方向)的一半，内转轴的扭转半径小于外转轴的扭转半径，因此，内转轴比外转轴可以实现更大的机械转角。
当所需要达到的扭转角度不同时，可以分别调整驱动镜面绕内转轴运动的磁铁和线圈的距离、以及驱动镜面绕外转轴运动的磁铁与线圈的距离，以调整驱动镜面绕内转轴运动的电磁力和驱动镜面绕外转轴运动的电磁力的大小，从而最终调整镜面的扭转角度。因此，本实施例中，第一磁铁组41和第一线圈组51之间的第一距离与第二磁铁组42和第二线圈组52之间的第二距离不相等，使得第一磁铁组41和第一线圈511产生的驱动力以及第二磁铁组42和第二线圈组52产生的驱动力的大小不相等。通过改变磁铁40与线圈50之间的上述距离以合理调整电磁力的大小，使镜面30在X方向和Y方向均能够以最大角度工作，有效利用磁场能量。
其中，第一距离为第一磁铁组41的底面与第一线圈组51的顶面之间的垂直距离，第二距离为第二磁铁组42的底面与第二线圈组52的顶面之间的垂直距离。
具体的，可以通过如下一些方式使第一磁铁组41和第一线圈组51之间的第一距离与第二磁铁组42和第二线圈组52之间的第二距离不相等。
(1)第一磁铁组41的底面与第二磁铁组42的底面不位于同一平面，第一线圈组51的顶面和第二线圈组52的顶面位于同一平面，如图6所示。
使第一磁铁组41的底面与第二磁铁组42的底面不位于同一平面的实现方式有多种。例如，第一磁铁组41和第二磁铁组42中任一磁铁组与镜面30之间设置有第一凸台32，使得第一磁铁组41的底面与第二磁铁组42的底面不位于同一平面。或者，第一磁铁组41和第二磁铁组42中任一磁铁组安装于镜面30上的第一凹槽33内，使得第一磁铁组41的底面与第二磁铁组42的底面不位于同一平面。如图7所示，该实施例中同时采用了上述两种方式，也即第二磁铁组42与镜面30之间设置有第一凸台32，第一磁铁组41安装于镜面30上的第一凹槽33内，使得第一磁铁组41的底面与第二磁铁组42的底面不位于同一平面。在其他实施例中，也可以采用择其一的方式，例如如图8所示，仅将某一磁铁40组与镜面30之间设置第一凸台32，或者如图9所示，仅将某一磁铁40组安装于镜面30上的第一凹槽33内，均同样可以实现第一磁铁组41的底面与第二磁铁组42的底面不位于同一平面的效果。第一凸台32还起到定位作用。第一凹槽33可以采用蚀刻方式加工，也可以起到定位作用。
(2)第一磁铁组41的底面与第二磁铁组42的底面位于同一平面，第一线圈组51的顶面和第二线圈组52的顶面不位于同一平面，如图10所示。
使第一线圈组51的顶面和第二线圈组52的顶面不位于同一平面的实现方式有多种。例如，第一线圈组51和第二线圈组52中任一线圈组与线圈固定座60之间设置有第二凸台61，使得第一线圈组51的顶面和第二线圈组52的顶面不位于同一平面；或者，第一线圈组51和第二线圈组52中任一线圈组安装于线圈固定座60上的第二凹槽62内，使得第一线圈组51的顶面和第二线圈组52的顶面不位于同一平面。如图11所示，该实施例中同时采用了上述两种方式，也即第一线圈组51和第二线圈组52中任一线圈组与线圈固定座60之间设置有第二凸台61，第一线圈组51和第二线圈组52中任一线圈组安装于线圈固定座60上的第二凹槽62内，使得第一线圈组51的顶面和第二线圈组52的顶面不位于同一平面。在其他实施例中，也可以采用择其一的方式，例如如图12所示，仅将某一线圈50组与线圈固定座60之间设置第二凸台61，或者如图13所示，仅将某一线圈50组安装于线圈固定座60上的第二凹槽62内，均同样可以实现第一线圈组51的顶面和第二线圈组52的顶面不位于同一平面的效果。第二凸台61还起到定位作用。第二凹槽62可以采用蚀刻方式加工，也可以起到定位作用。
第一磁铁组41和第二磁铁组42各包括至少两个磁铁，第一线圈组51和第二线圈组52各包括至少两个线圈。下面以第一磁铁组41和第二磁铁组42各包括两个磁铁40、第一线圈组51和第二线圈组52各包括两个线圈50为例进行说明。在其他实施例中，第一磁铁组41和第二磁铁组42还可以各包括三个、四个或更多个磁铁，第一线圈组51和第二线圈组52相对应的各包括三个、四个或更多个线圈。
如图3所示，第一磁铁组41包括第一磁铁411和第二磁铁412，第一线圈组51包括第一线圈511和第二线圈512。第一磁铁411和第一线圈511对应设置，用于产生驱动镜面30绕第一转轴21扭转的第一方向的驱动力。第二磁铁412和第二线圈512对应设置，用于产生驱动镜面30绕第一转轴21扭转的第二方向的驱动力，第二方向与第一方向相反。第二磁铁组42的至少两个磁铁包括第三磁铁421和第四磁铁422，第二线圈组52的至少两个线圈包括第三线圈521和第四线圈522。第三磁铁421和第三线圈521对应设置，用于产生驱动镜面30绕第二转轴22扭转的第三方向的驱动力。第四磁铁422和第四线圈522对应设置，用于产生驱动镜面30绕第二转轴22扭转的第四方向的驱动力，第三方向与第四方向相反。
第一磁铁411和第二磁铁412以第一转轴21为中心轴对称设置，使第一磁铁411和第二磁铁412产生的驱动力在镜面30上的作用点也关于第一转轴21对称，使镜面30绕第一转轴21的转动方向位于第一转轴21的径向平面内，而不会发生倾斜。第三磁铁421和第四磁铁422以第二转轴22为中心轴对称设置，使第三磁铁421和第四磁铁422产生的驱动力在镜面30上的作用点也关于第二转轴22对称，使镜面30绕第二转轴22的转动方向位于第二转轴22的径向平面内，而不会发生倾斜。
基于上述激光雷达，本发明实施例提出了一种包含上述实施例中的激光雷达的自动驾驶设备，该自动驾驶设备可以是汽车、飞机、船以及其他涉及到使用激光雷达进行智能感应和探测的设备，该自动驾驶设备包括设备本体以及如上实施例的激光雷达，激光雷达安装于设备本体。
如图14所示，该自动驾驶设备200为无人驾驶汽车，激光雷达100安装于汽车的车身侧面。如图15所示，该自动驾驶设备200同样为无人驾驶汽车，激光雷达100安装于汽车的车顶。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本发明并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

Claims (17)

1.一种MEMS微镜(1)，其特征在于，包括框架(10)、转轴(20)、镜面(30)、磁铁(40)和线圈(50)；
所述框架(10)包括第一框架(11)和第二框架(12)；
所述转轴(20)包括第一转轴(21)和第二转轴(22)，所述第一转轴(21)连接所述第一框架(11)和所述镜面(30)，所述第二转轴(22)连接所述第一框架(11)和所述第二框架(12)，所述第一转轴(21)和所述第二转轴(22)的轴向方向呈十字交叉设置；
所述镜面(30)用于反射激光光束，所述镜面(30)能够绕所述第一转轴(21)和所述第二转轴(22)扭转；
所述磁铁(40)和线圈(50)位于所述镜面(30)的背面一侧，用于产生驱动所述镜面(30)扭转的驱动力。
2.根据权利要求1所述的MEMS微镜(1)，其特征在于，所述磁铁(40)和所述线圈(50)在沿与所述镜面(30)垂直的方向对应设置。
3.根据权利要求1所述的MEMS微镜(1)，其特征在于，所述磁铁(40)固定于所述镜面(30)的背面，所述线圈(50)位于所述磁铁(40)的正下方。
4.根据权利要求1所述的MEMS微镜(1)，其特征在于，所述磁铁(40)包括第一磁铁组(41)和第二磁铁组(42)，所述线圈包括第一线圈组(51)和第二线圈组(52)；
所述第一磁铁组(41)和所述第一线圈组(51)对应设置，用于产生驱动所述镜面(30)绕所述第一转轴(21)扭转的驱动力；
所述第二磁铁组(42)和所述第二线圈组(52)对应设置，用于产生驱动所述镜面(30)绕所述第二转轴(22)扭转的驱动力。
5.根据权利要求4所述的MEMS微镜(1)，其特征在于，所述第一磁铁组(41)和所述第一线圈组(51)之间的第一距离与所述第二磁铁组(42)和所述第二线圈组(52)之间的第二距离不相等。
6.根据权利要求5所述的MEMS微镜(1)，其特征在于，所述第一距离为所述第一磁铁组(41)的底面与所述第一线圈组(51)的顶面之间的垂直距离，所述第二距离为所述第二磁铁组(42)的底面与所述第二线圈组(52)的顶面之间的垂直距离。
7.根据权利要求5所述的MEMS微镜(1)，其特征在于，所述第一磁铁组(41)的底面与所述第二磁铁组(42)的底面不位于同一平面，所述第一线圈组(51)的顶面和所述第二线圈组(52)的顶面位于同一平面；或者，
所述第一磁铁组(41)的底面与所述第二磁铁组(42)的底面位于同一平面，所述第一线圈组(51)的顶面和所述第二线圈组(52)的顶面不位于同一平面。
8.根据权利要求7所述的MEMS微镜(1)，其特征在于，所述第一磁铁组(41)和所述第二磁铁组(42)中任一磁铁组与所述镜面(30)之间设置有第一凸台(32)，使得所述第一磁铁组(41)的底面与所述第二磁铁组(42)的底面不位于同一平面；或者，
所述第一磁铁组(41)和所述第二磁铁组(42)中任一磁铁组安装于所述镜面(30)上的第一凹槽(33)内，使得所述第一磁铁组(41)的底面与所述第二磁铁组(42)的底面不位于同一平面。
9.根据权利要求7所述的MEMS微镜(1)，其特征在于，所述MEMS微镜(1)还包括线圈固定座(60)，所述线圈固定于所述线圈固定座(60)上；
所述第一线圈组(51)和所述第二线圈组(52)中任一线圈组与所述线圈固定座(60)之间设置有第二凸台(61)，使得所述第一线圈组(51)的顶面和所述第二线圈组(52)的顶面不位于同一平面；或者，
所述第一线圈组(51)和所述第二线圈(512)中任一线圈组安装于所述线圈固定座(60)上的第二凹槽(62)内，使得所述第一线圈组(51)的顶面和所述第二线圈组(52)的顶面不位于同一平面。
10.根据权利要求4所述的MEMS微镜(1)，其特征在于，所述第一磁铁组(41)和所述第二磁铁组(42)各包括至少两个磁铁，所述第一线圈组(51)和所述第二线圈组(52)各包括至少两个线圈；
所述第一磁铁组(41)的至少两个磁铁包括第一磁铁(411)和第二磁铁(412)，所述第一线圈组(51)的至少两个线圈包括第一线圈(511)和第二线圈(512)；
所述第一磁铁(411)和所述第一线圈(511)对应设置，用于产生驱动所述镜面(30)绕所述第一转轴(21)扭转的第一方向的驱动力；
所述第二磁铁(412)和所述第二线圈(512)对应设置，用于产生驱动所述镜面(30)绕所述第一转轴(21)扭转的第二方向的驱动力，所述第二方向与所述第一方向相反；
所述第二磁铁组(42)的至少两个磁铁包括第三磁铁(421)和第四磁铁(422)，所述第二线圈组(52)的至少两个线圈包括第三线圈(521)和第四线圈(522)；
所述第三磁铁(421)和所述第三线圈(521)对应设置，用于产生驱动所述镜面(30)绕所述第二转轴(22)扭转的第三方向的驱动力；
所述第四磁铁(422)和所述第四线圈(522)对应设置，用于产生驱动所述镜面(30)绕所述第二转轴(22)扭转的第四方向的驱动力，所述第三方向与所述第四方向相反。
11.根据权利要求10所述的MEMS微镜(1)，其特征在于，所述第一磁铁(411)和所述第二磁铁(412)以所述第一转轴(21)为中心轴对称设置，所述第三磁铁(421)和所述第四磁铁(422)以所述第二转轴(22)为中心轴对称设置。
12.根据权利要求1所述的MEMS微镜(1)，其特征在于，所述第一转轴(21)与所述第一框架(11)的连接处、所述第一转轴(21)和所述镜面(30)的连接处、所述第二转轴(22)和所述第一框架(11)的连接处以及所述第二转轴(22)和所述第二框架(12)的连接处均呈圆角结构。
13.根据权利要求1所述的MEMS微镜(1)，其特征在于，所述第二框架(12)内具有第一容纳空间(71)，所述第一框架(11)位于所述第一容纳空间(71)内；
所述第一框架(11)内具有第二容纳空间(72)，所述镜面(30)和所述第一转轴(21)位于所述第二容纳空间(72)内；
所述第一容纳空间(71)的外侧沿所述第二转轴(22)的轴向延伸出第三容纳空间(73)，所述第二转轴(22)位于所述第三容纳空间(73)内。
14.根据权利要求13所述的MEMS微镜(1)，其特征在于，所述第二转轴(22)和所述第三容纳空间(73)侧壁之间的距离范围为40-70μm。
15.根据权利要求13所述的MEMS微镜(1)，其特征在于，所述镜面(30)和所述第二容纳空间(72)侧壁之间的距离范围为200-500μm。
16.一种激光雷达(100)，其特征在于，所述激光雷达(100)包括发射模组(2)、根据权利要求1-15任一项所述的MEMS微镜(1)、接收模组(3)以及测距模组(4)；
所述发射模组(2)用于发射出射激光；
所述MEMS微镜(1)用于接收所述出射激光并将所述出射激光反射后射向探测区域，还用于接收回波激光并将所述回波激光反射后射向所述接收模组(3)；所述回波激光为所述出射激光被所述探测区域内的物体反射后返回的激光；
所述接收模组(3)用于接收所述回波激光；
所述测距模组(4)用于根据所述出射激光和所述回波激光计算所述探测区域内的物体的距离信息。
17.一种自动驾驶设备(200)，其特征在于，包括权利要求16所述的激光雷达(100)。
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